物流仿真软件.docx
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物流仿真软件
物流系统仿真软件调查报告
一、引言
随着中国物流业的迅速发展，全国各地物流工程的设计和建设如火如荼。
但是所有的物流工程都是合理必需的吗？
配送中心的位置和容量设计是否合理？
设备配置和场地规划是否恰当等等这些问题，在大多数情况下只能凭经验和感觉来判断。
有的往往是在工程建设后或设备配置后才发现问题，发生大量的修正费用。
避免这种情况发生的最有效的方法就是应用物流仿真技术。
物流仿真技术一个最大的优点是，不需实际安装设备，不需实际实施方案即可验证设备的导入效果和比较各种方案的优劣。
在工程建设或设备配置的计划阶段发现和解决问题，因此，它对降低整个物流投资成本起到不可缺少的作用。
当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具，它广泛用于工程领域和非工程领域。
仿真可定义为：
在全部时间内，通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。
物流系统是企业生产的一个重要组成部分，物流合理化是提高企业生产率最重要的方法之一。
因此对物流系统的设计和仿真的研究，也日益受到人们的重视。
本文对目前主流的物流仿真软件做了详细的介绍与比较。
二、物流仿真软件的分类
物流仿真一般是指系统仿真，而并非是单个机械的动作仿真。
系统仿真是评估对象系统（配送中心、倉贮系统、拣货系统、运输系统等）的整体能力等为目的的一门技术。
表1目前国际市场上常见的系统仿真软件及其厂家
软件名
厂商或中国代理店
URL
Flexsim
北京创时能科技发展有限公司
www.csn-
AutoMod
上海村研控制工程有限公司
RaLC
上海乐龙人工智能软件有限公司
www.ais-
WITNESS
喜讯科技（上海）有限公司
eM-Plant
UGS
ARENA
RockwellAutomation
EXTEND
刃之砺信息科技（上海）有限公司
www.edgestone-
从动画表现形式和建模方法来看，大体分类如下：
动画表现形式
2D类ARENA，eM-Plant，WITNESS，EXTEND
3D类Flexsim，AutoMod，RaLC，（WITNESS）
建模方法
部件固定类ARENA，WITNESS，EXTEND，AutoMod，RaLC
部件开放类Flexsim，eM-Plant
2D是指动画表现形式为二维平面形式，3D是指动画表现形式为三维立体形式。
大多数3D类仿真软件也能在2D形式下表现，例如Flexsim，建模可在2D环境下进行，在2D环境下的建模过程中，自动生成了3D模型，建立3D模型不需另外花费时间。
有些2D类仿真软件通过其它的工具辅助也可表现为3D形式，比如WITNESS。
物流仿真软件的建模方法大同小异，都是通过组合预先准备好的部件来建模。
其中用户不能够定制部件的软件为部件固定类，用户能够定制部件的软件为部件开放类。
部件开放类的仿真软件更具有通用性和扩展性，由于用户定制的部件可被其它用户利用，部件库将会越来越大，从而加快建模速度。
三、主流物流仿真软件的介绍
1． AUTOSIMULATION的AUTOMOD
AUTOMOD是目前市面上比较成熟的三维物流仿真软件。
主要包括了三大模块：
AutoMod、AutoStat和AutoView。
AutoMod模块提供给用户一系列的物流系统模块来仿真现实世界中的物流自动化系统。
主要包括输送机模块（辊道、链式），自动化存取系统（立体仓库、堆垛机），基于路径的移动设备（AGV等），起重机模块等。
AutoStat模块为仿真项目提供增强的统计分析工具，由用户定义测量和实验的标准，自动在AutoMod的模型上执行统计分析。
主要特点是：
基于发展策略运算法则的最优化分析，用户为得到更好的模型来定义输出审核，多CPU并行计算等。
AutoView可以允许用户通过AutoMod模型定义场景和摄像机的移动，产生高质量的AVI格式的动画。
用户可以缩放或者平移视图，或使摄像机跟踪一个物体的移动，如叉车或托盘的运动。
AutoView可以提供动态的场景描述和灵活的显示方式。
2． 3i的SIMAnimation
SIMAnimation 是美国3i公司设计开发的集成化物流仿真软件。
SIMAnimation使用的是先进的基于图像的仿真语言，这种语言可以简化仿真模型的创建。
由于他OOP编程方法，仿真系统可以非常简单的创建模型。
许多的先进软件工具都合成为一种语言，它包括布局编辑器，完全的二维和三维的动画，曲线拟合，路线优化软件，试验编辑器和完整的用户报表编辑器。
同时仿真模型还包括丰富的交互特点，允许使用者去改变参数输入，其目的是通过模拟实际生产情况及市场波动对系统造成的冲击，从而避免了在理想化状态下系统设计所无法预料的各种因素，对系统的堵塞有着形象和直观的解决方案。
SIMAnimation不同于其他的仿真系统，它可以处理系统物理元素和逻辑元素。
SIMAnimation提供先进的特点去允许用户仿真复杂的运动，像动力学和速度，像机器人、车床、传输通道、特殊空间中显示，包括传输、旋转、有形物体、视角和不断运动视觉。
在算法上，SIMAnimaiton在保证出库有限的情况下，按路径最短原则进行自动定位和设计路经，实现多回路运输。
SIMAnimation使用OpenGL三维建模技术，集三维实体光照、材质视点变换、漫游于一体，提供真正的三维动画和虚拟的现实世界，使仿真模型更加容易理解。
同时使管理、生产、工程人员的意见交流更加容易。
SIMAnimation使用Petri网模型技术。
它包含两个程序：
建模部分是针对于物理和逻辑模型。
在用户定义物理和逻辑模型之后，他就可以编辑成为一个可执行模型，在这个模型中仿真和动画同时运行，并且运行非常快，实现了完全交互化。
而且它可以随时停止来观察统计和模型状态。
纵观国外三维物流仿真软件，都具有虚拟现实、动态反映物流现实状况的显著优势，应用表现形式灵活多样。
但相比之下，美国3i公司的SIMAnimation具有多方面独特优势：
（1） 建模能力强，具有精确性较高的建模功能。
（2）在仿真软件开发和终端用户实用方面，具有较高的灵活性。
（3） 参数化建模是SIMAnimation较之其他软件的独特优势，它可以通过多元非线性参数设置，建立精确度较高的三维实体。
（4）SIMAnimation仿真运行结束后可根据统计数据生成仿真报告，仿真报告以表格、直方图、饼状图等形式表示，显示了各个物流设备的利用率、空闲率、阻塞率等数据。
用户可根据仿真报告提供的数据对物流系统的优缺点进行判断，做出科学决策。
3． ShowFlow
ShowFlow仿真软件可为制造业和物流业提供建模、仿真、动画和统计分析工具。
ShowFlow可以提供生产系统的生产量，确定瓶颈位置，估测提前期和报告资源利用率。
ShowFlow还可以被用来支持投资决定，校验制造系统设计的合理性，通过对不同的制造策略进行仿真实验来找出最优解。
ShowFlow主要包括几大模块：
建模、仿真、统计、分析、动画和文档输出。
建模：
可以定义队列，缓冲器，等待区域，操作任务，运输工具，输送机，AGV,立体化仓库，自动存取设备，路径等基本元素的标准属性和特殊属性。
仿真：
采用优化的仿真运算法则技术（OSAT），固定的或变化的时间仿真运行，可对离散事件进行仿真。
统计：
可对多种概率分布（均匀、正态、指数、爱尔朗、经验分布等）进行统计分析，并带有随机数生成器。
分析：
输入数据分析，包括数据设置分析、最合适建议等，并可导入微软的Excel的数据。
输出数据分析，包括可输出队列曲线图、柱状图、饼状图等，动态图表显示，用户自定义图表格式，并可将数据输出到微软的Excel中。
动画和文档：
可产生二维、三维动画，可对摄像机进行移动，缩放，旋转。
可按功能性或元素排序自动生成模型文档，产生仿真事件跟踪报告，输入参数值列表等。
4.AnyLogic物流仿真软件
（1）Anylogic介绍概述
AnyLogicTM是一种创新的建模工具，它是基于过去十年内建模科学和信息技术中出现的最新进展而创建的。
使用AnyLogic进行建模能为你带来远远超出传统工具的收益，这都源于AnyLogic能够：
更快速地创建可视化的，灵活的，可扩展的，可复用的活动对象，这些活动对象可以为标准对象或自定义对象，也可以是JavaTM对象。
通过使用多重建模方法，能够更精确地建模和捕捉更多的事件，并针对你所面临的特定问题对这些事件进行联合和调整。
在建模环境中可以直接使用一组优秀的分析和优化工具。
轻松有效地将AnyLogic开放式体系结构模型与办公或企业软件，包括电子表格，数据库，ERP和CRM系统等集成起来，或将模型直接嵌入到实时运行环境中。
当现实世界中的系统发生变化时，通过对模型进行有效的维护，增长了模型的寿命周期。
（2）主要功能
最灵活最强大的仿真建模技术
AnyLogicTM为您提供了远胜其他任何工具的建模结构，用于结构，行为，和系统数据的描述。
对象，接口和等级层次，块图和流图，计时器，端口和消息传递，变量和代数—微分方程，以及在模型中任何地方插入JavaTM语言表达式，语句，或函数，等等这些构成了任何层次，任何专业的建模者都可以使用的终极工具箱。
开放式体系结构
AnyLogicTM模型具有开放式的体系结构，因而可以与任何办公或企业软件及用JavaTM语言或其他语言（通过JNI）编写的自定义模块协同工作。
模型可以动态地对电子表格，数据库，ERP或CRM系统进行数据读写，或嵌入到实时运行环境中。
可以在模型中任何地方调用外部程序，反之亦然；可以借助AnyLogicTM仿真引擎的开放API从任何外部程序中调用仿真模型。
在AnyLogic中你也可以使用自定义的随机数发生器，数值方法或优化算法等。
分析
在AnyLogicTM中，你可以创建随机性或确定性的模型，并对模型的输出数据进行分析。
AnyLogicTM支持超过35种随机分布，也允许自定义分布。
你可以使用Stat:
:
Fit随机分布拟合软件对历史数据进行分析，并创建AnyLogic可用的解析分布。
AnyLogicTM中包含了数据采集与统计分析的工具，以及强大的数据展示框架。
用户可以根据实际情况进行蒙特卡罗试验，敏感性分析，优化，以及自定义的试验等。
优化
在AnyLogic中无缝地集成了世界领先的OptQuestTM优化器。
OptQuestTM使用启发式方法，神经网络和数学优化方法，找到使目标函数值最大或最小的离散和/或连续模型参数的值。
OptQuestTM已经表现出它是一种在处理最具挑战性的非线性模型方面极为有效的优化方法。
它能够根据约束条件和不确定性给出最优解。
OptQuestTM在模型开发环境中进行设置和运行。
可交互的二维和三维动画
AnyLogicTM拥有十分灵活的动画框架。
你可以创建具有任意可想象的复杂度的可交互动画，只需在AnyLogicTM动画编辑器中绘制和导入图形，并将其与模型对象相关联起来（库对象具有预定义的动画）。
与模型一样，它的动画也具有可缩放的动态等级结构。
在一个动画中可以包含多个视图，或多个细节层次。
一套丰富的可用控件（按钮，滑块，编辑框等）以及各种业务图形元素（柱状图，点线图，Gantt图等），帮助你将仿真模型转化为一个适合决策者的图板。
支持二维和三维动画。
灵巧的可于网络上运行的模型
只要AnyLogicTM模型（包括仿真引擎和动画）是100%的JavaTM程序，它们就可以运行在任何可以使用JavaTM的平台上（例如Windows，Solaris，Linux，MacOS等），甚至可以被当作Java小程序而放在网站上。
这一独特的能力可以让远端的客户能够直接通过网络浏览器运行全功能的可交互模型，而不需要安装任何运行用或观察用版本。
这是与其他人交流你的模型的最好的方法。
建模的层次
AnyLogicTM的独到之处体现在它能够有效的解决任何复杂度，任何尺度，任何抽象层次的建模问题，包括高度异质系统的建模能力上。
AnyLogicTM的使用跨越了全部领域，从“微观”——考虑精确的尺寸，距离，速度，和时间事件的操作层次的模型，到“宏观”——考虑全局回馈动态系统，累计值，更长期趋势，和战略决策的战略层。
AnyLogicTM模型被处于领先地位的公司用作战略决策支持工具。
它们帮助这些公司的分析师来识别出，概念化，展现，和分析战略层面的业务问题。
可以被战略性的，或是“宏观”AnyLogicTM模型解决的业务范围包括：
预测在特定市场内进行广告的有效性，并选择在竞争中的最优战略。
评估与进入新市场，推出新产品，收购或与另一家公司合并相关的风险和收益。
在给定的风险因素下，得出你可以从特定的投资计划将得到怎样的回报；以及在不确定性，冲突，和复杂的相互依赖的情况下确定最优的研发项目规划。
比较城市区域发展的不同状况，预测在人口，基层组织，和生态方面的影响。
估计疾病传播的动态系统，并找到适当的解决方案。
AnyLogicTM完全支持系统动力学的所有元素（有层次的块流图，速率辅助变量和反馈回路，表格功能，数组，或下标等）。
不过AnyLogicTM通过引入对象，接口，和层次化，为系统动力学模型提出了更好的结构。
此外，在AnyLogicTM中，你可以定义复杂高超的离散事件逻辑（例如，使用状态图或过程流图），并将它们与连续的系统动力学部分结合起来。
这给你提供了有效地捕捉到公司及其环境之间的交互关系的独特能力。
AnyLogicTM是唯一的能够有效地进行基于主体建模的工具。
AnyLogicTM活动对象是主体天然和现成的基础，因为它们拥有所有必需的属性：
可以被动态地创建和销毁，在空间中移动，相互之间交流，具有行为，知识，和目的。
基于主体的建模用于建模市场（主体是客户），竞争和供应链（主体是公司），人口（主体是家庭，或个人），或其他大型系统的建模。
这样的模型可以从个体行为的规则和假定（例如，忠于产品或更换产品，药物使用，位置改变等等）来得到系统全局的动态，而不需要了解全局的规则——换句话说就是在最普通，最常见的情况下。
通过结合公司战略层面的系统动力学和基于主体的市场模型以及生产和物流的离散事件模型，你可以完成目前最准确有效的全球供应链的描述，这为决策提供坚实的基础，从而提高你的公司的竞争力。
一些具体应用领域（例如工厂车间，仓库，超市，医院，计算机网络等）的“行业解决方案”都构建于丰富强大的用于离散和混合离散/连续建模的核心语言之上。
AnyLogicTM企业库，其中有一些通用的对象，如队列，延时，传送带，资源，等等，以及一些专用的库如物料流库，卫生保健库等，都包含在标准发行包中。
库对象使得通过鼠标拖放就可以快速地开发模型，这些对象都可以十分灵活地参数化，并可以用在AnyLogicTM模型的等级化的面向对象结构中。
库对象的具体实现对用户开放，因此你可以更改或扩充库对象的功能，并创建你自己的对象和库。
特别设计的动画技术使你能够迅速地将模型连接到工程绘图，并为排队，处理，运输和其他操作提供了许多有用的模板。
建模方法
AnyLogicTM支持几乎所有现有的离散事件和连续建模方法，例如过程流图，系统动力学，基于主体的建模，状态图，方程系统，等等。
借助于这个无比丰富的工具箱，你就不再会受到技术的限制——分析问题，找到最佳方法，然后就能够得到解决方案！
AnyLogic®行人和运输库使你能够从详细的“物理空间”层次对行人和车辆进行建模：
每个对象的大小，对象的加速和减速能力，对象的视野范围，墙壁，障碍物，楼梯，驾驶规则，优先次序等等，都得以计入考虑。
借助于这个库，你可以对被建模的系统有更深入的理解，能够更精确地对系统进行测量和优化，能够发现系统中的瓶颈所在，并预测可能出现的危险情况，而若没有这个库则很难发现这些危险；你也可以生成最为真实的动画。
与在离散事件建模中通常使用的抽象层次相比，行人和运输库支持十分不同的抽象层次。
在几乎所有的离散事件建模工具中，从一个人或一辆汽车从A点到B点所花费的时间至多只取决于其速度和A与B之间的距离，并且可能有一些随机变化。
这一方法不能捕捉到运动对象之间的相互干扰，以及对象根据自己观察到的情况在未被占用的空间中进行决策的能力。
5.Flexsim物流仿真软件
【一】简介：
在现阶段模拟软件技术都来自美国。
一般上的模拟软件可分成结构性（Hierarchical）和分散式（DiscreteManufacturing）两大类型，而Flexsim 是属于分散型模拟软件。
仿真技术及教学作为一门独立的学科已经有50多年的历史，它不仅用于航天、航空、各种武器系统的研制部门，而且已经广泛应用于电力、交通运输、通信、化工、核能各个领域。
特别是，近20年来，随着系统工程与科学的迅速发展，仿真技术已从传统的工程领域扩展到非工程领域，因而在社会经济系统、环境生态系统、能源系统、生物医学系统、教育训练系统也得到了广泛的应用。
仿真技术正是从其广泛的应用中获得了日益强大的生命力，而仿真技术的的发展反过来使其得到越来越广泛的应用。
在系统的规划、设计、运行、分析及改造的各个阶段，仿真技术都可以发挥重要作用。
随着人类所研究的对象规模日益庞大，结构日益复杂，仅仅依靠人的经验及传统的技术难于满足越来越高的要求。
基于现代计算机及其网络的仿真技术，不但能提高效率，缩短研究开发周期，减少训练时间，不受环境及气候限制，而且对保证安全、节约开支、提高质量尤其具有突出的功效。
模拟技术的使用：
模拟技术使用于建立于实验性的概念上。
当要一个机构决定使用一个新的设计或新的概念时，往往由于时间和资金的限制上，我们没有办法承受失败所带来的风险。
因此模拟技术可以帮助我们减轻失败的风险。
通过电脑虚拟现实的情况，决策者可以知道概念或设计的可行性。
从而帮助他们作明智的决定。
Flexsim是新一代的模擬軟體，他能使决策者輕易地在個人電腦中建構及監控任何工業及企業之分散式流程。
透過Flexsim他將能率先找出未來工業及企業流程的模式，進而成為該領域中的領導者。
Flexsim基礎架構之設計不只是要滿足使用者現今的需求，其架構的概念更是為了企業的未來而準備。
（1）Flexsim应用包括：
●物流行业资产项目评估
●物流行业有规律地运行模型，测试生产计划
●物流行业更改提案评估
● 物流行业更改管理
（2）物流行业使用FLEXSIM平台的收益:
●评估装备与流程设计的多种可能性
●提高物流公司与资源的运行效率
●减少库存
●缩短制造物流行业产品上市时间
●提高生产线产量
●优化资本投资
●在一个小的增长阶段内，模型能被建立和测试，大大简化了模型构造，提供了识别逻辑错误的能力，使得模型更可靠。
●在运行时，模型能在任何时候改变，更改能被立即合并，引导更快速地建立模型。
（3）flexsim能应用于下列领域：
●汽车工业●食品●化学工业
●造纸●电子●银行和财务
●航空●政府●工程●运输
FlexsimED与其他模拟软件功能的比较：
Flexsim却是一个完整的3D模拟软件，实质上反映确实的情行。
Flexsim的虚拟技术都比其他软件胜色。
无论在模拟驱动器（ENGINE），统计数字分析，和图形代表上都反映实在的情况。
这样在模拟分析上，我们才得到真正的分析图像和数字。
在Flexsim的3D虚拟中，用户可以使用鼠标器（右点，左点和左右同时点）来放大，缩小和改变视像的角度。
在别的软件里是不能做到。
【二】面向对象（OBJECTORIENTED）
其他的软件都不象Flexsim,是个面向对象的软件。
FLEXSIM的资料，图像，和结果都可以与其他个体导向的软件公用。
这是其他软件不能做到的。
因此FLEXSIM可以从EXCEL读取资料和输出资料（或任何ODBCDATABASE），可以从生产线上读取现时资料以作分析功能。
FLEXSIM也允许用户建立自己的模拟对象（Objects）。
此外，用户可以自行建立自己的对象。
所以一些跨国际的大公司，可以共用这些对象而无需重新建立。
【三】模拟方法：
在FLEXSIM逻辑和资料是输入每一个对象中，而不是在产品中。
例如作业的资料是在乎制造的过程，不是经过的产品中。
在建立模拟作业时，用户只须要把对象拖到所要的位置，然后放下。
用户接下来把对象联接起来。
最后把逻辑和资料输入对象，便完成整个建立的过程。
用户也可以用C++建立自己的逻辑，并输入对象中。
速度：
模拟的速度是选择模拟软件重要的条件。
在最近的比较中，同一个铁路系统的模拟。
FLEXSIM比A***快上好几倍。
在另一个实验当中，同一个半导体的物料管理系统，FLEXSIMED比A***快上3~4倍。
查询系统（QUERYSYSTEM）：
FLEXSIM允许用户在虚拟当中，同时作出任何的询问。
在别的软件里，用户须要暂停或结束虚拟，才可以作出询问。
基于以上种种的原因，Flexsim是一个优等的模拟软件。
结合最先进的科技，满足用户的须要。
【四】应用范围
Flexsim有很广阔的应用范围，还能应用在更高层次的仿真工程上。
欢迎大家使用Flexsim，它一定会令你耳目一新！
Flexsim能应用于建模、仿真以及实现业务流程可视化。
建模
Flexsim应用深层开发对象，这些对象代表着一定的活动和排序过程。
要想利用模板里的某个对象，只需要用鼠标把该对象从库里拖出来放在模型视窗即可。
每一个对象都有一个坐标（x,y,z）、速度（x,y,z），旋转以及一个动态行为（时间）。
对象可以创建、删除，而且可以彼此嵌套移动，它们都有自己的功能或继承来自其他对象的功能。
这些对象的参数可以把任何制造业、物料处理和业务流程的快速、轻易、高效建模的主要特征描述出来。
Flexsim中的对象参数可以表示几乎所有存在的实物对象。
像机器、操作员、传送带、叉车、仓库、交通灯、储罐、箱子、货盘、集装箱等等都可以用Flexsim中的模型表示，同时数据信息也可以轻松地用Flexsim丰富的模型库表示出来。
层次结构 Flexsim可以让建模者使模型构造更具有层次结构。
在组建客户对象的时候，每一组件都使用了继承的方法，在建模中使用继承结构可以节省开发时间。
Flexsim可以使用户充分利用MicrosoftVisualC++的层次体系特性。
用户化 目前在市场上，还没有其他任何仿真软件能像Flexsim这样有更多的用户化设定。
对使用者来说，软件的每一个方面都是开放式的。
对象、视窗、图形用户界面、菜单、选择列表和对象参数等都是非常直观的。
你可以在对象中根据自己的想法改变已经存在的代码，删除不需要的代码，甚至还可以创建全新的对象。
值得一提的是，不论是你设定的还是新创建的对象都可以放入库中，而且可以应用在别的模型中。
最重要的是，在Flexsim中可以用C++语言创建和修改对象，同时，利用C++可以控制对象的行为活动。
Flexsim的界面、按钮条、菜单、图形用户界面等都是由预编译的C++库来控制的。
可移植性
升级会员 