物流系统建模方法

　　建立一个合适的系统模型既需要综合运用各种科学知识,还需要充分发挥人的创造性,针对不同系统对象,或建造新模型,或巧妙利用已有的模型,或改造已有的模型。因此,物流系统模型的建造也是一种艺术,没有现成的、通用的方法。这里提供几种物流系统模型建立的思考方法或思路。

1.系统优化方法

系统优化是物流系统设计的重要内容之一。

所谓最优化,就是在一定的约束条件下,如何求出使目标函数为最大(或最小)的解。求解最优化问题的方法称为最优化方法。一般来说,最优化技术所研究的问题,是对众多方案进行研究并从中选择一个最优的方案。系统最优化离不开系统模型化,先有模型化而后才有系统最优化。物流优化方法可以运用线性规划、整数规划、非线性规划等数学规划技术来描述物流系统的数量关系,以便求得最优决策。

由于物流系统庞大而复杂,建立整个系统的优化模型一般比较困难,而且用计算机求解大型优化问题的时间和费用太大,因此优化模型常用于物流系统的局部优化,并结合其他方法求得物流系统的次优解。

2.模型仿真方法

系统模型是由实体系统经过变换而得到的一个映象,是对系统的描述、模仿或抽象。模型化就是用说明系统结构和行为的、适当的数学方程、图像以及物理的形式来表达系统实体的一种科学方法。模型表现了实际系统的各组成因素及其相互间的因果关系,反映实际系统的特征,但它高于实际系统而且具有同类系统的共性,有助于解决被抽象的实际系统。物流系统仿真的目标在于建立一个既能满足用户要求的服务质量,又能使物流费用最小的物流网络系统。

仿真方法是利用数学公式、逻辑表达式、图表、坐标等抽象概念来表示实际物流系统的内部状态和输入输出关系,以便通过计算机对模型进行试验,通过试验取得改善物流系统或设计新的物流系统所需要的信息。虽然仿真方法在模拟构造、程序调试、数据整理等方面的工作量大,但由于物流系统结构复杂,不确定情形多,所以模拟方法仍以其描述和求解问题的能力优势,成为物流建模的主要方法。其中最重要的是如何能使“物流费用最小”。在进行仿真时,首先分析影响物流费用的各项参数,诸如销售点、流通中心及工厂的数量、规模和布局有关的运输费用和发送费用等。由于大型管理系统中包含有人的因素,用数学模型来表现他们的判断和行为是困难的。但是,人们积极研究和探索包含人的因素在内的反映宏观模糊性的数学模型。

目前,社会上大量开展数量经济研究,预计在社会经济研究中,数学模型和计算机仿真将会得到越来越广泛的应用,这是对传统的凭主观经验进行管理的有力挑战。

3.启发式方法

启发式方法是针对优化方法的不足,运用一些经验法则来降低优化模型的数学精确程度,并通过模仿人的跟踪校正过程求取物流系统的满意解。启发式方法能同时满足详细描绘问题和求解的需要,比优化方法更为实用;其缺点是难以知道什么时候好的启发式解已经被求得。因此,只有当优化方法和模型仿真方法不必要或不实用时,才使用启发式方法。

4.网络技术又称计划评审法(Program Evaluation Review Technique, PERT)

网络技术是以工作之间的逻辑关系和所需的时间为基础的“网络图”来反映整个物流系统运作的全过程,并能指出影响全局的关键所在,从而对整体系统作出比较切实可行的全面规划和安排。利用网络模型来模拟物流系统的全过程以实现其时间效用和空间效用是最理想的。通过网络分析可以明了物流系统各子系统之间以及与周围环境的关联,便于加强横向经济联系。网络技术设计物流系统,可研究物资由始发点通过多渠道送往顾客的运输网络优化,以及物料搬运最短路径的确定。

5.预测技术方法

预测是指根据历史的、现状的及部分相关未来的信息,推算未来状况的过程。预测对物流系统的规划与设计、管理与经营来讲,是十分重要的。

在规划与设计时,要预测需求的发展与变化规律,以决定设施、设备等供应的提供模式;在管理与经营时,要预测市场的变化规律,制定正确的经营管理方案。随着现代科学技术的发展,人们掌握未来的手段与技术越来越多,预测未来的方法也越来越多,特别是计算机技术的应用、现代数学的发展以及学科的交叉与渗透,使得预测技术更加准确、可靠。

在定性分析方面,常见的方法有:德尔菲法、模糊评判法、主观概率法、历史类比法等。

在定量分析方面,常见的方法有:时间序列分析、增长系数法、相关(影响)系数法、因果分析法、数学规划法等。

除以上技术外,调查分析、决策论等技术也较广泛地应用于物流系统的研究中。除了上面几种主要方法外,还有其他的预测建模方法,如用于评价的加权函数法、功效系统法及模糊数学方法,相关的知识我们将在第3章中详细介绍。

这里我们仅提供几种常用的物流系统模型建立的思考方法或思路。表2-1列出了各种具体的决策问题所适用的物流系统建模的方法或思路以供参考。在实际操作中可以根据具体情况结合多种方法分析建模以确保所建模型最大限度地接近现实。

表2-1　物流系统的模型体系

决策问题

优化

启发式

模拟

其他

系统效益水平

√

系统布局与资源配置

√

√

√

供货商、客户、储运商选择

√

库存策略

√

运输车辆及路径选择

√

运输计划

√

生产计划

√

采购系统

√

系统预测

√

√

系统评价

√

√