基于响应面法的越库配送系统仿真优化

论文摘要

物流系统是复杂的离散事件系统,仿真技术为复杂物流系统设计提供了技术性和经济性的最佳结合点和直观有效的分析方法。然而仿真模型的一次运行只是对系统一次抽样的模拟,不是一种优化方法,它还需与优化的方法相结合。仿真优化是研究基于仿真的目标优化问题,利用仿真优化方法解决物流调度问题是物流研究的一个新的热点,本文运用仿真优化方法中的响应面法研究越库配送系统。以下是本文的主要研究内容:(1)建立越库配送系统仿真模型。通过对目前越库相关文献的分析发现,多数学者采用解析法对越库配送系统建模分析,几乎未有将仿真技术应用于CD的例子。为了全面地反映越库系统的特性,作者运用仿真技术对越库系统展开研究。为此,首先分析离散事件系统仿真所应采用的方法、策略、步骤,比较和选择合适的建模工具,在此基础上说明了Flexsim的功能、组成及仿真步骤。对越库作业的流程、类型、策略、意义及应用现状进行了全面、深入的研究,讨论本文的越库系统模型及要实现的目标,并通过对越库配送系统中实物流的剖析,建立了越库中心收货区与发货区两阶段排队模型。并以此模型为核心,完成了两阶段排队模型的仿真布局设置、实体的参数设置及程序设置等等。(2)基于响应面法的仿真优化。目前,大多学者采用启发式算法研究物流系统的优化问题,作者针对物流系统的特点,在算法上采用响应面法;并对多重目标响应问题展开了研究。选择越库中心最重要的性能指标作业时间以及吞吐量作为响应变量;考察仿真模型中运输设备配置对其的影响。在此基础上,设计了可旋转的中心复合设计响应面实验;通过仿真实验的若干次运行,得出大量响应变量数据,估计出仿真模型的响应面,找出影响系统最重要的因素,求得模型的最满意解并确定系统最优的运作水平。本文的结论是:响应面法能够较好地与确定性仿真结合起来对物流系统进行研究。与传统的解析法相比,仿真模型能更加全面地反映实际物流系统的特性,在此基础上,运用响应面法能够很方便地对仿真实验的结果进行分析,从而达到优化的目的;同时,考虑系统了运行的随机因素及随机误差的。可见,运用响应面法不必列出众多的限制条件,更加清楚直观地对物流系统进行分析、优化和检验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 仿真优化技术研究现状
• 1.2.1 仿真优化技术的原理
• 1.2.2 仿真优化算法的分类及成果
• 1.2.3 响应面法的概述
• 1.2.4 响应面法研究物流系统的必要性与可行性
• 1.3 越库配送系统研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 论文的框架及研究内容
• 1.5 本章小结
• 第二章 物流系统仿真基本理论
• 2.1 离散事件系统
• 2.2 离散事件系统系统的仿真
• 2.2.1 离散事件系统的仿真方法
• 2.2.2 离散事件系统仿真策略
• 2.2.3 离散事件系统仿真结构元素
• 2.2.4 离散事件系统仿真步骤
• 2.3 常用仿真工具介绍
• 2.4 Flemsim仿真软件介绍
• 2.4.1 Flexsim简介
• 2.4.2 Flexsim功能
• 2.4.3 Flexsim仿真模型基本组成
• 2.4.4 Flexsim仿真模型建模基本步骤
• 2.5 本章小节
• 第三章 越库配送系统基本理论
• 3.1 越库作业的含义
• 3.2 越库配送中心的运作流程
• 3.2.1 越库配送中心外部流程
• 3.2.2 越库配送系统内部流程
• 3.3 越库作业的类型
• 3.4 实施越库策略的意义及条件
• 3.4.1 实施越库策略的意义
• 3.4.2 影响越库策略实施的因素
• 3.4.3 实现越库作业的条件
• 3.5 越库作业的应用现状
• 3.6 本章小结
• 第四章 越库配送系统的排队模型
• 4.1 越库配送系统模型描述
• 4.2 模型的基本理论——排队论
• 4.2.1 排队论的可行性
• 4.2.2 基本概念
• 4.2.3 到达间隔的分布和服务时间的分布
• 4.2.4 单服务台与多服务台负指数分布排队系统的分析
• 4.3 两阶段越库配送系统排队模型
• 4.3.1 收货区（Receiving Dock）
• 4.3.2 发货区（Shipping Dock）
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于Flexsim的越库配送系统仿真
• 5.1 越库配送系统布局设置
• 5.1.1 宏观布局设置
• 5.1.2 微观布局设置
• 5.2 定义"流"
• 5.3 实体的参数设置
• 5.3.1 仿真数据收集的方法
• 5.3.2 基于ExpertFit数据模型的建立
• 5.3.3 实体的参数设置
• 5.3.4 实体的程序设置
• 5.4 越库配送系统仿真模型的调试与运行
• 5.5 本章小结
• 第六章 响应面法的基本理论
• 6.1 响应面法
• 6.1.1 响应面的设计与应用
• 6.1.2 中心复合设计
• 6.1.3 响应面法的应用
• 6.2 实验设计与分析方法基本理论
• 6.2.1 二因素析因设计
• k析因设计'>6.2.2 2^k析因设计
• K设计'>6.2.3 附加中心点的2^K设计
• 6.2.4 选择规范变量的原因
• 6.3 实验设计与分析软件—Design Expert 7.0
• 6.3.1 Design Expert 7.0基本介绍
• 6.3.2 Design Expert 7.0分析流程图
• 6.4 单因素响应面计算示例
• 6.4.1 拟合响应面方程
• 6.4.2 ANOVA（方差分析）
• 6.4.3 响应面模型的适合性检验
• 6.4.4 Optimization
• 6.5 本章小结
• 第七章 基于响应面法的越库配送系统参数优化
• 7.1 仿真数据与响应面法结合的可行性
• 7.2 设计仿真实验
• 7.2.1 模型假设
• 7.2.2 设计实验
• 7.2.3 输入响应数据
• 7.3 分析实验结果
• 7.3.1 Response Ⅰ——吞吐量的分析
• 7.3.2 Response Ⅱ——暂存区货物存储时间分析
• 7.4 优化响应变量
• 7.4.1 吞吐量最大化
• 7.4.2 暂存区货物存储时间最小化
• 7.4.3 多重响应优化
• 7.5 本章小结
• 第八章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果