基于物流优化的设施仿真系统的设计与开发

　　[摘要]本文通过对一般制造企业物流系统的分析，采用面向对象思想、窗口界面技术设计并开发了一种适用于一般制造企业物流系统的三维可视化仿真软件，为制造企业物流系统的分析提供便利。
　　[关键词]系统仿真；设施规划与设计；物料搬运系统分析
　　[中图分类号]G258　[文献标识码]A　[文章编号]1005-6432(2009)10-0032-02
　　
　　1　引言
　　
　　目前国内外针对企业物流的研究很多，但大多集中在供应网络、电子商务、物流中心和立体仓库等方面，对制造企业内部的生产物流系统的研究相对较少。本文通过分析提炼一般制造企业的共性，采用定量分析和定性分析相结合的方法，为普通用户设计并开发了面向制造型车间物流系统的仿真软件。
　　
　　2　仿真系统的整体架构
　　
　　本系统通过随机仿真模型，在随机变量的驱动下模拟预定系统的行为，并对相关参数指标进行统计分析，最后以不同方式显示各指标值，供分析决策使用。
　　系统采用SQL Server 2000保存系统数据文件，选用由用户层、功能层和数据层构成的三层C／S结构。其中用户层担负用户与系统间的接口功能；功能层是系统实现的核心单元，它将具体的业务处理逻辑编入程序中；数据层负责对数据库数据的读写。
　　
　　3　仿真系统的设计
　　
　　3．1　输入输出分析
　　仿真结果的有效性在很大程度上取决于输入的正确性。为此需要确定哪些输入变量须用随机变量来表示，进而要确定这些变量的概率分布。本系统仿真中的每一个随机变量都是独立分布的。
　　多数情况下，随机变量作为输入参数，产生的仿真结果也呈现随机性，只有经过特殊处理，才具有实际意义。为了分析这些输出变量，可以把仿真模型重复运行若干次来收集足够的数据，然后通过对这些数据的分析处理获得变量的估计值θ，或在给定置信度a的情况下，确定估计量θ的置信区间，或者对有关的特征变量进行统计假设检验，以得到有用的结论。
　　3．2　数据采集及存储设计
　　根据存储时限可以将系统中涉及的数据分为暂时存储类和永久存储类。另外，除以上与仿真过程密切相关的数据外，还有很多支撑类数据。同时，在长时间的仿真运行过程中，系统会产生大量的数据。这些数据会导致程序运行变慢，磁盘空间消耗过大，后期数据管理困难等问题。因此，必须采取一定的措施，在满足系统分析所需的数据的同时，限制收集的数据量，以便后期的数据处理和存储。
　　3．3　结构及功能模块划分
　　3．3．1　总体结构的设计
　　根据企业物流的运作特性，仿真系统是一个多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output，MIMO)的实时仿真系统。一般情况下，一个MIMO可以分解为多个多输入单输出(MISO)系统，每个MISO构成一个对某企业物流的子系统。本系统的结构设计根据下图的系统原理框图，将系统划分为模型创建模块、仿真执行模块、3D动画模拟模块、3D图像载人模块等模块。
　　3．3．2　各模块功能设计
　　由于企业物流环境的多样性，仿真的条件和内容可能差别很大。为了增强软件的通用性，本系统在源模型、队列、叉车、处理器、货架、操作员、传送带、离开模型等通用模型的基础上，允许用户或第三方在主程序的扩展接口上定义自己的模型类插件以满足不同物流场合的需要。
　　
　　4　系统的实现
　　
　　下面就用户经常用到的几个页面进行说明。
　　4．1　模型创建及图形载入
　　模型创建是根据抽象后的真实物理系统，构造仿真模型的过程。制造企业的真实物理系统是复杂而庞大的，必须剔除次要因素，抽取关键因素，形成系统原型。在此基础上只需从“企业物流仿真模型库”中拖出相应模型，根据流程顺序依次连线即可创建仿真模型。
　　4．2　模型属性设置
　　每个模型都有自己的属性页标签，它们共同继承于一个基类，既方便了用户的操作，又使界面统一美观。
　　4．3　模型参数设置
　　参数设置页设置每个模型运行过程中的动作规则。
　　4．4　内外部接口
　　本系统可以通过插件接口与用户自定义插件文件进行通信。自定义插件以动态链接库导出类的形式与仿真主程序扩展接口交互。插件动态库文件以导出类的形式进行封装，类中包含插件版本信息、插件初始化、消息的传递、动画的演示等成员函数，在插件配置对话框中，主程序初始化时可调用插件颁布信息成员函数，确认版本的有效性。
　　
　　5　总结与展望
　　
　　本文设计并实现了针对制造企业物流系统的三维仿真软件，该仿真系统用于辅助物流设计或分析人员，对新建车间或现有生产系统的内部物流进行分析，并通过不同的仿真结果评选出最合适方案，实现企业物流合理