2022年电子商务物流系统的建模与仿真 .pdf

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1、第 15卷第 4期系统科学学报Vo. l15N o .42007年 10月J OURNAL OF SYS TE M S SCIENCEOct .2007文章编号 :1005- 6408 ( 2007)04- 0086- 04电子商务物流系统的建模与仿真王凤洲 ,周琦萍(集美大学工商管理学院,福建厦门361021)摘要: 用系统的观点分析了电子商务物流系统的不确定性、非线性 、复杂性 、多样性 、 离散性 、 动态性的特点 , 并结合计算机仿真的特点,将电子商务物流系统的建模与仿真归纳为对排队、库存 、网络或混合形式的仿真,还提出了仿真中要考虑到的两个要点,从而为电子商务物流系统的仿真研究提供了

2、方法。关键词 : 电子商务 ;物流系统 ;仿真中图分类号 :N 945 .13文献标识码 :A收稿日期 :2006- 06- 28作者简介 : 王凤洲( 1960),男, 福建厦门人 , 教授 ,研究方向 : 管理科学与工程、会计学。1电子商务物流系统的特点和传统的商务活动一样,电子商务中的任何一笔交易都包含着信息流、商流、资金流和物流。电子商务物流是指基于信息流、商流、资金流的网络化的物质或服务的配送活动 ,包括软件商品(或服务 ) 的网络传送和实体商品(或服 务 ) 的物理传送 4。其物流活动主要包括运输、储存、配送、包装、加工、物流信息管理等。配送在电子商务中起着举足轻重的作用, 而对于

3、电子商务网站,如何较快地构建一个可以在正确的时间,将正确的产品交付到正确的地点的高效率的物流体系显得越来越重要。电子商务物流系统是指在实现电子商务特定过程 的时 间 和空 间 范 围内 ,由 所 需位 移 的 商品(或服务 )、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通讯联系设施等若干相互制约的动态要 素所构 成的具 有特 定功 能的 有机 整体 2 。电子商务物流系统仿真的目的是模拟电子商务物流体系的动态行为, 降低电子商务物流系统的运行成本 , 辅助决策者实现对电子商务物流系统的优化和控制。若仿真模型具有离散、动态、随机的特点,就称之为离 散事件计算机仿真模型 6。电子 商务物流

4、系统是一复杂的离散事件系统, 其特点表现在 :( 1) 不确定性(随机性 )。不确定性存在于电子商务物流系统中的每一节点,客户需求的不确定性、原材料外部供应供需关系的不确定性、交付时间的不确定性、需求地的不确定性、产品价格的不确定性等。它总是处在一个不确定的环境中, 受很多随机因素的影响, 具有多目标、多因素、多层次的特点 5。( 2) 非线性。非线性指个体以及它们的属性在发生变化时 , 并 非遵从简单的线 性关系 3。电子商务物流系统的相互影响不是简单的、被动的、单向的因果关系, 它们易受内部和外部环境的影响。物流系统的各个实体主动改变自己的内部或外部结构,以适应环境的变化,从而呈现出电子商

5、务物流系统的非线性。( 3) 复杂性。电子商务物流系统是由若干个供应商、制造商、物流中心和终端客户组成的系统。它经常包含供应商、制造商的选择, 物流中心的选名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 址 , 运输方式(比如本地区的送货上门、远距离的空运、陆运、铁运、水运等的选 择 ) 和运输路线(选择由哪个配送中心送货) 的确 定。其复杂性主要体现在贯穿于电子商务物流系统中的不确定及各实体要素间的非线性关系。( 4) 多样性

6、。霍兰指出,正是相互作用和不断适应的过程 , 造成了个体向不同的方向发展变化,从而形成了个体类型的多样性 3。由于电子商务物流系统各实体要素间处于不断相互作用和不断适应的过程 ,从而呈现出系统的多样性。( 5) 离散性。电子商务物流系统之所以是一离散系统 , 是因为其物流活动大部分发生在分散的时间点上。物流活动在分散的时间点上, 从而主要解决了商品在时间和空间上的差异效应。( 6) 动态性。由电子商务自身特点所决定的电子商务物流系统比传统物流系统更为复杂。电子商务要求物流系统提供更加完备、迅速和灵活的服务 , 并随时保持物流信息的畅通, 这就使得电子商务物流系统必须具有一定的柔性, 随时根据环

7、境和需求变化进行动态调整。2系统仿真方法及其在电子商务物流系统中的应用2 . 1 系统分析方法电子商务物流系统研究的目的是对物流系统进行规划、管理、控制; 选择最优的物流方案;寻求降低物流费用;提高物流效益的途径等,如库存水平(重新订货点、安全库存量等 ) 的 确定、运输(或搬运 ) 路径的选择、自动导向车的运行轨道和作业控制、自动分拣机的运行、物流配送中心经营管理的 决策支持、制造模式(推、拉、即时) 的选择、配送中心及仓库的选址等的研究,必须运用各种现代科学的理论和方法。常用的建模方法有:( 1) 最优化方法。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电子商务物流系统中物料储存

8、的时间与数量关系的数学表达式, 通过求解数学表达式求得最优方案的数学方法。由于电子商务物流系统庞大而复杂,建立整个系统的最优化模型一般比较困难,而且计算机求解大型优化问题的时间和费用太大,因此最优化法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) 启发式法。应用一些经验法则来降低优化模型的数学精确度,并通过模仿人的跟踪校正过程求取物流系统的满意解,但是其缺点是难以知道什么时候好的启发式解已被求得。( 3) 系统仿真方法。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电子商务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,通过实验取得改善物流系

9、统或设计新的电子商务物流系统所需要的信息。所以,系统仿真就是对实际观测所获得的数据建立起来的一种动态模型, 既反映了系统的物理特征和逻辑特征 ,也表达了系统的静态和动态性质,有利于对系统进行分析。由于电子商务物流系统受很多不确定、随机因素的影响,用仿真的方法更能体现出此类复杂的离散事件系统的性能。此外, 实际系统的实施成本太高,且一旦系统建好, 在一个较长的时期内是难于改变的。因此, 在建立系统之前,可先用仿真法对不合理的设计和投资进行修正, 避免资金、人力和时间的浪费,且可在模型或程序中作一些不同的设置来反映物流系统在不同参数之下的反应 , 决策者 可根据仿真的结果 ,选择一 个更实际、更现

10、实可行、物流总成本低的方案来实现电子商务物流系统。仿真法较为广泛地应用于电子商务物流系统的规划设计中,如可在仿真模型中反映出可供利用的运输方式、交通费用、供货厂商地点、仓库场所、顾客服务要求、工厂地址等因素。所以,仿真法仍以其描述和求解问题的能力优势成为电子商务物流系统建模的主要方法。2. 2系统仿真方法的优点对于一个数学模型,若模型较为简单且可被有效计算时 , 我们一般采用解析法而不用仿真法。然而,对于多数复杂的电子商务物流系统, 其有效的数学模型本身就很复杂,当无法用解析法求得时,就可以用仿真法来研究模型, 即给予系统一些假定的输入参数 ,通过多次的试验,从仿真的运行结果得出系统的输出性能

11、。用计算机仿真的方法来研究电子商务物流系统, 具有以下几个主要优点:( 1) 对于同一个模型,计算机仿真可以反复运行,且改变系统的结构和系数都比较容易。( 2) 由于复杂的电子商务物流系统的随机、不确定性 ,很难用准确的数学模型描述并用解析法解之,而用仿真法可以洞察系统运行的整个过程。( 3) 仿真法可以评价电子商务物流系统在假定的不同输入参数下所表现出的输出性能。( 4) 仿真法可用于比较可选方案的优劣,从而87第 4期王 凤洲等 : 电子商务物流系统的建模与仿真名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -

12、 - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 从中选择符合实际系统要求的方案。( 5) 通过计算机仿真, 我们可以在较短的时间内研究系统的长期行为,或在较长的时间内研究系统的短期行为。( 6) 仿真法可将电子商务物流系统或子系统之间复杂的相互作用动态地呈现出来,从而更加直观、逼真 ,以便于决策者发现存在于物流系统中的瓶颈问题并加以改善。2 . 3 电子商务物流系统的仿真电子商务物流系统的基本业务流程主要有: 对于制造型企业的电子商务系统,其主要业务过程可能起始于客户订单,中间可能包括与生产准备和生产过程相关的物流环节,同时包括从产品入库直至产品送达客户的

13、全部物流过程;而对销售型的电子商务企业(如销售网络) 而言 ,其 物流过程就不包括生产过程物流的提供, 但其商品组织与供应物流和销售物流的功能则极为完善; 对于单纯的物流企业而言 ,由于它充当为电子商务企业(或系统)提供第三方物流服务的角色,因此它的功能和业务过程更接近传统意义上的物流或配送中心。虽然各种类型的电子商务企业的物流组织过程有所差异,但从电子商务物流过程的流程上看,还是具有许多相同之处。在电子商务物流系统中,库存水平的确定、运输方式及路线的选择、自动导向车的运行轨道和作业控制、自动分拣机的运行、物流配送中心经营管理的决策支持、制造模式的选择、配送中心及仓库的选址均可利用仿真法来做决

14、策,且此类问题的仿真可归为对排队、库存、网络或混合形式的仿真。( 1) 排队。排队是在电子商务物流系统中经常遇到的现象,如客户订单的处理、运输车辆的指派、故障生产设备的停机待修、零部件或半成品在生产线上的等待加工、半成品或成品的配送等常常需要 排队。此时要 求 服 务的 数 量 超过 服 务 机构(服务台、服务员等) 的容量 ,也就是说 ,到达的顾客(如订 单、车辆、设备、零部件、半 成品或成品等 ) 不能立即得到服务,因此出现了排队现象。由于顾客到达和服务时间的随机性,可以说排队现象在物流系统中几乎是不可避免的。对于排队现象的仿真通常要考虑三个方面的内容 : 输入过程、排队规则和服务机构。输

15、入过程涉及到顾客源的组成是有限的还是无限的、顾客到达的方式是一个一个的还是成批的、顾客相继到达的间隔时间是确定型还是随机型(要 知道单位时间内的顾客到达数或相继到达的间隔时间的概率分布 )。排队规则通常有先到先服务、后到先服务、随机服务、有优先权的服务等。服务机构要考虑服务台的个数及接受服务的规则,服务时间是确定的还是随机的。( 2) 库存。库存同样存在于电子商务物流系统中 , 通常有周期库存( Cyc le Stock ,在确定需求情况 下 向 系 统补 给 的 库 存 )、安 全 库 存( SafetyStock ,为应对需求和交付周期的不确定而准备的缓冲库存 )、在途库存( In-tra

16、nsit Stock ,处于运输状态或为了运输目的而暂时处于储存状态的物品 )、生产 库存 /在 制 品库存( In-process Stock ,处于加工状态以及为了生产的需要暂时处于储存状态的零部件、半成品或成品)。库存管理是电子商务物流管理的一大重要内容,通过有效的库存仿真,可以降低库存成本、获取规模经济, 可以提供平衡供给与需求的途径,为不确定需求提供保障,从而提高客户服务水平。对库存的仿真通常要考 虑到需求、补给(订货或生产 )、库存成本和库存策略。具体表现为要考虑到是间断还是连续均匀的、是确定还是随机的需求 ; 提前时间是随机还是确定的; 库存成本主要包括物料成本、订货成本、保管成

17、本和缺货成本;对于库存策略, 也就是决定何时补充,补充多少数量的货 物,通常 有三种 类型的 策略 :to- 循环 策略,每隔to时间补充存贮量Q;( s ,S) 策略 ,每当存贮量x s 时不补充 , 当 xs时补充存贮 ,补充量 Q= S- x;( , ts ,S) 混合策略 ,每经过t时间检查存贮量x ,当 x s时不补充 ,当 xs时,补充存贮量使之达到S 。( 3) 网络。网络在电子商务中也是不可避免的,如一个较 复杂的作业系统,总是包含多道工序,工序间可能是并行,可能是串行 ,也可能是并串行的关系。可以用仿真法对各个工序进行分析,科学规划 , 合理安排人力、物力, 从而获得最佳效益

18、。还有较常见的物流中心的布局、工厂或仓库的布点。在物流中心的布局中要使得物流中心的设置规模适当 , 各工作区或作业设备位置合理,让各功能之间协调有效地运作且使物流中心完成工程任务的时间最少 ,距离最短 ,费用最省。工厂或仓库的布点通常要考虑网络上不同点的需求量、配送路径最短、运输成本最低。对这类问题的仿真通常要考虑到路径、网络上的作业时间和距离。路径要考虑到网点与网点之间88系 统 科 学 学 报第 15卷名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - -

19、 - - - - - - 可能到达的所有路线。在电子商务环境下, 为了能快速响应需求,通常 要使网点间的距离尽可能的短 , 因此就要进行距离的比较,在运输成本最低且作业时间最短下, 选出最短路的网络。2 . 4 两个要点影响仿真的可行性、仿真结果的可靠性和精确度的两大重要因素是随机数的选取及仿真次数的确定。( 1) 随机数的选取。由于电子商务物流系的随机性特点 , 在排队、库存、网络的仿真中少不了随机数的选取,如顾客到达和服务时间的随机性、需求和交付周期的随机性、网点需求和配送时间的随机性等。仿真建模的一大重要内容之一是工作站上合理的加工时间分布的选择 8。当前国内外常用的理 论 分布 有 指

20、 数 分 布( Exponential D istribution)、正态分布(N or mal D istribution)、普阿松分布(PoissonD istribution) 、分布( Gamma D istribution)、爱尔朗分布( Erlang D istribution)。随机数的选取首先要根据原始资料做出顾客到达间隔和服务时间等的经验分布,然后按照统计学的方法(例如2检验法 ) 以 确定合于那种理论分布 ,并估计它的参数值 1。( 2) 仿真次数的确定。仿真次数的选取也是一项重要内容, 仿真次数多了 ,没有意义而且也造成人力、物力、财力的浪费; 仿真次数少了, 必然影响到

21、仿真的可靠性和精确度。因此确定仿真运行的次数相当重要。然而,即使对物流系统的研究采用仿真法 , 有关物流的文献已概述了确定物流系统仿真 ,模型运 行恰 当的 次数 并无标 准的 步骤 7。但可以采用固定样本容量法( fixed-sa mp le-sizeprocedure) 和序贯程序法( sequential procedure) 3来确定恰当的仿真运行次数。3结语正是由于电子商务物流系统的随机不确定性、非线性、复杂性、多样性、离 散性、动 态性 的特点,使得计算机仿真法在电子商务物流系统的研究中得以充分发挥和应用,本文将电子商务务流系统的仿真总结为对排队、库存、网络的仿真,并列举了对排队、

22、库存、网络的仿真所要考虑的输入输出参数 , 最后就随机数、仿真次数的选取作了说明,从而为人们研究电子商务物流系统这一复杂离散事件系统提供了研究工具。参考文献 : 1钱颂迪等 . 运筹学(修订版 )M .北京 : 清华大学出版社,1990 . 2魏修建 ,严建援 ,王焰. 电子商务物流M .北京 :人民邮电出版社 ,2001 . 3许国志 .系统科学M .上海 :上海科技教育出版社,2000 .9 . 4杨坚争 ,杨晨光 .电子商务基础与应用(第三版 )M .西安 : 西安电子科 技大学出版社 ,2001 . 5张晓萍 ,颜水平 ,吴耀华 ,荆明 . 现代生产物流及仿真M .北京 :清华大学出版

23、社 ,1998 . 6A verrillM.La w, W.David Kelton .仿真建模与分析( SimulationM odeling andA nalysis)(第三版 )M .北京 :清华大学出版社 , 2000 . 7Carol C.Bienstock .Sample sizedeter m ination in logistics si mulations J.International Journalof Physical D istribution&LogisticsM anage ment , 1996 , .26 ( 2):43- 50 . 8M ahmet Savs

24、ar ,Abdu llahA l-Jawin.i Simulation analysis of just-in-time production syste ms J.International JournalofProduction Econo m ics , 1995 ,42 :67- 78.(下转第93页 )89第 4期王 凤洲等 : 电子商务物流系统的建模与仿真名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - V iewin

25、g Culture ThroughThe Perspective of Syste m TheoryL IV Fanjun(wuhan Univer sity of techno logg, WuhanHubei 430063 ,China )Abstract: A s an opening and co mplicated self- organized syste m,the culture has its ele ments ,configurationand self- organizing characteristics .The motive to the culture syst

26、e m s self- orqanization is the non-linear interaction a mong each ele ments .K ey w ords:culture syste m syste m s characteristics self-organization(上接第89页 )E-businessLogisticsSyste m M odeling and Sim ulationWANGFengzhou,ZHOUQ iping(Schoo l ofBu sinessAdministration ,Ji mei University, X iamen, F

27、ujian,361021 ,China )Abstract:In this paper ,analyzed the characteristic of e- business logistics syste mindeter m ination,non-linearity ,co mplexity ,variety ,discreteness , dyna m ic fro m the point of vie w of syste m,suggestedthat themodelingand si mulation for e- business logisticssyste m would

28、 simulation for queuing ,inventory andnetwork,presented t woaspectsmust be taken into account in simulation ,offered themethod for the simulation researchofe- business logistics syste m.K ey w ords: E - business ;LogisticsSyste m;Si mulation93第 4期刘芳君 :文化的系统审视名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -