數(shù)學模型在物流中的應用

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1、數(shù)學模型在物流系統(tǒng)中的應用1.緒論物流(Logistics)指的是在合適的時間，將正確的產(chǎn)品以適當?shù)臄?shù)量準確地送到用戶手中的一系列活動.它聯(lián)結(jié)生產(chǎn)與消費，使貨暢其流，物盡其用，以促進生產(chǎn)不斷發(fā)展，滿足日益增長的社會生產(chǎn)消費需求.因此，物流在生產(chǎn)和市場之間或在被時空隔離的供應商之間架起了一座橋梁.物流的這種作用就要求我們在分析物流時要重點分析各種產(chǎn)品或有形商品及其有關(guān)信息.物流概念的提出,最早始于美國.在我國,“物流”這個概念是在20世紀70年代末從日本傳入的.而在日本當時所謂的物流則是于60年代初來源于美

2、國“實物配送”的概念.隨著日本經(jīng)濟的高速發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模迅速擴大，商品流量急劇增長，為了降低物流成本，加速商品周轉(zhuǎn)，開始重視物流研究，日本的物流研究團體如物流管理協(xié)會等也相繼產(chǎn)生.進入80年代中期以后，物流合理化的觀念面臨著進一步變革的要求，物流研究的價值也逐漸被大家所認可.至此，物流的發(fā)展進入了一個嶄新的階段.在物流活動的全過程中，始終貫穿著大量的物流信息.物流系統(tǒng)要通過這些信息把各個子系統(tǒng)有機的聯(lián)系起來.如何把信息收集全面、處理好，并使之指導物流活動，是非常復雜的事情.物流系統(tǒng)的邊界是廣闊的，其范圍橫跨

3、生產(chǎn)、流通、消費三大領(lǐng)域.這給物流組織系統(tǒng)帶來了很大的困難.而且隨著科學技術(shù)的進步，生產(chǎn)的發(fā)展，物流技術(shù)的提高，物流系統(tǒng)的邊界范圍還將不斷地向內(nèi)深化，向外擴張.為了實現(xiàn)系統(tǒng)開發(fā)、計劃、設(shè)計和應用，需要定量或定性地分析和掌握系統(tǒng)的功能與特性.在物流研究中，定量的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)綜合已受到人們更多的重視，物流系統(tǒng)模型是開展這項工作的有效工具.模型是對物流系統(tǒng)的特征要素、有關(guān)信息和變化規(guī)律的一種抽象表述，它反映廠系統(tǒng)某些本質(zhì)屬性.模型描述了物流系統(tǒng)各要素間的相互關(guān)系、系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用.物流系統(tǒng)模型更深刻、

4、更普遍地反映所研究物流系統(tǒng)主題的特征.在物流系統(tǒng)工程中，能對所研究的系統(tǒng)進行抽象模型化，反映了人們對物流系統(tǒng)認識的飛躍.2.物流系統(tǒng)模型概述2.1物流系統(tǒng)數(shù)學模型的要求物流系統(tǒng)的數(shù)學模型模型的要求主要有：1.保持足夠的精度.模型應把本質(zhì)的東西反映進去，把非本質(zhì)的東西去掉，但又不影響模型反映現(xiàn)實的真實程度.2.簡單實用.模型既要精確，又要力求簡單.若模型過于復雜，一則難以推廣，二則求解費用高.3.盡量借鑒標準形式.在模擬某些實際對象時，如有可能應盡量借鑒一些標推形式的模型，這樣可以利用現(xiàn)有的數(shù)學方法或其他方

5、法，有利于問題的解決.2.2物流系統(tǒng)數(shù)學模型的分類物流系統(tǒng)模型按結(jié)構(gòu)形式分為實物模型、圖式模型、模擬模型和數(shù)學模型.1.實物模型實物模型是現(xiàn)實系統(tǒng)的放大或縮小，它能表明系統(tǒng)的主要特性和各個組成部分之間的關(guān)系.如橋梁模型、電機模型、城市模型、風洞試驗中的飛機模型等.這種模型的優(yōu)點是比較形象，便于共同研究問題；它的缺點是不易說明數(shù)量關(guān)系，特別是不能揭示要素的內(nèi)在聯(lián)系，也不能用于優(yōu)化.2.圖式模型圖式模型是用圖形、圖表、符號等把系統(tǒng)的實際狀態(tài)加以抽象的表現(xiàn)形式如網(wǎng)絡(luò)圖(層次與順序、時間與進度等)、物流圖(物流量

6、、流向等).圖式模型是在滿足約束條件下的目標值的比較中選取較好值的一種方法，它在選優(yōu)時只起輔助作用.當維數(shù)大于2時，該種模型作圖的范圍受到限制.其優(yōu)點是直觀、簡單；缺點是不易優(yōu)化，受變量因素的數(shù)量的限制.3.模擬模型用一種原理上相似，而求解或控制處理容易的系統(tǒng)，代替或近似描述另一種系統(tǒng)，前者稱為后者的模擬模型.它一般有兩種類型：一種是可以接受輸入并進行動態(tài)表演的可控模型，如對機械系統(tǒng)的電路模擬，可用電壓模擬機械速度，電流模擬力，電容模擬質(zhì)量；另一種是用計算機和程序語言表達的模擬模型，例如物資集散中心站臺數(shù)

7、設(shè)置的模擬，組裝流水線投料批量的模擬等.通常用計算機模型模擬內(nèi)部結(jié)構(gòu)不清或因素復雜的系統(tǒng)是行之有效的.4.數(shù)字模型數(shù)字模型是指對系統(tǒng)行為的一種數(shù)量描述.當把系統(tǒng)及其要素的相互關(guān)系用表達式、圖象、圖表等形式抽象地表示出來時，就是數(shù)字模型.它一般分為確定型和隨機型，連續(xù)型和離散型.2.3物流系統(tǒng)數(shù)學建模的方法物流系統(tǒng)的建模方法主要有以下幾種：1.優(yōu)化方法優(yōu)化方法是運用線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、非線性規(guī)劃等數(shù)學規(guī)劃技術(shù)來描述物流系統(tǒng)的數(shù)量關(guān)系，以便求得最優(yōu)決策.由于物流系統(tǒng)龐大而復雜，建立整個系統(tǒng)的優(yōu)化模型一般比較困

8、難，而且用計算機求解大型優(yōu)化問題的時間和費用太大，因此優(yōu)化模型常用于物流系統(tǒng)的局部優(yōu)化，并結(jié)合其他方法求得物流系統(tǒng)的次優(yōu)解.2.模擬方法模擬方法是利用數(shù)學公式、邏輯表達式、圖表、坐標等抽象概念來表示實際物流系統(tǒng)的內(nèi)部狀態(tài)和輸入輸出關(guān)系，以便通過計算機對模型進行試驗，通過試驗取得改善物流系統(tǒng)或設(shè)計新的物流系統(tǒng)所需要的信息.雖然模擬方法在模擬構(gòu)造、程序調(diào)試、數(shù)據(jù)整理等方面的工作量大，但由于物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，不確定情形多，所以模擬方