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摘要：系统仿真是为研究对象建立模型，并在模型上对系统进行实验研究的方法。物流系统仿真技术作为一种实用的决策工具，广泛应用于运输调度、码头运营、库存管理、集配规划设计，在集装箱码头运营管理和方案调整优化中发挥着重要作用。
1系统仿真技术的价值和特点
1.1系统仿真技术的实用价值
系统仿真技术是利用模型对系统进行测试，借助经验知识、统计数据和系统数据分析测试结果并做出决策的综合性实验学科。[1]系统仿真一般是在技术条件有限的情况下或从人身和设备安全的角度对模型进行研究的方法，可以获得与实际系统研究相同或相似的结果。系统仿真技术因其成本低、效率高、测试结果准确等优点，被广泛应用于管理和决策领域。通过模拟和分析实际问题，可以有效地帮助企业缩小投资规模，降低生产成本，优化安全库存，提高资金利用率。
1.2系统仿真技术的特点
系统仿真技术可以为决策者提供关键见解和创新思路，具有学科广泛、综合性强、应用领域广、可重复测试、不受自然环境限制等优点，可以服务于特定的生产活动;同时，生产活动的改进结果可以对系统仿真技术做出反应，促进该技术的不断成熟和进步。
2物流系统仿真的目标、方法和步骤
2.1物流系统模拟目标
物流系统仿真广泛应用于仓储系统、生产系统、库存系统、配送系统、供应链系统和港口物流领域。[2]物流系统仿真的目标是利用仿真技术辅助规划设计、运营管理、综合指标的评估验证、各种方案的比较，最终达到优化系统的目的。
2.2物流系统仿真优化方法
物流系统是指由包装设备、物料、运输工具、人员、装卸机械、仓储设施、通讯联系等组成的具有特定功能的有机整体。[3]物流系统具有复杂性、随机性、动态性和非线性的特点，系统的真实性能可以从模拟运行的统计结果中推导出来。物流系统仿真可以解决复杂的系统问题，避免许多不确定因素，最终通过各种数据和表格分析实现物流系统优化。在实践中，软件仿真结果只能直观地描述问题，只有将仿真技术与优化算法相结合，才能实现物流系统的优化目标。
2.3物流系统离散事件模拟的基本步骤
物流系统仿真是典型的离散事件系统仿真，其核心是时钟推进和事件调度机制。模拟的基本步骤如下：首先确定模拟目标，明确需要解决的问题;第二步，进行系统调研，绘制整体流程，总结建模参数，为数据模型的建立做准备;第三步是建立数据模型，构建流程图，包括临时实体到达模型、永久实体服务模型和排队模型。第四步，根据模型的特点，确定仿真算法，选择事件调度法等工作方法;第五步是建立仿真模型，实现系统模型的数字化和数字化，在此期间可以添加一些组件，以满足计算机的运行特性;第六步，进行模型验证，确认建立的模型是否可以准确描述为可执行效果;七、运行仿真模型，其核心是确定仿真的终止时间，并以此为前提检测阶段效应;第八步是分析仿真结果，通过增加仿真次数获得最终满意的结果。第九步是输出仿真结果，可以分为实时在线输出和仿真结束时输出，可以以表格、直方图、饼状图、图形等形式输出数据和数据文件。
3物流系统仿真技术在集装箱码头管理中的应用
物流系统是一个多因素、多目标的复杂运作系统，其整体优化是一个综合、复杂的工程。近年来，在现代物流研究领域，如运输网络布局、物流园区规划、供应链管理控制等。通过计算机仿真技术为物流决策管理服务的效果显著。[4]码头集装箱物流系统涉及到很多复杂的因素，如集装箱装卸和堆放、装卸机械操作、堆场位置配置等。利用系统仿真技术分析各种运输管理指标，可以为集装箱码头调整生产组织、优化作业流程提供决策辅助。
3.1码头集装箱物流系统的构成
码头集装箱物流系统设施包括泊位、岸线、前沿、堆场、集装箱货运站仓库、中央控制室、道口、集装箱修理车间和岸桥，门座起重机、前部起重机、叉车、牵引车、跨运车等。物理成分复杂，相互关联，相互联系，难以高效协作。集装箱码头物流系统的生产运作具有连续性强、组织协调困难、运作时空不平衡等特点。因此，该系统旨在缩短集装箱在码头的停留时间，保持生产的连续性，最大限度地保证各生产组织的内部和外部部门之间的多环节、多作业、高度协调，最终达到优化系统的目的。从作业流程来看，码头集装箱物流系统由一个一般的海陆系统和四个与岸线垂直分布的子系统组成，其中四个子系统分为前装卸系统、水平运输系统、堆场装卸系统和道口检查系统。
3.2码头集装箱物流系统仿真模型的设计与应用
建立完整的系统设计、运行和检查方法，系统地布局模型设计和设备建模，在建模的基础上进行仿真操作，并分析输出结果，可以对码头集装箱物流系统进行多方面的优化。
（1）模型设计和运行按照以下原则设置：箱区区入站卸货区、集装箱分类区、堆场作业区、卡车出港区、装卸区等。该过程以箱区地区的进港卸货为起点，由发电机按一定比例模拟集装箱的到达，由船舶发电机模拟待卸船舶，再结合进港船舶合成器，模拟待卸船舶，然后由发射机模拟集装箱运输和待卸船舶。在集装箱分类区，分选机模拟卸船后，通过排队器对集装箱进行分类，最后由自己的输送机转运车将集装箱转运到相关地点;在堆场的作业区，通过转运车将集装箱运输到缓存区，然后通过提升设备将集装箱放置到预定的集装箱位置;在货柜车出发区，根据集装箱位置使用起重设备将集装箱吊起，提升到货柜车上离开码头。
（2）仿真数据处理与分析将运输车的仿真结果输出为运输车的运行状态直方图，可以帮助码头了解运输车的利用率，以便相关部门调整运输车的配置;调度员的模拟結果输出为泊位实际使用状况的饼图，可以帮助码头获得各时段的泊位利用率，以便有关部门调整船舶装卸方案，提高泊位利用率;堆场的模拟结果以数据表的形式输出，可以直观地显示堆场各种箱的存量随时间变化的过程，并可以辅助码头判断堆场容量和箱区分配的合理性，以便调度部门调整箱区分配。
4结束语
随着集装箱码头生产规模的扩大和业务量的增加，码头生产过程中的信息量急剧增加，生产组织趋于复杂，仅靠人力和经验难以实现港口生产调度决策。在此背景下，利用物流系统仿真技术辅助港口生产调度变得越来越重要。
参考文献
[1] 邱小平. 物流系统仿真[M]. 北京：中国财富出版社，2012.
[2] 陈香莲. 基于物流系统仿真的集装箱港口数据拟合优化研究与实践[J]. 物流工程与管理，2017，39（11）：67-68.
[3] 李永先，胡祥培，熊英. 物流系统仿真研究综述[J].系统仿真学报，2007，19（7）：1411-1416.
（大连集发南岸国际物流有限公司 辽宁 大连 116000）
1系统仿真技术的价值和特点
1.1系统仿真技术的实用价值
系统仿真技术是利用模型对系统进行测试，借助经验知识、统计数据和系统数据分析测试结果并做出决策的综合性实验学科。[1]系统仿真一般是在技术条件有限的情况下或从人身和设备安全的角度对模型进行研究的方法，可以获得与实际系统研究相同或相似的结果。系统仿真技术因其成本低、效率高、测试结果准确等优点，被广泛应用于管理和决策领域。通过模拟和分析实际问题，可以有效地帮助企业缩小投资规模，降低生产成本，优化安全库存，提高资金利用率。
1.2系统仿真技术的特点
系统仿真技术可以为决策者提供关键见解和创新思路，具有学科广泛、综合性强、应用领域广、可重复测试、不受自然环境限制等优点，可以服务于特定的生产活动;同时，生产活动的改进结果可以对系统仿真技术做出反应，促进该技术的不断成熟和进步。
2物流系统仿真的目标、方法和步骤
2.1物流系统模拟目标
物流系统仿真广泛应用于仓储系统、生产系统、库存系统、配送系统、供应链系统和港口物流领域。[2]物流系统仿真的目标是利用仿真技术辅助规划设计、运营管理、综合指标的评估验证、各种方案的比较，最终达到优化系统的目的。
2.2物流系统仿真优化方法
物流系统是指由包装设备、物料、运输工具、人员、装卸机械、仓储设施、通讯联系等组成的具有特定功能的有机整体。[3]物流系统具有复杂性、随机性、动态性和非线性的特点，系统的真实性能可以从模拟运行的统计结果中推导出来。物流系统仿真可以解决复杂的系统问题，避免许多不确定因素，最终通过各种数据和表格分析实现物流系统优化。在实践中，软件仿真结果只能直观地描述问题，只有将仿真技术与优化算法相结合，才能实现物流系统的优化目标。
2.3物流系统离散事件模拟的基本步骤
物流系统仿真是典型的离散事件系统仿真，其核心是时钟推进和事件调度机制。模拟的基本步骤如下：首先确定模拟目标，明确需要解决的问题;第二步，进行系统调研，绘制整体流程，总结建模参数，为数据模型的建立做准备;第三步是建立数据模型，构建流程图，包括临时实体到达模型、永久实体服务模型和排队模型。第四步，根据模型的特点，确定仿真算法，选择事件调度法等工作方法;第五步是建立仿真模型，实现系统模型的数字化和数字化，在此期间可以添加一些组件，以满足计算机的运行特性;第六步，进行模型验证，确认建立的模型是否可以准确描述为可执行效果;七、运行仿真模型，其核心是确定仿真的终止时间，并以此为前提检测阶段效应;第八步是分析仿真结果，通过增加仿真次数获得最终满意的结果。第九步是输出仿真结果，可以分为实时在线输出和仿真结束时输出，可以以表格、直方图、饼状图、图形等形式输出数据和数据文件。
3物流系统仿真技术在集装箱码头管理中的应用
物流系统是一个多因素、多目标的复杂运作系统，其整体优化是一个综合、复杂的工程。近年来，在现代物流研究领域，如运输网络布局、物流园区规划、供应链管理控制等。通过计算机仿真技术为物流决策管理服务的效果显著。[4]码头集装箱物流系统涉及到很多复杂的因素，如集装箱装卸和堆放、装卸机械操作、堆场位置配置等。利用系统仿真技术分析各种运输管理指标，可以为集装箱码头调整生产组织、优化作业流程提供决策辅助。
3.1码头集装箱物流系统的构成
码头集装箱物流系统设施包括泊位、岸线、前沿、堆场、集装箱货运站仓库、中央控制室、道口、集装箱修理车间和岸桥，门座起重机、前部起重机、叉车、牵引车、跨运车等。物理成分复杂，相互关联，相互联系，难以高效协作。集装箱码头物流系统的生产运作具有连续性强、组织协调困难、运作时空不平衡等特点。因此，该系统旨在缩短集装箱在码头的停留时间，保持生产的连续性，最大限度地保证各生产组织的内部和外部部门之间的多环节、多作业、高度协调，最终达到优化系统的目的。从作业流程来看，码头集装箱物流系统由一个一般的海陆系统和四个与岸线垂直分布的子系统组成，其中四个子系统分为前装卸系统、水平运输系统、堆场装卸系统和道口检查系统。
3.2码头集装箱物流系统仿真模型的设计与应用
建立完整的系统设计、运行和检查方法，系统地布局模型设计和设备建模，在建模的基础上进行仿真操作，并分析输出结果，可以对码头集装箱物流系统进行多方面的优化。
（1）模型设计和运行按照以下原则设置：箱区区入站卸货区、集装箱分类区、堆场作业区、卡车出港区、装卸区等。该过程以箱区地区的进港卸货为起点，由发电机按一定比例模拟集装箱的到达，由船舶发电机模拟待卸船舶，再结合进港船舶合成器，模拟待卸船舶，然后由发射机模拟集装箱运输和待卸船舶。在集装箱分类区，分选机模拟卸船后，通过排队器对集装箱进行分类，最后由自己的输送机转运车将集装箱转运到相关地点;在堆场的作业区，通过转运车将集装箱运输到缓存区，然后通过提升设备将集装箱放置到预定的集装箱位置;在货柜车出发区，根据集装箱位置使用起重设备将集装箱吊起，提升到货柜车上离开码头。
（2）仿真数据处理与分析将运输车的仿真结果输出为运输车的运行状态直方图，可以帮助码头了解运输车的利用率，以便相关部门调整运输车的配置;调度员的模拟結果输出为泊位实际使用状况的饼图，可以帮助码头获得各时段的泊位利用率，以便有关部门调整船舶装卸方案，提高泊位利用率;堆场的模拟结果以数据表的形式输出，可以直观地显示堆场各种箱的存量随时间变化的过程，并可以辅助码头判断堆场容量和箱区分配的合理性，以便调度部门调整箱区分配。
4结束语
随着集装箱码头生产规模的扩大和业务量的增加，码头生产过程中的信息量急剧增加，生产组织趋于复杂，仅靠人力和经验难以实现港口生产调度决策。在此背景下，利用物流系统仿真技术辅助港口生产调度变得越来越重要。
参考文献
[1] 邱小平. 物流系统仿真[M]. 北京：中国财富出版社，2012.
[2] 陈香莲. 基于物流系统仿真的集装箱港口数据拟合优化研究与实践[J]. 物流工程与管理，2017，39（11）：67-68.
[3] 李永先，胡祥培，熊英. 物流系统仿真研究综述[J].系统仿真学报，2007，19（7）：1411-1416.
（大连集发南岸国际物流有限公司 辽宁 大连 116000）