《物流系统仿真与应用（微课版）》面向物流行业智慧化发展的需求，全面系统地介绍了仿真技术在系统分析与设计中的应用。全书共分为十三章，包括三大部分，第一章至第三章介绍了系统仿真的概念、仿真工具的应用以及仿真入门案例；第四章至第八章从物流系统仿真的关键环节应用展开，介绍了MTO/MTS系统仿真、物流输送系统仿真、物流路径优化、仿真数据可视化、仿真模型实验等常见场景；第九章至第十三章为提高部分，介绍了仿真的脚本代码、工艺流程、PLC通信、密集库仿真、线边物流系统仿真等。《物流系统仿真与应用（微课版）》以实际问题为驱动，针对真实物流场景展开，图文并茂，并配有相应的教学素材可供读者自行学习参考。

《物流系统仿真与应用（微课版）》可作为本科院校、高职院校物流管理、物流工程、供应链管理、工业工程等相关专业学生的教学用书，也可作为从事物流仿真工作及希望通过仿真了解物流管理知识的专业人士的自学参考用书。

　　

　　

　　物流管理领域正以前所未有的速度向前发展，市场对于人才的渴求正在井喷。目前已经有大量的高校开设了物流管理、物流工程以及供应链管理专业，但是无论人才的数量还是质量均未能充分满足社会和企业的需要。

　　对于从事物流教育的工作者而言，如何培养满足未来发展需求的物流人才，用更新的知识与技能满足社会的需求，培养高水平人才，是当前亟待解决的重点问题。感谢清华大学出版社给了编者一个机会，能够出版一套好用、实用的物流技术应用类教材，这既是对物流领域快速发展的一种回应，也是为提高物流教育领域发展水平尽了绵薄之力。

　　物流仿真领域是物流的一个全新的方向，对提升物流的技术含量和管理水平都有着重大的意义。在全社会都在积极拥抱“互联网+”的时候，物流领域也不例外。本书通过将实体运行进行抽象化、概念化，找到其中内在规律，并且充分融合计算机技术以及三维视觉技术，为学生提供了一种全新的认识物流的视角。

　　我们在多年的物流管理教学过程中，发现其中一个重点，也是难点，就是学生缺少对实际工作环境的了解，不清楚物流运行的内在价值，更多的是从业务操作的层面理解物流。因此，对仓库的操作、运输的计划和调度这些传统储运方面认知较多，但是，缺少从系统的高度看待物流问题，有管中窥豹之感。即便学生能够有机会到企业进行认识实习和生产实习，也难以在较短的时间内进入更深的层次。所谓外行看热闹，内行看门道，学生在参观物流企业的过程中，看到了众多的先进物流设施与设备，除了赞叹人类技术的高超之外，很难有更深一层的后续了解。

　　为了解决这一问题，我们作为教育工作者也在不断探寻解决方案。课堂的讲解与企业的参观学习需要有效协同，让理性和感性的认知能够有效融合。建立实习实训中心是一种解决方案，但是存在投入成本高、维护代价大、更新速度慢等不足，且此类小型模拟性质的物流中心，仅能使学生达到“看到”的目的，而无法像设计者一样了解物流系统的整体架构和运营模式。

　　从仿真的观点来看，好的教学方法不应仅仅把现实进行高度抽象和简化，而应该通过接近于真实的数字孪生技术的应用，理解系统的建构、内在逻辑关系、各个组成部分参数等，从而深入系统内核，之后才能够通过对现实问题的提升，进一步强化学生对抽象理论的深入理解。

　　仿真方法为教学提供了行之有效的工具，在仿真模型中，每一个实体都是由一系列参数和逻辑构成的，学生可以自己动手修改设备的参数以及运行逻辑，充分发挥其学习的主动性。通过尝试修改模型中不同对象参数，既可以让系统更加接近于现实，也能够让学生体验到在不同参数条件下，系统运行的差异性，之后通过比较不同条件下系统的绩效指标，让学生看到系统优化所产生的实实在在的效果。

　　学生动手学习还可以提升整体性思维能力，更好地理解什么叫作均衡损益，如何去发现和优化系统的瓶颈。同时通过编写少量的代码，也能够进一步提高学生的逻辑思维能力。作为今后的物流管理者和决策者，较强的逻辑思维是必要的能力之一。此外，利用仿真技术，能够更好地展现系统的运行状态，对于诞生于数字化年代的学生来说，更能够适应这样的教学方法与形式。

　　目前，已有越来越多的企业意识到仿真技术能够对业绩提升和成本优化起到直接的作用，不少大企业开始将仿真技术纳入战略规划，作为项目评估的重要环节。

　　在中国“制造2025”的战略计划中，实现制造业智能化的一个重要环节是物流的智能化。在今后一段时间内，通过教学工作者与业界的不断合作，培养具有先进设计与优化能力的物流人才将得到市场更多的认可，逐步满足社会、企业对高校的期待，使高校真正成为高端人才的培养摇篮。

　　本书在编排体例上，既考虑了结构上的系统性，也考虑到学生的实际接受能力，从一个阅读者的视角看待问题。

　　首先，通过对仿真技术以及物流系统的介绍，帮助学生建立仿真的整体概念。其次，通过较为简单的案例，使学生在动手操作的过程中掌握仿真的基本方法。再次，逐渐深入仿真的细节问题，介绍利用综合的仿真模型解决具有一定复杂度的现实问题。最后，通过一系列综合案例，培养学生能够独立建立一个具有实际功能的物流系统模型，并能够完成物流系统分析、物流系统设计、物流系统优化的全过程，为今后从事物流工作奠定坚实的技术基础。

　　在长期的教学实践中，发现学生对于仿真的概念并不清楚，特别是刚刚开始使用仿真工具时，仅能跟着教材或者软件中所提供的示例模型做出一个“Hello World”。可以亦步亦趋地完成相应的模型，但是对模型为什么这样缺少足够的理解。特别是对于对象中有大量属性、参数可调整的情况，往往不知所措，不知道这些对象究竟应该如何调整。

　　一般来说，大学仿真的课程开设了32学时或者48学时，通过这些学时想要全面掌握仿真工具的应用是远远不足的，特别是对于大量非计算机专业的学生来说，既有迫切希望掌握仿真工具的要求，又缺少足够的计算机基础知识。因此，为非计算机专业的学生编写一本实用好用，既能够使学生知其然，又能使学生知其所以然的教材势在必行。

　　此外，学生掌握仿真工具的目的是能够用工具解决实际问题。因此，本书在编写过程中，也重视了不同工具以及不同方法的实际应用，以增强利用工具解决实际问题的能力，对提升学生的学习兴趣和积极性具有重要价值。

　　在本书的编写过程中，利用FlexSim 2020作为讲解对象，适当考虑了传统版本软件的需求，多数问题能够在FlexSim试用版本中完成相关的实验性操作。考虑到软件应用的通用性，以英文版为基础，对相关术语进行了对应解释。

　　本书由江苏科技大学黄颖任主编，广州易行数字技术有限公司何金聪、中船重工南京鹏力智能装备公司蒋俊杰任副主编。具体分工为：第一章至第八章由黄颖编写，第九章、第十章、第十三章由何金聪编写，第十一章、第十二章由蒋俊杰编写，黄颖负责全书统稿。

　　由于技术的发展日新月异，而教材的出版周期相对较长，因此，在委托清华大学出版社出版纸质版的基础上，为了满足读者以及各高校教学的需求，开设有线上课程可供学习。

　　本书编写团队尽最大可能确保内容的可靠性，加之清华大学出版社科学严谨的出版流程，确保了本书的质量。但是由于作者水平的局限性以及行业发展速度日新月异，书中难免有疏漏和不当之处，敬请广大读者批评指正。

　　

　　

　　

　　                                                     编  者

　　

　　

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

目  录

　　

第一章  物流系统与系统仿真 1

第一节  物流系统概述 1

一、系统的整体性 2

二、系统的层次性 2

三、系统的开放性 2

四、系统的目的性 3

第二节  物流子系统的构成 3

一、运输子系统 3

二、仓储子系统 3

三、配送子系统 3

四、流通加工子系统 4

五、装卸搬运子系统 4

六、包装子系统 4

七、物流信息子系统 4

第三节  物流系统的目标 5

一、服务目标 5

二、速度目标 5

三、空间节约目标 5

四、适当规模目标 6

五、库存控制目标 6

第四节  物流仿真技术概述 6

一、仿真的历史 6

二、仿真的范围 7

三、物流仿真的应用现状 8

四、仿真系统的分类 9

五、物流系统仿真的价值 10

第五节  物流仿真技术的应用 11

一、在企业中的应用 11

二、在教学中的应用 12

总结与思考 13

第二章  仿真工具介绍与基本概念 14

第一节  FlexSim系统的安装与

第一个模型 14

一、FlexSim软件的获取与安装 14

二、软件的打开与使用 16

三、建立第一个仿真模型 19

第二节  FlexSim仿真的基本概念 22

一、实体类型 22

二、仿真建模的最佳实践 31

总结与思考 34

第三章  物流系统仿真入门案例 35

第一节  模型描述与需求 35

一、模型系统布局 35

二、模型要求 36

第二节  模型建模 36

一、关键参数提取 36

二、供应商建模步骤 37

三、配送中心建模步骤 39

四、分拣出货区建模步骤 41

总结与思考 43

第四章  MTS与MTO的仿真实现 44

第一节  MTS与MTO的概念 44

第二节  MTS模型建模 45

一、案例描述 45

二、建模流程 45

三、Dashboard仪表板设置 53

第三节  MTO模型建模 56

一、案例描述 56

二、建模流程 57

三、Dashboard仪表板 60

总结与思考 62

第五章  物流输送系统建模与仿真 63

第一节  输送线系统介绍 63

一、自动化输送线的认识 63

二、输送模块功能简介 63

第二节  快递中转场仿真建模 67

一、场景信息 67

二、分步建模流程 67

三、思考与提升 73

第三节  机场输送线仿真 73

一、案例背景 73

二、建模步骤 74

三、仿真结果分析 78

总结与思考 79

第六章  物流仿真中的路径优化方案 80

第一节  网络路径与交通控制 80

一、网络节点与路径概念 80

二、网络路径设计 81

第二节  A-Star算法的应用 84

一、A-Star算法的基本原理 84

二、应用实例 85

总结与思考 88

第七章  物流仿真数据可视化与

模型展示 89

第一节  仿真数据的基本概念 89

一、收集数据的类型 89

二、仿真数据的收集方法 90

第二节  仿真数据获取与可视化应用

实例 92

一、场景说明 92

二、仿真建模 93

三、数据采集与分析 96

第三节  仿真模型的控制与展示 101

一、飞行路径的创建 101

二、创建并导出模型视频 102

三、仿真服务器的使用 102

总结与思考 105

第八章  仿真模型实验与优化 106

第一节  需求描述 106

一、场景描述 106

二、使用实验器进行仿真实验 107

三、使用优化器寻找最优方案 110

第二节  在仓库选址问题中的应用 112

一、仓库位置选址 112

二、案例情景 112

第三节  采样数据拟合 115

一、ExpertFit简介 116

二、数据拟合应用 117

总结与思考 121

第九章  脚本语言与树结构 122

第一节  FlexScript 122

一、FlexScript的一般规则 122

二、FlexScript的语法 123

三、数学运算 125

四、命令的执行 127

五、点语法 127

六、代码流程结构 128

七、基本建模函数 130

第二节  树结构 137

一、FlexSim树结构 137

二、树节点 138

三、树节点常用函数 138

四、实体常用函数 139

第三节  托盘码垛与装箱策略 142

一、模型描述与需求 142

二、模型建模 143

总结与思考 149

第十章  标签及工艺流程应用详解 150

第一节  标签的关键概念 150

一、标签的定义 150

二、标签的用途 151

三、标签的运作方式 155

第二节  在仿真中使用标签 156

一、创建标签 156

二、设置标签值 157

第三节  工艺流程概述 157

一、仿真模型逻辑 157

二、工艺流程工具 158

三、PF工具控制模型逻辑的优势 158

四、使用PF的最佳实践 159

第四节  PF的功能模块 159

一、PF的主要元素 159

二、令牌的创建 160

三、PF的基本活动 163

四、任务和任务序列 164

五、共享资源 168

六、列表List 170

七、协同流程 177

总结与思考 181

第十一章  利用仿真器实现PLC通信与

控制 182

第一节  设计PLC逻辑 182

一、仿真器支持的连接类型介绍 182

二、仿真器在传送带PLC应用

案例 185

第二节  仿真器与外部模拟器数据通信

应用 188

一、Emulator属性介绍 188

二、仿真模型 190

总结与思考 193

第十二章  子母穿梭车密集库

仿真与应用 194

第一节  密集仓储系统 194

一、密集仓储系统分类 194

二、子母穿梭车密集库 196

第二节  自动化密集库系统仿真 196

一、模型概述 197

二、建立模型布局 198

三、生成原始库位表 198

四、生成库位令牌 200

五、任务分配 201

六、任务执行 203

七、运行调试 206

总结与思考 207

第十三章  线边物流系统 208

第一节  线边物流概念 208

一、基本概念 208

二、案例描述 208

第二节  线边物流建模(一对一方案) 209

一、模型逻辑 209

二、模型布局 210

三、建模前的准备工作 216

四、建立模型逻辑 218

第三节  使用ProcessFlow建立线边

物流模型 223

一、模型布局 224

二、建模前的准备工作 224

三、建立模型逻辑 225

第四节  线边物流建模(一对多方案) 232

一、模型布局 232

二、建模前的准备工作 232

三、建立模型逻辑 233

总结与思考 244

参考文献 245

　　

　　

　　

　　

 

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

《物流系统仿真与应用（微课版）》为“十三五”江苏省高等学校重点教材（编号：2020-2-047）。 

《物流系统仿真与应用（微课版）》以实际问题驱动的方式带领读者完成相应的任务，并且通过在线课程辅助的方式帮助学生能够在手把手的指导下完成仿真的任务目标。首先，通过对仿真以及物流系统的介绍，帮助学生建立一个较为宏观的概念；其次，逐渐深入仿真的细节问题，介绍了利用较为聪明的方法解决具有一定复杂程度的现实问题；再次，通过一系列的综合案例，培养学生能够独立建立一个具有实际功能的物流系统模型，并能够完成从物流系统分析、物流系统设计、物流系统优化的全过程，为今后从事于实际物流岗位奠定坚实的技术基础。 

黄颖，江苏科技大学副教授，Flexsim高级建模师，中国物流与采购联合会培训专家。长期从事与物流系统仿真的教学与科研工作。开设有大学慕课课程《物流系统仿真与应用课程》。