[发明专利]一种基于主体的组件化物流系统仿真计算方法

说明书

一种基于主体的组件化物流系统仿真计算方法，首先以物流系统组成部分之间的关系特征为划分界面，根据同类关系聚合对应的实体类型，分成形成3个实体、3种交互关系、3种组织关系及对系统产生影响的外部环境；并将实体进一步分解形成若干个属性组件和行为组件进行建模，分别描述实体的某类属性或者某类行为规则，其中所述属性组件中至少包括平台组件；以平台组件为容器，选择合适的组件装载到平台组件上形成实体模型，结合属性数据和规则参数，加上实体部署信息，和实体间的相互关系信息，生成仿真情景下的对象实例。本发明具有建模更加简单，适用性好，模型可按需组合装配，模型复用性好，可扩展性好，可维护性好的优点。

技术领域

本发明涉及仿真计算领域，具体的涉及一种利用主体仿真建模计算方法对物流系统进行仿真计算，例如仿真建模计算的方法。

背景技术

现有技术中存在着不同的仿真建模计算方法，例如：组件化建模计算方法、离散事件仿真计算方法和基于主体仿真建模计算方法。

组件化建模方法是将组成仿真实体的各要素抽象为独立的组件，包括描述实体某方面物理特性的属性组件和描述实体认知行为的行为组件，并可将组件按照一定的规则组合为各类仿真实体。这种仿真模型拆解和组合方式可提高模型的按需装配能力，在满足仿真需求的同时尽量减少模型复杂度和计算量；同时可以提高模型的可扩展性，便于进行模型特定行为能力的精细化改进，降低增加行为能力和改变行为规则的难度。

离散事件仿真是一种过程导向的仿真技术，离散事件仿真是面向事件的，研究在规定的离散时间点发生的事件引发未来一系列时间依序运行。离散事件仿真关注变量的不确定性，用蒙特卡洛法模拟随机因素，通过重复仿真得到所关注系统输出变量的概率分布。

基于主体仿真建模(ABMS:Agent-Based Modeling and Simulation)，将系统理解为构件间交互作用形成的集合体，通过对个体行为及其之间的交互关系、适应性进行刻画，来描述复杂系统的行为。基于主体仿真建模方法通过较简单个体规则的叠加和相互作用，可展现系统的整体性行为即涌现行为，是研究复杂适应性系统的有效途径。

当前用于物流仿真的主要工具，多采用单一的离散事件仿真、优化(数学)建模法或者系统动力学仿真技术，完成对供应链管理策略、物流设施平面布置，物流局部作业流程优化等问题的仿真求解。

采用单一仿真建模方法都是为了解决特定问题，如优化建模法致力于作出最优决策；离散事件仿真是为了体现和适应物流过程中的不确定性的影响；系统动力学仿真侧重于研究物流系统内部实体间的相互关系，缺乏通用的建模方法支持对物流系统多目标问题进行仿真分析。相比上述建模方法，基于主体仿真建模更具一般性和包容性，既可以基于其他建模技术建立模型组件的总体框架，又能够构建嵌套于更大系统的主体模型，但由于目标多样化导致的主体建模复杂性使得建立一种可操作的、易于实施的建模手段变得极为困难，模型体系和模型内部逻辑过于复杂以至难以进行修改和扩展，一些成功的基于主体建模案例仍然局限于一定的物流仿真场景，只能分析研究特定的问题。

而仿真建模分析是解决物流系统规划设计和管理调度中普遍存在的多目标计算问题的有效手段之一。物流系统是一个人机结合的复杂动态系统，它具有时间和空间跨度大、各组成部分行为关联性强，动态适应环境变化，多目标相互制衡等显著特点，而现有建模方法和工具一般只能侧重分析和解决物流系统某方面的具体问题，如场所选址、路线选择、车间布局优化等，无法针对时空跨度大场景下的系统综合设计问题进行高效建模，建立的模型也相对固化不能适应物流系统内外部运行环境变化以展现系统涌现行为。

如何提供一种通用化，普适性的建模方法，构建体系化、可扩展、可灵活装配的模型体系框架，以满足不同层次不同精细程度的物流仿真需要，支持快速构建物流仿真场景、定制物流仿真应用系统，辅助用户完成个性化的系统规划设计、系统优化和教学培训等仿真应用，成为现有技术亟需解决的技术问题。

发明内容