當前，仿真技術已經(jīng)成為分析、研究各種復雜系統(tǒng)的重要工具，它廣泛用于工程領域和非工程領域。物流系統(tǒng)是企業(yè)生產(chǎn)和流通領域以及整個供應鏈的一個重要組成部分，物流合理化是提高供應鏈生產(chǎn)率最重要的方法之一。因此對物流系統(tǒng)的設計和仿真的研究，也日益受到人們的重視。

由于物流系統(tǒng)變得越來越復雜并且內部關聯(lián)性越來越強。仿真是公司檢驗其物流系統(tǒng)及決策是否真的高效的唯一可用技術了。在設計一個新的物流系統(tǒng)，對已由系統(tǒng)添加新設備或重新優(yōu)化，仿真都是非常必要的。同時，三維虛擬仿真還用來提供直覺的和經(jīng)驗的決策支持。在當市場和技術條件下，物流仿真可用使用專用軟件來虛擬實現(xiàn)。

物流系統(tǒng)應用三維虛擬仿真技術的必要性
隨著物流行業(yè)生產(chǎn)自動化水平的不斷提高，生產(chǎn)系統(tǒng)越來越復雜，生產(chǎn)節(jié)奏越來越快，生產(chǎn)管理者對生產(chǎn)改進的每一決策，都需謹慎考慮。措施不當，往往需要付出高昂的代價。而正是由于系統(tǒng)的復雜性，快節(jié)奏和柔性，要想預測每一個決策給系統(tǒng)帶來的后果，已經(jīng)是人的大腦無法勝任的了。計算機仿真技術正是彌補了這一不足，成為自動化物流系統(tǒng)管理者的有用工具，成為生產(chǎn)系統(tǒng)規(guī)劃設計人員的得力助手。

自動化物流系統(tǒng)應用計算機仿真技術，不僅可以避免建立物理試驗模擬系統(tǒng)的投資，減少設計成本，而且可以通過計算機技術進行精確計算和驗證分析，提高系統(tǒng)方案的可行性。根據(jù)物流中心的工藝設備參數(shù)和工藝流程建立起來的計算機仿真系統(tǒng)，可以形成直觀立體的三維仿真動畫，提供生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量，確定瓶頸位置，報告資源利用率。還可以被用來支持投資決定，校驗物流系統(tǒng)設計的合理性，通過對不同的物流策略進行仿真實驗來找出最優(yōu)解。仿真運行結束后可根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成仿真報告，顯示各個物流設備的利用率、空閑率、阻塞率等數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)仿真報告提供的數(shù)據(jù)對物流系統(tǒng)的優(yōu)缺點進行判斷，做出科學決策。

物流系統(tǒng)仿真的核心技術
仿真可定義為：在全部時間內，通過對系統(tǒng)的動態(tài)模型性能的觀測來求解問題的技術。計算機仿真就是利用計算機運算系統(tǒng)的數(shù)學模型來達到對被仿真系統(tǒng)的分析、研究、設計等目的。仿真技術是集計算機技術、多媒體技術、通訊技術、控制技術于一身的現(xiàn)代高科技，它能仿真出一個其實的環(huán)境，一種真實的感受，可應用于宇宙飛船、核電站、飛機、輪船等大中型高精密儀器操作者的仿真訓練，也可應用于我國正在興建的自動化物流系統(tǒng)的規(guī)劃、設計、模擬、演示和分析。

物流系統(tǒng)的仿真是典型的離散事件系統(tǒng)仿真，其核心是時鐘推進和事件調度的機制。離散事件系統(tǒng)是指系統(tǒng)狀態(tài)在某些隨機時間點上發(fā)生離散變化的系統(tǒng)。這種引起狀態(tài)變化的行為稱為“事件”，因而這類系統(tǒng)是由事件驅動的；而且，“事件”往往發(fā)生在隨機時間點上，亦稱為隨機事件，因而離散事件系統(tǒng)一般都具有隨機特性；系統(tǒng)的狀態(tài)變量往往是離散變化的。

基于離散事件仿真的分析方法（Discrete Event Simulation based Modeling Methods）對供應鏈仿真的研究主要是利用離散事件仿真（DES  Discrete event simulation），并綜合利用運籌學、軟計算等優(yōu)化及建模技術，重點解決供應鏈系統(tǒng)中供應鏈設計、位置決策、庫存管理決策等戰(zhàn)略決策問題；普遍采用可重用的模塊化設計，利用圖形過程建模方法建立系統(tǒng)模型，在增強系統(tǒng)柔性的同時，降低用戶使用仿真器的復雜度。

為了直觀地、現(xiàn)實地展現(xiàn)所設計的物流系統(tǒng)的運行效果，需要多媒體計算機仿真環(huán)境，最典型的是3D可視化圖形技術。除了高效的2D視圖外，還能在虛擬的現(xiàn)實3D環(huán)境中實現(xiàn)仿真可視化。借助仿真軟件的的資源庫或CAD數(shù)據(jù)，可以建立逼真的3D模型，該模型具有系統(tǒng)設計、事件驅動、演示、效果評價等多種用途。

計算機仿真的基本步驟和方法

選擇合適的計算機仿真軟件

建立仿真模型
根據(jù)自動化物流系統(tǒng)的需求和工藝流程建立系統(tǒng)的計算機仿真模型，并確立系統(tǒng)基本設備的運行參數(shù)。

編寫邏輯控制程序
根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程和系統(tǒng)的邏輯控制關系，以及物料流動過程中，設備處理該物料所需的時間等編寫邏輯控制程序。

運行仿真系統(tǒng)
根據(jù)物流系統(tǒng)的需求流量，計算出物料出現(xiàn)的時間頻率，把這個頻率值輸入系統(tǒng)，即可運行此仿真系統(tǒng)。仿真運行時間可以根據(jù)實際物流系統(tǒng)的生產(chǎn)班次，也可按照最大物流量進行模擬。

仿真結果分析和優(yōu)化
根據(jù)流程運行結果，進行分析，系統(tǒng)是否存在瓶頸，流程是否暢通，物流量能否滿足需求。根據(jù)最后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果，分析物流量能否滿足需求。如果系統(tǒng)運行后，結果有不理想之處，要根據(jù)相應的原因，調整方案或者改變參數(shù)，直至滿足物流系統(tǒng)的生產(chǎn)需求。生成三維動畫輸出結果及仿真報告，提交給自動化物流系統(tǒng)的管理者和設計者，進一步優(yōu)化和完善。

物流系統(tǒng)三維虛擬仿真的計算機實現(xiàn)
三維虛擬仿真（3D Virtual Simulation）就是利用三維建模技術，構建現(xiàn)實世界的三維場景并通過一定的軟件環(huán)境驅動整個三維場景，響應用戶的輸入，根據(jù)用戶的不同動作做出相應的反應，并在三維環(huán)境中顯示出來。三維仿真的關鍵技術主要有動態(tài)環(huán)境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統(tǒng)開發(fā)工具、系統(tǒng)集成技術等。

仿真平臺的組成
仿真平臺通常構建在基于Windows系統(tǒng)的PC機或圖形工作站上。仿真平臺主要有以下4個模塊組成：特征造型數(shù)據(jù)類庫、三維場景管理模塊和交互接口模塊。

面向對象的仿真建模方法
計算機仿真主要包括仿真建模、程序實現(xiàn)、仿真結果的統(tǒng)計分析三大部分。建模階段，主要根據(jù)研究目的、系統(tǒng)的先驗知識及實驗觀察的數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)進行分析，確定各組成要素以及表征這些要素的狀態(tài)變量和參數(shù)之間的數(shù)學邏輯關系，建立被研究系統(tǒng)的數(shù)學邏輯模型。

在面向對象系統(tǒng)仿真建模時，對象是基本的運行時實體，既包括數(shù)據(jù)（屬性），又包括作用于數(shù)據(jù)的操作（行為），所以一個對象把屬性和行為封裝成一個整體。一個類定義了一組大體上相似的對象。一個類所包含的方法和數(shù)據(jù)描述一組對象的共同行為和屬性。對象之間進行通信的方式叫消息機制。不同層次類之間共享數(shù)據(jù)和操作的機制叫繼承。一切事物以對象為唯一模型，對象間除了互相傳送消息外，沒有別的聯(lián)系。

未來的發(fā)展趨勢和研究方向
隨著計算機技術及自動化技術的迅速發(fā)展，虛擬企業(yè)、虛擬制造技術不斷深入，物流仿真系統(tǒng)軟件已經(jīng)成為虛擬制造系統(tǒng)和物流企業(yè)的重要組成部分，將得到更廣泛的應用和發(fā)展。

多維仿真進入物流系統(tǒng)的設計與布局規(guī)劃，要實現(xiàn)對設備和物流工藝更加有效的布局規(guī)劃，一個重要的工具無疑是仿真。仿真軟件將憑經(jīng)驗的猜測從物流系統(tǒng)設計中去除，對設計一個復雜的工藝流程特別有效。在屏幕上，操作者可以觀察不同的場景，通過不同的生產(chǎn)能力對各種物流方案進行評價，并可以假設一些條件，比如一個子系統(tǒng)暫時停止工作后，觀察可能發(fā)生的情況。仿真軟件的開發(fā)者們也繼續(xù)在提高軟件的水平，最新的軟件通過四維（x、y、z、時間）設計，使得系統(tǒng)更加接近現(xiàn)實世界。更加復雜的軟件傾向于軟件不但在設計時是一個很好的幫助，也成為一個操作控制工具。

• 有開放的二次開發(fā)接口，以便實現(xiàn)不同層次和不同行業(yè)的專業(yè)化物流模擬坊真需求。
  
• 用戶可以加入復雜的流程邏輯和動作規(guī)則，可以進行仿真的動態(tài)優(yōu)化。
  
• 進一步向多媒體方向發(fā)展，引入虛擬現(xiàn)實技術，不但可以進行AUTOCAD和3D仿真。
• 可以模擬現(xiàn)場聲、光、震動等多媒體環(huán)境,進行人員的培訓。
  
• 隨機離散事件模擬與隨時間連續(xù)變化事件模擬有機結合的仿真系統(tǒng)。