1. 引言
　　 1.1研究的意义
　　 当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具，它广泛用于工程领域和非工程领域。物流系统是企业生产和流通领域以及整个供应链的一个重要组成部分，物流合理化是提高供应链生产率最重要的方法之一。因此对物流系统的设计和仿真的研究，也日益受到人们的重视。
　　 由于物流系统变得越来越复杂并且内部关联性越来越强。仿真是公司检验其物流系统及决策是否真的高效的唯一可用技术了。在设计一个新的物流系统，对已由系统添加新设备或重新优化，仿真都是非常必要的。同时，三维虚拟仿真还用来提供直觉的和经验的决策支持。在当市场和技术条件下，物流仿真可用使用专用软件来虚拟实现。
　　 1.2. 物流系统应用三维虚拟仿真技术的必要性
　　 随着物流行业生产自动化水平的不断提高，生产系统越来越复杂，生产节奏越来越快，生产管理者对生产改进的每一决策，都需谨慎考虑。措施不当，往往需要付出高昂的代价。而正是由于系统的复杂性，快节奏和柔性，要想预测每一个决策给系统带来的后果，已经是人的大脑无法胜任的了。计算机仿真技术正是弥补了这一不足，成为自动化物流系统管理者的有用工具，成为生产系统规划设计人员的得力助手。
　　 自动化物流系统应用计算机仿真技术，不仅可以避免建立物理试验模拟系统的投资，减少设计成本，而且可以通过计算机技术进行精确计算和验证分析，提高系统方案的可行性。根据物流中心的工艺设备参数和工艺流程建立起来的计算机仿真系统，可以形成直观立体的三维仿真动画，提供生产系统的生产量，确定瓶颈位置，报告资源利用率。还可以被用来支持投资决定，校验物流系统设计的合理性，通过对不同的物流策略进行仿真实验来找出最优解。仿真运行结束后可根据统计数据生成仿真报告，显示各个物流设备的利用率、空闲率、阻塞率等数据。可根据仿真报告提供的数据对物流系统的优缺点进行判断，做出科学决策。
　　 2．物流系统仿真的核心技术
　　 仿真可定义为：在全部时间内，通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。计算机仿真就是利用计算机运算系统的数学模型来达到对被仿真系统的分析、研究、设计等目的。仿真技术是集计算机技术、多媒体技术、通讯技术、控制技术于一身的现代高科技，它能仿真出一个其实的环境，一种真实的感受，可应用于宇宙飞船、核电站、飞机、轮船等大中型高精密仪器操作者的仿真训练，也可应用于我国正在兴建的自动化物流系统的规划、设计、模拟、演示和分析。
　　 物流系统的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的机制。离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。这种引起状态变化的行为称为“事件”，因而这类系统是由事件驱动的；而且，“事件”往往发生在随机时间点上，亦称为随机事件，因而离散事件系统一般都具有随机特性；系统的状态变量往往是离散变化的。
　　 基于离散事件仿真的分析方法（Discrete Event Simulation based Modeling Methods）对供应链仿真的研究主要是利用离散事件仿真(DES, Discrete event simulation)，并综合利用运筹学、软计算等优化及建模技术，重点解决供应链系统中供应链设计、位置决策、库存管理决策等战略决策问题；普遍采用可重用的模块化设计，利用图形过程建模方法建立系统模型，在增强系统柔性的同时，降低用户使用仿真器的复杂度。
　　 为了直观地、现实地展现所设计的物流系统的运行效果，需要多媒体计算机仿真环境，最典型的是3D可视化图形技术。除了高效的2D视图外，还能在虚拟的现实 3D 环境中实现仿真可视化。借助仿真软件的的资源库或CAD数据，可以建立逼真的3D模型，该模型具有系统设计、事件驱动、演示、效果评价等多种用途。
　　 3 计算机仿真的基本步骤和方法
　　 3.1 选择合适的计算机仿真软件
　　 3.2 建立仿真模型
　　 根据自动化物流系统的需求和工艺流程建立系统的计算机仿真模型，并确立系统基本设备的运行参数。
　　 3.3 编写逻辑控制程序
　　 根据系统的工艺流程和系统的逻辑控制关系，以及物料流动过程中，设备处理该物料所需的时间等编写逻辑控制程序。
　　 3.4 运行仿真系统
　　 根据物流系统的需求流量，计算出物料出现的时间频率，把这个频率值输入系统，即可运行此仿真系统。仿真运行时间可以根据实际物流系统的生产班次，也可按照最大物流量进行模拟。
　　 3.5 仿真结果分析和优化
　　 根据流程运行结果，进行分析，系统是否存在瓶颈，流程是否畅通，物流量能否满足需求。根据最后的数据统计结果，分析物流量能否满足需求。如果系统运行后，结果有不理想之处，要根据相应的原因，调整方案或者改变参数，直至满足物流系统的生产需求。生成三维动画输出结果及仿真报告，提交给自动化物流系统的管理者和设计者，进一步优化和完善。
　　 4．物流系统三维虚拟仿真的计算机实现
　　 三维虚拟仿真（3D Virtual Simulation）就是利用三维建模技术，构建现实世界的三维场景并通过一定的软件环境驱动整个三维场景，响应用户的输入，根据用户的不同动作做出相应的反应，并在三维环境中显示出来。三维仿真的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术等。
　　 1. 引言
　　 1.1研究的意义
　　 当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具，它广泛用于工程领域和非工程领域。物流系统是企业生产和流通领域以及整个供应链的一个重要组成部分，物流合理化是提高供应链生产率最重要的方法之一。因此对物流系统的设计和仿真的研究，也日益受到人们的重视。
　　 由于物流系统变得越来越复杂并且内部关联性越来越强。仿真是公司检验其物流系统及决策是否真的高效的唯一可用技术了。在设计一个新的物流系统，对已由系统添加新设备或重新优化，仿真都是非常必要的。同时，三维虚拟仿真还用来提供直觉的和经验的决策支持。在当市场和技术条件下，物流仿真可用使用专用软件来虚拟实现。
　　 1.2. 物流系统应用三维虚拟仿真技术的必要性
　　 随着物流行业生产自动化水平的不断提高，生产系统越来越复杂，生产节奏越来越快，生产管理者对生产改进的每一决策，都需谨慎考虑。措施不当，往往需要付出高昂的代价。而正是由于系统的复杂性，快节奏和柔性，要想预测每一个决策给系统带来的后果，已经是人的大脑无法胜任的了。计算机仿真技术正是弥补了这一不足，成为自动化物流系统管理者的有用工具，成为生产系统规划设计人员的得力助手。
　　 自动化物流系统应用计算机仿真技术，不仅可以避免建立物理试验模拟系统的投资，减少设计成本，而且可以通过计算机技术进行精确计算和验证分析，提高系统方案的可行性。根据物流中心的工艺设备参数和工艺流程建立起来的计算机仿真系统，可以形成直观立体的三维仿真动画，提供生产系统的生产量，确定瓶颈位置，报告资源利用率。还可以被用来支持投资决定，校验物流系统设计的合理性，通过对不同的物流策略进行仿真实验来找出最优解。仿真运行结束后可根据统计数据生成仿真报告，显示各个物流设备的利用率、空闲率、阻塞率等数据。可根据仿真报告提供的数据对物流系统的优缺点进行判断，做出科学决策。
　　 2．物流系统仿真的核心技术
　　 仿真可定义为：在全部时间内，通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。计算机仿真就是利用计算机运算系统的数学模型来达到对被仿真系统的分析、研究、设计等目的。仿真技术是集计算机技术、多媒体技术、通讯技术、控制技术于一身的现代高科技，它能仿真出一个其实的环境，一种真实的感受，可应用于宇宙飞船、核电站、飞机、轮船等大中型高精密仪器操作者的仿真训练，也可应用于我国正在兴建的自动化物流系统的规划、设计、模拟、演示和分析。
　　 物流系统的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的机制。离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统。这种引起状态变化的行为称为“事件”，因而这类系统是由事件驱动的；而且，“事件”往往发生在随机时间点上，亦称为随机事件，因而离散事件系统一般都具有随机特性；系统的状态变量往往是离散变化的。
　　 基于离散事件仿真的分析方法（Discrete Event Simulation based Modeling Methods）对供应链仿真的研究主要是利用离散事件仿真(DES, Discrete event simulation)，并综合利用运筹学、软计算等优化及建模技术，重点解决供应链系统中供应链设计、位置决策、库存管理决策等战略决策问题；普遍采用可重用的模块化设计，利用图形过程建模方法建立系统模型，在增强系统柔性的同时，降低用户使用仿真器的复杂度。
　　 为了直观地、现实地展现所设计的物流系统的运行效果，需要多媒体计算机仿真环境，最典型的是3D可视化图形技术。除了高效的2D视图外，还能在虚拟的现实 3D 环境中实现仿真可视化。借助仿真软件的的资源库或CAD数据，可以建立逼真的3D模型，该模型具有系统设计、事件驱动、演示、效果评价等多种用途。
　　 3 计算机仿真的基本步骤和方法
　　 3.1 选择合适的计算机仿真软件
　　 3.2 建立仿真模型
　　 根据自动化物流系统的需求和工艺流程建立系统的计算机仿真模型，并确立系统基本设备的运行参数。
　　 3.3 编写逻辑控制程序
　　 根据系统的工艺流程和系统的逻辑控制关系，以及物料流动过程中，设备处理该物料所需的时间等编写逻辑控制程序。
　　 3.4 运行仿真系统
　　 根据物流系统的需求流量，计算出物料出现的时间频率，把这个频率值输入系统，即可运行此仿真系统。仿真运行时间可以根据实际物流系统的生产班次，也可按照最大物流量进行模拟。
　　 3.5 仿真结果分析和优化
　　 根据流程运行结果，进行分析，系统是否存在瓶颈，流程是否畅通，物流量能否满足需求。根据最后的数据统计结果，分析物流量能否满足需求。如果系统运行后，结果有不理想之处，要根据相应的原因，调整方案或者改变参数，直至满足物流系统的生产需求。生成三维动画输出结果及仿真报告，提交给自动化物流系统的管理者和设计者，进一步优化和完善。
　　 4．物流系统三维虚拟仿真的计算机实现
　　 三维虚拟仿真（3D Virtual Simulation）就是利用三维建模技术，构建现实世界的三维场景并通过一定的软件环境驱动整个三维场景，响应用户的输入，根据用户的不同动作做出相应的反应，并在三维环境中显示出来。三维仿真的关键技术主要有动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具、系统集成技术等。