Application of Witness simulation software in logistics teaching
Li Yali
Beijing union university, Beijing, 100023, China
Abstract: As a major with strong practicality and applicability, the logistics management major requires students to acquire the knowledge and skills in production, business operation, management, and service, etc. Witness simulation software can be used to simulate the real production workflow, and thus the user may analyze each step in process of production via the simulation results. That is to say, Witness simulation software can help teachers to improve their quality of teaching and develop students' integrating skills.
Key words: logistics; simulation software; example teaching
物流管理专业在高校已经经历6～10年的发展，无论从理论教学还是实训实操方面都取得了很大提高。但是随着国家和企业物流设备与技术的日益发展，高校物流管理专业在实际教学过程中也存在各种问题。第一，传统的理论教学，学生不能置身在真实的环境中，失去主动思考和学习兴趣。第二，学生学的理论知识太落后，跟实际的物流应用脱轨；有些知识又是从国外引进，跟国内的情况不相符。第三，只是讲解大家都知道的案例，不能提供企业中真实发生的案例。第四，学生很少有实验实训基地或者真实的企业环境中的学习和实操经历，学生走入社会还要重新学习新的知识。因此，如何提高实践教学质量，全面培养学生的综合能力，显得尤为重要。
1　Witness仿真软件简介
Witness是由英国Lanner公司推出的功能强大的仿真软件系统。Witness仿真软件主要应用在流程仿真，如零部件生产加工模拟、排队倒班机、统计分布、离散事件的模拟。Witness内置Part，Machine，Buffer，Labor，Transport，Liquid，Pipe，Tank，Proccesor等30多种部件，同时可以设置机器故障和修复时间，通过其内置的仿真引擎，可快速进行模型运行仿真，展示流程的运行规律。Witness是采用面向对象的建模机制，还可以建立和描述自己的模型和行为，用户可以自己定义复杂的RULE或者公用的函数(或用户自定义函数)实现复杂的行为。Witness可以与外部数据(Excel ODBC)相连接，同时也可以导入自己定义的图形。Witness可以通过动态模拟，根据不同阶段的仿真结果，随时修改模型中的参数和部件，得到最佳的解决方案。
Witness Optimizer优化模块通过先进的优化算法计算出仿真模型最优的解决方案。在Witness Optimizer里可以设定自己的模型考核指标，设定系统控制参数的取值大小和约束条件。计算出来的实验结果用图表的形式显示给决策者，该模块可以有效地帮助建模者和决策者优化、改善绩效指标。任何在Witness里建立的模型都可以使用Witness OPT进行优化，Witness OPT也是界面化模块，它可以跟Witness软件无缝结合，集成后可以在Witness的菜单中直接调用。
Witness OPT提供了丰富的实验设计报表选项、标准函数的定义、算法终止条件设定、随机流设定、仿真时间长度设计、控制变量取值和约束设计、优化算法选择。这些都可以应用于实际生产运作的绩效指标、服务水平、产出率或者利润率，给决策者提供丰富的报表。
Witness VR现实虚拟模块集成了先进的仿真技术和3D图形显示效果，Witness二维的流程仿真模块可以快速地生成具有真实比例缩放尺寸的生产场景，可以实现逼真的仿真效果。在Witness VR先进的仿真引擎驱动下，模型中生产部件和生产机器，根据系统布局设计运动流程在三维场景中实时运动，从而实现跟真实场景中生产运作过程一样的效果。
Witness Documentor是Lanner集团开发出来的一个集成插件模块，它是一个非常有用的报表工具，用它可以创建模型逻辑、模型细节和模型结构等一系列定制化的报表。Witness Documentor可以创建跟模型相关的各式各样的报表，这些报表可以包括元素的名称和类型、设备故障和调整细节、物料信息流、运动和生产活动。报表存储格式为.rft，这种格式方便很多文字处理软件编辑加工。

2　Witness仿真实例的应用
Witness提供了直观的流程运行的动态的动画展示，使用户清楚和直观地了解系统的运行过程，通过其Quick3D功能，可快速生成系统模型元素的三维立体表示，可展示系统模型在三维空间的运行效果。通过图表的统计报告，可以迅速对运行结果做出分析和对比，给出最佳的解决方案。2.1 Witness银行ATM机和柜台流程业务的模拟
(1)建模背景：多队列多服务排队系统是排队系统中最典型的形式，以其为案例进行Witness建模与仿真过程。排队系统是生产系统中一类主要离散事件系统，在生活中很常见，如火车、飞机安检排队系统，银行排队系统，理发排队系统。与连续系统仿真相比，此系统模型描述复杂、概念抽象，而且短时间内不容易找到问题和解决方案。笔者就Witness对银行ATM机和柜台流程业务进行模拟。
(2)顾客ATM机和柜台流程业务符合泊松分布，它有如下特征：①顾客到银行ATM机或者去柜台都是随机的。②符合Witness里的先进先出规则，如果前面有人在排队处理业务，后面的需要等待。③柜台业务人员和ATM机对人员的处理都是随机的，需要用到属性来定义。④顾客随机选择人数最少的队伍排队并且办理业务。
(3)Witness布局及参数设置。设银行ATM机和柜台流程业务系统有ATM机、大堂经理、咨询人员、顾客、柜台人员，在仿真系统中用到的部件用Machine，Labor，Path，Shift，Attribute，Part来表示。Machine的处理时间要用到Attribute的数值*数值(根据业务复杂程度给予不同数值)，每个服务台前配备一个柜台人员，顾客以泊松分布的方式到ATM机及柜台前处理业务，Witness可以单步(或者自己定义时间)显示上班前顾客到ATM机前办理业务，银行正常营业后顾客可以到ATM机和柜台前办理。
(4)仿真模型的运行结果及其分析。仿真时钟为6 000，分析两种情况进行对比：第一种情况：1台ATM，5个柜台人员；第二种情况： 2台ATM，3个柜台人员(如图1所示)。

第一种情况统计报告

第二种情况统计报告
图1
从图1可以看出，ATM 机和业务处理人员都存在很大的空闲，这样管理者可以很好地做出决策，第一种可以增加业务类型，充分利用业务人员和ATM机，第二种可以减少业务人员和ATM机，减少开支。(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）