衆所周知，物(wù)流工程作爲一門學科，是管理(lǐ)學門類下(xià)，工商管理(lǐ)下(xià)的(de)二級學科，有其深厚的(de)理(lǐ)論基礎作爲支撐。根據學科的(de)定義，物(wù)流工程主要研究物(wù)流學、運籌學、管理(lǐ)學、交通(tōng)運輸組織學、運輸經濟學、運輸商務管理(lǐ)等方面的(de)基本知識和(hé)技能。在物(wù)流、交通(tōng)運輸、機械制造等企業單位進行物(wù)流系統的(de)規劃設計，物(wù)流技術設備的(de)研發，物(wù)流成本的(de)分(fēn)析與控制等。物(wù)流系統的(de)規劃設計包括工廠物(wù)流系統、物(wù)流園區(qū)、物(wù)流倉庫等系統的(de)設計；物(wù)流設備更是包羅萬象，大(dà)的(de)分(fēn)類有貨運車輛、冷(lěng)藏車、裝卸設備、搬運設備、起重設備、分(fēn)揀設備、儲存設備、包裝設備等；物(wù)流成本分(fēn)析與控制，則需要了(le)解物(wù)流的(de)基本運作流程、作業原理(lǐ)、崗位設置、管理(lǐ)技能、統計方法、數據分(fēn)析、KPI管理(lǐ)、改進需求等。

        然而，對(duì)單元化(huà)物(wù)流系統本身而言，其又是一個(gè)典型的(de)集成系統，涵蓋了(le)建築、交通(tōng)、機械、力學、傳動、電子、自控、計算(suàn)機軟件、網絡、通(tōng)訊、數據庫、光(guāng)電技術等衆多(duō)門類的(de)專門技術，是一個(gè)典型的(de)交叉性跨學科的(de)系統。系統集成理(lǐ)論亦是其主要的(de)支撐系統之一，甚至是更加直接的(de)和(hé)關聯度更高(gāo)的(de)重要理(lǐ)論基礎。

        本文討(tǎo)論單元化(huà)物(wù)流系統的(de)理(lǐ)論基礎，重點從系統構成的(de)要素、功能以及目标出發，探索單元化(huà)物(wù)流系統的(de)核心思想。

1） 單元化(huà)物(wù)流系是一個(gè)集成系統

        集成理(lǐ)論是上世紀九十年代出現的(de)一種新的(de)管理(lǐ)哲理(lǐ)和(hé)方法，其核心思想是重新審視在管理(lǐ)領域占統治地位的(de)分(fēn)工思想，而以集成管理(lǐ)的(de)思想取而代之。集成理(lǐ)論不是絕對(duì)無分(fēn)工，而是以集成群爲核心下(xià)的(de)适度分(fēn)工。

有專家認爲，集成論的(de)基本問題包括集成單元、集成模式、集成界面、集成條件、集成環境等五個(gè)要素，認爲這(zhè)“五要素”是系統研究集成理(lǐ)論體系的(de)基本問題。這(zhè)五要素分(fēn)别說明(míng)了(le)用(yòng)什(shén)麽(集成單元)，在什(shén)麽樣的(de)環境下(xià)(集成環境)，通(tōng)過何種方式(集成模式)，用(yòng)什(shén)麽來(lái)連接(聯系)需要集成的(de)單元(集成界面)，在什(shén)麽樣的(de)條件下(xià)(集成條件)來(lái)完成集成，實現集成的(de)目标。

        單元化(huà)物(wù)流系統相對(duì)應要素包括如下(xià)：

        集成單元：包括單元化(huà)物(wù)流系統中的(de)所有硬件和(hé)軟件，其中硬件包括建築，運輸裝備和(hé)倉儲設備，以及單元化(huà)的(de)載具等，軟件包括物(wù)流管理(lǐ)中的(de)各種軟件系統，如WMS系統，TMS系統，WCS系統以及各種計算(suàn)機、通(tōng)訊、數據庫、自動控制軟件等。

        集成環境：物(wù)流技術的(de)發展，已經進入到一個(gè)新的(de)曆史時(shí)期。在經曆了(le)手工、機械、半自動、全自動的(de)時(shí)代後，智能化(huà)的(de)時(shí)代已經到來(lái)。市場(chǎng)競争日趨激烈，客戶要求不斷提升，單元化(huà)物(wù)流系統正是在這(zhè)一環境下(xià)應運而生。單元化(huà)物(wù)流的(de)諸多(duō)優勢，使其在激烈的(de)競争環境下(xià)保持效率的(de)提升和(hé)成本的(de)下(xià)降，從而赢得(de)競争優勢。另一方面，單元化(huà)物(wù)流技術日趨成熟，從兩個(gè)方面可(kě)以看到，其一是構成單元化(huà)物(wù)流的(de)理(lǐ)論、技術等日趨成熟，使實現單元化(huà)物(wù)流基本上不存在技術上的(de)瓶頸；其二是單元共用(yòng)體系的(de)初步建立，支撐了(le)單元化(huà)物(wù)流的(de)實施與運營。

        集成方式：單元化(huà)物(wù)流系統的(de)集成方式，采用(yòng)的(de)是典型的(de)系統集成方式，其基本元素包含硬件和(hé)軟件系統，運用(yòng)現代集成與管理(lǐ)手段，完成多(duō)學科下(xià)各種技術的(de)集成。

        集成界面：連接單元化(huà)物(wù)流系統的(de)技術，有硬的(de)一面和(hé)軟的(de)一面，硬的(de)連接包括硬件的(de)連接，如單元與運載工具的(de)适配，車輛與月(yuè)台的(de)适配，單元與儲存設備及建築的(de)适配等多(duō)個(gè)方面。軟的(de)連接更爲重要，即單元信息在不同系統中的(de)一緻性和(hé)唯一性，這(zhè)是單元化(huà)物(wù)流的(de)核心内容。流暢的(de)連接，是确保單元化(huà)物(wù)流高(gāo)效運作的(de)基礎。

        集成條件：單元化(huà)物(wù)流系統集成條件表現在多(duō)個(gè)方面，其中最根本的(de)是各種成熟的(de)物(wù)流技術、方法、系統、裝備、軟件和(hé)人(rén)才。物(wù)流技術發展到今天，已經表現出應對(duì)各種需求的(de)适應性，産品和(hé)技術的(de)多(duō)樣性，人(rén)才的(de)充沛等。特别是自2010年來(lái)的(de)10餘年間，物(wù)流技術發生了(le)翻天覆地的(de)變化(huà)，包括市場(chǎng)需求、人(rén)才培養、資本介入等，促成了(le)物(wù)流技術的(de)井噴式發展。

        此外，單元化(huà)物(wù)流系統還(hái)要解決的(de)問題，包括集成工具和(hé)集成目标等問題。這(zhè)些問題都或多(duō)或少分(fēn)布在五個(gè)要素之中。其中，單元化(huà)物(wù)流系統集成的(de)工具無外乎現有的(de)技術手段，尤其是網絡技術和(hé)計算(suàn)機技術等，集成目标首先是提升全供應鏈下(xià)的(de)效率和(hé)降低成本。此外，單元化(huà)物(wù)流的(de)目标還(hái)遠(yuǎn)不止于此，創造價值，促進産業轉型升級成爲新時(shí)代物(wù)流系統新的(de)更大(dà)的(de)目标。

        對(duì)于集成系統而言，除了(le)研究和(hé)了(le)解集成要素之外，還(hái)要以系統的(de)觀點來(lái)處理(lǐ)各集成要素間的(de)關系。系統集成的(de)關鍵是通(tōng)過協調各單元的(de)工作，規範各部分(fēn)的(de)行爲，以達到提升系統整體性能的(de)目标，而不是簡單的(de)設備堆砌。作爲一個(gè)系統，除了(le)功能外，還(hái)要考慮運營成本、可(kě)靠性、可(kě)維護性等一些列問題。

        2） 單元化(huà)物(wù)流是現代物(wù)流系統的(de)重要組成部分(fēn)

        毋庸置疑，單元化(huà)物(wù)流是現代物(wù)流體系的(de)基礎和(hé)重要組成部分(fēn)，是爲現代物(wù)流服務的(de)。在談及單元化(huà)物(wù)流系統的(de)理(lǐ)論基礎時(shí)，現代物(wù)流的(de)理(lǐ)論體系也(yě)是支撐單元化(huà)物(wù)流系統的(de)基石。

物(wù)流學研究的(de)對(duì)象是經濟活動中“物(wù)”的(de)流動或移動的(de)方法與規律，研究的(de)目的(de)是運用(yòng)現代科學技術手段和(hé)管理(lǐ)組織方法，優化(huà)物(wù)流流程，減少物(wù)流流程的(de)成本，提高(gāo)商品流通(tōng)的(de)效率和(hé)效益，有效的(de)管理(lǐ)和(hé)控制物(wù)流的(de)全過程。

現代物(wù)流學是自然科學、社會科學和(hé)技術科學相互滲透形成的(de)應用(yòng)性新興學科，是一門彙集了(le)經濟科學、管理(lǐ)科學、計算(suàn)機科學、信息科學、工程技術科學等多(duō)門學科精華的(de)交叉學科。

        物(wù)流是國民經濟中跨行業的(de)基礎産業，涵蓋了(le)全部社會再生産的(de)運動過程。現代物(wù)流學涉及的(de)範圍非常廣，是在現代計算(suàn)機技術、信息技術、通(tōng)訊技術和(hé)自動識别技術等高(gāo)新技術的(de)支持下(xià)，研究物(wù)質實體流動的(de)理(lǐ)論、規律和(hé)方法。其内容從物(wù)流理(lǐ)論到應用(yòng)；物(wù)流技術到管理(lǐ)方法；宏觀物(wù)流到企業物(wù)流；國際物(wù)流到社會物(wù)流等各類别的(de)龐大(dà)體系。

        作爲支撐物(wù)流運作的(de)物(wù)流系統，集成了(le)建築、交通(tōng)、機械、力學、傳動、電子、自控、計算(suàn)機軟件、網絡、通(tōng)訊、數據庫、光(guāng)電技術等衆多(duō)門類的(de)專門技術，是一套複雜(zá)的(de)自動化(huà)集成系統。

        總體來(lái)說，單元化(huà)物(wù)流是現代物(wù)流系統的(de)重要組成部分(fēn)和(hé)表現形式，單元化(huà)物(wù)流的(de)高(gāo)效、敏捷、透明(míng)、節省、簡約、柔性等特征，正是現代物(wù)流追求的(de)主要目标。

        在所有技術中，信息技術和(hé)自動化(huà)技術是單元化(huà)物(wù)流最能體現現代物(wù)流技術的(de)關鍵技術之一。信息化(huà)、自動化(huà)、網絡化(huà)、智能化(huà)、柔性化(huà)是現代物(wù)流的(de)主要特征，也(yě)是單元化(huà)物(wù)流的(de)基本特征。現代物(wù)流技術最主要的(de)發展趨勢是向信息化(huà)、數字化(huà)和(hé)智能化(huà)發展，主要包括網絡通(tōng)信技術、自動識别技術（如RFID技術，3D視覺，圖像識别）、自動監控技術、自動導引技術（如自然導航技術）、模拟仿真、數字孿生技術和(hé)機器人(rén)技術（人(rén)工智能）等方面。這(zhè)也(yě)是單元化(huà)物(wù)流的(de)發展方向。

        單元化(huà)物(wù)流至少具有以下(xià)優勢：

        爲标準化(huà)單元載具提供了(le)明(míng)确方向。從而爲大(dà)規模推廣托盤共用(yòng)體系提供了(le)系統支撐。托盤共用(yòng)體系建設的(de)困難之一是标準化(huà)的(de)單元器具問題，沒有單元化(huà)物(wù)流的(de)支持，标準化(huà)則難以形成，托盤共用(yòng)體系将成爲無源之水(shuǐ)，很難具備内生的(de)動力。

        單元化(huà)物(wù)流将大(dà)幅度提升物(wù)流效率，尤其是整個(gè)供應鏈的(de)運行效率。這(zhè)一點已經逐步爲大(dà)衆所認識。

        單元化(huà)物(wù)流大(dà)幅度降低了(le)自動化(huà)物(wù)流尤其是智慧物(wù)流實現的(de)難度。單元化(huà)物(wù)流大(dà)幅度降低了(le)物(wù)流信息系統的(de)複雜(zá)度、難度和(hé)成本，無論是物(wù)流信息的(de)自動獲取，還(hái)是物(wù)流新的(de)傳遞，以及物(wù)流信息的(de)處理(lǐ)等方面，單元化(huà)物(wù)流通(tōng)過标準化(huà)、規範化(huà)物(wù)流信息系統，使得(de)數據處理(lǐ)更爲爲快(kuài)速、準确。另一方面，對(duì)于自動化(huà)而言，單元化(huà)物(wù)流系統也(yě)大(dà)幅度降低了(le)系統實現自動化(huà)的(de)難度。表現在物(wù)流的(de)全過程之中，如裝卸、搬運、儲存、分(fēn)揀、集貨、運輸等。

        單元化(huà)物(wù)流爲大(dà)規模定制化(huà)提供了(le)物(wù)流支撐。大(dà)規模定制化(huà)一方面是生産段的(de)快(kuài)速響應，另一面是物(wù)流的(de)輔助能力。兩者缺一不可(kě)。單元化(huà)物(wù)流還(hái)表現在對(duì)自身設備及系統的(de)規模化(huà)生産提供了(le)可(kě)能。

單元化(huà)物(wù)流将使綠色物(wù)流成爲可(kě)能。單元化(huà)物(wù)流對(duì)于綠色物(wù)流的(de)诠釋，不僅僅在于通(tōng)過提升效率，使得(de)能源的(de)大(dà)幅度節約成爲可(kě)能，而且在于對(duì)資源的(de)全面節約，而使綠色物(wù)流保持在很高(gāo)的(de)水(shuǐ)平。如單元器具及工具的(de)重複使用(yòng)，農産品的(de)有效保護，高(gāo)效的(de)逆向物(wù)流處理(lǐ)等。

        3） 單元化(huà)物(wù)流是基于供應鏈優化(huà)爲目的(de)的(de)

        系統化(huà)的(de)思想是單元化(huà)物(wù)流的(de)基礎和(hé)出發點，在這(zhè)個(gè)意義上來(lái)說，基于系統的(de)，或者說基于供應鏈的(de)優化(huà)思想，是單元化(huà)物(wù)流的(de)核心理(lǐ)論基礎之一。

        理(lǐ)解單元化(huà)物(wù)流系統，首先就要理(lǐ)解系統化(huà)思想的(de)重要性。無論是從運籌學、博弈論還(hái)是從優化(huà)理(lǐ)論出發，系統的(de)觀點是單元化(huà)物(wù)流系統産生的(de)根源。基于供應鏈的(de)優化(huà)，其根本點是整體優化(huà)大(dà)于局部優化(huà)，局部效率要服從于整體效率。

        計算(suàn)機管理(lǐ)技術與托盤單元，是支撐其現代物(wù)流的(de)兩個(gè)基石，這(zhè)與單元化(huà)物(wù)流系統不謀而合。單元化(huà)物(wù)流，一方面強調單元（主要是托盤單元和(hé)箱單元），另一方面強調系統的(de)優化(huà)。

        什(shén)麽是系統？中文的(de)“系統”一詞是一個(gè)外來(lái)詞，來(lái)源于英文system的(de)音(yīn)譯，而英文system一詞，正如很多(duō)其它的(de)外來(lái)詞，它是來(lái)源于古希臘文（systεmα），其大(dà)意爲“部分(fēn)組成的(de)整體”。這(zhè)一含義一直被延續了(le)下(xià)來(lái)。

        關于系統的(de)定義有很多(duō)種，錢學森是中國最早從事系統工程的(de)著名科學家之一，他(tā)給出的(de)定義是：“系統是由相互作用(yòng)、相互依賴的(de)若幹組成部分(fēn)結合而成的(de)，具有特定功能的(de)有機整體，而且這(zhè)個(gè)有機整體又是它所從屬的(de)更大(dà)系統的(de)組成部分(fēn)”。貝塔朗菲（Bertalanffy，Ludwig von）定義爲：           “系統是相互聯系、相互作用(yòng)的(de)諸元素的(de)綜合體”。總體來(lái)說，系統具有以下(xià)特征：

        系統由2個(gè)或2個(gè)以上的(de)元素構成；

        系統的(de)所有元素并非是獨立的(de)，而是相互聯系、相互依賴、相互作用(yòng)的(de)有機體；

        系統的(de)各元素共同構成一個(gè)整體，并且具有一定的(de)功能；

        每個(gè)系統具有一定的(de)獨立性，并且是它所從屬的(de)更大(dà)系統的(de)組成部分(fēn)。

        從以上的(de)定義可(kě)以看出，系統形态各異，包羅萬象。系統可(kě)以是非常簡單的(de)，也(yě)可(kě)以是非常複雜(zá)的(de)。一個(gè)細胞可(kě)以構成一個(gè)系統，它可(kě)以簡單的(de)描述成由細胞核、細胞質核和(hé)細胞膜組成，構成一個(gè)系統，并具有一定功能。一個(gè)宇宙也(yě)是一個(gè)系統，它由無數星系構成，複雜(zá)無比。

        以系統的(de)觀點看待單元化(huà)物(wù)流系統，我們将很快(kuài)從諸多(duō)煩惱中解脫出來(lái)。比如單元載具的(de)标準化(huà)問題，人(rén)們曾經争論不休的(de)是托盤的(de)尺寸到底應該是多(duō)少才是合适的(de)。其實，從另一個(gè)角度來(lái)看問題，就顯得(de)非常簡單：這(zhè)就是先定義托盤本身，再定義産品包裝和(hé)其它關聯的(de)工具和(hé)設備設施，包括運輸車輛、倉庫、物(wù)流設備、碼頭、機場(chǎng)、道路等，這(zhè)樣就能化(huà)繁爲簡，綱舉目張。标準化(huà)是單元化(huà)物(wù)流的(de)靈魂，在制定托盤标準時(shí)，要時(shí)刻牢記這(zhè)一點。很多(duō)人(rén)從局部應用(yòng)出發，認爲托盤單元要多(duō)元化(huà)，要照(zhào)顧到方方面面的(de)利益，這(zhè)是典型的(de)打補丁的(de)思想，其結果隻會導緻标準化(huà)的(de)到退，進而在無休止的(de)争論中，使得(de)物(wù)流系統陷入低效率的(de)死循環之中。單元化(huà)物(wù)流有了(le)理(lǐ)論的(de)指導，其系統的(de)思想在客觀上起到了(le)正本清源的(de)作用(yòng)。

        單元化(huà)物(wù)流既要解決接口問題，也(yě)要解決信息的(de)一緻性問題。接口是兩個(gè)系統連接的(de)協議(yì)，沒有标準化(huà)的(de)接口，單元化(huà)将成爲封閉的(de)系統，這(zhè)将失去單元化(huà)的(de)意義。信息的(de)一緻性，從根本上講，是要做(zuò)到信息源頭的(de)唯一性，在整個(gè)單元的(de)流轉過程中，單元始終處于不變的(de)狀态，無論是物(wù)理(lǐ)的(de)還(hái)是信息的(de)。

        有很多(duō)案例說明(míng)基于供應鏈優化(huà)思想的(de)重要性。從單個(gè)企業的(de)角度考慮，也(yě)許自身的(de)利益最大(dà)化(huà)是最重要的(de)，但單元化(huà)物(wù)流的(de)思想不是這(zhè)樣的(de)，單元化(huà)物(wù)流追求的(de)是整體利益的(de)最大(dà)化(huà)，這(zhè)個(gè)整體既是供應鏈的(de)整體，也(yě)是全部參與企業構成的(de)整個(gè)生态的(de)整體。隻有這(zhè)樣，才會形成整個(gè)生态鏈企業的(de)多(duō)赢局面，才會有可(kě)持續發展的(de)局面形成。如果不認識到這(zhè)一點，将使單元化(huà)物(wù)流失去意義。

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