浅析复杂物流系统工程

物流学是研究物料流、人员流、信息流和能量流的计划、调节和控制的科学。物流系统工程是物流学和系统工程两门学科的交叉边缘学科，侧重于系统工程原理和方法在物流领域的应用。结合作者研究，对物流系统工程作一简要介绍，希望对相关研究起到一定促进作用。

　　物流学是研究物料流、人员流、信息流和能量流的计划、调节和控制的科学L1J。一个国家的物流水平充分反映了该国的综合实力和市场竞争能力。物流和能源流、信息流一样，也是人类社会的一大动脉，物流管理的水平直接影响农业、工业、建筑业、交通运输业、商贸以及公用事业等各个领域的管理、生产技术和经济效益。随着现代科学技术的迅猛发展和全球经济一体化的加强，各国都面临着前所未有的机遇和挑战。现代物流作为一种先进的组织方式和管理技术，被广泛地认为是企业在除了降低物资消耗，提高劳动生产率以外的又一个可以增加利润的方式(第三方利润的源泉)，它在国民经济和社会发展中发挥着重要的作用。大量数据表明：经济发达国家或地区的物流产值在国民经济中处于一个十分重要的地位。在我国工业领域中，由于长期受计划经济的影响，采购、制造、运输、仓储、代理、配送、销售等环节彼此分割，从而造成了一方面生产企业的原材料和产成品库存过大，占压资金过多，产品生产成本上升；另一方面运输、仓储等企业有效货源不足，现有设施能力未能充分利用，并且运输环节衔接不好，从而造成了成本的上升。推动物流管理、物流技术和物流科技的进步已成为当今知识经济和全球经济一体化的重要内容。我国正在有计划、有步骤的发展高科技物流，逐渐实现物流和物流管理现代化。与发达国家相比，我国的物流水平还处在一个较低的水平上，因此迫切需要对其进行深入的研究和实践。

　　1基本概念

　　1．1物流

　　物流一词是第二次世界大战期间从军事后勤学的含义演变而来的。最早源于美国，后被日本引进并得以发展。一般地，将社会物资的包装、储运、调配(如物资调配、港口运输等系统)称为“大物流”，而将工厂布置和物料搬运等企业内部活动发展而来的物流系统，称为“小物流”。它们共同构成物流系统。

　　迄今为止，不少学者为物流下过不同的定义。在不同的时期，物流的内涵也有所不同。1986年，美国物流管理协会对物流的定义是：把消费品从生产线的终点有效地移动到有关消费者手中的广泛活动，它包括原材料从供给源有效地移动到生产线始点的活动。这一定义包括了生产物流和流通物流两个部分，是对现代物流体系的完整概括。表1给出了若干代表性的定义。

1．2系统物流系统

　　系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体，而且这个整体又是他从属的更大的系统的组成部分(钱学森)。换句话说，系统是同类或相关事物按一定的内在联系组成的整体。

　　物流系统是指在一定的时间和空问里，有所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员、通信联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体。物流系统的目的是实现物资的空间效益和时问效益，在保证社会再生产顺利进行的前提下，实现各种物流环节的合理衔接，并取得最佳的经济效益。

　　1．3物流系统的基本模式

　　物流系统和一般系统一样，具有输入、转换和输出三大功能，通过输入和输出使系统与社会环境进行交换，使系统和环境相互依存。物流系统的基本模式可以用下面的图形描述。

1．4物流系统的特点

1．4．1物流系统是一个人一机系统

物流系统由人和形成劳动手段的设备、工具组成。表现为物流劳动者运用运输设备、装卸搬运机械、仓库、港VI、车站等设施，作用于物资的一系列生产活动。人是系统的主体。要把发挥人的主观能动性放在首位。

1．4．2物流系统是一个大跨度系统

一是地域跨度大，二是时间跨度大。现代社会中，企业间物流常会跨越不同地域，国际物流的地域跨度更大。通常采取存储的方式解决产需之间的矛盾，这样时间跨度也很大，因而管理难度大，对信息的依赖程度高。

1．4．3物流系统是一个可分系统

可以分解成若干相互关联的子系统，子系统的多少和层次阶数，随着人们对物流系统的认识和研究的深入而不断扩充，系统和子系统之间，子系统和子系统之间，存在时间、空间、资源利用方面的联系，也存在总目标、总费用、总的运行结果等方面的联系。
 

1．4．4物流系统是一个动态系统物流系统

总连接多个企业和用户，虽需求、供应、渠道、价格等的不同，系统内的要素及系统的运行经常发生变化。物流系统是一个满足社会需要、适应环境能力的动态系统。为适应经常变动的社会环境，必须对物流系统的组成部分经常修改、完善，要求物流系统具有足够的灵活性及可改变性。

1．4．5物流系统是一个复杂巨系统

物流系统的运行对象、物，遍及全社会物质资源，资源的大量化和多样化带来物流系统的复杂性。大量的人力、物力和财力资源的组织和合理利用是一个非常复杂的问题。物流活动中，始终贯穿着大量的物流信息，如何把大量的信息收集好、处理好并为物流活动服务，是一个非常复杂的问题。

1．4．6物流系统是一个多目标系统

物流系统的总目标是实现宏观和微观的经济效益，但是物流系统的要素之间经常存在“效益被反现象”，处理不当会导致总体性能的恶化，需要用系统的观点处理这一复杂系统。

1．5传统的物流系统分类按物流系统的规模分为

1．5．1大物流系统，即社会物流系统，如物资流通系统、物资调配等。大物流系统对国民经济有重要影响。

1．5．2小物流系统，即企业物流系统。从供应物流、生产物流、销售物流直到回收物流。企业物流直接影响企业经济效益。

2若干研究问题

2．1设施规划与设计[8]

设施规划与设计是现代工业工程的一个重要组成部分。其任务是对建设项目的各类施工、人员、投资进行系统规划与设计，优化人员流、物流和信息流，从而有效、经济、安全地实现建设项目的预期目标。主要包括厂址选择和设施布置等。

厂址选择的好坏对生产力布局、城镇建设、企业投资、建成后的生产经营状况都有重大影响。要考虑产品的特点，注意自然条件、市场条件、运输条件等，进行科学论证。

设施布置要根据企业的经营目标，在一确认的空间场所内，按照从原材料的接收、零件和产品的制造、成品的包装、发送等全过程，将人员、设备、物流所需要的空间作适当的分配和最有效的组合，以获得最大经济效益。布置的形式多种多样，如产品布置原则、工艺布置原则、成组原则等。

2．2企业物流系统设计

物流系统设计是一项重要的工业工程技术方法，可用于解决生产系统中最佳设计决策问题，最佳方案的获得对生产过程中系统运行效益的好坏有长久和决定性作用。需要用系统工程的方法，寻求定量和定性相结合的最佳设计方案。包括大物流系统的网络布点问题、小物流系统的平面布置问题。从数学上讲这些问题往往可以用一些复杂的数学规划模型来描述，传统的数学工具难以解决这类问题，需要用智能算法(如遗传算法等)加以解决。

2．3物料搬运系统

物料搬运是制造企业生产过程中的辅助生产过程，它是供需之间、车间之间、工厂之间物流不可缺少的环节。据国外统计，在中等批量生产的车间里，零件在机床上的时间仅占生产时间的5％，而95％的时间消耗在原材料、工具、零件的搬运、等待上；物料搬运的费用占全部生产费用的30％40％，所以设计合理、高效、柔性的物料搬运系统，对压缩库存资金占用、缩短物料搬运所占时间具有十分重要的意义。物料搬运的发展主要经历了如下阶段：

●手工物料搬运；

●机械化物料搬运；

●自动化物料搬运(如自动化仓库、自动存取系统、自动导引小车、条形码、机器人等)。

●集成化物料搬运系统：通过计算机将若干自动化搬运设备协调动作组成一个集成化系统并与生产系统相协调，取得更好的经济效益。
 

●智能型物料搬运系统：能将计划自动分解

成人员、物料需求计划并对物料搬运进行规划和实施。

●智能、集成、信息为基础的物料搬运系统将是今后发展的趋势。

2．4物流管理与控制

物流管理与控制是在给定系统设计条件下进行物流的管理与运作，已达到系统规定的目标(如降低物流成本、提高物流效率、提高物流质量)，因而在企业管理中占有重要地位。物流管理是指对原材料、半成品、成品等物料在企业内外的流动全过程(如包装、装卸、搬运、运输、存储、流通加工、物流信息等)所进行的计划、实施、控制等活动。物流设备的研究与发展无疑会对物流技术的发展起到重要的作用，但是先进的管理所起的作用也是不容忽视的。

物流管理是指对原材料、半成品、成品等物料在企业内外流动的全过程进行的计划、实施、控制等活动。这个全过程包括物料经过的包装、装卸、搬运、运输存储、流通加工、物流信息等环节的全过程。进行物流管理时，同时需要考虑物流经济管理、物流质量管理、物流工程经济三个部分。

1)物流经济管理是指以物品流动过程为主体，运用各种管理职能，对物品流动过程进行系统的统一管理，以降低物流成本，提高物流经济效益。

2)物流质量的概念既包含物流对象的质量，又包含物流手段、物流方法的质量、工作质量，是一种全面的质量关。

3)物流工程经济研究的对象不是物流的纯技术问题，也不是物流的纯经济问题，而是物流工程的经济效果问题，即物流技术的可行性及经济合理问题，实际上是对物流工程经济客观规律的研究。其评价标准有

1)“快”：物流的速度要求，物流的最基本要求；

2)“好”：物流的质量要求；

3)“多”：物流的数量要求；

4)“省”：物流的经济要求。
 

生产物流的控制方式有：物流推进方式、物流拉动方式。

1)物流推进控制原理：根据最终需求结构，计算出个阶段的物料需求量，考虑个阶段的生产提前期之后，向各阶段发布生产指令。

2)物流拉引控制原理：最后阶段根据外部需求，向前一阶段提出物流供应要求，前一阶段按照本阶段的物流需求量向上一阶段提出要求，以此类推，接收要求的阶段再重复地向前一阶段提出要求。要求的阶段再重复地向前一阶段提出要求。

2．5库存与库存管理

库存无论对制造业还是服务业都是十分重要的。传统意义上的库存是指存放在仓库中的物品。．库存既有利也有弊：库存占用大量资金，减少了企业利润，增加了额外的开支，甚至导致企业亏损；防止短缺，缓解供需矛盾，是生产尽可能均衡地进行；还有“居奇”的投机功能，为企业盈利。因而有效地管理与控制库存对企业非常重要。

当今世界库存理论与方法主要有两类：以美国为代表的西方模式(MRP，MRPⅡ，ERP，AgileMmau—facturing)和以日本为代表的东方模式(KabaJ1System，J1T，TPS：ToyotaProductionSystem丰田生产方式，LP：LeanProduction)o

对仓库和库存物资的管理就是仓储管理，它随着存储物资品种的变化和仓库结构、技术设备的科学化而不断变化。涉及到仓库设计、搬运技术、在制品管理和控制等内容。
 

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