物流系統(tǒng)工程課件

系統(tǒng)基本原理

第一節(jié)系統(tǒng)的基本概念

系統(tǒng)概念來源於人類長期的社會實踐。本節(jié)介紹系統(tǒng)思想的一些基本概念，系統(tǒng)的基本概念用於描述系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的現(xiàn)象以及特徵，即系統(tǒng)的共同特性。雖然對這樣一些概念在文字表達上目前尚未有完全統(tǒng)一的認識，但對系統(tǒng)的最基本的理解還是有共識的。一、系統(tǒng)的基本定義

“系統(tǒng)”在本質上是一個描述客觀對象存在方式的概念。從系統(tǒng)思想的本質及引入系統(tǒng)概念的目的來分析，引入系統(tǒng)概念，本質上是為了從聯(lián)繫、整體的視角來認識事物，因而系統(tǒng)概念的實質就是要揭示出聯(lián)繫與整體特徵的最本質內涵。（一）對“聯(lián)繫”與“整體”的思維描述（1）邊界邊界是指人們在認識事物時對要認識的問題劃出的一個範圍。（2）串聯(lián)串聯(lián)是指人們在同一時間只能考慮一個方面的問題。（3）整合也稱集成或綜合，是指將在不同時間思考的問題聯(lián)繫起來進行考慮。（二）系統(tǒng)的定義及本質系統(tǒng)是相互關聯(lián)的若干要素的集合體。系統(tǒng)具有一定的邊界，邊界將系統(tǒng)從無限的存在中劃分出來，系統(tǒng)作為一個整個與外部環(huán)境發(fā)生聯(lián)繫和作用；另外，系統(tǒng)是由相互聯(lián)繫和相互影響的要素組成的。對系統(tǒng)定義的這種理解可以用圖1-1示意描述。圖中，e1、e2、e3、e4、e5表示要素；要素間的箭頭線表示要素間的聯(lián)繫。系統(tǒng)是由相互作用而又相互依賴的若干組成部分結合的具有特定功能的有機整體。

圖1-1系統(tǒng)的圖形描述

系統(tǒng)的三個基本屬性第一，系統(tǒng)是由兩個以上的要素組成的整體。要素是構成系統(tǒng)的最基本的部分，沒有要素就無法構成系統(tǒng)，單個要素也無法構成系統(tǒng)。第二，系統(tǒng)的諸要素之間、要素與整體之間、以及整體與環(huán)境之間存在著一定的有機聯(lián)繫。要素之間若沒有任何聯(lián)繫和作用，則也不能稱其為系統(tǒng)。第三，由於系統(tǒng)要素之間的聯(lián)繫與相互作用，使系統(tǒng)作為一個整體具有特定的功能或效能，這是各要素個體所不具備的功能。二、系統(tǒng)結構與系統(tǒng)功能

（一）系統(tǒng)結構1．要素要素是系統(tǒng)內的具有一定獨立性的“單元”，它是系統(tǒng)內部在一定意義下的最小基本單元。2．關聯(lián)關聯(lián)是指要素之間的聯(lián)繫方式。如領導與被領導關係是一種關聯(lián)，企業(yè)與企業(yè)之間的競爭、合作或供需也是關聯(lián)。“系統(tǒng)的結構”就是指系統(tǒng)構成要素及其關聯(lián)方式的總和。

（二）系統(tǒng)功能系統(tǒng)功能則是對系統(tǒng)與外部環(huán)境關係的描述。系統(tǒng)的功能就是指系統(tǒng)與環(huán)境相互聯(lián)繫和作用過程的能力。（三）系統(tǒng)結構與功能的關係1．系統(tǒng)結構是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的基礎2．系統(tǒng)結構決定系統(tǒng)功能3．系統(tǒng)功能對系統(tǒng)結構具有反作用功能是系統(tǒng)外在的表現(xiàn)，結構是系統(tǒng)內在的規(guī)律，系統(tǒng)結構決定著系統(tǒng)的功能，而系統(tǒng)功能又對系統(tǒng)結構有反作用力，它們互相作用而又互相影響。一種功能可由多種結構來實現(xiàn)，同一結構的系統(tǒng)也可以發(fā)揮多種功能。三、系統(tǒng)層次

（一）系統(tǒng)層次的含義第一，是指各種各樣的系統(tǒng)在不同時空中的存在。第二，指從不同角度、不同層面觀察系統(tǒng)時的存在。系統(tǒng)不同時空的存在反映了系統(tǒng)層次之間的縱向關係，而系統(tǒng)不同視角的存在反映了系統(tǒng)層次的橫向聯(lián)繫。

（二）系統(tǒng)層次結構的類型1．空間層次結構指系統(tǒng)組成要素之間的相互作用及行為與要素在系統(tǒng)內所處的空間位置密切相關。2．時間層次結構指系統(tǒng)的變化與時間尺度的變化有十分密切的關係。3．功能層次結構指系統(tǒng)的不同層次具有不同的作用。第二節(jié)系統(tǒng)的特性及分類

一、系統(tǒng)的特性（一）集合性（二）整體性（三）相關性（四）層次性（五）目的性（六）環(huán)境適應性第一節(jié)系統(tǒng)工程及其發(fā)展歷程

一、系統(tǒng)工程的概念（一）典型定義中國著名科學家錢學森教授給出的定義：“系統(tǒng)工程是組織管理系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設計、製造、試驗和使用的科學方法，是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學方法?！薄跋到y(tǒng)工程是一門組織管理的技術?！?/p>

（一）典型定義美國著名學者H．切斯納(H．Chestnut)的定義：“系統(tǒng)工程認為雖然每個系統(tǒng)都是由許多不同的特殊功能部分所組成，而這些功能部分之間又存在著相互關係，但是每一個系統(tǒng)都是完整的整體，每一個系統(tǒng)都要求有一個或若干個目標。系統(tǒng)工程就是按照各個目標進行權衡，全面求得最優(yōu)解(或滿意解)的方法，並使各組成部分能夠最大限度地互相適應。”（一）典型定義日本工業(yè)標準JIS的定義：“系統(tǒng)工程是為了更好地達到系統(tǒng)目標，而對系統(tǒng)的構成要素、組織結構、資訊流動和控制機制等進行分析與設計的技術?！保ㄒ唬┑湫投x系統(tǒng)分析是研究相互影響的因素的組成和運用情況。綜上所述，系統(tǒng)工程是以研究大型複雜的人造系統(tǒng)和複合系統(tǒng)為對象的一門交叉科學，它既是一個技術過程又是一個管理過程。（二）系統(tǒng)工程與其他工程的區(qū)別工程的類型多種多樣，有以硬體為主的工程，例如機械工程、電子工程、水利工程等，也有以流程重組、以軟體為主的工程，例如軟體工程、物流工程等。但是系統(tǒng)工程與機械工程、電子工程、水利工程等工程有很大差異。上述各門工程學都有其特定的工程物質對象，而系統(tǒng)工程則不然，任何一種物質系統(tǒng)都能成為它的研究對象，而且還不只限於物質系統(tǒng)，還可以包括自然系統(tǒng)、社會經濟系統(tǒng)、經營管理系統(tǒng)、軍事指揮系統(tǒng)等等。系統(tǒng)工程處理的對象主要是資訊。二、系統(tǒng)工程發(fā)展歷程及趨勢

（一）發(fā)展簡史在第二次世界大戰(zhàn)前夕，經濟、生產等領域的系統(tǒng)問題已促使人們努力揭示系統(tǒng)的一般運行規(guī)律和創(chuàng)造組織管理系統(tǒng)的技術。

在第二次世界大戰(zhàn)期間，系統(tǒng)分析的方法和技術得到突飛猛進的發(fā)展。二次世界大戰(zhàn)期間還培養(yǎng)了一批系統(tǒng)工程人才，促進了系統(tǒng)工程學科的形成與發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)結束，各種社會經濟系統(tǒng)和工程管理系統(tǒng)的規(guī)模日益擴大和複雜化，導致一些新的問題的出現(xiàn)，人們又一次尋求通過科學的系統(tǒng)方法作為解決複雜經濟社會系統(tǒng)問題的技術。解決系統(tǒng)問題的思路（1）確定一個或多個目標；（2）確定實現(xiàn)目標所需的資源與條件；（3）確定可實現(xiàn)目標的（可行）方案；（4）對各方案能實現(xiàn)的目標與所需的資源、條件等進行綜合分析與評估；（5）根據(jù)一定的標準，判別各方案優(yōu)劣的次序；（6）選擇最終實施的方案?；魻柸S結構的系統(tǒng)工程方法

圖2-1霍爾三維結構（二）發(fā)展趨勢1．系統(tǒng)工程作為一門交叉學科，日益向多種學科滲透和交叉發(fā)展。2．系統(tǒng)工程作為一門軟科學，日益受到人們的重視。3．系統(tǒng)工程的應用領域日益廣泛，推動了系統(tǒng)工程理論和方法不斷深化發(fā)展。第二節(jié)系統(tǒng)工程的基礎理論

一、一般系統(tǒng)論一般系統(tǒng)論(generalsystemstheory)是通過對各種不同系統(tǒng)進行科學理論研究而形成的關於適用於一切種類系統(tǒng)的學說。其主要創(chuàng)始人是生物學家L.V．貝塔朗菲。

一、一般系統(tǒng)論

1969年，比利時著名學者I.普利高津提出了“耗散結構（DissipativeStructure）理論”，認為一個開放的系統(tǒng)在遠離平衡態(tài)的情況下，通過不斷地與外界交換能量、物質和資訊，當發(fā)生某些特殊事物耦合，達到一定的閾值時，就會突然出現(xiàn)以新的方式組織起來，產生新的質變，從原來混沌無序的混亂狀態(tài)，轉變?yōu)樵跁r空上或功能上的穩(wěn)定的有序狀態(tài)。一、一般系統(tǒng)論

1973年，聯(lián)邦德國的赫爾曼·哈肯提出了協(xié)同學理論（synergetics），認為不同系統(tǒng)之間存在著各要素的協(xié)同行為，這種協(xié)同作用超越各要素自身的單獨作用，從而形成整個系統(tǒng)的統(tǒng)一作用和聯(lián)合作用。協(xié)同作用是形成系統(tǒng)有序結構的內部作用力，通過這種作用，系統(tǒng)能夠自動產生時間上、空間上或功能上的有序結構。二、大系統(tǒng)理論大系統(tǒng)一般是規(guī)模龐大、結構複雜、環(huán)節(jié)多或層次較多、目標多樣、影響因素眾多、關係錯綜複雜、並常帶有隨機性質的系統(tǒng)。大系統(tǒng)理論

(LargeScaleSystemsTheory)

就是研究大系統(tǒng)的結構方案、穩(wěn)定性、大系統(tǒng)優(yōu)化、以及大系統(tǒng)的模型簡化等問題的理論或方法，主要包括四個方面的理論和方法：（1）大系統(tǒng)結構方案；（2）大系統(tǒng)的穩(wěn)定性；（3）大系統(tǒng)的優(yōu)化；（4）大系統(tǒng)的模型簡化。三、經濟控制論經濟控制論是應用現(xiàn)代控制論的科學方法分析經濟過程的學科。1966年美國哈佛大學經濟系的L泰勒(L.Taylor)和D．肯德裏克(D．Kendrick)教授應用控制理論中的共軛梯度法制訂了當時的韓國經濟最優(yōu)計畫模型。由於經濟系統(tǒng)是相互依存的一個整體，投入-產出模型是一種簡單而有用的經濟分析工具，是包含許多經濟部門、高度解集、確定供給的綜合模型。四、運籌學運籌學主要是運用模型化的方法，將一個已確定研究範圍的現(xiàn)實問題，按提出的預期目標，將現(xiàn)實問題中的主要因素及各種限制條件之間的因果關係、邏輯關係建立數(shù)學模型，通過模型求解來尋求最優(yōu)方案。運籌學的分支主要有：線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、排隊論、對策論、庫存論等。第三節(jié)系統(tǒng)研究方法一、系統(tǒng)功能分析（一）功能分類1、基本功能基本功能是指能實現(xiàn)人們預期目的的功能。

我們可從兩個層次來理解基本功能：一是從能力的角度來理解，主要是系統(tǒng)“能幹什麼”之類的問題，如果用系統(tǒng)論的語言來描述，就是系統(tǒng)的輸出特徵。二是從功效的層面來理解，也就是考慮系統(tǒng)輸入、輸出的綜合特徵，衡量系統(tǒng)具有的效益或性能。關於系統(tǒng)功效，可應用系統(tǒng)評價常用的指標來衡量，例如：系統(tǒng)的效益、系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性、系統(tǒng)的環(huán)境適應性等。2、剩餘功能剩餘功能是相對於系統(tǒng)的基本功能而言的。系統(tǒng)功能中，除去基本功能的其他功能都可以稱為剩餘功能。因為一個系統(tǒng)總有一些功能是尚未被人認識到的，所以可以認為剩餘功能總是存在的。我們有時會用副產品或副作用來描述系統(tǒng)的剩餘功能。（二）功能的層次性系統(tǒng)總功能可理解成各項子功能的集成，也就是說，系統(tǒng)總功能可分解成不同層次的子功能。（三）功能分析的思路1、系統(tǒng)功能的制約因素（1）外界輸入與環(huán)境因素的制約（2）系統(tǒng)結構的制約2、功能分析的步驟（1）對系統(tǒng)的輸入輸出關係進行準確描述；（2）進行輸入輸出關係的整體評價和分析；（3）對某一特定功能進行流程分析及流程再設計。圖2-2客戶詢問流程圖二、系統(tǒng)結構分析對系統(tǒng)結構進行分析首先就需要確定系統(tǒng)中的要素集，然後再對要素之間的關聯(lián)進行分析，以此達到認識系統(tǒng)的目的。（一）系統(tǒng)要素的描述系統(tǒng)中的要素具有一定的功能，能將來自其他要素的輸入轉換成輸出。

圖2-3用“黑箱”描述的要素（二）要素之間的關聯(lián)及描述要素之間的關聯(lián)是指要素之間的相互聯(lián)繫或作用，按照不同的分類標準可劃分出不同的關聯(lián)類型。例如，按照要素之間關係明確與否可劃分為下麵三種：(1)確定性關聯(lián)，即要素之間的關聯(lián)是受確定的規(guī)律支配的。(2)不確定性關聯(lián)，即要素之間是隨機的關聯(lián)，如統(tǒng)計學中所揭示的關聯(lián)大多屬於這一類。(3)確定性與隨機性關聯(lián)的混合。（二）要素之間的關聯(lián)及描述對要素之間關聯(lián)的描述，本質上就是建立模型。而每一種描述關聯(lián)的方法，都多少存在著局限性。一般，我們按照因果關係、過程順序或職能結構的方式對關聯(lián)進行簡單描述。因果描述就是根據(jù)人們對因果的思考結果畫出要素之間的關聯(lián)。過程描述是從時間的整體性上描述各要素之間的關聯(lián)，人類行為過程具有明顯的時間順序特徵，因此，過程描述法被經常使用，如圖2-4是用過程描述的新產品規(guī)劃網路的例子。職能描述方式在組織系統(tǒng)中經常採用，實際上是一種以功能為基礎的結構描述方法，如圖2-5所示就是一個例子。圖2-4按過程描述的新產品規(guī)劃網路圖2-5按職能劃分組織（製造型企業(yè)）

（三）系統(tǒng)結構矩陣(a)(b)

(c)

圖2-6系統(tǒng)要素聯(lián)結的類型系統(tǒng)諸要素之間的關聯(lián)方式可分為串聯(lián)、並聯(lián)和回饋聯(lián)結。

圖2-7系統(tǒng)要素的關聯(lián)類型（三）系統(tǒng)結構矩陣將系統(tǒng)中所有要素之間的聯(lián)結係數(shù)組成一個矩陣，該矩陣可以反映出系統(tǒng)構成要素及其相互關聯(lián)的情況，即反映系統(tǒng)結構狀況，該矩陣就稱為系統(tǒng)的結構矩陣。三、系統(tǒng)環(huán)境分析

（一）系統(tǒng)與環(huán)境的關係環(huán)境因素相對於系統(tǒng)是不可控的。1環(huán)境因素對系統(tǒng)的影響是通過系統(tǒng)結構起作用並在輸入輸出中得以表現(xiàn)的。系統(tǒng)的存在不能離開環(huán)境的支撐，一方面是環(huán)境對系統(tǒng)功能的支撐；另一方面，系統(tǒng)結構及其變化也離不開環(huán)境因素的支持。2以功能為目的而建造的系統(tǒng)，往往在特定的環(huán)境中才顯現(xiàn)出這種功能。3環(huán)境變化可能會使一個現(xiàn)有的結構解體或變成另一結構。4環(huán)境因素對系統(tǒng)的影響表現(xiàn)在兩個層次：第一是不影響系統(tǒng)結構、但影響系統(tǒng)行為（輸入輸出過程）的環(huán)境因素，稱之為行為層的環(huán)境因素。第二是影響系統(tǒng)結構的環(huán)境因素，稱之為結構層的環(huán)境因素。（二）情景規(guī)劃法情景規(guī)劃方法是隨著社會經濟運行環(huán)境的頻繁變化而開發(fā)出來的有效方法。1．處理環(huán)境變化的方法基於對未來的預測，利用可信的預測結果，對未來情況進行規(guī)劃與佈局。風險分析也是考慮不確定性因素的控制方法。2．情景規(guī)劃情景規(guī)劃是針對不確定性的新結構問題時經常採用的重要規(guī)劃方法。情景規(guī)劃方法首先關注現(xiàn)實的趨勢是否存在新的結構不確定性。其本質是針對所關注的焦點問題分析現(xiàn)實的變化趨勢。其次，要抓住主要的不確定因素，並勾畫出未來的幾種情景。然後，設計出適合各種未來情景的有效方案。最後，隨著時間的推移，事物變化的趨勢不斷明確，通過不斷地調整方案，摒棄某些不可能出現(xiàn)的情景方案。第四節(jié)物流系統(tǒng)工程的基本方法及技術一、物流系統(tǒng)工程的理論和方法基礎（一）運籌學為尋求物流系統(tǒng)的最優(yōu)方案，必須要採用運籌學中的相關理論和方法，例如：規(guī)劃論(線性/非線性/動態(tài)/整數(shù)規(guī)劃等)——解決物流系統(tǒng)中的物資運輸、設施規(guī)劃、計畫優(yōu)化等問題；庫存論——解決物流系統(tǒng)中的最優(yōu)訂貨量、訂貨間隔等問題；排隊論——解決物流系統(tǒng)中的流程概率性問題，按隨機過程的到達率處理各種現(xiàn)象；決策論——解決物流系統(tǒng)中多目標、多方案決策問題。一、物流系統(tǒng)工程的理論和方法基礎（二）經濟控制論用於解決物流系統(tǒng)中的資源（包括設施、設備）的最優(yōu)利用與控制、預測技術以及物流系統(tǒng)合理化等問題。（三）大系統(tǒng)理論及協(xié)同論、耗散結構理論採用大系統(tǒng)基礎理論，解決物流系統(tǒng)中的整體與部分、整體與環(huán)境之間的相互關係，使物流系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)都處於最優(yōu)狀態(tài)。（四）系統(tǒng)動力學理論建立動態(tài)仿真模型，通過電腦模擬實驗獲得系統(tǒng)行為的描述，達到改進和完善系統(tǒng)的目的。二、常用的研究技術和手段（一）模型化技術數(shù)學模型一般具有下列方程形式：

v=f(xi,yi)式中:v——目標函數(shù)；

xi,——可控變數(shù)：

yi——不可控變數(shù)；f(xi,yi)——表示v與xi,和yi的函數(shù)關係。目前，在物流系統(tǒng)領域的實踐和研究分析中經常使用的模型主要有：庫存模型、運輸模型、投入產出模型、選址模型等。二、常用的研究技術和手段

（二）最優(yōu)化技術所謂最優(yōu)化，就是在一定的約束條件下，找出使目標函數(shù)為最大或最小的解。物流系統(tǒng)的最優(yōu)化一般採用數(shù)學模型方法，如庫存優(yōu)化策略、最短路徑問題、最大流量問題、最小費用問題等。（三）網路技術網路技術是現(xiàn)代管理方法的重要組成部分，包括以時間控制為主的計畫評審法(PERT)和以成本控制為主的關鍵路線法(CPM)。採用網路技術可以進行統(tǒng)籌安排、合理規(guī)劃，使生產-流通-消費之間物流平衡。二、常用的研究技術和手段（四）分解協(xié)調技術物流系統(tǒng)是包含多個子系統(tǒng)的複雜大系統(tǒng)。複雜的物流系統(tǒng)一般可以按照目標關聯(lián)或模型關聯(lián)進行分解。（五）仿真技術亦稱模擬技術，是指用系統(tǒng)模型結合實際的或模擬的環(huán)境和條件，進行研究、分析或試驗的技術方法。第一節(jié)現(xiàn)代物流及其發(fā)展概述按照國標《物流術語》的定義，物流是指物品從供應地向接收地的實體流動過程。1963年“美國物流管理協(xié)會”（NationalCouncilofPhysicalDistributionManagement）——“所謂物流，即以最高效率和最大成本效益、以滿足顧客需要為目的、從商品的生產地到消費地，對包括原材料、在製品、最終品及其相關資訊的流動與貯存，進行設計、實施和控制的過程?！钡谝还?jié)現(xiàn)代物流及其發(fā)展概述1985年美國物流管理協(xié)會從“theCouncilofPhysicalDistributionManagement”更名為“theCouncilofLogistics

Management”。2005年，美國物流管理協(xié)會更名為“美國供應鏈管理專業(yè)協(xié)會”，這標誌著物流管理已進入供應鏈管理的時代?，F(xiàn)代物流的最新趨向是進一步向週邊延伸，與通關、商檢相連，與商流、資金流、資訊流捆綁在一起，將物流納入到生產、流通與消費的整個經濟領域；它包含了產品從“生”到“死”的整個物理性的流通過程，即從採購物流開始，經過生產物流，再進入銷售物流，與此同時，要經過包裝、運輸、倉儲、裝卸、加工配送到達客戶手中，最後，還有回收物流。第二節(jié)物流系統(tǒng)的概念及特徵一、物流系統(tǒng)的概念物流系統(tǒng)的定義所謂“物流系統(tǒng)”是指在一定的時間和空間裏，由物流諸環(huán)節(jié)及其涉及的物品、資訊、設施和設備等若干相互聯(lián)繫、相互制約的要素組成的具有特定功能和目標的有機整體。物流系統(tǒng)內涵的理解（1）物流系統(tǒng)的構成要素（2）物流系統(tǒng)功能或目的物流系統(tǒng)的目的是通過系統(tǒng)對環(huán)境產生的功能而實現(xiàn)的，通過實現(xiàn)功能來達到目的。物流系統(tǒng)具有多目的性和多層次性。以一個企業(yè)層面的物流系統(tǒng)構建為例，其目的可能包括：滿足客戶服務需要、降低物流成本、提高資源利用率、通過物流系統(tǒng)運作增強企業(yè)競爭優(yōu)勢、實現(xiàn)企業(yè)整體經營目標等等。（3）要素之間的相互作用與影響物流系統(tǒng)的多個目標之間存在著相互制約、甚至相互衝突的現(xiàn)象，物流系統(tǒng)是社會經濟大系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)或組成部分；物流系統(tǒng)的直接目的是實現(xiàn)物資的空間效益和時間效益的最大化，在保障社會再生產順利進行的前提下，實現(xiàn)物流活動中各環(huán)節(jié)的合理銜接，並取得最佳的經濟效益。二、物流系統(tǒng)的特徵（一）物流系統(tǒng)是一個“人-機系統(tǒng)”（二）物流系統(tǒng)是一個具有層次結構的可分的系統(tǒng)首先，物流系統(tǒng)是由多個作業(yè)環(huán)節(jié)構成。其次，物流系統(tǒng)的層次具有多樣性。系統(tǒng)的層次還具有相對性的特點。（三）物流系統(tǒng)是跨地域、跨時域的大系統(tǒng)跨地域性正是物流創(chuàng)造的場所價值的體現(xiàn)?？鐣r域性是物流創(chuàng)造時間價值的體現(xiàn)。二、物流系統(tǒng)的特徵（四）物流系統(tǒng)的效益背反性“效益背反”（也稱二律背反，Trade-offs）指的是物流系統(tǒng)的若干功能要素之間存在著損益的矛盾，即某一功能要素的優(yōu)化和利益發(fā)生的同時，必然會存在另一個或另幾個功能要素的利益損失，反之亦然。圖3-1物流系統(tǒng)的效益背反示意圖三、物流系統(tǒng)的模式（一）物流系統(tǒng)的環(huán)境（二）物流系統(tǒng)的輸入和輸出輸入是外部環(huán)境對物流系統(tǒng)的直接輸入，包括物品、設備、技術、資訊等，這是物流系統(tǒng)運行的前提。物流系統(tǒng)的輸出，是物流系統(tǒng)對外部環(huán)境的作用和功能的體現(xiàn)，其最終表現(xiàn)是物流服務和成本效益。另外，在提供物流服務輸出的同時，也會產生一些副產品或外部性輸出，例如環(huán)境污染、能源消耗、資源消耗等。三、物流系統(tǒng)的模式（三）物流系統(tǒng)的約束、干擾和回饋約束是外界環(huán)境對物流系統(tǒng)的間接輸入，包括人力、物力、資訊、能源以及政策法規(guī)、政治環(huán)境、宏觀經濟環(huán)境、自然環(huán)境等方面的約束。系統(tǒng)的干擾是一種偶然的約束，也是一種間接的、強迫性的輸入。（四）物流系統(tǒng)的轉換處理其基本原理就是通過運輸、儲存、包裝、裝卸、搬運、加工、資訊處理等作業(yè)環(huán)節(jié)，並借助先進的技術與方法，對輸入的物品/資訊賦予空間效用、時間效用或形質效用，使之變成顧客所需的物品或資訊，並且向環(huán)境進行輸出。圖3-2物流系統(tǒng)模式第三節(jié)物流系統(tǒng)的要素一、物流系統(tǒng)的流動要素（一）流體指物流中的“物”，即物資實體。（二）載體即承載“物”的設備以及這些設備賴以運作的設施。載體可分為兩類：一類載體指基礎設施，如鐵路、公路、水路、港口、車站、機場等，它們大多是固定的；另一類載體指設備，即以第一類載體為基礎，直接承載並運送流體的設備。一、物流系統(tǒng)的流動要素（三）流向指流體從起點到終點的流動方向。物流的流向有四種：（1）自然流向（2）計畫流向（3）市場流向（4）實際流向一、物流系統(tǒng)的流動要素（四）流量即通過載體的流體在一定流向上的數(shù)量表現(xiàn)。第一類是實際流量，即實際發(fā)生的物流流量：（1）按照流體統(tǒng)計的流量；（2）按照載體統(tǒng)計的流量；（3）按照流向統(tǒng)計的流量：（4）按照發(fā)運人統(tǒng)計的流量；（5）按照承運人統(tǒng)計的流量。第二類是理論流量，即從物流系統(tǒng)合理化角度來看應該發(fā)生的物流流量，也可按照與實際流量相對應的五個方面來分類。一、物流系統(tǒng)的流動要素（五）流程即通過載體的流體在一定流向上行駛路徑的數(shù)量表現(xiàn)。流程的分類與上述流向的分類基本類似，可以分為自然流程、計畫流程、市場流程與實際流程，實際流程又可按照五種口徑來統(tǒng)計：一是按照流體統(tǒng)計，二是按照載體統(tǒng)計，三是按照流向統(tǒng)計，四是按照發(fā)運人統(tǒng)計，五是按照承運人統(tǒng)計。（六）流速通過載體的流體在一定流程上的速度表現(xiàn)。這六要素之間有極強的內在聯(lián)繫二、物流系統(tǒng)的功能要素（一）運輸功能要素（二）儲存功能要素（三）包裝功能要素（四）裝卸功能要素（五）流通加工功能要素（六）配送功能要素（七）物流資訊功能要素三、物流系統(tǒng)的支撐要素（一）制度和政策（二）法律和規(guī)章（三）行政和命令（四）標準化系統(tǒng)第四節(jié)物流系統(tǒng)要素之間的衝突一、物流系統(tǒng)要素的目標衝突（一）要素目標衝突的原因物流要素目標衝突的主要原因在於更低一級的子目標之間的衝突，以及為實現(xiàn)各子目標所採取的方法之間的衝突，即對一個子目標有益的措施會對另一個子目標的實現(xiàn)造成不利影響，從而導致要素目標之間的衝突。

（二）物流要素目標之間的典型衝突1．運輸目標與儲存目標之間的衝突2．包裝目標與其他要素目標之間的衝突物流包裝的目標一是商品在物流中的破損最小，二是包裝成本最低。包裝的兩個目標本身就是相互矛盾的。增強包裝容器強度，導致運輸車輛的實際運載率下降，影響運輸成本。另外，還佔用更多的倉庫面積，使倉儲費用增加。3．企業(yè)物流子系統(tǒng)的目標衝突市場部對物流系統(tǒng)的目標要求是：產品存貨多、品種多、選址靠近客戶、產量隨訂單而變，強調分撥系統(tǒng)；而生產部對生產物流的目標要求則是：原料足、少品種、倉庫位於供應商附近、產量穩(wěn)定，強調物料的有效流動。二、要素產權衝突（一）物流要素載體的產權衝突作為物流基礎設施的載體，大多是由國家、集體和個人共同投資興建的，其產權狀況十分複雜，如果是在高度發(fā)達的自由市場經濟國家，載體的產權都可以在發(fā)達和完善的市場上交換，並且通過在市場上購買載體一段時間、一定區(qū)域內的使用權來集成物流載體系統(tǒng)。對於載體產權嚴重分割、且物流載體市場不發(fā)達的國家，忽略載體的產權狀況就不可能建立一個能夠進行商業(yè)運作的物流系統(tǒng)。

（二）物流資訊要素的產權衝突資訊及資訊處理幾乎貫穿了物流系統(tǒng)運轉的始終，跨越了供應鏈上的不同企業(yè)。物流系統(tǒng)內資訊共用不充分。造成物流系統(tǒng)內交易成本的增加，降低了整個物流系統(tǒng)的反應速度和獲利能力。資訊的協(xié)同也是物流系統(tǒng)要素整合的必要途徑。三、要素運作衝突物流要素都有各自的運作規(guī)律和標準，在沒有建立統(tǒng)一的物流運作規(guī)範的情況下，各要素間可能會因為不適應對方的業(yè)務特徵和流程、標準、制度、票據(jù)格式等而產生矛盾和衝突。第五節(jié)物流系統(tǒng)要素的集成集成（integration）就是一些孤立的事物或元素通過某種方式集中在一起，產生聯(lián)繫，從而構成一個有機整體的過程。一、物流要素集成的基本問題物流要素的集成就是要將孤立的、分散的、各自為政的要素集中起來，相互協(xié)調，形成一個新的整體，以發(fā)揮各個要素不可能發(fā)揮的功能。物流要素集成化是指通過一定的制度安排，對物流系統(tǒng)功能、資源、資訊、網路要素及流動要素等進行統(tǒng)一規(guī)劃、管理和評價，通過要素之間的協(xié)調和配合使所有要素能夠像一個整體一樣運作，從而實現(xiàn)物流系統(tǒng)要素之間的聯(lián)繫，達到物流系統(tǒng)整體優(yōu)化的目的的過程。物流要素集成的基本問題包括下麵幾方面。一、物流要素集成的基本問題（一）要素集成的目的最終目的是為了實現(xiàn)物流系統(tǒng)的整體最優(yōu)。（二）要素集成的範圍1．物流自身的集成化2．微觀物流的集成化3．宏觀物流的集成化

圖3-3供應鏈物流要素的集成二、物流要素集成的過程（一）從物流要素集成商的角度看（1）物流要素集成商調查和發(fā)掘市場上的物流服務需求；（2）根據(jù)需求設計和規(guī)劃物流集成方案；（3）尋求可以用來滿足物流服務需求的物流要素資源；（4）確定物流要素的提供者或確定被集成者，確定它們在要素集成中所完成的任務；（5）讓被集成者按照分工要求完成具體的集成任務；（6）監(jiān)督協(xié)調和控制物流要素集成過程的具體實施。（二）從物流要素被集成者的角度看物流要素集成的主要過程包括以下步驟：（l）確定自己的主要要素資源；（2）確定這些要素的使用條件（出租條件）；（3）按照客戶（可能是要素集成者）的要求進行簽約的集成要素的運作、管理和具體實施。三、物流要素集成的方法要素協(xié)同是系統(tǒng)集成的關鍵。要實現(xiàn)要素的協(xié)同，可以通過調整要素的目標，以更高層次系統(tǒng)的目標為總目標。（一）總成本分析法採用總成本分析法就是考慮在完成特定的物流任務時需要的所有要素的成本，而不是只計算其中一兩項成本。物流系統(tǒng)的總成本包括了運輸費用、庫存費用、倉儲費用、包裝費、商品耗損等等。第一節(jié)系統(tǒng)分析概述一、系統(tǒng)分析的概念系統(tǒng)分析的目的在於，通過對系統(tǒng)的分析，比較各種備選方案的費用、效益、功能、可靠性及與環(huán)境的關係等各項技術經濟指標，得出決策者進行決策所需要的資料和資訊，為最優(yōu)決策提供可靠依據(jù)。系統(tǒng)分析的方法是採用系統(tǒng)的觀點和方法，用定性和定量的工具，對所研究的問題進行系統(tǒng)目標、系統(tǒng)結構和狀態(tài)的分析，提出各種可行方案，並進行比較、評價和協(xié)調。系統(tǒng)分析的任務是向決策者提供系統(tǒng)方案和評價意見，以及建立新系統(tǒng)的建議。綜上所述，系統(tǒng)分析的定義可以描述為：是一種採用系統(tǒng)方法，對所研究的問題提出各種可行方案或策略，並進行定性與定量相結合的分析、全面評價和協(xié)調，幫助決策者提高對所研究問題認識的清晰程度，以輔助決策者選擇行動方案的一種決策輔助技術。二、系統(tǒng)分析的要素及原則（一）系統(tǒng)分析的基本要素1．目的2．備選方案（可行方案）3．費用和效益4．模型5．準則6．結論圖4-1系統(tǒng)分析要素結構圖（二）系統(tǒng)分析過程中應遵循的原則1．內部因素與外部條件相結合2．當前利益與長遠利益相結合3．局部效益與總體效益相結合4．定性分析與定量分析相結合三、系統(tǒng)分析的要點及步驟

（一）系統(tǒng)分析的要點

表4-1系統(tǒng)分析的要點專案為什麼應該如何採取什麼對策目的為什麼提出這個問題？應提什麼？刪去工作中不必要的部分對象為什麼從此入手？應找誰？時間為什麼在這時做？應何時做？合併重複的工作內容地點為什麼在這裏做？應在何處做？人為什麼由此人做？應由誰做?方法為什麼這樣做？如何去做？使工作儘量簡化（一）系統(tǒng)分析的要點（1）任務的對象是什麼？即要幹什麼？（What）（2）這個任務何以需要？即為什麼這樣幹？（Why）（3）它在什麼時候和什麼樣的情況下使用？即何時幹？（When）（4）使用的場所在哪里？即在何處幹？（Where）（5）是以誰為對象的系統(tǒng)？即誰來幹？（Who）（6）怎樣才能解決問題？即如何幹？（How）（二）系統(tǒng)分析的步驟圖4-2系統(tǒng)分析過程的邏輯結構（二）系統(tǒng)分析的步驟1．闡明問題2．尋找備選方案3．建模和預計後果4．預測未來環(huán)境5．備選方案的評價四、系統(tǒng)分析應用舉例例4-1美國阿拉斯加原油輸送方案的系統(tǒng)分析。問題：如何由阿拉斯加東北部的普拉德霍灣油田向美國本土運輸原油？（1）系統(tǒng)目的與環(huán)境要求每天運送200萬桶原油。油田處在北極圈內，海灣長年處於冰封狀態(tài)；陸地更是常年冰凍，最低氣溫達零下50~C。（2）提出備選方案方案選擇的第一階段，提出了兩個初步可行方案：方案I：由海路用油船運輸；方案Ⅱ：用帶加溫系統(tǒng)的油管輸送。例4-1美國阿拉斯加原油輸送方案的系統(tǒng)分析。（3）方案的分析、比較

方案I：優(yōu)點是每天僅需四至五艘超級油輪就可滿足輸送量的要求，似乎比鋪設油管省錢。主要問題是：不安全、費用大、無保證。

方案Ⅱ：優(yōu)點是可以利用成熟的管道輸油技術。缺點是成本費用較高。

（4）決策人員的處理策略（5）進一步分析——提出了競爭方案Ⅲ（6）進一步分析——提出了第二個競爭方案Ⅳ第二節(jié)物流系統(tǒng)分析的本質及內容一、物流系統(tǒng)分析的本質物流系統(tǒng)分析主要是指在物流網絡或者供應鏈中有序地、有計畫地對一個環(huán)節(jié)或多個部門進行觀察和分析，以決定每個部門和整體系統(tǒng)如何有效地運轉?；镜膯栴}：系統(tǒng)要達到什麼目的？實現(xiàn)什麼功能？為什麼要履行每一項任務?可以產生哪些增值?為何要按照一定的程式進行工作?有些什麼途徑可以增加效率?是否存在更好的系統(tǒng)運作方法?具體問題：供應商：在哪里獲得原料和配件?製造商：在哪里生產和裝配這些商品？要生產多少？倉庫：如何分配某種特定物品的儲位？如何從倉庫中儘快揀取到這些貨物？運輸：船舶噸位是多少？如何確定車輛運行路線？海運航線？顧客：服務於什麼市場？服務水準如何？成本效益怎樣？物流系統(tǒng)分析的適用範圍很廣，從單個的物流作業(yè)子系統(tǒng)、到一個企業(yè)總的物流系統(tǒng)、或一個區(qū)域、整個國家、甚至全球的物流系統(tǒng)。雖然不同層次的物流系統(tǒng)分析採用的具體方法以及分析的內容各種各樣，但從本質上講，物流系統(tǒng)分析的目的主要是為了更清楚地認識系統(tǒng)、理解系統(tǒng)，從系統(tǒng)目的、功能、結構、外部環(huán)境、經濟後果等方面更加全面地剖析系統(tǒng)、掌握系統(tǒng)，其最終目的是為構造或改造物流系統(tǒng)提供科學指導和充分依據(jù)，使物流系統(tǒng)的整體效應達到最佳。二、物流系統(tǒng)分析的原則（一）堅持以物流系統(tǒng)的目的和目標為中心（二）局部與總體相結合（三）定性分析與定量分析相結合（四）致力於抓住主要矛盾三、物流系統(tǒng)分析的內容（1）物流系統(tǒng)目的的分析（2）物流系統(tǒng)結構的分析（3）物流系統(tǒng)的環(huán)境影響分析（4）物流系統(tǒng)的成本效益分析第三節(jié)物流系統(tǒng)目的的分析系統(tǒng)目的是定性的，例如擴大市場份額、成本最小化、利潤最大化；而系統(tǒng)目標是一系列具體的、定量的指標，例如對客戶的訂貨資訊處理時間低於24小時、收到發(fā)票後的16個工作小時內進行訂貨處理、等等。目的是通過一系列目標來實現(xiàn)的，目標是對目的的具體化和定量化。一、系統(tǒng)目的分析的意義和原則系統(tǒng)目的的確定關係到整個系統(tǒng)的方向、範圍、投資、週期、人員分配等決策，因此，對系統(tǒng)目的進行分析，正確地確定系統(tǒng)目的，具有十分重要的意義。進行物流系統(tǒng)目的的分析時，必須保證系統(tǒng)目的符合下麵幾項原則：（1）技術上的先進性；（2）經濟上的合理性和有效性；（3）同其他系統(tǒng)的相容性和協(xié)調性；（4）對外部環(huán)境變化的適應性。二、物流系統(tǒng)目的的完備性分析系統(tǒng)目的的完備性是指提出的目的是否充分反映了系統(tǒng)的多樣性和系統(tǒng)本身所具有的層次性特點。（一）物流系統(tǒng)目的的多樣性1、物流系統(tǒng)的服務目的2、物流系統(tǒng)的成本目的對物流系統(tǒng)各目的的重要性進行排序，採取適當?shù)奶幚矸椒?，將多目的問題轉換成一個當量總目的來處理。（二）物流系統(tǒng)目的的層次性下一層次的系統(tǒng)目標是由上一層次的系統(tǒng)目標決定的，而上一層次的系統(tǒng)目標是由下一層次的系統(tǒng)目標來實現(xiàn)的。（1）營運目的/目標系統(tǒng)在既定結構的條件下，通過行為調節(jié)可獲得的結果。（2）戰(zhàn)略目的/目標長期目標是一個階段內確定營運目的的基礎，也是系統(tǒng)結構調整的基礎。戰(zhàn)略目標的出發(fā)點是在現(xiàn)在的內外部條件下，把系統(tǒng)調整到更好的結構狀態(tài)。（3）基本目的組織的基本目的是指企業(yè)或系統(tǒng)長期的追求與理想。圖4-3不同層次目標之間的關係圖4-4港口集裝箱物流中心總目標與子目標之間的關係（三）物流系統(tǒng)目的的衝突與解決方法1．不同層次的子系統(tǒng)目標之間的衝突系統(tǒng)的服務目標和成本目標上。不同層次系統(tǒng)的物流成本目標之間也存在衝突。2．同一層次子系統(tǒng)目標的衝突同一層次的子系統(tǒng)在物流成本與物流服務目標之間同樣存在衝突。如何解決這種多目標之間的衝突現(xiàn)象呢？首先就要以系統(tǒng)總目標為依據(jù)，在確?？偰繕藢崿F(xiàn)的基礎上進行各部門目標的分解。可以應用運籌學的目標規(guī)劃法對物流系統(tǒng)的多目標問題進行優(yōu)化。三、物流系統(tǒng)目的的必要性分析1．現(xiàn)有的物流系統(tǒng)是否出現(xiàn)了與客觀環(huán)境不適應、或與國民經濟發(fā)展不適應的情況？2．系統(tǒng)內部的軟、硬體環(huán)境是否能滿足新技術發(fā)展的要求？3．是否出現(xiàn)新的市場需求，或消費者是否提出了全新的服務要求？四、物流系統(tǒng)目的的可行性分析（一）理論依據(jù)的充分性主要是審查所提出的物流系統(tǒng)的目的是否有科學的依據(jù)？是否經過充分的論證？是否與有關基礎理論相違背？是否與宏觀經濟發(fā)展政策相適應？（二）客觀條件的保證現(xiàn)有的技術水準、資金能力、資源條件、人才條件、外部環(huán)境等第四節(jié)物流系統(tǒng)結構的分析一、物流系統(tǒng)結構物流系統(tǒng)結構，是指物流系統(tǒng)內部各組成要素在時間上或空間上排列的具體形式。（一）物流系統(tǒng)的功能結構（二）物流系統(tǒng)網路結構將流體從起始地到目的地流動所涉及到的流動要素的空間位置描述出來，並按照時間順序進行連接，由此構成的圖形就是物流系統(tǒng)的網路結構?！皥D”：“點”和“線”，“點”是指流體在流動過程中的暫時停頓點（即暫時儲存點；“線”是指點與點之間的聯(lián)繫。圖4-5供應鏈不同階段物流系統(tǒng)的功能結構圖4-6物流系統(tǒng)網路結構示意圖圖4-7產品物流網絡示意圖二、物流系統(tǒng)結構特性1．穩(wěn)定性2．層次性3．開放性4．相對性三、物流系統(tǒng)結構分析步驟1．明確物流系統(tǒng)構建的目的及期望實現(xiàn)的基本功能。2．分析並確定系統(tǒng)構成的要素。3．分析並描述各要素之間的聯(lián)繫。4．重複第二步和第三步，對系統(tǒng)要素進行更細一級的分解，得出更下一層的要素及其聯(lián)繫。5．系統(tǒng)結構方案評價。下麵以某企業(yè)物流系統(tǒng)結構設計為例進行分析某產品生產企業(yè)欲建立自己的面向全國市場的產品銷售物流網絡系統(tǒng)。系統(tǒng)應該包括哪些部分？什麼樣的結構是最合理的？所涉及的主要問題如下：（1）從企業(yè)成品倉庫到零售店之間應該設幾級倉庫？（2）對每一級倉庫，其數(shù)量各應該設置多少？（3）每個倉庫的位置應該設置在哪里？（4）如何為每個倉庫劃分服務的市場範圍？圖4-8某企業(yè)的物流網絡結構圖四、港口物流系統(tǒng)結構分析（一）港口物流系統(tǒng)的特徵由眾多空間型的子系統(tǒng)按一定時間序列連接而成的。

開放的動態(tài)的系統(tǒng)。外部環(huán)境之間不斷地相互作用和影響。（二）港口物流系統(tǒng)的結構分析1．質態(tài)結構2．量態(tài)結構3．空間結構4．時間結構第五節(jié)物流子系統(tǒng)分析一、子系統(tǒng)分析的意義部分子系統(tǒng)的分析還是整個物流系統(tǒng)分析的重要組成部分。二、倉儲系統(tǒng)的分析倉儲系統(tǒng)分析的步驟及每步的主要問題如下：第一，分析影響成功的關鍵因素，並建立合理的業(yè)績衡量體系?！叭绾尾拍苋〉脗}儲系統(tǒng)的成功？”“哪些指標能反映這種成功性？”二、倉儲系統(tǒng)的分析第二，評估現(xiàn)有的環(huán)境，包括對現(xiàn)有的機構和工作崗位的客觀評估?！芭渌彤a品到底需要哪些活動？”“各種活動之間的執(zhí)行順序是什麼？、”“哪些活動可由同一個崗位承擔？”“哪些崗位可並為同一機構？”二、倉儲系統(tǒng)的分析第三，確定哪些屬於增值服務，以增加利潤來源。對顧客而言，哪種過程會增值？顧客是否願意為此支付？哪些是不會增值的？哪些可能是顧客不會願意支付的？第四，設計目標環(huán)境及需要變革的計畫。“哪些是必需要改變的？”、“變化的過程是什麼？”、“通過哪些途徑才能實現(xiàn)這種改變的目的？”“能否貫徹落實？”等等。第五，計畫實施的外部條件評估及後續(xù)計畫的確定。三、運輸系統(tǒng)成本分析（一）運輸成本的構成分析運輸總成本包括：貨運、車隊、燃料、設備維護、勞動力、保險、裝卸、逾期滯留費、稅收或費用、跨國費用等方面的開支。（二）物流系統(tǒng)其他要素與運輸成本的相互作用分析運輸方案對庫存持有成本和倉儲成本有重大影響，最優(yōu)的運輸方案同時也必須滿足客戶服務政策的要求。（三）運輸子系統(tǒng)內部能力的約束分析（1）通道能力（通行速度、起始點間頻率限制、體積、重量限制等），（2）車輛能力（體積、載重、運行時間限制），（3）容器能力（體積、承重限制），（4）勞動力能力（持續(xù)工作時間限制），（5）工作量差異（運輸部門員工的能力差異）。第一節(jié)系統(tǒng)模型概述一、系統(tǒng)模型的定義與特徵定義——系統(tǒng)模型就是對一個系統(tǒng)某一方面的本質屬性的描述，它以某種確定的形式（例如文字、符號、圖表、實物、數(shù)學公式等）提供關於該系統(tǒng)的某一方面的知識。系統(tǒng)模型的特徵：第一，它是對現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象或模仿；第二，它是由反映系統(tǒng)本質或特徵的主要要素構成的；第三，它集中體現(xiàn)了這些主要要素之間的關係。二、系統(tǒng)模型的分類圖5-1系統(tǒng)模型的分類與特徵對比二、系統(tǒng)模型的分類（一）實體模型即現(xiàn)實系統(tǒng)本身，當系統(tǒng)的大小剛好適合研究而且又不存在危險時，可以將系統(tǒng)本身作為研究模型。如產品品質檢驗中採取的抽樣模型就屬於實體模型。（二）比例模型它是對現(xiàn)實系統(tǒng)的放大或縮小，使之適合於研究。（三）相似模型根據(jù)相似原理，利用一種系統(tǒng)去代替另一種系統(tǒng)。例如用電路系統(tǒng)代替機械系統(tǒng)、熱力學系統(tǒng)進行研究，則電路系統(tǒng)就是後二者的相似模型。（四）文字模型在物理模型和數(shù)學模型都很難建立時，有時不得不用文字符號來描述系統(tǒng)特徵，如技術報告、說明書等就屬於文字模型。二、系統(tǒng)模型的分類（五）網路模型用網路圖來描述系統(tǒng)的組成要素以及要素之間的相互關係（包括邏輯關係與數(shù)學關係）。（六）圖表模型是指用圖像和表格形式描述的模型，圖像與表格形式二者可以互相轉化，這裏說的圖像是指坐標系中的曲線、曲面或點等幾何圖形。（七）邏輯模型它是指用方框圖、程式單、模擬機排題圖等形式表示系統(tǒng)要素邏輯關係的模型。邏輯模型也包括概念模型。（八）解析模型解析模型是指用數(shù)學方程式表示系統(tǒng)某些特性的模型。第二節(jié)物流系統(tǒng)建模的原則一、建立物流系統(tǒng)模型的必要性使用物流系統(tǒng)模型的必要性在於：（1）物流系統(tǒng)建設的需要（2）經濟上的節(jié)約（3）時間上的考慮（4）系統(tǒng)分析的靈活性要求二、物流系統(tǒng)模型的建立原則（一）建立系統(tǒng)模型的基本要求1．現(xiàn)實性要求是指系統(tǒng)模型要在一定程度上較好地反映系統(tǒng)的客觀實際，反映系統(tǒng)本質特徵及其關係，去掉非本質的東西。2．簡明性要求是指在滿足現(xiàn)實性要求的基礎上，應儘量使系統(tǒng)模型簡單明瞭，以節(jié)約建模的費用和時間。3．標準化要求模型的準化要求是指，如果已有某種標準化模型可供借鑒，則應儘量採用標準化模型，或者對標準化模型進行某些修改，使之適合對象系統(tǒng)。上述三條要求往往相互矛盾，容易顧此失彼。一般的處理原則是，在現(xiàn)實性的基礎上，達到簡明性，再盡可能滿足標準化要求。（二）建立物流系統(tǒng)模型的基本原則1．切題2．清晰3．精度要求適當4．儘量使用標準模型第三節(jié)物流系統(tǒng)建模的方法一、物流系統(tǒng)建模的常用方法（一）推理分析法對於問題明確、內部結構和特性十分清楚的系統(tǒng)，可以利用已知的定律和定理，經過一定的分析和推理，建立系統(tǒng)模型。（二）統(tǒng)計分析法對於那些內部結構和特性不很清楚，且又不能直接進行實驗觀察的系統(tǒng)（大多數(shù)的物流系統(tǒng)及其他非工程系統(tǒng)就屬於此類），可以採用數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析的方法，建立系統(tǒng)模型。（三）人工模擬法當系統(tǒng)結構複雜，性質不太明確，缺乏足夠的數(shù)據(jù)、且無法進行實驗觀察時，可借助一些人工方法，如模擬仿真法或啟發(fā)式方法，逐步建立物流系統(tǒng)模型。二、系統(tǒng)概念模型的構造圖5-2人類活動系統(tǒng)概念模型的一般形式圖5-3某公司訂單處理系統(tǒng)結構框圖圖5-4訂單處理系統(tǒng)概念模型三、物流系統(tǒng)數(shù)學模型建立過程建立系統(tǒng)模型是解決問題過程中的一個子過程。原則上，可按以下五個步驟來建立物流系統(tǒng)的數(shù)學模型。（一）明確問題（二）模型假設（三）建立模型（四）模型求解（五）模型分析與檢驗圖5-5實體與模型的關係第四節(jié)物流系統(tǒng)模型類型按照物流系統(tǒng)建模的方法可劃分為最優(yōu)模型、仿真模型、啟發(fā)式模型等三種模型；按照應用問題的不同來劃分，又可將物流系統(tǒng)模型分為設施選址模型、庫存模型、物流路徑優(yōu)化模型、資源配置模型等等。一、優(yōu)化模型最優(yōu)模型是依賴精確的數(shù)學方程式和嚴密的數(shù)學過程來分析和評價物流系統(tǒng)的各種可選方案，從數(shù)學上可以證明所得到的解是針對該問題的最優(yōu)解（最佳選擇）。最優(yōu)化模型屬於數(shù)學模型。這些模型包括各種數(shù)學規(guī)劃模型（線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、混合整數(shù)規(guī)劃）、排隊模型、枚舉模型、微積分模型等。最優(yōu)化模型的優(yōu)點是，在給定一整套假設條件和數(shù)據(jù)的情況下，可以保證用戶能得到最優(yōu)解；而且借助於電腦應用軟體，能快速得到問題的解答，並能對所有方案進行評估，分析效率高，可靠性高。二、仿真模型仿真模型，就是以代數(shù)和邏輯語言做出的對系統(tǒng)的模擬，這種模擬通常要利用隨機的數(shù)學關係。仿真模型能真實地模擬系統(tǒng)過程，可用於物流系統(tǒng)中的各種規(guī)劃。最優(yōu)模型與仿真模型的區(qū)別可以倉庫選址問題為例進行對比，最優(yōu)選址模型尋求的是最佳的倉庫數(shù)量、最佳的位置、倉庫最佳規(guī)模，而仿真模型則是試圖在給定的多個倉庫、多個分配方案的條件下，反復使用模型，對多個佈局方案進行評價，從中找出最優(yōu)的系統(tǒng)方案。136第一節(jié)系統(tǒng)預測概述一、系統(tǒng)預測的概念及其實質所謂預測，就是對尚未發(fā)生或目前還不確切的事物進行預先的估計和推斷，是現(xiàn)時對事物將要發(fā)生的結果進行的探討和研究。系統(tǒng)的預測是以系統(tǒng)的變化為前提的。沒有系統(tǒng)的變化，就不需要預測。系統(tǒng)預測的實質是分析使系統(tǒng)發(fā)生變化的原因，探究系統(tǒng)發(fā)展變化的規(guī)律，根據(jù)系統(tǒng)的過去和現(xiàn)在估計未來。137二、預測方法的分類（一）按預測的範圍或層次不同分類1．宏觀預測2．微觀預測（二）按預測的時間長短分類1．長期預測2．中期預測3．短期預測4．近期預測（三）按預測方法的性質來分類1．定性預測法2．時間序列分析預測法3．因果關係預測方法138圖6-1預測方法分類139三、預測的一般程式（一）確定預測目的

（二）資料收集和數(shù)據(jù)分析

（三）建立預測模型

（四）模型檢驗與修正

（五）預測實施與結果分析

140三、預測的一般程式

圖6-2動態(tài)的預測過程141第二節(jié)物流系統(tǒng)預測的特徵一、物流系統(tǒng)需求特徵物流需求的特徵表現(xiàn)在如下三個方面：（一）需求的時間特性和空間特性（二）需求的不規(guī)則性與規(guī)則性（三）需求的派生性與獨立性142（一）需求的時間特性和空間特性（1）物流需求的時間特性——即需求是隨時間而變化的。常用時間序列預測法。（2）物流需求的空間特性——即物流需求量在何處發(fā)生。對需求地理性特徵的處理有兩種方式：一是先進行總需求預測，然後再按地理位置分解；二是先對每個地點的需求單獨進行預測，再根據(jù)需要匯總。

143（二）需求的不規(guī)則性與規(guī)則性1、規(guī)則性需求變動：長期趨勢(Trend)季節(jié)性(Seasonal)因素隨機性(Random)因素

144(a)隨機性或水準性發(fā)展的需求，無趨勢或季節(jié)性因素145(b)隨機性需求，呈上升趨勢，無季節(jié)性因素146(c)隨機性需求，有趨勢和季節(jié)性因素1472、不規(guī)則性需求148（三）需求的派生性與獨立性（1）獨立需求——物流需求的獨立性是指物流需求來自一個一個獨立的客戶。例如：對最終產品的需求量預測（2）派生需求——即物流需求是由某一特定的生產計畫要求派生出來的，這是一種從屬性的需求。例如：對產品所需零部件的需求預測

149二、物流系統(tǒng)預測的特殊問題（一）新需求預測方法一：將最初的預測任務交給行銷人員來做，由行銷人員通過促銷宣傳、消費者行為調研等方式，積累一定的銷售歷史數(shù)據(jù)。方法二：利用生產線中類似產品的需求模式估計新產品的銷售情況。原有產品的需求模式可以為新產品的早期需求預測提供借鑒。方法三：使用指數(shù)平滑法進行預測，將指數(shù)平滑係數(shù)定得很高（≥0.5）。一旦得到了足夠的需求歷史數(shù)據(jù)，就可以將平滑係數(shù)降低到一般水準。

150二、物流系統(tǒng)預測的特殊問題（二）不規(guī)則需求預測難以用數(shù)學方法進行準確預測。參考方法：第一，尋找導致需求不規(guī)則變化的關鍵原因，再利用這些因素進行預測；將不規(guī)則需求預測與其他規(guī)則性需求預測分開進行，分別使用不同的方法。第二，如果沒有找到促使需求發(fā)生突變的關鍵原因，就暫時不對這類產品或服務的需求變化作出反應；相反，要利用一些簡單的、平穩(wěn)的預測方法。第三，對預測精度要求不太高的場合，可以根據(jù)具體情況要求適當調整預測值，保證需求的可靠性。

151二、物流系統(tǒng)預測的特殊問題（三）地區(qū)性預測問題：先進行地區(qū)總量預測後，再按地區(qū)分配？還是直接對每一地區(qū)單獨進行需求預測後再匯總？對所有地區(qū)的物流需求進行總量預測要比單獨預測各地區(qū)需求後再匯總更精確一些。因此，一般先進行物流總需求量的預測，然後將總量分配到各地區(qū)。

152二、物流系統(tǒng)預測的特殊問題（四）預測的誤差問題預測誤差是不可避免的

將幾種預測模型的結果進行綜合，可使預測值更穩(wěn)定、更可靠153第三節(jié)物流需求預測的方法一、移動平均法二、指數(shù)平滑法三、回歸分析預測方法154一、移動平均法基本思想：根據(jù)時間序列資訊，逐項推移，依次計算包含一定項數(shù)的序時平均值，以反映數(shù)據(jù)序列的長期趨勢。特點：（1）可以消除週期變動和隨機波動的影響，揭示出事件的發(fā)展方向與趨勢。（2）簡單、易行。155一、移動平均法計算方法：設時間序列：逐項推移求出N個數(shù)的平均數(shù)：一次移動平均：二次移動平均：

156一、移動平均法趨勢預測模型：157二、指數(shù)平滑法以移動平均法為基礎，特殊的加權移動平均法。有效的短期預測法。簡單、易用，只要很少的數(shù)據(jù)量當預測數(shù)據(jù)發(fā)生根本性變化時還可以進行自我調整。158（一）基本的指數(shù)平滑模型1、什麼是一次指數(shù)平滑預測？——利用時間序列中本期的實際值與本期的預測值加權平均作為下一期的預測值。式中，t——本期的時間；

——指數(shù)平滑係數(shù)，規(guī)定0<

<1；xt——在t時刻的實際需求值；

——在t+1時刻的一次指數(shù)平滑值。

159（一）基本的指數(shù)平滑模型2、關鍵參數(shù)確定（1）初始值F1：數(shù)據(jù)較多時，將已有數(shù)據(jù)中的某一部分的算術平均值或加權平均值作為初始值F1數(shù)據(jù)較少時，用定性預測法選取F1（2）平滑係數(shù)

：0.01~0.3

值越大：對近期需求影響大，對時間序列變化敏感；

值越?。簩跀?shù)據(jù)影響小，歷史數(shù)據(jù)的權數(shù)越大，反映長期的大致發(fā)展趨勢。160（一）基本的指數(shù)平滑模型3、例題6-2

季度1234去年12007009001100今年14001000F3

試對今年第三季度需求進行預測。

161（一）基本的指數(shù)平滑模型解：

=0.2；F0=（1200+700+900+1100）/4=975

今年第一季度預測需求：

F1=0.2

x0+（1-0.2）

F0==1000

今年第二季度預測需求為：

F2=0.2

x1+（1-0.2）

F1=1080

今年第三季度的預測需求為：

F3=0.2

x2+（1-0.2）

F2=1064

季度1234去年12007009001100今年14001000

預測值100010801064

162（二）趨勢校正如果數(shù)據(jù)表現(xiàn)出明顯的長期趨勢和季節(jié)性特徵，基本模型內在的滯後性就會造成很大的預測誤差，因此必須對模型加以分析修正。St+1=

xt+(1-

)(St+Tt)(6-8)Tt+1=

(St+1-

St)+(1-

)Tt(6-9)Ft+1=St+1+

T

t+1(6-10)Ft+1——第t+1期校正趨勢後的預測值；

St——第t期的最初預測值；

Tt——第t期的趨勢；

——趨勢平滑係數(shù)。

163（二）趨勢校正例6-3利用例6-2中的歷史數(shù)據(jù)預測今年第三季度的需求，要考慮趨勢因素。解：S0=975，

=0.2，趨勢平滑係數(shù)

=0.3，初始趨勢T0=0今年第一季度的預測需求為：S

1=0.2

1100+0.8

(975+0)=1000T

1=0.3

(1000-975)+(1-0.3)

0=7.5F1=1000+7.5=1007.5

1008今年第二季度的預測需求為：S

2=0.2

1400+0.8

(1000+7.5)=1086T

2=0.3

(1086-1000)+(1-0.3)

7.5=31.05F2=1086+31.05=1117.05

1117利用第二季度的預測結果，今年第三季度的預測需求為：S

3=0.2

1000+0.8

(1086+31.05)=1093.64T3=0.3

(1093.64-1086)+(1-0.3)

31.05=24.03F3=1093.64+24.03=1117.67

1118164（三）趨勢和季節(jié)性因素的校正St+1=

(xt/It-L)+(1-

)(St+Tt)(6-11)Tt+1=

(St+1-

St)+(1-

)Tt(6-12)It=

(xt/St)+(1-

)It-L(6-13)Ft+1=(St+1+

T

t+1)/It-L+1

(6-14)

式中：Ft+1——第t+l期校正趨勢和季節(jié)性因素後的預測值；

——季節(jié)性指數(shù)基礎上的平滑係數(shù)；

It——第t期的季節(jié)性指數(shù)；

L——一個完整的季節(jié)週期，如一年的4個季節(jié)或12個月重複一次；

165（四）二次指數(shù)平滑法二次指數(shù)平滑法，是指在一次指數(shù)平滑值基礎上再作一次指數(shù)平滑，然後利用兩次指數(shù)平滑值，建立預測模型確定預測值的方法。1．計算時間序列的一次、二次指數(shù)平滑值2．建立二次指數(shù)平滑預測模型3．利用預測模型進行預測166（四）二次指數(shù)平滑法例6-4某公司近年產品銷售量如下（見表6-1），用二次指數(shù)平滑法預測2005年和2006年銷售量。表6-1銷售量及二次指數(shù)平滑預測單位：萬個觀察期t（年份）銷售量xtatbtYt+T1(1999)2(2000)3(2001)4(2002)5(2003)6(2004)6274809210010472647278.489.397.97265.670.776.886.895.7－62.473.38091.8100.1－－6.45.26.4108.8

－5678.586.4101.8

108.9167三、回歸分析預測方法原理：根據(jù)事物內部因素變化的因果關係來預測事物未來的發(fā)展趨勢。類型：一元回歸分析和多元回歸分析；線性回歸和非線性回歸。168（一）一元線性回歸預測法例6-5薄鋼板消耗量與當年的汽車產量之間有一定的相關性，假設該國1992的汽車年產量約為34萬輛，試估計1992年的薄鋼板消耗量。

序號年份t汽車產量x(萬輛)薄鋼板消耗量y(千噸)1198513.9819.1802198613.5219.9373198712.5420.2194198814.9129.2625198918.6030.3996199024.4032.3887199128.840.245169一元線性回歸預測步驟（1）數(shù)據(jù)的直觀分析及散點圖描述170一元線性回歸預測步驟（2）建立一元線性回歸方程y=a+bx

171一元線性回歸預測步驟（3）求解回歸係數(shù)，得到回歸模型b=1.167a=6.249

（4）利用模型預測結果

1992的薄鋼板需求量預測值

=6.249+1.167

34=45.927(千噸)

172（二）多元線性回歸預測分析y=b0+b1x1+b2

x2+

…+bm

xm173（二）多元線性回歸預測分析174（二）多元線性回歸預測分析例6-6

某港口的貨物吞吐量與該地區(qū)的國民生產總值、人均收入的近幾年統(tǒng)計數(shù)據(jù)如表6-3。如果該地區(qū)2003年的國民生產總值預計為451億、人均月收入1400元，要求預測該港口2003年的年吞吐量。

序號年份t港口吞吐量y(萬噸)國民生產總值x1(億)人均月收入x2(元)11995714215.890021996736280.088031997645338.495041998537321.6105051999595344.7110062000630378.5115072001733409.5125082002980444.01300175（二）多元線性回歸預測分析例6-6解答：y=b0+b1x1+b2

x2

利用Excel：b0=330.96,b1=0.2024,b2=0.2761得回歸方程：y=330.96+0.2024x1+0.2761x2該港口2003年的總吞吐量預測值為：

y=330.96+0.2024

451

+0.2761

1400=808.7824

809（萬噸）

176（三）回歸模型的檢驗及預測值的顯著性檢驗檢驗內容：理論意義檢驗一級檢驗（統(tǒng)計學檢驗）二級檢驗（經濟計量學檢驗）177（三）回歸模型的檢驗及預測值的顯著性檢驗1、回歸模型擬合程度的評價

0<|r|

0.3：y與x之間微弱線性相關；0.3<|r|

0.5：y與x之間低度線性相關；0.5<|r|

0.8：y與x之間顯著線性相關；0.8<|r|<1：y與x之間高度線性相關；|r|=1：y與x之間完全線性相關；|r|=0：

y與x之間不存在線性相關關係。

1782、預測值的顯著性檢驗通過對預測值的置信區(qū)間估計來說明預測值的波動範圍，檢驗預測值的顯著性。(y0-yf0)

S

y0的置信度為（1-

）的預測區(qū)間：

1792、預測值的顯著性檢驗例6-8

根據(jù)例6-5中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，預測1992年的置信度為95%的薄鋼板需求量。

解：顯著性水準

=1-95%=0.05，n=7，查t-分佈表得：=2.57；由式（6-31）~（6-34）可計算：Lxx=377.16、Lxy=272.4、Lyy=233.47；剩餘標準差S=2.71；假設1992的汽車年產量x0=34萬輛，y

f0=45.927(千噸)，y0的置信度為95%的預測區(qū)間為：180第四節(jié)基於神經網路的物流系統(tǒng)預測法一、神經網路預測的數(shù)學模型神經網路的理論：一個三層前饋神經網路能以任意精度逼近一個任意複雜的非線性函數(shù)。神經網路預測的原理：利用NN強大的非線性映射能力，通過對歷史數(shù)據(jù)樣本的學習自動產生引數(shù)與因變數(shù)之間的非線性映射關係，並將這種關係隱含在神經網路的結構和參數(shù)中；對任一新的引數(shù)值，可很快利用該網路輸出因變數(shù)值。181圖6-6三層BP網路的拓撲結構182圖6-6三層BP網路的拓撲結構183二、神經網路預測的學習過程（一）正向計算

第一步，確定初始參數(shù)：各層神經元節(jié)點數(shù)目、學習精度、迭代次數(shù)；初始權重及閾值。第二步，對任一樣本輸入向量X，按式（6-37）計算隱層輸出值Oj（j=1，2，…，l），此即為輸出層的輸入。第三步，按式（6-38）計算輸出層的輸出值yk（k=1，2，…，n）。

第一節(jié)

概述

一、物流系統(tǒng)規(guī)劃的基本問題

（一）物流系統(tǒng)的輸入條件

（二）物流系統(tǒng)的輸出結果（三）物流系統(tǒng)方案評價的標準一、物流系統(tǒng)規(guī)劃的基本問題（四）物流系統(tǒng)規(guī)劃時的注意事項

1．原始數(shù)據(jù)的收集

（1）物料特性

（2）物料流量

（3）環(huán)境條件

（4）經濟數(shù)據(jù)

（5）物料搬運設備的數(shù)據(jù)

2．方案中的可控變數(shù)和不可控因素二、物流系統(tǒng)規(guī)劃的層次（一）國家級的物流系統(tǒng)規(guī)劃（二）區(qū)域級的物流系統(tǒng)規(guī)劃（三）經濟運行部門的物流系統(tǒng)規(guī)劃（四）企業(yè)物流系統(tǒng)規(guī)劃第二節(jié)區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃一、區(qū)域物流與區(qū)域物流系統(tǒng)化區(qū)域物流的含義：在一定的區(qū)域地理環(huán)境中，以大中型城市為中心，以區(qū)域經濟規(guī)模和範圍為基礎，結合物流輻射的有效範圍，將區(qū)域內外的各類物品從供應地向接受地進行的高效的實體流動。區(qū)域物流的目的:

服務於本區(qū)域的經濟發(fā)展，提高本區(qū)域物流活動的效率，擴大物流活動的規(guī)模和輻射範圍，最終促進本區(qū)域綜合經濟實力的提高。

第二節(jié)區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃一、區(qū)域物流與區(qū)域物流系統(tǒng)化區(qū)域物流系統(tǒng)的構成要素：（1）區(qū)域物流主體要素（2）區(qū)域物流客體要素

（3）區(qū)域物流載體要素

第二節(jié)區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃

二、區(qū)域物流系統(tǒng)佈局原則按照“經濟區(qū)域”而不是按照“行政區(qū)域”進行佈局“經濟區(qū)域”與“行政區(qū)域”的差別：

(1)行政區(qū)域劃分有明確具體的界限，而經濟區(qū)域的界限是模糊的，是一條過渡帶，這形成了經濟區(qū)域的開放性。

(2)行政區(qū)劃分常以自然地勢、人口數(shù)量、以及行政管理作用等因素為依據(jù)，具有相對長期的穩(wěn)定性，而經濟區(qū)域的發(fā)展表現(xiàn)得相當活躍。

第二節(jié)區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃三、區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃的程式與內容圖7-1區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃程式框圖

第二節(jié)區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃的內容（一）構築區(qū)域物流系統(tǒng)的基礎設施體系——構築幹線道路與區(qū)域物流設施、集配中心、物流網絡體系（二）構築指揮區(qū)域物流系統(tǒng)的神經網路體系——指運用通信及電腦網絡技術，建立全國性、甚至全球性的電腦物流資訊網絡體系和EDI系統(tǒng)。（三）構築區(qū)域物流系統(tǒng)運行的動力機制——從完善企業(yè)物流鏈管理機制、多企業(yè)聚集效益機制、企業(yè)外部效益機制和規(guī)模效益機制等方面構築。第二節(jié)區(qū)域物流系統(tǒng)規(guī)劃四、區(qū)域物流基地的規(guī)劃必要性分析功能定位區(qū)域物流系統(tǒng)的競爭優(yōu)勢交通區(qū)位分析第三節(jié)

物流網絡規(guī)劃基礎

一、物流網絡及其要素

（一）物流網絡結構指物流過程中相互聯(lián)繫的組織和設施在空間座標上的集合。圖7-2產品流動的網路圖

第三節(jié)

物流網絡規(guī)劃基礎

一、物流網絡及其要素

（二）物流網絡中的節(jié)點和線路

1．網路節(jié)點的類型

（1）轉運型節(jié)點

（2）儲存型節(jié)點

（3）流通型節(jié)點

（4）綜合性節(jié)點

第三節(jié)

物流網絡規(guī)劃基礎

一、物流網絡及其要素

（二）物流網絡中的節(jié)點和線路

2．線路特點

（1）方向性（2）有限性（3）多樣性（4）連通性（5）選擇性（6）層次性第三節(jié)

物流網絡規(guī)劃基礎

二、物流網絡規(guī)劃的內容和特點1、內容：確定網路中的節(jié)點數(shù)目、相對位置及容量的配置（包括生產量、運輸量、存貨量等在不同設施的分配）。2、特點：網路優(yōu)化的總目標是物流網絡總成本的最小化，包括庫存持有成本、倉儲成本和運輸成本，同時滿足客戶對反應時間的要求。第三節(jié)

物流網絡規(guī)劃基礎

三、物流網絡規(guī)劃所需數(shù)據(jù)及其來源（一）物流網絡規(guī)劃所需的基礎數(shù)據(jù)（1）產品線上的所有產品清單資訊；（2）顧客、存貨點、原材料供應源的地理分佈資訊；（3）每一區(qū)域的顧客對每種產品的需求量資訊；