众所周知，物流工程作为一门学科，是管理学门类下，工商管理下的二级学科，有其深厚的理论基础作为支撑。根据学科的定义，物流工程主要研究物流学、运筹学、管理学、交通运输组织学、运输经济学、运输商务管理等方面的基本知识和技能。在物流、交通运输、机械制造等企业单位进行物流系统的规划设计，物流技术设备的研发，物流成本的分析与控制等。物流系统的规划设计包括工厂物流系统、物流园区、物流仓库等系统的设计；物流设备更是包罗万象，大的分类有货运车辆、冷藏车、装卸设备、搬运设备、起重设备、分拣设备、储存设备、包装设备等；物流成本分析与控制，则需要了解物流的基本运作流程、作业原理、岗位设置、管理技能、统计方法、数据分析、KPI管理、改进需求等。

        然而，对单元化物流系统本身而言，其又是一个典型的集成系统，涵盖了建筑、交通、机械、力学、传动、电子、自控、计算机软件、网络、通讯、数据库、光电技术等众多门类的专门技术，是一个典型的交叉性跨学科的系统。系统集成理论亦是其主要的支撑系统之一，甚至是更加直接的和关联度更高的重要理论基础。

        本文讨论单元化物流系统的理论基础，重点从系统构成的要素、功能以及目标出发，探索单元化物流系统的核心思想。

1） 单元化物流系是一个集成系统

        集成理论是上世纪九十年代出现的一种新的管理哲理和方法，其核心思想是重新审视在管理领域占统治地位的分工思想，而以集成管理的思想取而代之。集成理论不是绝对无分工，而是以集成群为核心下的适度分工。

有专家认为，集成论的基本问题包括集成单元、集成模式、集成界面、集成条件、集成环境等五个要素，认为这“五要素”是系统研究集成理论体系的基本问题。这五要素分别说明了用什么(集成单元)，在什么样的环境下(集成环境)，通过何种方式(集成模式)，用什么来连接(联系)需要集成的单元(集成界面)，在什么样的条件下(集成条件)来完成集成，实现集成的目标。

        单元化物流系统相对应要素包括如下：

        集成单元：包括单元化物流系统中的所有硬件和软件，其中硬件包括建筑，运输装备和仓储设备，以及单元化的载具等，软件包括物流管理中的各种软件系统，如WMS系统，TMS系统，WCS系统以及各种计算机、通讯、数据库、自动控制软件等。

        集成环境：物流技术的发展，已经进入到一个新的历史时期。在经历了手工、机械、半自动、全自动的时代后，智能化的时代已经到来。市场竞争日趋激烈，客户要求不断提升，单元化物流系统正是在这一环境下应运而生。单元化物流的诸多优势，使其在激烈的竞争环境下保持效率的提升和成本的下降，从而赢得竞争优势。另一方面，单元化物流技术日趋成熟，从两个方面可以看到，其一是构成单元化物流的理论、技术等日趋成熟，使实现单元化物流基本上不存在技术上的瓶颈；其二是单元共用体系的初步建立，支撑了单元化物流的实施与运营。

        集成方式：单元化物流系统的集成方式，采用的是典型的系统集成方式，其基本元素包含硬件和软件系统，运用现代集成与管理手段，完成多学科下各种技术的集成。

        集成界面：连接单元化物流系统的技术，有硬的一面和软的一面，硬的连接包括硬件的连接，如单元与运载工具的适配，车辆与月台的适配，单元与储存设备及建筑的适配等多个方面。软的连接更为重要，即单元信息在不同系统中的一致性和唯一性，这是单元化物流的核心内容。流畅的连接，是确保单元化物流高效运作的基础。

        集成条件：单元化物流系统集成条件表现在多个方面，其中最根本的是各种成熟的物流技术、方法、系统、装备、软件和人才。物流技术发展到今天，已经表现出应对各种需求的适应性，产品和技术的多样性，人才的充沛等。特别是自2010年来的10余年间，物流技术发生了翻天覆地的变化，包括市场需求、人才培养、资本介入等，促成了物流技术的井喷式发展。

        此外，单元化物流系统还要解决的问题，包括集成工具和集成目标等问题。这些问题都或多或少分布在五个要素之中。其中，单元化物流系统集成的工具无外乎现有的技术手段，尤其是网络技术和计算机技术等，集成目标首先是提升全供应链下的效率和降低成本。此外，单元化物流的目标还远不止于此，创造价值，促进产业转型升级成为新时代物流系统新的更大的目标。

        对于集成系统而言，除了研究和了解集成要素之外，还要以系统的观点来处理各集成要素间的关系。系统集成的关键是通过协调各单元的工作，规范各部分的行为，以达到提升系统整体性能的目标，而不是简单的设备堆砌。作为一个系统，除了功能外，还要考虑运营成本、可靠性、可维护性等一些列问题。

        2） 单元化物流是现代物流系统的重要组成部分

        毋庸置疑，单元化物流是现代物流体系的基础和重要组成部分，是为现代物流服务的。在谈及单元化物流系统的理论基础时，现代物流的理论体系也是支撑单元化物流系统的基石。

物流学研究的对象是经济活动中“物”的流动或移动的方法与规律，研究的目的是运用现代科学技术手段和管理组织方法，优化物流流程，减少物流流程的成本，提高商品流通的效率和效益，有效的管理和控制物流的全过程。

现代物流学是自然科学、社会科学和技术科学相互渗透形成的应用性新兴学科，是一门汇集了经济科学、管理科学、计算机科学、信息科学、工程技术科学等多门学科精华的交叉学科。

        物流是国民经济中跨行业的基础产业，涵盖了全部社会再生产的运动过程。现代物流学涉及的范围非常广，是在现代计算机技术、信息技术、通讯技术和自动识别技术等高新技术的支持下，研究物质实体流动的理论、规律和方法。其内容从物流理论到应用；物流技术到管理方法；宏观物流到企业物流；国际物流到社会物流等各类别的庞大体系。

        作为支撑物流运作的物流系统，集成了建筑、交通、机械、力学、传动、电子、自控、计算机软件、网络、通讯、数据库、光电技术等众多门类的专门技术，是一套复杂的自动化集成系统。

        总体来说，单元化物流是现代物流系统的重要组成部分和表现形式，单元化物流的高效、敏捷、透明、节省、简约、柔性等特征，正是现代物流追求的主要目标。

        在所有技术中，信息技术和自动化技术是单元化物流最能体现现代物流技术的关键技术之一。信息化、自动化、网络化、智能化、柔性化是现代物流的主要特征，也是单元化物流的基本特征。现代物流技术最主要的发展趋势是向信息化、数字化和智能化发展，主要包括网络通信技术、自动识别技术（如RFID技术，3D视觉，图像识别）、自动监控技术、自动导引技术（如自然导航技术）、模拟仿真、数字孪生技术和机器人技术（人工智能）等方面。这也是单元化物流的发展方向。

        单元化物流至少具有以下优势：

        为标准化单元载具提供了明确方向。从而为大规模推广托盘共用体系提供了系统支撑。托盘共用体系建设的困难之一是标准化的单元器具问题，没有单元化物流的支持，标准化则难以形成，托盘共用体系将成为无源之水，很难具备内生的动力。

        单元化物流将大幅度提升物流效率，尤其是整个供应链的运行效率。这一点已经逐步为大众所认识。

        单元化物流大幅度降低了自动化物流尤其是智慧物流实现的难度。单元化物流大幅度降低了物流信息系统的复杂度、难度和成本，无论是物流信息的自动获取，还是物流新的传递，以及物流信息的处理等方面，单元化物流通过标准化、规范化物流信息系统，使得数据处理更为为快速、准确。另一方面，对于自动化而言，单元化物流系统也大幅度降低了系统实现自动化的难度。表现在物流的全过程之中，如装卸、搬运、储存、分拣、集货、运输等。

        单元化物流为大规模定制化提供了物流支撑。大规模定制化一方面是生产段的快速响应，另一面是物流的辅助能力。两者缺一不可。单元化物流还表现在对自身设备及系统的规模化生产提供了可能。

单元化物流将使绿色物流成为可能。单元化物流对于绿色物流的诠释，不仅仅在于通过提升效率，使得能源的大幅度节约成为可能，而且在于对资源的全面节约，而使绿色物流保持在很高的水平。如单元器具及工具的重复使用，农产品的有效保护，高效的逆向物流处理等。

        3） 单元化物流是基于供应链优化为目的的

        系统化的思想是单元化物流的基础和出发点，在这个意义上来说，基于系统的，或者说基于供应链的优化思想，是单元化物流的核心理论基础之一。

        理解单元化物流系统，首先就要理解系统化思想的重要性。无论是从运筹学、博弈论还是从优化理论出发，系统的观点是单元化物流系统产生的根源。基于供应链的优化，其根本点是整体优化大于局部优化，局部效率要服从于整体效率。

        计算机管理技术与托盘单元，是支撑其现代物流的两个基石，这与单元化物流系统不谋而合。单元化物流，一方面强调单元（主要是托盘单元和箱单元），另一方面强调系统的优化。

        什么是系统？中文的“系统”一词是一个外来词，来源于英文system的音译，而英文system一词，正如很多其它的外来词，它是来源于古希腊文（systεmα），其大意为“部分组成的整体”。这一含义一直被延续了下来。

        关于系统的定义有很多种，钱学森是中国最早从事系统工程的著名科学家之一，他给出的定义是：“系统是由相互作用、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，而且这个有机整体又是它所从属的更大系统的组成部分”。贝塔朗菲（Bertalanffy，Ludwig von）定义为：           “系统是相互联系、相互作用的诸元素的综合体”。总体来说，系统具有以下特征：

        系统由2个或2个以上的元素构成；

        系统的所有元素并非是独立的，而是相互联系、相互依赖、相互作用的有机体；

        系统的各元素共同构成一个整体，并且具有一定的功能；

        每个系统具有一定的独立性，并且是它所从属的更大系统的组成部分。

        从以上的定义可以看出，系统形态各异，包罗万象。系统可以是非常简单的，也可以是非常复杂的。一个细胞可以构成一个系统，它可以简单的描述成由细胞核、细胞质核和细胞膜组成，构成一个系统，并具有一定功能。一个宇宙也是一个系统，它由无数星系构成，复杂无比。

        以系统的观点看待单元化物流系统，我们将很快从诸多烦恼中解脱出来。比如单元载具的标准化问题，人们曾经争论不休的是托盘的尺寸到底应该是多少才是合适的。其实，从另一个角度来看问题，就显得非常简单：这就是先定义托盘本身，再定义产品包装和其它关联的工具和设备设施，包括运输车辆、仓库、物流设备、码头、机场、道路等，这样就能化繁为简，纲举目张。标准化是单元化物流的灵魂，在制定托盘标准时，要时刻牢记这一点。很多人从局部应用出发，认为托盘单元要多元化，要照顾到方方面面的利益，这是典型的打补丁的思想，其结果只会导致标准化的到退，进而在无休止的争论中，使得物流系统陷入低效率的死循环之中。单元化物流有了理论的指导，其系统的思想在客观上起到了正本清源的作用。

        单元化物流既要解决接口问题，也要解决信息的一致性问题。接口是两个系统连接的协议，没有标准化的接口，单元化将成为封闭的系统，这将失去单元化的意义。信息的一致性，从根本上讲，是要做到信息源头的唯一性，在整个单元的流转过程中，单元始终处于不变的状态，无论是物理的还是信息的。

        有很多案例说明基于供应链优化思想的重要性。从单个企业的角度考虑，也许自身的利益最大化是最重要的，但单元化物流的思想不是这样的，单元化物流追求的是整体利益的最大化，这个整体既是供应链的整体，也是全部参与企业构成的整个生态的整体。只有这样，才会形成整个生态链企业的多赢局面，才会有可持续发展的局面形成。如果不认识到这一点，将使单元化物流失去意义。

部分图片来源于网络