3.1 智慧物流系統概述

3.1.1 物流系統及其功能

物流系統是指在一定的時間和空間里，由所需輸送的物料和包括有關設備、輸送工具、倉儲設備、人員以及通信聯系在內，若干相互制約的動態要素構成的、具有特定功能的有機整體。物流系統受內部環境以及外部環境的雙重影響，使物流系統整體構成十分復雜，其外部存在多種不確定因素，其內部存在著相互依賴的物流功能因素。

物流系統和一般系統一樣，具有輸入、處理及輸出三大功能。物流系統的輸入包括自然資源（土地、設施、設備）、人、財務和信息資源。物流系統的處理過程就是通過管理主體對物流活動以及這些活動所涉及的資源進行計劃、執行、控制，最終高效完成物流任務的過程。物流系統輸出就是物流服務，包括組織競爭優勢、時間和空間效用以及物資（原材料、在制品、制成品）向客戶的有效移動。物流系統處理過程的物流活動是增值性經濟活動，又是增加成本、增加環境負擔的經濟活動。

建立物流系統的目的主要是獲得宏觀和微觀兩方面的效益。物流系統的宏觀經濟效益是指一個物流系統的建立對全社會經濟效益的影響。其直接表現形式是這一物流系統如果作為一個子系統來看待它，對整個社會流通及全部國民經濟效益的影響。物流系統的微觀經濟效益是指物流系統本身在運行后所獲得的企業效益。其直接表現形式是通過有效地組織“物”的流動，并提高客戶服務的同時降低物流運營成本。

物流系統一般由作業系統和信息系統組成，如圖3-1所示。

3.1.2 智慧物流系統及組成

智慧物流系統是以智慧交通系統（Smart Transportation System，STS）和相關信息技術為基礎，在集成環境下進行物流作業信息采集、傳輸、分析和處理，提供高效物流運作和詳盡信息服務的現代物流系統。智慧物流系統一般由智慧思維系統、信息傳輸系統和智慧執行系統組成。

智慧思維系統是物流系統的大腦，其中大數據是智慧思維系統的資源，云計算是智慧思維系統的引擎，人工智能是智慧思維系統的核心。智慧思維系統目前已經全面進入數字化階段，物流企業都開始重視物流數據收集、分析與應用。基于大數據預測的前置分倉技術緩解了“雙十一”等物流高峰階段的物流配送壓力；基于數據分析的物流全程優化運籌為企業物流發展插上了翅膀。但真正能夠做到“自主決策”，實現軟件定義物流的系統還很少見。目前我國智慧物流的智慧思維系統正在從數字化向程控化演進，未來演進方向是智能化。

信息傳輸系統是物流系統的神經網絡，其中物聯網是信息感知的起點，也是信息從物理世界向信息世界傳輸的末端神經網絡；“互聯網+”是信息傳輸基礎網絡，是物流信息傳輸與處理的虛擬網絡空間；信息物理系統（Cyber-Physical Systems，CPS）反應的是虛實一體的智慧物流信息傳輸、計算與控制的綜合網絡系統，是互聯網+物聯網的技術集成與融合發展。在智慧物流信息傳輸系統方面，隨著物聯網技術的廣泛應用，以條碼為基礎的自動識別技術、衛星導航追蹤定位技術、RFID識別技術、傳感器技術得到普遍應用，互聯網開始延伸到實體網絡階段，推動了物流業務流程的透明化。目前，物流信息傳輸系統正處于物聯網技術逐步普及、物流末端神經網絡初步形成的階段，需要進一步向全面深化網絡鏈接與信息融合的CPS方向演進，實現信息聯網、物品聯網、設備聯網、計算聯網、控制聯網，全面進入互聯互通與虛實一體的階段。

智慧執行系統是物理世界中智慧物流具體運作的體現，呈現的是自動化、無人化的自主作業，核心是智能硬件設備在倉儲、運輸、配送、包裝、裝卸搬運等領域的全面應用。在智慧物流執行系統方面，物流自動化技術獲得了快速發展，配送終端的智能貨柜、無人機、機器人技術開始進入應用階段，自動駕駛卡車、地下智能物流配送系統等技術成為關注熱點。目前，智慧執行系統正在從機械化、自動化向智能硬件全面發展演進，演進方向是系統級和平臺級的智能硬件組網應用，實現執行系統全面無人化與智能化。

3.1.3 智慧物流系統的目標

智慧物流系統的目標是實現物流系統的橫向和縱向兩個方向的集成，達到物流系統的全局最優化和效益最大化。

1.橫向集成

橫向集成又稱為水平集成，即企業內部各部門或智慧物流系統中同級企業之間對于各日常運作系統的集成，是對同一類資源、同類型業務體系進行識別、選擇、運作、協調，主要強調優勢資源在內沿橫向匯總提升，主要體現于兩個層次。

一是智慧物流系統的企業內部。表現為生產制造商、經營貿易商、物流服務商內部的并行工程、準時生產、準時采購和物流作業協同等，各企業通過對自身內部各部門間的業務關系進行協調，對同類資源進行協調、整合，在部門之間建立密切的工作聯系。

二是智慧物流系統的企業之間。表現為加盟企業在合作的基礎上共享物流優勢資源，形成“強強聯合，優勢互補”的戰略聯盟，構建利益共同體去參與市場競爭。

按照橫向集成過程中的核心要素可將橫向集成劃分為企業集成和組織集成兩種類型，如圖3-2所示。

（1）企業集成

企業集成主要實現系統中同級的企業與售出產品之間、企業與企業之間的協同。對生產制造商來說，同級或同類的上游供應商或下游分銷商之間的集成則屬于橫向企業集成；對于物流服務企業來說，具有相同業務類型、相同運輸服務能力的企業之間的集成也屬于橫向企業集成；對于企業自身來說，其內部的業務信息在部門之間的貫通也是一種橫向的企業集成。企業集成可分為三類模型。

1）以金融為中心的宏觀企業群集成。智慧物流系統中的生產制造企業或物流服務企業，松耦合或緊耦合地集成在智慧物流系統中，在金融上相互支援或相互統籌；在大型企業或供應鏈協同背景下，可在銀行的支持下與銀行集成在一起，形成宏觀集成。宏觀企業集成的主要形式有兩種：一種是圍繞“大型銀行+大型企業”的企業集成形式；另一種是由“多個大型企業”形成的企業集成形式。這兩種方式形成的大集團或大型物流企業之間是相互競爭而非壟斷的關系，且這種競爭主要是在同行業中，競爭基本適度，屬良性競爭，此種競爭有利于促進產品或服務質量的不斷進步、價格降低，使消費者受益。

2）以產品為中心的中觀企業群集成。中觀企業群集成是以智慧物流信息平臺為中心的一群企業的集成，由一大群生產制造企業、批發貿易企業和專業化物流服務企業集成于智慧物流信息平臺之上。在該集成形式下，企業圍繞單一產品設計物流服務鏈，并向上下游延伸。以產品為集成中心，各企業在采購、庫存、生產、銷售、財務等多方面相互配合和支持，通過信息平臺與物流服務商緊密聯合，用快速、靈敏、智慧化的物流活動將各個作業環節無縫銜接。

3）以單個企業內部行為為中心的微觀企業群集成。微觀企業群集成是在智慧物流信息平臺上的以物流服務企業的內部行為為中心的單個企業的內部集成，是一個企業內部的產品維度、制造維度和管理維度之間的集成。

（2）組織集成

智慧物流系統的組織集成是指其與各個生產制造企業、第三方物流企業通過契約、股權參與或合資等方式共同建立的信息透明、渠道暢通、配置優化、角色特定、規則明確、風險共擔、收益共享的以線上業務為核心業務的戰略伙伴關系，或物流戰略聯盟。

組織集成更有利于在系統集成管理中形成以智慧物流信息平臺為核心的多個企業相互依存、相互促進、相互協作的物流服務聯盟，能極大地提高聯盟的資產重組效率，優化資源配置，有效地獲取資源、利用資源、發展新資源，避免聯盟內部競爭，開展協同運營，從而降低物流產業的運營成本，提高績效。

2.縱向集成

智慧物流系統的縱向集成主要是指通過以平臺為核心，對加盟企業的市場供應能力、生產制造計劃、物流服務能力等進行平衡。

這種集成方式能夠將平臺的服務能力以及上游企業供應能力和意愿，反映到下游企業的需求意愿中。其目的在于保持企業間的協調同步，從而達到整體產業的高效率、高效益。從智慧物流系統集成的深度和廣度來看，縱向集成可分為三個級別：信息流集成、業務集成、全面的物流服務鏈集成，如圖3-3所示。

（1）信息流集成

物流服務鏈主要由商流、物流、信息流和資金流共同驅動，對于物流服務鏈的集成從這四部分資源作為集成源頭，是必要且可行的，其中最為重要的是信息流集成。

智慧物流系統信息流集成是指運用現代信息技術、數據庫技術、多媒體技術、系統集成技術等，開發智慧物流信息管理軟件，實現整個系統各方面信息的收集、整合、分析和處理，對產品服務中各項業務進行預測和輔助決策，對中間服務環節進行實時監督和控制，降低整體管理成本，提高管理效率。

（2）業務集成

智慧物流系統中的業務集成主要體現為以智慧物流信息服務平臺為途徑完成企業間的協同計劃。協同計劃是物流服務鏈上的成員企業針對生產計劃、市場需求和作業聯動所采取的聯合設計和執行計劃，根據共享的信息所進行的生產運營措施。

協同計劃主要包括生產計劃、庫存計劃、分銷計劃、運輸計劃、銷售計劃、需求計劃、產業鏈網絡設計和戰略計劃等。

協同計劃的實現方式包括同步的產品設計和試制，以及大規模定制化生產。智慧物流信息平臺將個性化、定制化的訂單和新產品需求信息快速導入信息集成系統中，通過信息集成體現在管理系統之中，實現柔性、靈活與高效率的統一，即大規模定制的模式。

（3）全面的物流服務鏈集成

物流服務鏈縱向集成按照延伸方向主要分為前向集成和后向集成。前向集成是指企業擁有和控制它集成自己投入的生產，大多數出現于生產制造企業中，即從基本原材料的采購到生產加工，再從零部件的生產到組裝均由自身企業完成，或由自身合資或持股或外包的企業完成；后向集成是企業可控制自己的客戶，多出現于包裝回收等延伸服務中。

綜合來看，全面的物流服務鏈集成是盡可能地在部分集成的基礎上結合前向集成和后向集成，真正將整個物流服務中涉及的企業優勢資源進行整合，充分發揮智慧物流系統的信息互通、資源共享、計劃同步、技術互補的優勢，最大限度利用物流服務中所涉及的資金、人力、物力、技術等各類資源，建造一個良好集成的物流服務環境，為平臺上的加盟企業提供一個全新的商業運作模式，以全新的、更有效的方式追求企業的目標。

3.1.4 智慧物流系統的特征

智慧物流以滿足客戶需要為目的，強調提高信息的獲取、傳遞、處理及利用能力，通過對物流運作和管理過程的優化，減少物流系統的總成本，提高供應鏈系統的整體競爭力。智慧物流系統的總體效果就是能夠使物流各項資源發揮最大效能，為客戶提供便捷、及時、準確的服務。區別于傳統的物流系統，智慧物流技術賦予了智慧物流系統以下新的特征。

1.智能化

智能化是智慧物流系統的核心特征，是區別于其他物流系統的主要標志。智慧物流系統的智能化首先表現在物流管理的智能化。物聯網為智慧物流的智能處理提供了多層面的支持，除了利用已有的ERP等商業軟件進行集成式的規劃、管理和決策支持之外，智慧物流系統正向著利用物聯設備和網絡進行更多的智能化服務方向發展。智慧物流系統借助于人工智能、商務智能、管理智能、自動識別和控制、運籌學理論和專家系統等多種信息技術，智能化地獲取、傳遞、處理與利用信息和知識，使物流系統能模擬人的思維進行感知、學習、推理判斷和自行解決物流問題，具有一定的自主決策能力。例如，智慧物流系統中的配送系統可以根據配送物品清單、配送目的地等信息，智能化地安排車輛調度和車輛路徑，節約勞動力的同時還提高了配送效率。

物流管理的智能化進而帶動物流作業的智能化。在物流作業活動中，通過采用智能化技術，如智能控制技術、計算機視覺等，使機器（如自動分揀設備、自動引導車、智能機器人等）能夠部分或全部代替人的工作和決策，解放了勞動力，有效提高物流作業的效率和安全性，提升了物流業的自動化水平。智慧物流系統作為一個綜合性的智能決策體系，不但對物流作業管理和物流決策要求智能化，而且對物流作業的載體（物流設備和設施）也要求具有智能化，兩者只有同步發展、有機集成，才能使物流系統真正實現智慧化。

2.集成化

首先智慧物流系統綜合運用了各類信息技術與自動控制技術，是一個集成各類技術的有機體。但是信息技術和自動控制技術的簡單應用是遠遠不能滿足系統需求的，應當與物流技術和管理技術有機結合起來。通過依托信息共享和集成，將物流管理過程中的運輸、存儲、包裝、裝卸、配送等諸環節集合成一體化系統；通過將物流的各種業務系統如運輸管理系統、倉儲管理系統、物流配送系統等集成在一起，構建一體化的集成管理系統。智慧物流系統中應用的各種技術并不是簡單的組合和堆砌，而是以物流系統為載體利用系統集成理論整合起來，滿足智慧物流系統合理運作的有機共同體，各種技術之間彼此相互作用、相互交融、相互協調、相互配合，共同為實現費用最低、速度更快、服務更好的智慧物流系統服務。

3.自動化

自動化是指物流作業過程中的設備和設施自動化，包括運輸、包裝、分揀、識別作業過程的自動化，其基礎是物流信息化，核心是機電一體化。自動化是智能化的必然結果和必要條件。智慧物流系統的智能管理離不開相應的物流基礎設施，其中STS、GPS和GIS等現代化技術都必須在配套的物流設施上才能實現，落后的基礎設施限制著各種技術效能的發揮，有的甚至不能為現代技術提供載體服務。物流設施的自動化主要體現在交通設施自動化、倉儲自動化、設施作業銜接的自動化、貨運場站的自動化和交通樞紐的綜合自動化等幾個方面，依托于自動識別系統、自動檢測系統、自動分揀系統、自動存取系統、貨物自動跟蹤系統及信息引導系統等技術來實現對物流信息的實時采集和追蹤。

4.信息化

信息是智慧物流系統的核心要素，物流領域中應用的任何先進技術設備都是依靠物流信息這個紐帶來進行相互協作，進而實現各種物流業務。物流信息化表現在物流商品本身的信息化、物流信息收集的數據庫化和代碼化、物流信息處理的電子化、物流信息傳遞的網絡化、標準化和實時化以及物流信息存儲的數字化等方面。

5.網絡化

智慧物流系統的網絡化首先表現為物流設施、業務的網絡化。隨著全球經濟、貿易的發展，物流服務的地域越發分散，這就要求拓展業務范圍而加強企業合作，建立網絡化的物流與配送網點，提高智慧物流系統的服務質量與配送速度。物流業務的網絡化推動了物流信息的網絡化，它是利用計算機通信網絡和物聯網建立起來的物流信息網。

現代物流網絡強調的是物流信息的網絡化，其基礎是物流信息化。一方面，現代物流配送系統通過計算機網絡通信、物聯網、電子訂貨系統、電子數據交換系統等工具把物流配送中心與其上游的供應商和下游的顧客之間建立起了有機的聯系，保證了物流信息的暢通；另一方面，企業內部各部門通過局域網完成其組織的網絡化以實現公司內部的信息交換。目前先進的物流企業普遍采用GPS技術，實現物流全程的實時跟蹤，即時采集車輛位置及貨物狀態信息，并通過無線網絡和互聯網完成供應鏈內部信息網絡化傳輸。

6.柔性化

智慧物流系統是為多個企業和用戶服務的系統，智慧物流系統一般聯系多個生產企業和用戶，需求、供應、渠道、價格不斷發生變化，使得智慧物流系統受社會生產和社會需求的廣泛制約，所以智慧物流系統必須是具有環境適應能力的動態系統。為適應經常變化的社會環境，智慧物流系統必須是靈活、可變的。在對市場快速反應的同時，智慧物流系統還需本著“以顧客為中心”的原則，根據客戶“多品種、小批量、多批次、短周期”的需求特色，靈活組織和實施物流作業。智慧物流系統是適應生產、流通與消費的需求而發展起來的一種新型物流模式。