基于物流場(chǎng)理論的物流生成及運(yùn)行機(jī)理研究

基于物流場(chǎng)理論的物流生成及運(yùn)行機(jī)理研究

一、引言隨著現(xiàn)代物流規(guī)模的增大和物流所依托交通資源的日益社會(huì)化，物流運(yùn)作形態(tài)呈現(xiàn)出物資生成源(簡(jiǎn)稱(chēng)物流源，如工廠(chǎng)等)、物流跡線(xiàn)(如鐵路、公路以及飛機(jī)、船舶航線(xiàn)等)、物流節(jié)點(diǎn)(如港口、車(chē)站、物流中心、配送中心等)、物流需求源(簡(jiǎn)稱(chēng)物流匯，如建設(shè)工地、居民區(qū)等)等各要素協(xié)調(diào)作用的系統(tǒng)效應(yīng)，構(gòu)成了物流場(chǎng)的演變形態(tài)。從物流場(chǎng)原理出發(fā)，把握物流場(chǎng)的本質(zhì)特征和運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)于深化現(xiàn)代物流理論研究、推動(dòng)物流工程實(shí)踐具有重要意義。有關(guān)物流場(chǎng)的概念，此前已有學(xué)者進(jìn)行過(guò)探討。例如，王志國(guó)[1]把產(chǎn)生物流的人類(lèi)生產(chǎn)點(diǎn)或居住點(diǎn)稱(chēng)為物流源點(diǎn)，在一定的物流活動(dòng)區(qū)域內(nèi)，按照某種有序方法(如按物流規(guī)模的大小進(jìn)行排列)連接若干規(guī)模不等的源點(diǎn)的物流活動(dòng)，構(gòu)成物流場(chǎng)，利用物流場(chǎng)與對(duì)應(yīng)區(qū)域生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展的相互關(guān)系，來(lái)分析經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展方面的問(wèn)題；王宗喜等[2]通過(guò)類(lèi)比提出，可將物流活動(dòng)視為特殊的電磁場(chǎng)，把物流供需矛盾的處理視為物流節(jié)點(diǎn)激發(fā)的物流場(chǎng)的作用，運(yùn)用電磁場(chǎng)理論分析物流活動(dòng)的基本規(guī)律；湯銀英[3]剖析了物流活動(dòng)空間組織規(guī)律，研究了物流場(chǎng)的性質(zhì)和特點(diǎn)，構(gòu)建了物流點(diǎn)、線(xiàn)、面效應(yīng)場(chǎng)及其空間結(jié)構(gòu)模型。這些研究有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即從狹義角度描述了物流場(chǎng)的大致概念，將物流產(chǎn)生地的一定鄰域[4]或物流中心[5]、[6]、[7]展開(kāi)物流活動(dòng)的時(shí)空范圍稱(chēng)為物流場(chǎng)。而本文將嘗試從廣義角度研究物資從供應(yīng)地到接收地的全部物流過(guò)程，把物流活動(dòng)視為物資在場(chǎng)態(tài)空間內(nèi)某種力作用下發(fā)生的位移。從作用力的角度研究物流活動(dòng)，建立物流場(chǎng)理論，不僅更貼近場(chǎng)的本質(zhì)，而且能夠從物流活動(dòng)的本質(zhì)出發(fā)研究物流的運(yùn)作機(jī)理，進(jìn)而為指導(dǎo)物流實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。二、物流場(chǎng)理論1.物流場(chǎng)概念從本質(zhì)上講，物資的流動(dòng)緣于人們對(duì)物資的需求以及物資供應(yīng)地和需求地的分離。人們對(duì)物資的需求可視為一種施加在物資上的作用力，物流活動(dòng)即物資在這種力的作用下由供應(yīng)地向接收地的流動(dòng)。如果把物資抽象地看成質(zhì)點(diǎn)，則其受需求力作用而發(fā)生的物流活動(dòng)與電荷在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力作用及物體在重力場(chǎng)中受重力作用而發(fā)生的位移非常類(lèi)似。因此，可借助物理學(xué)的場(chǎng)論來(lái)研究物流活動(dòng)，把物資從供應(yīng)地到接收地所有物流活動(dòng)展開(kāi)的時(shí)空范圍定義為物流場(chǎng)。物資在物流場(chǎng)中由于受到需求地的需求力作用而產(chǎn)生流動(dòng)，因此物流場(chǎng)是由需求地激發(fā)而產(chǎn)生的，需求力是物流活動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)力。2.物流場(chǎng)空間構(gòu)成物流場(chǎng)彌漫于物流活動(dòng)的整個(gè)空間，為便于研究，可按物資流動(dòng)過(guò)程把物流場(chǎng)的空間組織形式分為物流源、物流匯、物流節(jié)點(diǎn)及物流跡線(xiàn)等要素，它們的含義如下：(1)物流源。物流源就是物資的供應(yīng)地。物資從該點(diǎn)出發(fā)，向物流場(chǎng)中的其他地點(diǎn)移動(dòng)。所有物資的出發(fā)點(diǎn)都可以作為物流源，但從物流產(chǎn)生的源頭分析，物流源指的應(yīng)該是原材料聚集及開(kāi)采地、對(duì)原材料進(jìn)行加工配送的加工廠(chǎng)以及生產(chǎn)各種產(chǎn)成品的工廠(chǎng)等。(2)物流匯。物流匯就是物資的接收地。物資經(jīng)過(guò)一系列物流活動(dòng)到達(dá)接收地，以滿(mǎn)足人們的需求。所有物資的接收地都可以作為物流匯，但從物流的最終目的分析，物流匯所指的應(yīng)該是各大居民點(diǎn)、辦公地點(diǎn)、學(xué)校等各種對(duì)物品進(jìn)行最終利用的地點(diǎn)。(3)物流節(jié)點(diǎn)。物資在進(jìn)行空間移動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)在一定的地點(diǎn)產(chǎn)生集聚，這些地點(diǎn)往往成為物流活動(dòng)的中心，每天都有大批量的物資從該地經(jīng)過(guò)。物流節(jié)點(diǎn)就是物流場(chǎng)中物資的集聚地。物流節(jié)點(diǎn)一般包括兩類(lèi)：一類(lèi)是需要改變運(yùn)輸方式、更換載體的地點(diǎn)，如港口、火車(chē)站、貨運(yùn)站等；另一類(lèi)是集中對(duì)物資進(jìn)行存儲(chǔ)、包裝加工等輔助物流活動(dòng)的物流園區(qū)、物流場(chǎng)站等。(4)物流跡線(xiàn)。在物流場(chǎng)中，物資的流向可用一條曲線(xiàn)形象地表示出來(lái)，它始發(fā)于物流源(原材料聚集地、工廠(chǎng)等)，沿固定物流通道(公路、鐵路、管道、航線(xiàn)等)止于物流匯(客戶(hù))，或經(jīng)由若干物流節(jié)點(diǎn)后再止于物流匯。我們稱(chēng)這樣的曲線(xiàn)為物流跡線(xiàn)，這里設(shè)定物流跡線(xiàn)的方向與物資流動(dòng)的方向相同，由物流源指向物流匯，呈擴(kuò)散或收斂狀。因此，物流場(chǎng)的空間構(gòu)成要素包括物流源、物流匯、物流節(jié)點(diǎn)及物流跡線(xiàn)，可抽象表示為圖1。圖1物流場(chǎng)的空間構(gòu)成3.物流場(chǎng)特征量[8]物流場(chǎng)特征量包括物流場(chǎng)勢(shì)能、物流阻抗、物流場(chǎng)強(qiáng)等，它們的具體含義如下：(1)物流場(chǎng)勢(shì)能。與物理學(xué)描述的物體的相對(duì)位置決定其所具有的勢(shì)能一樣，物流場(chǎng)也存在勢(shì)能。勢(shì)能是一個(gè)相對(duì)的概念，不同位置之間勢(shì)能的差值即為勢(shì)差。物流場(chǎng)勢(shì)能與物資在物流場(chǎng)中的空間位置有關(guān)，可理解為物資在物流場(chǎng)不同位置處的價(jià)值，而物流場(chǎng)勢(shì)差為物資在不同位置的價(jià)值差。從本質(zhì)上講，物資因位置不同而產(chǎn)生的價(jià)值差緣于人們對(duì)物資的需求，在需求的作用下，物資在需求地的價(jià)值比其在供應(yīng)地的價(jià)值要高。供應(yīng)地和需求地之間的價(jià)值差形成了一種吸引力，吸引物資從供應(yīng)地向需求地移動(dòng)。物流源點(diǎn)和匯點(diǎn)之間的物流場(chǎng)勢(shì)差可表示如下：(2)物流阻抗。物流需求在物流場(chǎng)勢(shì)差的作用下產(chǎn)生，但物流需求的真正實(shí)現(xiàn)卻受各種因素的約束，如物流成本、時(shí)間成本及物流活動(dòng)中的物資損耗等。這些因素對(duì)物流需求的實(shí)現(xiàn)構(gòu)成了一種阻力，可稱(chēng)為物流阻抗。物流跡線(xiàn)a中的物流阻抗可表示如下：(3)物流場(chǎng)強(qiáng)。物流場(chǎng)強(qiáng)表示物資在物流場(chǎng)中所受引力的強(qiáng)弱程度。一般情況下，某條跡線(xiàn)物流場(chǎng)強(qiáng)的大小等于物資在物流源、匯兩地的物流場(chǎng)勢(shì)差與該條物流跡線(xiàn)中物流阻抗的差值，可表示如下：三、基于物流場(chǎng)理論的物流生成機(jī)理物流生成機(jī)理指物流生成的原因、生成過(guò)程中所受到的各種因素的約束、約束因素的消除、最終結(jié)果及其相互作用的過(guò)程，揭示了物流生成的來(lái)龍去脈。[9]物流的生成是動(dòng)力、阻力相互作用的結(jié)果，其生成原因與影響因素如下：1.物流生成動(dòng)力從價(jià)值角度看，物流的生成是物資在供應(yīng)地、需求地之間價(jià)值差驅(qū)動(dòng)的結(jié)果，用物流場(chǎng)原理描述，就是物流源、匯之間物流場(chǎng)勢(shì)差驅(qū)動(dòng)的結(jié)果。因此，物流生成的動(dòng)力就是物流供需兩地之間的物流場(chǎng)勢(shì)差，即供需兩地之間物資的價(jià)值差。在完全市場(chǎng)主導(dǎo)條件下，物流場(chǎng)勢(shì)差為物資的市場(chǎng)價(jià)格差，因?yàn)閮r(jià)格是價(jià)值的最終表現(xiàn)形式。但在某些特殊情況下，或針對(duì)某些特殊物資，物流場(chǎng)勢(shì)能的影響因素就較為復(fù)雜，有可能超過(guò)物資的實(shí)際價(jià)格。例如，軍事物流中的軍需用品、應(yīng)急物流中的資源等由于時(shí)效性?xún)r(jià)值或特殊意義，需要根據(jù)人們對(duì)物資的需求程度以及實(shí)際支付能力，確定它們的具體價(jià)值。2.物流生成阻力物流生成阻力即物流跡線(xiàn)中存在的物流阻抗，影響物流阻抗的因素有以下幾個(gè)：(1)物流成本。即物資從供應(yīng)地到需求地的物流活動(dòng)所需花費(fèi)的一切費(fèi)用，包括運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、包裝、信息處理等活動(dòng)所花的費(fèi)用。(2)物流活動(dòng)的時(shí)間成本。即由于物流活動(dòng)時(shí)間的持續(xù)而產(chǎn)生的成本。物流時(shí)間從兩個(gè)方面構(gòu)成成本：一是與物資本身的保存期(如水果、蔬菜、鮮花)或物資本身具有的時(shí)效性(如報(bào)紙、時(shí)裝、雜志)等特點(diǎn)有關(guān)；二是與運(yùn)輸途中物資所占用資金的機(jī)會(huì)成本有關(guān)，高價(jià)值物資或大宗戰(zhàn)略物資于運(yùn)輸途中的資金占用成本在總成本中是一個(gè)可觀(guān)的部分。物流時(shí)間成本的計(jì)算需要根據(jù)實(shí)際情況換算成一定的貨幣，即計(jì)算出時(shí)間當(dāng)量成本。(3)物資損耗產(chǎn)生的成本。物流活動(dòng)不可避免地會(huì)造成一定的物資損耗，這也是物流阻抗產(chǎn)生的因素之一。一般情況下，物資損耗所產(chǎn)生的成本會(huì)隨著物流量的增加而增加，需根據(jù)實(shí)際情況確定其函數(shù)關(guān)系，準(zhǔn)確計(jì)算損耗成本。另外，物資損耗成本雖然不可避免，但卻可以通過(guò)提高物流作業(yè)水平、加強(qiáng)作業(yè)組織能力等盡量減小，以更好地提高物流質(zhì)量。(4)其他因素形成的成本。在實(shí)際中，還有一些因素會(huì)阻礙物流活動(dòng)的進(jìn)行，如貿(mào)易保護(hù)政策形成的物流壁壘，因自然條件、突發(fā)事件而導(dǎo)致的物流通道中斷以及物流技術(shù)落后對(duì)特殊物資物流的限制等。這些因素造成的當(dāng)量成本往往很大，有時(shí)甚至?xí)耆璧K物流活動(dòng)的進(jìn)行。3.物流生成機(jī)理物流場(chǎng)勢(shì)差是物流生成的動(dòng)力，但勢(shì)差作用下產(chǎn)生的僅是潛在物流需求，只有當(dāng)勢(shì)差大于阻抗，即物流跡線(xiàn)中場(chǎng)強(qiáng)大于零時(shí)，潛在的物流需求才能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的物流需求，物流才能夠生成。此外，由于影響物流場(chǎng)勢(shì)差、物流阻抗的因素眾多，而且會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，潛在的物流需求也可能隨著勢(shì)差和阻抗的變化而轉(zhuǎn)變成現(xiàn)實(shí)的物流需求。總之，物流的生成是一個(gè)動(dòng)態(tài)的復(fù)雜過(guò)程，物流生成機(jī)理如圖2所示。圖2物流生成機(jī)理四、基于物流場(chǎng)理論的物流運(yùn)行機(jī)理1.物流運(yùn)行機(jī)理物流運(yùn)行機(jī)理指物流生成后，通過(guò)不同物流跡線(xiàn)由源點(diǎn)向匯點(diǎn)流動(dòng)過(guò)程中所遵循的原則，它揭示了物資在所有源、匯點(diǎn)之間以及所有物流跡線(xiàn)中的分布規(guī)律。在各物流源、匯點(diǎn)供應(yīng)量和需求量已知的情況下，為保證物流活動(dòng)創(chuàng)造的價(jià)值最大，物資會(huì)在所有源、匯點(diǎn)之間以及所有可行的物流跡線(xiàn)中按如下原則進(jìn)行分配：一是物資會(huì)在物流場(chǎng)勢(shì)能相差最大的源、匯點(diǎn)之間流動(dòng)，以保證物資價(jià)值得到最大程度的利用；二是物資會(huì)沿著阻抗最小、場(chǎng)強(qiáng)最大的物流跡線(xiàn)流動(dòng)，以保證物流過(guò)程中損耗最小。這就是物流運(yùn)行的機(jī)理。2.物流運(yùn)行模型依據(jù)物流場(chǎng)理論，可建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)物流系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理進(jìn)行描述，并依據(jù)該模型對(duì)現(xiàn)實(shí)物流系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。但需要注意的是，在實(shí)際的物流活動(dòng)中，物流場(chǎng)勢(shì)能、物流阻抗等物流場(chǎng)特征量是十分復(fù)雜的變量，不僅受很多客觀(guān)因素的影響，其數(shù)值還會(huì)隨物流量的增加而變化。因此，模型中物資在物流源和物流匯的物流場(chǎng)勢(shì)能以及物流跡線(xiàn)的物流阻抗應(yīng)為物流量的函數(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況借助一定的數(shù)學(xué)方法求出其近似的函數(shù)關(guān)系式，并以此建立數(shù)學(xué)模型。物流運(yùn)行模型假設(shè)條件如下：在某種物資的物流場(chǎng)中，有一定數(shù)量的物流源點(diǎn)和物流匯點(diǎn)，物流源、匯點(diǎn)之間有若干條物流跡線(xiàn)，各物流源點(diǎn)所能供應(yīng)物資的數(shù)量不能超過(guò)一定的上限，各物流匯點(diǎn)所接收物資的數(shù)量必須滿(mǎn)足一定的下限，物資在各供應(yīng)點(diǎn)和需求點(diǎn)的物流場(chǎng)勢(shì)能是物流量的函數(shù)，各物流跡線(xiàn)的物流阻抗也是物流量的函數(shù)。其中，式(4)為目標(biāo)函數(shù)，代表物流場(chǎng)中物流流動(dòng)的機(jī)理，即物流活動(dòng)創(chuàng)造的價(jià)值最大。式(5)、式(6)為流量約束，表示對(duì)于任一物流源點(diǎn)來(lái)說(shuō)，通過(guò)該源點(diǎn)的所有物流跡線(xiàn)中的物流量總和不大于其供給量上限；對(duì)于任一物流匯點(diǎn)來(lái)說(shuō)，通過(guò)該匯點(diǎn)的所有物流跡線(xiàn)中的物流量總和不小于其需求量下限。式(7)為物流系統(tǒng)運(yùn)行的條件，代表物流跡線(xiàn)的物流場(chǎng)強(qiáng)大于0，即物流源、匯點(diǎn)之間的物流場(chǎng)勢(shì)差大于物流跡線(xiàn)的物流阻抗。式(8)為0-1約束。式(9)為非負(fù)約束。模型目標(biāo)函數(shù)中的微分關(guān)系代表物流場(chǎng)勢(shì)能、物流阻抗隨物流量的變化而連續(xù)發(fā)生變化。此外，物流跡線(xiàn)的阻抗可細(xì)分為物流通道和物流節(jié)點(diǎn)處的阻抗，根據(jù)實(shí)際情況用不同的函數(shù)式表達(dá)。五、結(jié)論由于現(xiàn)代物流系統(tǒng)具備“場(chǎng)”的基本要素，具有明顯的“場(chǎng)”的特征，因此，可借助物流場(chǎng)理論來(lái)分析物流的運(yùn)行狀態(tài)與內(nèi)在本質(zhì)。本文在已有概念基礎(chǔ)上進(jìn)