眾所周知，物流工程作為一門學科，是管理學門類下，工商管理下的二級學科，有其深厚的理論基礎作為支撐。根據學科的定義，物流工程主要研究物流學、運籌學、管理學、交通運輸組織學、運輸經濟學、運輸商務管理等方面的基本知識和技能。在物流、交通運輸、機械制造等企業單位進行物流系統的規劃設計，物流技術設備的研發，物流成本的分析與控制等。物流系統的規劃設計包括工廠物流系統、物流園區、物流倉庫等系統的設計；物流設備更是包羅萬象，大的分類有貨運車輛、冷藏車、裝卸設備、搬運設備、起重設備、分揀設備、儲存設備、包裝設備等；物流成本分析與控制，則需要了解物流的基本運作流程、作業原理、崗位設置、管理技能、統計方法、數據分析、KPI管理、改進需求等。

        然而，對單元化物流系統本身而言，其又是一個典型的集成系統，涵蓋了建筑、交通、機械、力學、傳動、電子、自控、計算機軟件、網絡、通訊、數據庫、光電技術等眾多門類的專門技術，是一個典型的交叉性跨學科的系統。系統集成理論亦是其主要的支撐系統之一，甚至是更加直接的和關聯度更高的重要理論基礎。

        本文討論單元化物流系統的理論基礎，重點從系統構成的要素、功能以及目標出發，探索單元化物流系統的核心思想。

1） 單元化物流系是一個集成系統

        集成理論是上世紀九十年代出現的一種新的管理哲理和方法，其核心思想是重新審視在管理領域占統治地位的分工思想，而以集成管理的思想取而代之。集成理論不是絕對無分工，而是以集成群為核心下的適度分工。

有專家認為，集成論的基本問題包括集成單元、集成模式、集成界面、集成條件、集成環境等五個要素，認為這“五要素”是系統研究集成理論體系的基本問題。這五要素分別說明了用什么(集成單元)，在什么樣的環境下(集成環境)，通過何種方式(集成模式)，用什么來連接(聯系)需要集成的單元(集成界面)，在什么樣的條件下(集成條件)來完成集成，實現集成的目標。

        單元化物流系統相對應要素包括如下：

        集成單元：包括單元化物流系統中的所有硬件和軟件，其中硬件包括建筑，運輸裝備和倉儲設備，以及單元化的載具等，軟件包括物流管理中的各種軟件系統，如WMS系統，TMS系統，WCS系統以及各種計算機、通訊、數據庫、自動控制軟件等。

        集成環境：物流技術的發展，已經進入到一個新的歷史時期。在經歷了手工、機械、半自動、全自動的時代后，智能化的時代已經到來。市場競爭日趨激烈，客戶要求不斷提升，單元化物流系統正是在這一環境下應運而生。單元化物流的諸多優勢，使其在激烈的競爭環境下保持效率的提升和成本的下降，從而贏得競爭優勢。另一方面，單元化物流技術日趨成熟，從兩個方面可以看到，其一是構成單元化物流的理論、技術等日趨成熟，使實現單元化物流基本上不存在技術上的瓶頸；其二是單元共用體系的初步建立，支撐了單元化物流的實施與運營。

        集成方式：單元化物流系統的集成方式，采用的是典型的系統集成方式，其基本元素包含硬件和軟件系統，運用現代集成與管理手段，完成多學科下各種技術的集成。

        集成界面：連接單元化物流系統的技術，有硬的一面和軟的一面，硬的連接包括硬件的連接，如單元與運載工具的適配，車輛與月臺的適配，單元與儲存設備及建筑的適配等多個方面。軟的連接更為重要，即單元信息在不同系統中的一致性和唯一性，這是單元化物流的核心內容。流暢的連接，是確保單元化物流高效運作的基礎。

        集成條件：單元化物流系統集成條件表現在多個方面，其中最根本的是各種成熟的物流技術、方法、系統、裝備、軟件和人才。物流技術發展到今天，已經表現出應對各種需求的適應性，產品和技術的多樣性，人才的充沛等。特別是自2010年來的10余年間，物流技術發生了翻天覆地的變化，包括市場需求、人才培養、資本介入等，促成了物流技術的井噴式發展。

        此外，單元化物流系統還要解決的問題，包括集成工具和集成目標等問題。這些問題都或多或少分布在五個要素之中。其中，單元化物流系統集成的工具無外乎現有的技術手段，尤其是網絡技術和計算機技術等，集成目標首先是提升全供應鏈下的效率和降低成本。此外，單元化物流的目標還遠不止于此，創造價值，促進產業轉型升級成為新時代物流系統新的更大的目標。

        對于集成系統而言，除了研究和了解集成要素之外，還要以系統的觀點來處理各集成要素間的關系。系統集成的關鍵是通過協調各單元的工作，規范各部分的行為，以達到提升系統整體性能的目標，而不是簡單的設備堆砌。作為一個系統，除了功能外，還要考慮運營成本、可靠性、可維護性等一些列問題。

        2） 單元化物流是現代物流系統的重要組成部分

        毋庸置疑，單元化物流是現代物流體系的基礎和重要組成部分，是為現代物流服務的。在談及單元化物流系統的理論基礎時，現代物流的理論體系也是支撐單元化物流系統的基石。

物流學研究的對象是經濟活動中“物”的流動或移動的方法與規律，研究的目的是運用現代科學技術手段和管理組織方法，優化物流流程，減少物流流程的成本，提高商品流通的效率和效益，有效的管理和控制物流的全過程。

現代物流學是自然科學、社會科學和技術科學相互滲透形成的應用性新興學科，是一門匯集了經濟科學、管理科學、計算機科學、信息科學、工程技術科學等多門學科精華的交叉學科。

        物流是國民經濟中跨行業的基礎產業，涵蓋了全部社會再生產的運動過程。現代物流學涉及的范圍非常廣，是在現代計算機技術、信息技術、通訊技術和自動識別技術等高新技術的支持下，研究物質實體流動的理論、規律和方法。其內容從物流理論到應用；物流技術到管理方法；宏觀物流到企業物流；國際物流到社會物流等各類別的龐大體系。

        作為支撐物流運作的物流系統，集成了建筑、交通、機械、力學、傳動、電子、自控、計算機軟件、網絡、通訊、數據庫、光電技術等眾多門類的專門技術，是一套復雜的自動化集成系統。

        總體來說，單元化物流是現代物流系統的重要組成部分和表現形式，單元化物流的高效、敏捷、透明、節省、簡約、柔性等特征，正是現代物流追求的主要目標。

        在所有技術中，信息技術和自動化技術是單元化物流最能體現現代物流技術的關鍵技術之一。信息化、自動化、網絡化、智能化、柔性化是現代物流的主要特征，也是單元化物流的基本特征。現代物流技術最主要的發展趨勢是向信息化、數字化和智能化發展，主要包括網絡通信技術、自動識別技術（如RFID技術，3D視覺，圖像識別）、自動監控技術、自動導引技術（如自然導航技術）、模擬仿真、數字孿生技術和機器人技術（人工智能）等方面。這也是單元化物流的發展方向。

        單元化物流至少具有以下優勢：

        為標準化單元載具提供了明確方向。從而為大規模推廣托盤共用體系提供了系統支撐。托盤共用體系建設的困難之一是標準化的單元器具問題，沒有單元化物流的支持，標準化則難以形成，托盤共用體系將成為無源之水，很難具備內生的動力。

        單元化物流將大幅度提升物流效率，尤其是整個供應鏈的運行效率。這一點已經逐步為大眾所認識。

        單元化物流大幅度降低了自動化物流尤其是智慧物流實現的難度。單元化物流大幅度降低了物流信息系統的復雜度、難度和成本，無論是物流信息的自動獲取，還是物流新的傳遞，以及物流信息的處理等方面，單元化物流通過標準化、規范化物流信息系統，使得數據處理更為為快速、準確。另一方面，對于自動化而言，單元化物流系統也大幅度降低了系統實現自動化的難度。表現在物流的全過程之中，如裝卸、搬運、儲存、分揀、集貨、運輸等。

        單元化物流為大規模定制化提供了物流支撐。大規模定制化一方面是生產段的快速響應，另一面是物流的輔助能力。兩者缺一不可。單元化物流還表現在對自身設備及系統的規模化生產提供了可能。

單元化物流將使綠色物流成為可能。單元化物流對于綠色物流的詮釋，不僅僅在于通過提升效率，使得能源的大幅度節約成為可能，而且在于對資源的全面節約，而使綠色物流保持在很高的水平。如單元器具及工具的重復使用，農產品的有效保護，高效的逆向物流處理等。

        3） 單元化物流是基于供應鏈優化為目的的

        系統化的思想是單元化物流的基礎和出發點，在這個意義上來說，基于系統的，或者說基于供應鏈的優化思想，是單元化物流的核心理論基礎之一。

        理解單元化物流系統，首先就要理解系統化思想的重要性。無論是從運籌學、博弈論還是從優化理論出發，系統的觀點是單元化物流系統產生的根源。基于供應鏈的優化，其根本點是整體優化大于局部優化，局部效率要服從于整體效率。

        計算機管理技術與托盤單元，是支撐其現代物流的兩個基石，這與單元化物流系統不謀而合。單元化物流，一方面強調單元（主要是托盤單元和箱單元），另一方面強調系統的優化。

        什么是系統？中文的“系統”一詞是一個外來詞，來源于英文system的音譯，而英文system一詞，正如很多其它的外來詞，它是來源于古希臘文（systεmα），其大意為“部分組成的整體”。這一含義一直被延續了下來。

        關于系統的定義有很多種，錢學森是中國最早從事系統工程的著名科學家之一，他給出的定義是：“系統是由相互作用、相互依賴的若干組成部分結合而成的，具有特定功能的有機整體，而且這個有機整體又是它所從屬的更大系統的組成部分”。貝塔朗菲（Bertalanffy，Ludwig von）定義為：           “系統是相互聯系、相互作用的諸元素的綜合體”。總體來說，系統具有以下特征：

        系統由2個或2個以上的元素構成；

        系統的所有元素并非是獨立的，而是相互聯系、相互依賴、相互作用的有機體；

        系統的各元素共同構成一個整體，并且具有一定的功能；

        每個系統具有一定的獨立性，并且是它所從屬的更大系統的組成部分。

        從以上的定義可以看出，系統形態各異，包羅萬象。系統可以是非常簡單的，也可以是非常復雜的。一個細胞可以構成一個系統，它可以簡單的描述成由細胞核、細胞質核和細胞膜組成，構成一個系統，并具有一定功能。一個宇宙也是一個系統，它由無數星系構成，復雜無比。

        以系統的觀點看待單元化物流系統，我們將很快從諸多煩惱中解脫出來。比如單元載具的標準化問題，人們曾經爭論不休的是托盤的尺寸到底應該是多少才是合適的。其實，從另一個角度來看問題，就顯得非常簡單：這就是先定義托盤本身，再定義產品包裝和其它關聯的工具和設備設施，包括運輸車輛、倉庫、物流設備、碼頭、機場、道路等，這樣就能化繁為簡，綱舉目張。標準化是單元化物流的靈魂，在制定托盤標準時，要時刻牢記這一點。很多人從局部應用出發，認為托盤單元要多元化，要照顧到方方面面的利益，這是典型的打補丁的思想，其結果只會導致標準化的到退，進而在無休止的爭論中，使得物流系統陷入低效率的死循環之中。單元化物流有了理論的指導，其系統的思想在客觀上起到了正本清源的作用。

        單元化物流既要解決接口問題，也要解決信息的一致性問題。接口是兩個系統連接的協議，沒有標準化的接口，單元化將成為封閉的系統，這將失去單元化的意義。信息的一致性，從根本上講，是要做到信息源頭的唯一性，在整個單元的流轉過程中，單元始終處于不變的狀態，無論是物理的還是信息的。

        有很多案例說明基于供應鏈優化思想的重要性。從單個企業的角度考慮，也許自身的利益最大化是最重要的，但單元化物流的思想不是這樣的，單元化物流追求的是整體利益的最大化，這個整體既是供應鏈的整體，也是全部參與企業構成的整個生態的整體。只有這樣，才會形成整個生態鏈企業的多贏局面，才會有可持續發展的局面形成。如果不認識到這一點，將使單元化物流失去意義。

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