3.1 智慧物流系统概述

3.1.1 物流系统及其功能

物流系统是指在一定的时间和空间里，由所需输送的物料和包括有关设备、输送工具、仓储设备、人员以及通信联系在内，若干相互制约的动态要素构成的、具有特定功能的有机整体。物流系统受内部环境以及外部环境的双重影响，使物流系统整体构成十分复杂，其外部存在多种不确定因素，其内部存在着相互依赖的物流功能因素。

物流系统和一般系统一样，具有输入、处理及输出三大功能。物流系统的输入包括自然资源（土地、设施、设备）、人、财务和信息资源。物流系统的处理过程就是通过管理主体对物流活动以及这些活动所涉及的资源进行计划、执行、控制，最终高效完成物流任务的过程。物流系统输出就是物流服务，包括组织竞争优势、时间和空间效用以及物资（原材料、在制品、制成品）向客户的有效移动。物流系统处理过程的物流活动是增值性经济活动，又是增加成本、增加环境负担的经济活动。

建立物流系统的目的主要是获得宏观和微观两方面的效益。物流系统的宏观经济效益是指一个物流系统的建立对全社会经济效益的影响。其直接表现形式是这一物流系统如果作为一个子系统来看待它，对整个社会流通及全部国民经济效益的影响。物流系统的微观经济效益是指物流系统本身在运行后所获得的企业效益。其直接表现形式是通过有效地组织“物”的流动，并提高客户服务的同时降低物流运营成本。

物流系统一般由作业系统和信息系统组成，如图3-1所示。

3.1.2 智慧物流系统及组成

智慧物流系统是以智慧交通系统（Smart Transportation System，STS）和相关信息技术为基础，在集成环境下进行物流作业信息采集、传输、分析和处理，提供高效物流运作和详尽信息服务的现代物流系统。智慧物流系统一般由智慧思维系统、信息传输系统和智慧执行系统组成。

智慧思维系统是物流系统的大脑，其中大数据是智慧思维系统的资源，云计算是智慧思维系统的引擎，人工智能是智慧思维系统的核心。智慧思维系统目前已经全面进入数字化阶段，物流企业都开始重视物流数据收集、分析与应用。基于大数据预测的前置分仓技术缓解了“双十一”等物流高峰阶段的物流配送压力；基于数据分析的物流全程优化运筹为企业物流发展插上了翅膀。但真正能够做到“自主决策”，实现软件定义物流的系统还很少见。目前我国智慧物流的智慧思维系统正在从数字化向程控化演进，未来演进方向是智能化。

信息传输系统是物流系统的神经网络，其中物联网是信息感知的起点，也是信息从物理世界向信息世界传输的末端神经网络；“互联网+”是信息传输基础网络，是物流信息传输与处理的虚拟网络空间；信息物理系统（Cyber-Physical Systems，CPS）反应的是虚实一体的智慧物流信息传输、计算与控制的综合网络系统，是互联网+物联网的技术集成与融合发展。在智慧物流信息传输系统方面，随着物联网技术的广泛应用，以条码为基础的自动识别技术、卫星导航追踪定位技术、RFID识别技术、传感器技术得到普遍应用，互联网开始延伸到实体网络阶段，推动了物流业务流程的透明化。目前，物流信息传输系统正处于物联网技术逐步普及、物流末端神经网络初步形成的阶段，需要进一步向全面深化网络链接与信息融合的CPS方向演进，实现信息联网、物品联网、设备联网、计算联网、控制联网，全面进入互联互通与虚实一体的阶段。

智慧执行系统是物理世界中智慧物流具体运作的体现，呈现的是自动化、无人化的自主作业，核心是智能硬件设备在仓储、运输、配送、包装、装卸搬运等领域的全面应用。在智慧物流执行系统方面，物流自动化技术获得了快速发展，配送终端的智能货柜、无人机、机器人技术开始进入应用阶段，自动驾驶卡车、地下智能物流配送系统等技术成为关注热点。目前，智慧执行系统正在从机械化、自动化向智能硬件全面发展演进，演进方向是系统级和平台级的智能硬件组网应用，实现执行系统全面无人化与智能化。

3.1.3 智慧物流系统的目标

智慧物流系统的目标是实现物流系统的横向和纵向两个方向的集成，达到物流系统的全局最优化和效益最大化。

1.横向集成

横向集成又称为水平集成，即企业内部各部门或智慧物流系统中同级企业之间对于各日常运作系统的集成，是对同一类资源、同类型业务体系进行识别、选择、运作、协调，主要强调优势资源在内沿横向汇总提升，主要体现于两个层次。

一是智慧物流系统的企业内部。表现为生产制造商、经营贸易商、物流服务商内部的并行工程、准时生产、准时采购和物流作业协同等，各企业通过对自身内部各部门间的业务关系进行协调，对同类资源进行协调、整合，在部门之间建立密切的工作联系。

二是智慧物流系统的企业之间。表现为加盟企业在合作的基础上共享物流优势资源，形成“强强联合，优势互补”的战略联盟，构建利益共同体去参与市场竞争。

按照横向集成过程中的核心要素可将横向集成划分为企业集成和组织集成两种类型，如图3-2所示。

（1）企业集成

企业集成主要实现系统中同级的企业与售出产品之间、企业与企业之间的协同。对生产制造商来说，同级或同类的上游供应商或下游分销商之间的集成则属于横向企业集成；对于物流服务企业来说，具有相同业务类型、相同运输服务能力的企业之间的集成也属于横向企业集成；对于企业自身来说，其内部的业务信息在部门之间的贯通也是一种横向的企业集成。企业集成可分为三类模型。

1）以金融为中心的宏观企业群集成。智慧物流系统中的生产制造企业或物流服务企业，松耦合或紧耦合地集成在智慧物流系统中，在金融上相互支援或相互统筹；在大型企业或供应链协同背景下，可在银行的支持下与银行集成在一起，形成宏观集成。宏观企业集成的主要形式有两种：一种是围绕“大型银行+大型企业”的企业集成形式；另一种是由“多个大型企业”形成的企业集成形式。这两种方式形成的大集团或大型物流企业之间是相互竞争而非垄断的关系，且这种竞争主要是在同行业中，竞争基本适度，属良性竞争，此种竞争有利于促进产品或服务质量的不断进步、价格降低，使消费者受益。

2）以产品为中心的中观企业群集成。中观企业群集成是以智慧物流信息平台为中心的一群企业的集成，由一大群生产制造企业、批发贸易企业和专业化物流服务企业集成于智慧物流信息平台之上。在该集成形式下，企业围绕单一产品设计物流服务链，并向上下游延伸。以产品为集成中心，各企业在采购、库存、生产、销售、财务等多方面相互配合和支持，通过信息平台与物流服务商紧密联合，用快速、灵敏、智慧化的物流活动将各个作业环节无缝衔接。

3）以单个企业内部行为为中心的微观企业群集成。微观企业群集成是在智慧物流信息平台上的以物流服务企业的内部行为为中心的单个企业的内部集成，是一个企业内部的产品维度、制造维度和管理维度之间的集成。

（2）组织集成

智慧物流系统的组织集成是指其与各个生产制造企业、第三方物流企业通过契约、股权参与或合资等方式共同建立的信息透明、渠道畅通、配置优化、角色特定、规则明确、风险共担、收益共享的以线上业务为核心业务的战略伙伴关系，或物流战略联盟。

组织集成更有利于在系统集成管理中形成以智慧物流信息平台为核心的多个企业相互依存、相互促进、相互协作的物流服务联盟，能极大地提高联盟的资产重组效率，优化资源配置，有效地获取资源、利用资源、发展新资源，避免联盟内部竞争，开展协同运营，从而降低物流产业的运营成本，提高绩效。

2.纵向集成

智慧物流系统的纵向集成主要是指通过以平台为核心，对加盟企业的市场供应能力、生产制造计划、物流服务能力等进行平衡。

这种集成方式能够将平台的服务能力以及上游企业供应能力和意愿，反映到下游企业的需求意愿中。其目的在于保持企业间的协调同步，从而达到整体产业的高效率、高效益。从智慧物流系统集成的深度和广度来看，纵向集成可分为三个级别：信息流集成、业务集成、全面的物流服务链集成，如图3-3所示。

（1）信息流集成

物流服务链主要由商流、物流、信息流和资金流共同驱动，对于物流服务链的集成从这四部分资源作为集成源头，是必要且可行的，其中最为重要的是信息流集成。

智慧物流系统信息流集成是指运用现代信息技术、数据库技术、多媒体技术、系统集成技术等，开发智慧物流信息管理软件，实现整个系统各方面信息的收集、整合、分析和处理，对产品服务中各项业务进行预测和辅助决策，对中间服务环节进行实时监督和控制，降低整体管理成本，提高管理效率。

（2）业务集成

智慧物流系统中的业务集成主要体现为以智慧物流信息服务平台为途径完成企业间的协同计划。协同计划是物流服务链上的成员企业针对生产计划、市场需求和作业联动所采取的联合设计和执行计划，根据共享的信息所进行的生产运营措施。

协同计划主要包括生产计划、库存计划、分销计划、运输计划、销售计划、需求计划、产业链网络设计和战略计划等。

协同计划的实现方式包括同步的产品设计和试制，以及大规模定制化生产。智慧物流信息平台将个性化、定制化的订单和新产品需求信息快速导入信息集成系统中，通过信息集成体现在管理系统之中，实现柔性、灵活与高效率的统一，即大规模定制的模式。

（3）全面的物流服务链集成

物流服务链纵向集成按照延伸方向主要分为前向集成和后向集成。前向集成是指企业拥有和控制它集成自己投入的生产，大多数出现于生产制造企业中，即从基本原材料的采购到生产加工，再从零部件的生产到组装均由自身企业完成，或由自身合资或持股或外包的企业完成；后向集成是企业可控制自己的客户，多出现于包装回收等延伸服务中。

综合来看，全面的物流服务链集成是尽可能地在部分集成的基础上结合前向集成和后向集成，真正将整个物流服务中涉及的企业优势资源进行整合，充分发挥智慧物流系统的信息互通、资源共享、计划同步、技术互补的优势，最大限度利用物流服务中所涉及的资金、人力、物力、技术等各类资源，建造一个良好集成的物流服务环境，为平台上的加盟企业提供一个全新的商业运作模式，以全新的、更有效的方式追求企业的目标。

3.1.4 智慧物流系统的特征

智慧物流以满足客户需要为目的，强调提高信息的获取、传递、处理及利用能力，通过对物流运作和管理过程的优化，减少物流系统的总成本，提高供应链系统的整体竞争力。智慧物流系统的总体效果就是能够使物流各项资源发挥最大效能，为客户提供便捷、及时、准确的服务。区别于传统的物流系统，智慧物流技术赋予了智慧物流系统以下新的特征。

1.智能化

智能化是智慧物流系统的核心特征，是区别于其他物流系统的主要标志。智慧物流系统的智能化首先表现在物流管理的智能化。物联网为智慧物流的智能处理提供了多层面的支持，除了利用已有的ERP等商业软件进行集成式的规划、管理和决策支持之外，智慧物流系统正向着利用物联设备和网络进行更多的智能化服务方向发展。智慧物流系统借助于人工智能、商务智能、管理智能、自动识别和控制、运筹学理论和专家系统等多种信息技术，智能化地获取、传递、处理与利用信息和知识，使物流系统能模拟人的思维进行感知、学习、推理判断和自行解决物流问题，具有一定的自主决策能力。例如，智慧物流系统中的配送系统可以根据配送物品清单、配送目的地等信息，智能化地安排车辆调度和车辆路径，节约劳动力的同时还提高了配送效率。

物流管理的智能化进而带动物流作业的智能化。在物流作业活动中，通过采用智能化技术，如智能控制技术、计算机视觉等，使机器（如自动分拣设备、自动引导车、智能机器人等）能够部分或全部代替人的工作和决策，解放了劳动力，有效提高物流作业的效率和安全性，提升了物流业的自动化水平。智慧物流系统作为一个综合性的智能决策体系，不但对物流作业管理和物流决策要求智能化，而且对物流作业的载体（物流设备和设施）也要求具有智能化，两者只有同步发展、有机集成，才能使物流系统真正实现智慧化。

2.集成化

首先智慧物流系统综合运用了各类信息技术与自动控制技术，是一个集成各类技术的有机体。但是信息技术和自动控制技术的简单应用是远远不能满足系统需求的，应当与物流技术和管理技术有机结合起来。通过依托信息共享和集成，将物流管理过程中的运输、存储、包装、装卸、配送等诸环节集合成一体化系统；通过将物流的各种业务系统如运输管理系统、仓储管理系统、物流配送系统等集成在一起，构建一体化的集成管理系统。智慧物流系统中应用的各种技术并不是简单的组合和堆砌，而是以物流系统为载体利用系统集成理论整合起来，满足智慧物流系统合理运作的有机共同体，各种技术之间彼此相互作用、相互交融、相互协调、相互配合，共同为实现费用最低、速度更快、服务更好的智慧物流系统服务。

3.自动化

自动化是指物流作业过程中的设备和设施自动化，包括运输、包装、分拣、识别作业过程的自动化，其基础是物流信息化，核心是机电一体化。自动化是智能化的必然结果和必要条件。智慧物流系统的智能管理离不开相应的物流基础设施，其中STS、GPS和GIS等现代化技术都必须在配套的物流设施上才能实现，落后的基础设施限制着各种技术效能的发挥，有的甚至不能为现代技术提供载体服务。物流设施的自动化主要体现在交通设施自动化、仓储自动化、设施作业衔接的自动化、货运场站的自动化和交通枢纽的综合自动化等几个方面，依托于自动识别系统、自动检测系统、自动分拣系统、自动存取系统、货物自动跟踪系统及信息引导系统等技术来实现对物流信息的实时采集和追踪。

4.信息化

信息是智慧物流系统的核心要素，物流领域中应用的任何先进技术设备都是依靠物流信息这个纽带来进行相互协作，进而实现各种物流业务。物流信息化表现在物流商品本身的信息化、物流信息收集的数据库化和代码化、物流信息处理的电子化、物流信息传递的网络化、标准化和实时化以及物流信息存储的数字化等方面。

5.网络化

智慧物流系统的网络化首先表现为物流设施、业务的网络化。随着全球经济、贸易的发展，物流服务的地域越发分散，这就要求拓展业务范围而加强企业合作，建立网络化的物流与配送网点，提高智慧物流系统的服务质量与配送速度。物流业务的网络化推动了物流信息的网络化，它是利用计算机通信网络和物联网建立起来的物流信息网。

现代物流网络强调的是物流信息的网络化，其基础是物流信息化。一方面，现代物流配送系统通过计算机网络通信、物联网、电子订货系统、电子数据交换系统等工具把物流配送中心与其上游的供应商和下游的顾客之间建立起了有机的联系，保证了物流信息的畅通；另一方面，企业内部各部门通过局域网完成其组织的网络化以实现公司内部的信息交换。目前先进的物流企业普遍采用GPS技术，实现物流全程的实时跟踪，即时采集车辆位置及货物状态信息，并通过无线网络和互联网完成供应链内部信息网络化传输。

6.柔性化

智慧物流系统是为多个企业和用户服务的系统，智慧物流系统一般联系多个生产企业和用户，需求、供应、渠道、价格不断发生变化，使得智慧物流系统受社会生产和社会需求的广泛制约，所以智慧物流系统必须是具有环境适应能力的动态系统。为适应经常变化的社会环境，智慧物流系统必须是灵活、可变的。在对市场快速反应的同时，智慧物流系统还需本着“以顾客为中心”的原则，根据客户“多品种、小批量、多批次、短周期”的需求特色，灵活组织和实施物流作业。智慧物流系统是适应生产、流通与消费的需求而发展起来的一种新型物流模式。