- 物流分析、规划与仿真案例教程
- 付强等编著
- 7208字
- 2022-02-24 18:15:27
2.2 物流系统与物流系统分析
物流系统是一类特殊的子系统,具有自身特有的模式、特点和目标。物流系统的模式与一般系统模式类似,是离散的、具有自反馈功能的系统。
2.2.1 物流系统的内涵
随着全球经济一体化和信息技术的快速发展,社会生产、商品贸易、物资流通及其管理方式等都发生了巨大变化。物流业也从以运输和仓储管理为主要功能的传统物流阶段进入了自动化、网络化、集成化、信息化、智能化的现代物流阶段。
所谓物流系统,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、人员以及通信联系等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。从系统的角度理解,物流是一个系统,具有系统的特征。利用系统视角研究物流活动是现代物流科学的核心问题。物流系统的目的是在保证社会再生产顺利进行的前提下,提高货物的空间效率和时间效益,实现各种物流环节的合理衔接,从而使整个系统达到最优。
对于物流系统来说,首先要有明确的目的,即物流系统要实现的目标。物流系统的具体目标一般有如下五个方面。
1)将货物按照规定时间、规定的数量送达目的地区。
2)合理设置物流配送中心,维持适当的库存水平。
3)实现装卸、保管、包装等物流作业的自动化、效率化。
4)维持合适的服务水平与物流成本。
5)实现物流活动全过程信息的顺畅流动等。
2.2.2 物流系统的模式
与一般系统模型相同,物流系统也具有输入、转换、输出、干扰(限制)、反馈等功能。物流系统也是社会经济系统的子系统或组成部分,受社会经济系统的制约和影响,物流系统通过投入和产出,与社会环境交换系统。物流系统的模式如图2-1所示。
图2-1 物流系统的模式
1.输入
输入是指外部环境对物流系统的输入,即通过提供货物、能源、劳动力、设备资金、信息等手段对物流系统发生作用。
2.转换
转换是指物流本身活动的过程。从输入到输出之间所进行的物流活动称为物流系数的处理或转换。具体内容有:物流设施设备建设;物流业务活动,包括运输、仓储、包装、流通加工、装卸与搬运等;信息处理及物流组织管理工作等。
3.输出
物流系统与其本身所具有的各种手段和功能对环境的输入进行各种处理后,所提供的物流服务是系统的输出。具体内容有:货物位移、各种劳务产品(如合同的履约)、时间空间效用、信息提供及其他优质服务等。
4.干扰(限制和制约)
外部环境通过对物流系统施加一定的限制和约束来干扰物流系统运行。具体内容有:资源条件限制、能源限制、资金与生产运作能力的限制、价格影响、需求变化及政策变化等。
5.反馈
物流系统在转换处理过程中,由于受系统外部各种因素的干扰,有时不能按计划执行,得到预期的结果,这时需要根据输出结果调整输入方式与处理方式,即使按计划执行,也要返回信息以对工作做出评价,这就是信息反馈。信息反馈的活动包括:各种物流活动分析报告、统计报告数据、典型调查结果、国内外市场信息与有关动态等。
2.2.3 物流系统的特点
物流系统具有一般系统所共有的特点,如整体性、相关性、目的性、环境适应性等,同时还具有规模庞大、结构复杂、目标众多等大系统所具有的特征。
1.物流系统是一个“人机系统”
物流系统是由人和形成劳动手段的设备、工具所组成,具体表现为物流劳动者使用运输设备、装卸搬运机械、仓库、港口、车站等设施,作用于货物的一系列生产活动。在这一系列的物流活动中,人是系统的主体。因此,在研究物流系统的各个方面问题时,必须把人和物有机地结合起来,加以考察和分析。
2.物流系统是一个大跨度系统
在现代经济社会中,企业间物流经常会跨越不同的地域,国际物流的地域跨度更大。物流系统通常采用存储的方式解决产需之间的时间矛盾,这一过程的时间跨度往往也很大。
物流系统的跨度越大,其管理方面的难度则越大,对信息的依赖程度也就越高。
3.物流系统是一个可分系统
无论规模多大的物流系统,都可以分解成若干个相互联系的子系统。这些子系统的多少和层次的阶数,是随着人们对物流系统的认识和研究的深入而不断扩充的。系统与子系统之间,子系统与子系统之间,存在着时间和空间上及资源利用方面的联系,也存在总目标、总费用及总运行结果等方面的相互联系,同时子系统又可以在物流管理目标与管理分工上自成体系,具有独立性。因此,物流系统不仅有多层次性,而且还具有多目标性。在对物流系统的分析与设计中,既要研究物流系统运行的全过程,也要对物流系统的某一环节加以分析。
4.物流系统是一个动态系统
物流系统一般联系多个企业与用户,随着需求、供应、渠道、价格的变化,系统内部的要素及系统的运行也经常发生变化。物流系统常受到社会生产、需求的广泛制约,所以物流系统必须是具有适应环境能力的、随环境变化而变化的动态系统。
5.物流系统是一个复杂系统
物流系统的运行对象——物,可以是全部社会物资资源,资源的多样性带来了物流系统的复杂化。物资资源品种成千上万,从事物流活动的人员队伍庞大,物流系统内的物资占用大量的流动资金,物流网点遍及城乡各地。这些人、财、物资源的组织和合理利用,是一个非常复杂的问题。
在物流活动的全过程中,伴随着大量的物流信息,物流系统要通过这些信息把各个子系统有机地联系起来。收集、处理物流信息,并使之指导物流活动,也是一项复杂的工作。因此,在分析与设计物流系统时,要充分认识到物流系统的复杂性。
6.物流系统是一个多目标系统
物流系统的总体目标是实现整体经济效益的最大化。但物流系统各要素存在非常强烈的“悖反”现象,这常称之为“二律悖反”或“效益悖反”现象。因此,在实际工作中很难将时间最短、服务质量最佳、物流成本最低这三个因素同时实现。例如,在存储子系统中,为了确保供应和促进生产,人们提出了多种提高存储库存和多种材料存储的方法。而为了加快资金周转和减少资金占用,人们又将建议降低库存要求。这些矛盾的问题在物流系统中很普遍,物流系统正是在这些矛盾中运行,并尽可能满足人们的要求。显然,在物流系统的分析和设计中,有必要建立一个多目标函数,并在多个目标中获得系统的整体最优效果。
2.2.4 物流系统的目标
物流系统作为社会经济大系统中的一个子系统或组成部分,其目标是获得最大的宏观和微观经济效益。在设计与运行物流系统时,要以宏观和微观两个效益为目的。具体来讲,物流系统要实现以下5个目标,简称为5S。
1.服务(Service)
物流系统的本质要以用户为中心,树立用户第一的观念。在物流活动中要做到无缺货、无货物损伤和丢失等现象出现,并且费用要低,这些都要求物流系统对生产与消费者有很强的服务性。物流系统的这种服务性决定了其本身具有一定的从属性。物流系统采取的送货、配送等形式,就是其服务性的体现。近年来,在物流管理上出现的“准时供应”“柔性供货”等方法,也是其服务性的表现。
2.快速、及时(Speed)
物流系统的快速、及时是其服务性的延伸。快速、及时既是用户的要求,也是社会发展进步的要求。随着社会化大生产的发展,对物流快速、及时的要求也更加强烈。在物流领域采用的诸如直达物流、多式联运、时间表系统等管理和技术,就是这一目标的体现。
3.低成本(Saving)
在物流领域中,除了流通时间节约之外,由于流通过程消耗大但又基本上不增加或不提高商品的使用价值,所以依靠节约来降低投入是提高相对产出的重要手段。在物流领域里,可以通过推行集约化经营方式,提高物流作业的能力,以及采取各种节约、省力、降耗等措施,来实现降低物流成本的目标。
4.规模优化(Scale Optimization)
以物流规模作为物流系统的目标,依此来追求“规模效益”。生产领域的规模效益是早已为社会所承认的。实际上,规模效益问题在流通领域也异常突出,只是由于物流系统比生产系统的稳定性差,因此难以形成标准的规模化模式,也难以获得规模效益。物流领域以分散或集中等不同方式建立物流系统,研究物流的集约化、机械化、自动化以及信息系统的利用等,都是规模优化这一目标的体现。
5.库存控制(Stock Control)
库存控制是及时性的延伸,也是物流系统本身的要求,涉及物流系统的效益。物流系统通过本身的库存,实现对众多生产企业与消费者的需求保证,从而创造良好的社会外部环境。库存过多则需要更多的保管场所,而且会产生库存资金积压,造成浪费。因此,必须按照生产与流通的需求变化对库存进行控制。同时,物流系统又是国家进行资源配置的一环,系统的建立必须考虑到国家资源配置及宏观调控的需要。在物流领域中正确确定库存方式、库存数量、库存结构、库存分布就是这一目标的体现。要发挥物流系统的效果,就要把从生产到消费过程的货物量作为不断流动的物流量看待,缩短物流路线、物流时间,使物流作业合理化、现代化,从而实现物流系统的目标。
小知识:六西格玛(6σ)管理法
6σ管理法是一种统计评估法,核心是追求零缺陷生产,防范产品责任风险,降低成本,提高生产率和市场占有率,提高顾客满意度和忠诚度。6σ管理既着眼于产品、服务质量,又关注过程的改进。“σ”是希腊文的一个字母,在统计学上用来表示标准偏差值,用以描述总体中的个体离均值的偏离程度,测量出的σ表征着诸如单位缺陷、百万缺陷或错误的概率,σ值越大,缺陷或错误就越少。
6σ是一个目标,这个质量水平意味的是所有的过程和结果中,99.99966%是无缺陷的,也就是说,做100万件事情,其中只有3.4件是有缺陷的,这几乎趋近到人类能够达到的最为完美的境界。6σ管理关注过程,特别是企业为市场和顾客提供价值的核心过程。因为过程能力用σ来度量后,σ越大,过程的波动越小,过程以最低的成本损失、最短的时间周期满足顾客要求的能力就越强。
6σ理论认为,大多数企业在3σ~4σ间运转,也就是说每百万次操作失误在6210~66800之间,这些缺陷要求经营者以销售额在15%~30%的资金进行事后的弥补或修正,而如果做到6σ,事后弥补的资金将降低到约为销售额的5%。
2.2.5 物流系统的要素
物流系统的构成要素包括物流主体、物流客体及物流载体,包括一般要素、功能要素、支撑要素和物质基础要素。
1.一般要素
一般要素是维持物流活动得以运行的基本条件,没有这些基本条件,物流就无法发生,也无法运行。这些基础要素就是与物流活动有关的人、财、物、信息四要素。
1)“人”是物流的主要要素。劳动者,即为人,是所有系统的核心要素,提高劳动者的素质,是建立合理化的快递物流系统并使它有效运转的根本。
2)“财”是指物流活动中不可缺少的资金。资金是所有企业系统的动力,物流系统建设是资本投入的一大领域,离开资金这一要素,物流活动难以实现。
3)“物”是指物流系统的劳动对象。如原材料、成品、半成品,各种物流设备和工具,各种消耗材料等。没有物,物流系统便成了无本之木。
4)“信息”是指物流系统所需要处理的信息要素。在物流活动全过程中,始终贯穿着大量的物流信息。物流系统要通过这些信息把各个子系统有机地联系起来。
2.功能要素
物流系统的功能要素指的是物流系统所具有的基本能力,这些基本能力有效地组合、连接在一起,变成了物流系统的总功能,便能合理、有效地实现物流系统的总目的。主要包括运输、储存保管、包装、装卸搬运、流通加工、配送、物流信息等要素。
3.支撑要素
物流系统的建立及运转涉及面十分广,需要有许多支撑手段,主要包括以下几个方面。
1)体制制度。体制制度决定物流系统的结构、组织、领导、管理方式,国家对其控制、指挥、管理方式以及这个系统的地位、范畴,是物流系统的重要保障。
2)法律法规。物流系统的运行不可避免会涉及企业和人的权益问题,法律法规一方面限制和规范物流系统的活动,使之与更大系统协调,一方面为物流系统给予法律保障。
3)行政命令。行政命令是决定物流系统正常运转的重要支持要素。
4)标准化系统。标准化系统是保证物流环节协调运行,保证物流系统与其他系统在技术上实现联结的重要支撑条件。
4.物质基础要素
物流系统的建立和运行,需要大量的技术装备,这些要素是实现物流系统运行的物质基础。物流系统的物质基础要素主要有以下几个方面。
1)物流设施。它是组织物流系统运行的物质基础条件,包括物流站、货场、物流中心、仓库、物流线路、建筑、公路、铁路、港口等。
2)物流设备。它是保证物流系统开工的条件,包括仓库货架、进出库设备、加工设备、运输设备、装卸机械等。
3)物流工具。它是物流系统运行的物质条件,包括包装工具、维护保养工具、办公设备等。
4)信息技术及网络。它是掌握和传递物流信息的手段,包括通信设备及线路、传真设备、计算机及网络设备等。
5)组织及管理。它是物流网络的“软件”,起着连接、调运、运筹、协调指挥各要素的作用,以保障物流系统目标的实现。
2.2.6 物流系统分析的内容
物流系统分析是指从对象系统整体最优出发,在优先系统目标、确定系统准则的基础上,根据物流的目标要求,分析构成系统各级子系统的功能和相互关系,以及系统同环境的相互影响,寻求实现系统目标的最佳途径。
物流系统的分析方法是指在进行规划设计工作时,根据系统的概念、构成和性质,把规划对象作为一个系统进行充分了解和分析,再将分析结果加以综合,使之能够最有效地实现系统的目标,并且将评论方法贯穿于分析与综合过程中。分析、综合、评价是物流系统规划中处理问题最基本的方法,三者关系如图2-2所示。
图2-2 物流系统分析的内容
1.分析过程
分析过程的主要任务是为系统收集充足和必要的信息,并初步制定多套可满足集合要求的备选方案,用各种手段和方法分析对象系统的要求、结构及功能等,并考虑到环境、资源、状态等约束条件,建立各种替代方案所需的分析模型,根据评估标准评估分析结果,以获得更多的满意的建议。该分析过程旨在实现系统的整体效益,侧重于寻求解决特定问题的最佳策略,使用定性和定量分析方法为决策者提供有价值的信息,以获得有利的决策。在分析过程中,需要考虑五个基本要素:目标、替代方案、模型、指标体系、评价准则。
1)目标。目标是决策的出发点,为了正确获取决策所需的各种有关信息,物流系统分析人员的首要任务就是充分了解建立物流系统的目的和要求,同时还应确定物流系统的构成和范围。
2)替代方案。一般情况下,为实现某一目标,总会有几种可采取的方案或手段,这些方案彼此之间可以相互替换。选择一种最合理的方案是物流系统要分析研究和解决的问题。
3)模型。模型是系统分析的基本方法,是对实体物流系统抽象的描述。它可以将复杂的问题化为易于处理的形式。在分析过程中,借助于模型来有效获取物流系统规划设计所需要的参数,并据此确定各种制约条件,同时还可以利用模型来预测各替代方案的性能、成本与效益,有利于对各种替代方案进行分析和比较。
4)指标体系。指标体系指的是若干个相互联系的统计指标所组成的有机体,即系统目标所涉及的各个方面。费用与效益是最重要的两个指标。分析阶段要根据系统的目标来确定具体的明细指标。
5)评价标准。评价标准是物流系统分析中确定各种替代方案优化顺序的依据,是评价方案优劣的尺度。评价标准根据具体情况而定,费用与效益的比较是评价各方案的基本手段。
2.综合过程
系统综合是以分析过程中提出的各种推荐方案为基础,选定系统规划设计的方法,研讨系统分析的结果,收集整理设计数据,为系统分析的每个推荐方案给出总体框架、结构、系统详细分析设计及方案实现,以供进行评价决策。
3.评价过程
系统评价过程是对分析或综合设计出来的可供选择的方案,用技术、经济和环境多视角来综合评价的过程。特别是审核系统综合设计的合理性与实现综合设计方案的风险性,从而选择适当的可能实现的方案。
具体的工作任务包括设定评价方法,进行方案的费用评估、效益评估、风险评估,在评估的基础上进行综合评估,最后通过决策,选择可行的方案。
2.2.7 物流系统分析的步骤
物流系统工程的基本思想方法与一般系统工程的基本思想方法相同。对于一般的物流系统工程,运用的思想方法分七个步骤:提出问题、制定目标、系统综合、系统分析、择优决策、提交成果、实施。对于任何一个物流系统工程问题,都要采用系统方法论中处理问题的基本方法,首先查清原因;其次确定目标,看问题要解决到什么程度;再次为达到这些目标,设计各种可行方案;然后根据系统的概念、构成和性质,把规划对象作为一个系统进行充分了解和分析,再将分析结果加以综合,并分别进行调试、完善、优化;最后,在优化后的可行方案中挑选最优的方案付诸实施,制订实施计划、步骤、方针政策。
1.提出问题
进行系统分析首先要提出问题,并界定问题的范围、明确问题的性质。具体内容有:是包括运输、存储、装卸搬运等许多环境在内的大系统,还是一个物流中心或一个仓库内部的系统;是改善一个原有物流系统,还是设计一个新物流系统,必须清楚了解任务的目的要求。通常,问题是在一定的外部环境作用和内部发展需要中产生的,不可避免地带有一定的本质属性和存在范围。只有明确了问题的性质、范围后,系统分析才能有可靠的起点。
2.制定目标
系统分析是针对所提出的具体目标展开的,目标主要是通过某些指标来表达的,而标准是衡量目标到达的尺度。由于实行系统功能的目的是靠多方面的因素来保证的,因此物流优化的目标也必然有若干个。
3.系统综合
系统综合即汇总各种可行性方案,并进行论证。方案的可行性论证要有精确的数据,为系统分析做好准备。
4.系统分析
系统分析是为了找出实现系统功能的主要因素及其相互关系,确认主要因素的影响程度、它们之间的相关程度、总目标和分目标的达成途径及其约束条件,通常采用建立模型的方法进行系统分析。由于表达方式和方法的不同,模型有图式模型、模拟模型和数学模型之分。
对于复杂系统,系统分析不是一次就能够完成的,有时要根据分析结果对原先提出的目标进行再探讨,甚至重新划定系统范围再作系统分析。
5.择优决策
运用最优化理论和方法,对若干个替代方案的模型进行仿真和优化计算,求出几个潜在考虑前提条件、假定条件和约束条件后,在结合知识和经验的基础上决定最优解,从而为选择最优系统方案提供必要的信息。
6.提交成果
选择最优系统方案后,即可提交成果。
7.实施
根据前述步骤得到方案,实施物流系统分析。