X方物流形成機理研究進展

侯漢平

（北京交通大學經濟管理學院，北京市 100044）

X方物流形成機理研究進展

侯漢平

（北京交通大學經濟管理學院，北京市 100044）

X方物流是新興信息技術條件下物流新模式。本文依據大物流論，從生物進化復雜性角度，梳理了X方物流形成機理的研究進展，包括要素型基元體重組驅動型X方物流、業務型基元體分形協同式X方物流、適應型基元體群集智能型X方物流，從而豐富和系統化了X方物流理論的研究。

X方物流；物流基元體；供應鏈；物流模式；物流分形；群集智能

一、引言

2003年12月，作者基于大物流論[1]、[2]、[3]和分工組織理論，[4]、[5]首次較系統地提出了“X方物流理論”（X Party Material Flow，XPMF），[6]給出了不同條件下適應不同環境的36種物流組織模式；隨后，作者研究了物流性質，[7]、[8]并融合了分形、[9]協同[10]等理論方法，揭示了X方物流分形協同的工作機理。[11]劉垚在此基礎上認為，[12]X方物流從宏觀上可以對各行業物流現狀作總體分析；從微觀上可以對于單個企業決策起到指導作用。盧銳、許彩國對中外物流理論的演變進行討論，重點比較了美、日、歐等國家的物流理論，并介紹了中國的X方物流理論。[13]戴姆勒—克萊斯勒引入Exel供應鏈管理公司實施“極限物流”（Extreme Logistics）的流程和方案，構建了能協調第三方、第四方的多方物流組織。[14]以往，作者從物流分工組織、系統復雜性等視角研究X方物流形成機理，但尚沒有形成有機統一的理論體系。本文將從生物進化的角度，在物流基元體行為規律的基礎上，對X方物流形成機理的研究進展情況作了綜述和梳理，旨在進一步完善和系統化X方物流理論和方法。

二、基礎理論研究

1.大物流論

最早在1985年，徐壽波首次提出大物流新思想和新理念；[15]1987年提出“物流技術經濟學”的理論和方法；[16]2005年4月原創性提出“物流科學技術理論”，簡稱“大物流論”[17]（The Material Flow，MF），認為MF包括經濟界物流、社會界物流和自然界物流，是關于人類相互作用和集成的物質流動的一個更全面的看法，Logistics只是其中一部分，MF為傳統抽象的系統科學向物質實體系統科學轉型提供了重要理論依據和途徑。這些研究先后被新華文摘全文轉載、國際SSCI檢索，[18]受到國內外知名專家的一致好評。

2.物流性質

依據大物流論及其分類，作者認為物流性質包括物流主體（Party）、物（Material）和流（Flow）三個方面，指出企業完成一項物流活動，無論是整體的還是部分的、企業內部的還是外部的，大到跨區域的物流，小到工廠內部員工的物料搬運，都不能缺少PMF任何一種性質。

按照物流性質，[19]作者將物流組織劃分為PMF三個層面的價值鏈體系：P主體知識層、M物質層和F流動層（見圖1），并稱每一層面價值鏈相對獨立的物流活動單元為物流能力要素，物流能力要素組合形成每個層面價值鏈不同的物流戰略效力和價值。

圖1 PM F物流價值鏈體系

3.大物流復雜性與科學方法論

徐壽波是從技術經濟、綜合物流角度提出和研究MF的；G·A·斯旺森和K·薩謬爾森主張將生命系統理論（Living Systems Theory，LST）、系統科學理論融入MF研究。[20]侯漢平則基于復雜性視角研究MF適應性原理，認為MF提供了解決物流復雜問題的方法和思路。[21]MF從微觀簡單的“物的流動”考察入手，通過自上而下或自下而上演化分析，研究宏觀復雜物流系統的優化、涌現、協同規律（見圖2），為構建適應不同環境的新型物流模式提供方法論指導。

圖2 “物的流動”單元相互作用涌現宏觀有序結構

當前，物流組織更多注重的是以企業或供應鏈作為整體分工合作方式來考慮物流運作的，如第四方物流成員之間的合作是以整體方式（第一方、第二方和第三方）進行的。但由于各方成員內部物流能力要素（運輸、倉儲、信息、人員素質等等）存在優劣之分，以整體方式分工合作必然會使部分優勢資源和能力被其中某些劣勢資源所稀釋，那么第四方物流的綜合集成效率實際上是建立在一系列資源和能力要素妥協之上的，因而最終物流模式只能是一種次優組合。

對此，在信息技術支持下MF通過研究微觀“物的流動”單元或細胞的變異和重組，從而有可能打破封閉的、有限邊界的物流組織優化思維方式，形成開放式、網絡化、無邊界大物流結構全局優化的新型物流模式。

三、物流基元體行為規律研究

1.物流基元體概念

在信息技術支持下，當企業外部市場交易成本大幅下降且不斷持續地超過內部生產成本的節約時，物流能力要素能夠最終從物流組織PMF價值鏈中分解出來，且能夠獨立為物流活動帶來特定貢獻。我們可以把這種從PMF價值鏈分解出來獨立的物流能力要素或價值單元稱為物流基元體（Primitive）。[22]按照其性質的不同可分為P類、M類和F類物流基元體（簡稱PMF基元體）。PMF基元體如圖3所示。其中P類物流基元體具有物流系統策劃、網絡設計、協調集成等知識創新活動方面的能力；M類基元體具有保持、形成物的價值與功能的性質和能力；F類基元體具有實現不同物的流動形態的性質和能力。

圖3 物流基元體網絡

2.物流基元體行為模式

引入霍蘭（John Holland）的適應性概念，[23]作者指出物流基元體是具有環境適應性的物流組織細胞和基本單元。它具有主動適應性特征，能夠與其他物流基元體進行主動相互作用，并在持續不斷相互作用的過程中，不斷地學習或積累經驗，從學習的經驗中能夠改變自身的結構和行為方式。假定物流環境變化是穩定可預測的，由行為刺激—反應模型[24]建立適合各類物流系統的一種統一基本的物流基元體行為模式（如圖4所示），描述了具有主動適應性的物流基元體行為模型，揭示物流基元體的一般學習和適應環境的機理。

圖4 物流基元體行為模式

物流基元體是物流組織從微觀到宏觀涌現的邏輯起點，在它身上孕育著從低級到高級、從簡單到復雜演變的可能性。在一定條件下，較小的較低層次的物流基元體通過特定適應性“粘合”（Adhesion）方式，形成新的、聚合而成的、更大的物流基元體。這種多方物流基元體聚集（Aggregation）不是簡單的合并，也不是消滅某些基元體的吞并，而是新的類型的、更高層次上的物流基元體的出現；原來的物流基元體不僅沒有消失，而是在新的更適宜自己生存的環境中得到了發展。

3.物流基元體行為分化變異規律

MF研究表明，經濟界物流、社會界物流與自然界物流往往交織在一起構成大物流環境的復雜性。根據生物學觀點，[25]、[26]在物流環境變化誘因條件下物流基元體會發生分化變異，并且不斷改變自己相互作用的方式，引發宏觀物流組織系統呈現出分化、重構、涌現等演變或進化過程。考察物流基元體在不同環境下行為變異及其適應性特征，可以發現以下三種分化變異的物流基元體，見表1。

表1 物流基元體行為分化變異規律

（1）要素型物流基元體。在物流環境清晰明了、可以精確預測的確定性環境中，在信息技術和先進生產方式作用下，從物流價值鏈分解出來且執行簡單刺激—反應行為模式獨立的物流能力要素稱為要素型物流基元體。由于物流環境變化可預期，核心物流基元體完全可以獲取和辨識有關環境信息，通過自上而下集中控制實現大物流協同運作。要素型物流基元體在環境未知或不確定情況下，由于其決策視野范圍、信息搜索、協調綜合能力等方面出現下降或不足，必將難以提供全局最優的物流解決方案。

（2）業務型物流基元體。在風險性物流環境中（如進入新興行業或新地區市場的物流企業，往往對潛在客戶、物流成本以及各方經濟主體之間目標關聯度、資源互補度等環境因素難以確定，但能夠估計可能變化的范圍），那些執行簡單刺激—反應模式物流基元體顯然難以處理風險性物流環境問題，在自然選擇機制[27]以及物流性質約束下，它們演化變異為具有刺激—認知—反應行為模式的物流基元體，較小的單一分散的PMF物流基元體形成較大的具有PMF分形結構的物流基元體聚集，每一個分形單元稱為業務型物流基元體（如圖5所示）。業務型物流基元體能夠進行基本的物流決策分析、物流方案實施求解及與外界信息交流，它們在風險環境中，可以進行全局協商，以實現大物流適應性運作與控制。

（3）適應型物流基元體。在不確定性復雜物流環境中（如伴隨新技術出現的新興市場，物流決策者進入時將面臨產品、技術、需求、法律法規、競爭對手等多種不確定性，這些因素都以不可預測的方式相互作用，因而無法確定未來情境及其可能變化范圍），物流基元體不可能掌握全局物流環境信息，只能在局部范圍中實現自組織、自優化，執行特定規則，與其他基元體進行局部動態交互作用和學習，自下而上，最終導致群集智能（Swarm Intelligence，SI）[28]、[29]適應性涌現。這種局部簡單，而群集表現出較高智能的物流基元體，稱為適應型物流基元體。

四、X方物流形成機理研究

作者認為X方物流是一種按照市場客戶需要，在物流基元體行為規律基礎上，應用大物流適應性原理和技術，實現多方物流基元體適應性聚集所形成的物流組織形態。其中X是物流基元體的一種標識，X未知和不確定性反映了新型物流組織復雜性、動態性、網絡性和無邊界性。物流基元體在不同環境中的分化變異以及相互作用的方式決定了X方物流的性質和運作管理模式。

1.要素基元體重組驅動型X方物流形成機理[30]

在確定性物流環境下，根據物流基元體釋放與重組原理，在信息網絡技術、系統管理技術、科技進步等因素的共同驅動作用下，在要素基元體層次上實現跨組織、跨行業的動態重組以構建X方物流，包括P類和MF類要素基元體驅動型X方物流。

圖5 環境變化誘因條件下物流基元體適應性變異

（1）P類要素基元體驅動型X方物流。企業將P 類要素基元體（如協調能力、系統集成、網絡設計等）培育成為物流組織主導性核心基元體或物流網絡“網主”基元體，發揮其構建網絡平臺的能力、界面聯系規則能力、系統協調集成的能力，將不同企業各自的要素物流基元體連接起來形成X方物流（見圖6）。并根據市場需要對X方物流基元體不斷作出動態選擇、調整和重組，而各基元體成員也共同遵守物流服務標準和技術、共享信息（如客戶信息）等系統資源，形成緊密合作體。

圖6 P類基元體重組的X方物流

（2）MF類要素基元體驅動型X方物流。在信息技術支持下，企業通過向市場出售MF類要素基元體（如制造、運輸、倉儲等）價值產出，有效地參與全球化物流分工，廣泛地融入更大或更多物流價值網絡中去進行動態配置形成X方物流，實現MF物流基元體價值最大化（見圖7）。

圖7 M F類基元體動態配置的X方物流

上述X方物流形成機理揭示了要素基元體重組驅動型X方物流運作規律，未來確定性物流環境下有兩種X方物流形式存在：一是具有最佳物流要素基元體的X方物流；二是具有將這些最佳物流要素基元體進行最優組合能力的X方物流。

2.業務基元體分形協同式X方物流形成機理[31]

（1）業務型物流基元體分形結構。根據物流基元體行為理論，在風險環境下物流微觀組織不再只是執行簡單刺激—反應的要素物流基元體，而是具有一定自治和認知決策能力的業務物流基元體，其獨立結構單元為PMF三類不可缺少的物流能力要素組合，形成了Multi-PMF業務基元體自治與合作物流分形結構體系。[32]如圖8所示。

圖8 業務基元體分形結構體系[33]

Multi-PMF系統整體與局部以及各子系統之間存在PMF自相似分形的規律，可以把這種物流系統自相似嵌套式PMF結構體系稱為物流分形，物流分形體系內PMF業務基元體單元稱為物流分形單元，它們具有自組織和自優化的特征，在結構功能上有相對的內部完整性，PMF分形單元的集合就構成了X方物流。

（2）業務型物流基元體全局協商與序參量生成。在物流風險性環境下，每一個業務物流基元體具有主動根據所解決的問題及環境的變化來自我調整自身知識結構和主動求解問題的能力，能夠在風險環境可能范圍里進行主動全局協商，在目標關聯度（Objective Relational Grade）、信息共享度（Information Share Grade）、資源互補度（Resource Complementary Grade）三個方面（簡記為OIR）尋求協同一致性。當OIR達到某一閾值范圍時，必然會促使Multi-PMF分形單元從無序到有序、從微觀到宏觀新結構的形成，稱OIR為Multi-PMF系統序參量。[34]在序參量作用下Multi-PMF產生協同結構狀態就是X方物流。

（3）分形協同式X方物流形成與控制。按照協同學觀點，序參量OIR是X-PMF模式生成與控制過程的集中體現。作者初步建立基于OIR序參量三維協同空間的X方物流協同運作控制模型，見圖9。

該模型具有物流基元體協商機制、控制機制和求解機制。物流業務基元體利用OIR序參量在風險環境中進行全局充分協商，通過PMF基元體分形物流單元自組織、自優化以及空間結構調整，對物流系統具有互補性的PMF資源、能力和信息實施控制，當Multi-PMF處于OIR三維協同空間以內時便會產生X-PMF協同效應，從而有效地解決和處理企業面臨的復雜性物流問題。

3.適應型基元體群集智能X方物流形成機理[35]

與業務型物流基元體不同，適應型物流基元體在不確定性環境下不可能實現全局的充分協商，因而不會導致有序化物流序參量的形成，最終X方物流形成和運作機理也必將存在一定差異。適應型基元體群集適應型X方物流，是一種不確定環境下復雜性物流組織模式。

（1）適應型物流基元體行為特征和規則。在不確定性復雜環境下，通過觀察蟻群、鳥群等生物行為特征，發現適應型物流基元體與生物個體的行為極其相似。通過仿生物流研究，認為適應型物流基元體具有智能性、自治性、移動性和適應型等特征，其適應行為包括：①感知；②推理；③學習；④演化。

適應型物流基元體在“非線性”相互作用中感知外部環境、主動適應性學習，在改變自身的內部結構、行為方式的同時，也在改變環境，對環境施加控制和影響（如螞蟻釋放信息素）。它們在不確定性復雜環境中，由于受其視野范圍內眼前的信息限制，并不知道整個環境的情況，只能執行基本移動、避障、搜尋等行為規則進行決策。

雖然適應性物流基元體執行規則簡單，但通過研究蟻群、鳥群等生物行為發現，具有相似行為特征的適應型物流基元體，其局部動態交互作用和學習能夠發生宏觀的群集智能涌現。

（2）仿生群集智能型X方物流涌現與仿真。基于智能體仿真建模的思想，[36]通過對物流智能基元體行為規則編程，采用Netlogo開放式仿真軟件平臺進行實驗仿真，證明PMF物流智能基元體執行簡單規則能夠實現PMF群集智能涌現，形成生態適應性X方物流（X-PMF）。作者以蟻群覓食仿生為例，給出了一個仿生群集智能涌現初步的仿真結果（見圖10）。

（3）X方物流群集智能優化。通過X方物流涌現或經驗積累，形成初始X方物流；然后，計算群集上每個PMF的適應度值，根據適應度值評估個體或解的優劣，并作為遺傳操作的依據；進而，通過PMF選擇、交叉和變異生成新一代物流智能基元體群——X方物流；最后，當PMF適應度達到給定的閾值，或者PMF適應度不再上升時，則控制迭代過程結束。否則，如此進化下去產生新一代適應性X方物流群集，直到滿足期望的終止條件。[37]

五、結語

由大物流論和物流性質，給出物流基元體概念，指出物流基元體是具有環境適應性的物流組織細胞和基本單元。從生物進化觀點看，物流基元體隨環境變化，發生由要素型物流基元體、風險型物流基元體到適應型物流基元體的分化變異，同時相應地改變了自己相互作用的方式，從而引發宏觀物流組織——X方物流系統呈現出分化、重構、涌現等演變或進化過程。

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責任編輯：敖華

Abstract:X party Material Flow(XPMF)is a kind of new material flow mode under the new information technology.Based on the theory of Material Flow (MF)，the author analyzes the research progress of formation mechanism on X Party Material Flow from the angle of bio-evolution complexity including factor primitive reconstruction driving type X Party Material Flow，enterprise primitive fractal synergetic type X Party Material Flow，adapting primitive swarm intelligence X Party Material Flow，therefore enriches and systematizes the research of X Party Material Flow theory..

Key words:X Party Material Flow；PMF primitive；Material Flow Mode；PMF Fractal；PMF Swarm Intelligence

Progress of the Formation Mechanism on X Party Material Flow

HOU Han-ping
(Beijing Jiaotong University，Beijing 100044，China)

F259.23

A

1007－8266（2011）02－0012－06

＊本文系國家自然科學基金項目“學習型復雜適應性X方物流理論研究”（項目批準號：70740004）部分研究成果。

侯漢平(1962-)，男，陜西省白水縣人，北京交通大學物流研究院執行院長，北京交通大學經濟管理學院教授，博士生導師，主要研究方向為綜合物流工程理論與方法、X方物流理論與實踐等。