可拓理論在城市配送資源整合中的應用研究

劉常寶，王志平，廖明星 LIU Changbao,WANG Zhiping,LIAO Mingxing

（1.商丘學院，河南 商丘 476000；2.燕京理工學院，河北 廊坊 065201；3.韶關學院，廣東 韶關 512005）

作為21世紀“熱學”，可拓學是我國著名學者蔡文創立的一門原創性交叉性橫斷學科。該理論以哲學、數學、邏輯學為其理論基礎，通過學科知識間的相互推衍與融合，創新性的構建具有實用意義的思維方法體系。可拓理論以形式化的模型構建為切入點，著力探究事物相互關聯之后的拓展可能性以及由此衍生開拓創新的規律與方法，其經濟價值在于以研究求解不相容問題為出發點找到破解瓶頸問題的規律與方法。基于哲學—數學—工程學的內在邏輯路徑，可拓學由此為我們勾畫出化解矛盾問題的路線圖。世界萬物之間的普遍聯系形成事物拓展的可能性，以哲學的辯證思維方法為基礎，提出了以基元理論為邏輯起點的構建路徑，強化事物的二元化統一體的存在模式（類似于哲學的思維范疇）：質與量、靜與動、可能性與不可能性等，通過物元可拓方法、物元變換方法、可拓評價方法以及在社會經濟各領域進行應用的可拓工程方法，完成了可拓理論由抽象的邏輯推衍到現實價值呈現的轉變。

1 可拓學的基本理論描述

可拓學作為一門新興科學理論，物元（R）是可拓學理論的邏輯細胞，將物元R及其三要素N、c、v作為完整的統一體考慮 ， 記 作R=（N,c,v）， 作 為 描 述 事 物 及 其 質 、 量 的 模 型 。 如R1= （物流配送A，區塊快遞，50公里 ） ；R2=（配送網點，小區快遞，1公里 ）。同時，物元可拓方法又包括發散樹、分合鏈、相關網、蘊含系、共軛對等方法；物元變換方法包括置換變換、增刪變換、擴縮變換、分解變換、轉換橋等方法；評價方法包括優度評價法、真偽信息評價法、物元相容度判別法等方法；菱形思維方法包括一級與多級菱形思維模型、逆向菱形思維方法等，可拓工程方法包括可拓方法在產品與服務設計、管理決策、流程診斷、管理策劃、程序控制等領域的應用方法。正如可拓學的原創者所闡述的那樣，從社會意義上講，可拓學是可以學習的聰明學智慧學，從經濟意義上講，可拓學是幫助人們克服“靈機一動”的創新模式弊端，實現創新活動的程式化。

2 可拓性理論在物流管理運用的充分條件

在社會經濟活動中，人們在對復雜功能架構認知和運用中，已經逐步將理性的認知方法與思維路向整合統一，并逐漸向合乎規律和趨勢認知轉化，這是運用可拓性理論的思維條件境和邏輯開端。從更為寬泛的哲學意義上講，就是首先確立對事物的相互聯系以及運營規律趨勢的理性預期與判斷，養成實施理性分析判斷的習慣和知性，這是實施可拓性理論的重要前提。

城市物流配送資源是系統性問題，在我國城市化進度加快、城市體量增大以及城市功能面對巨大需求壓力情況下，對資源進行系統整合，節約與優化相結合，實現在現有資源總量不變的情況下資源使用效率的提升，是可拓性理論應用的價值作用所在。許多物流資源整合的方法是在不同地理環境以及物流運作實踐中總結出來的，這些經驗和感悟，在解決物流資源整合的價值不容忽視，但是由于其經驗性的局限，其方法的碎片化和非邏輯性傾向比較明顯，影響其價值實現和技術推廣。而可拓學基于對事物的發散性、可擴性，相互性、蘊含性、共軛性的科學認識，針對不同的矛盾問題解決方案，提出發散樹、分合鏈、相關網、蘊含系、共軛對等理性的方法和邏輯的設計程序，這就為城市物流配送資源配置問題指出了向內、向外、平行或旋轉的開拓思維路向，我們也可以通過運用可拓學原理生成關于資源配置的可拓設計方法——“城市物流配送資源配置可拓設計方法”。

2.1 可拓方法的現實呈現。在可拓理論中，基元理論將現實事物擬合成為新三位一體的集合體，這一集合體包括物元、事元、關系元三大要素。而不同的構建元素也具有菱形發散的特征，以物元為第一路向，其中發散樹方法應用的價值體現為：從一個事物具有很多特征，簡稱一物多征闡發，利用事物的A特征去解決其B特征所解決不了的問題，此即一物多征的用途。如高鐵可以作為運輸人員的交通工具，也可以作為現代快遞的運輸工具。城市的公共交通也是如此。此外，還有一征多物、一值多物、一物一征多值等，如配送中的廢棄物可就地轉化為包裝物等。物元的這些特性稱為物元的發散性，利用物元發散性生成物元發散集合來尋求解決問題的方法，稱為發散樹方法，此法在資源轉化中具有巨大實用價值。

下面結合公共交通資源利用案例對發散樹方法的運用進行分析。

（1） 問題（P）：配送資源整合。

（2）問題的界定：在一定條件（r）下，如城區交通擁堵、運輸資源有限、運輸時間要求高、配送服務要求高，將公共交通（R）重建為物流配送（R'）的問題屬于矛盾問題。

（3） 問題模型的建立：P（問題）=R（目標）*r（條件）為不相容問題，求R'使P（問題）=R'（目標）*r（條件 ）為相容問題。

（4） 設在r（條件）不變的前提下，由R（公共交通 ）出發，生成R'（物流配送）。

將R用多維物元進行形式化表述，建立物元模型：

利用發散樹的一值多物原理，在特征（c：形態 ）及其量值 （v：管理歸屬 ）不變的前提下，對R1進行事物（N）發散：

同時，利用發散樹的一征多物、一征多值原理將R5進行發散：

同理，利用發散樹原理可以將R2,R3,R4,…,RN進行發散。

（5）利用優度評價方法對各發散方案進行評價，初步確定R11與R54方案可以發展。以R51=（錯峰郵遞A，功能，快遞）方案為例，利用發散樹的一物多征原理將R54進行發散：

利用發散樹的一征多值原理將R542進行發散：

（6）利用各種評價方法對各發散方案進行評價，確定R5422方案為最終方案。

（7）利用物元變換方法，將物元R（公共交通）變換為R5422=（錯峰郵遞A，空閑，個人文件）。

對城市配送而言，在城市地價攀升、人力成本走高、城市道路資源緊缺、單雙號出行等壓力逐漸加大的形勢下，對動態以及靜態物流功能轉化也有可拓理論的作用空間，例如，應用置換變換，將快遞中心包裝物由廢棄物變換為二次包裝物；其位置特征由地面建筑變換為地下建筑，其結構特征由固定結構變換為可拆解變化的結構。同理，對場地、貨架等元素進行一系列的可拓分析與物元變換，形成最終的城市配送點設計創新結果，使部分資源配置矛盾得到解決。

城市物流資源整合必須秉承系統和客觀的思想，就是要依據城市地理特點、城區規劃特點、城市交通管理規則，因時制宜、因地制宜的開展可拓性創新設計。需要注意的是，在上述推演過程中，可拓分析與物元變換以及物元、事元以及關系元之間是開放結構，不僅可以在基元內相互替代，也可以與各種方法交互使用。

2.2 突破物流資源配置中矛盾問題中的思維局限。在物流資源配置中常常會遇到物流功能二律背反問題，這是物流活動中固有的矛盾，但是，可拓理論就是要將不可解決矛盾轉化為可以解決矛盾，將不相容的問題轉化為相容問題。其中通過物元變換的思想，通過物元變換、準則變換、論域變換等方法，實現突破傳統思維局限，從而將矛盾化為相容，將對立化為共存。以準則變換為例，矛盾問題是按一定的準則來界定的，可以通過準則變換，即對考察對象的準則進行重新分析、變換與界定，突破原有局限來解決矛盾問題。如在城區物流配送中，可以將公交站場的資源充分利用起來，利用站場人員區域性輻射效應，作為安全的文件類快遞的收貨和發貨地，解決城區配送場地資源緊張問題。

目前，城區配送的最后一公里問題引起社會的普遍關注，尤其在道路資源緊缺的一線城市，如何化解這一矛盾，可拓性理論可以提供若干問題答案。一方面公交車、私家車空駛現象明顯，另一方面快遞異形機動車對正常交通秩序干擾度增加。過剩與需求并存，這種矛盾的解決也可以通過形式與功能的變換來實現，通過招募固定線路上的私家車，在對進入行業資格審查的基礎上，投入快遞行列。另外，公交車也可以轉換身份，錯峰加入快遞運輸，實現富裕資源的合理利用，由此也可以化解城市生態壓力與城市經濟發展需求的矛盾。

2.3 推動城區物流配送的智能化進程。城區物流配送的資源配置設計思維過程存在黑箱性，很難使用計算機進行方案優化和設計。而可拓學能夠對事物進行形式化表達，對思維過程作形式化推導和推衍，由此形成的城區物流配送資源配置設計方法具有可傳達性、可模擬性及可視性，這對于未來使用計算機輔助設計以及VR及AR技術的運用也具有重要的推動意義。

物元理論通過事物邏輯分析厘清事物間的質的區別性，同時又通過數量關系，強化事物量的規定性。從而將事物及解決問題的過程與方法模型化、量化，并以此建立數據庫，應用計算機識別、運算、生成解決方案結果。

在未來智慧城市建設中，計算機輔助方法會有更廣闊的價值空間。先進的互聯網、物聯網技術也會惠及城區物流配送。大數據、云計算技術可以從容應對可用信息數量多、非結構數據多、變換速度快等特點，實現數據分析的快速性、精準性。而可拓性理論作為量化技術的補充，可避免人類思維在選擇數據時由于主觀心理定勢造成的無意識干擾作用，能夠生成出乎意料的、不拘一格的、數量較多的新穎方案，供人們選擇、推衍。所以，定性分析與定量技術的結合，能夠保證城區物流配送資源配置的合理性、合規性和科學性，以此避免功能間的相互沖突，大大提高設計方案的生成效率。

3 物流配送理論研究與可拓學方法

物流配送本身就是系統化功能整合的結果，在城市諸多功能實現中占據重要位置，信息流、商流、資金流、物流四流一體的現代物流模式構建中，可拓性理論將會成為不同功能間的“轉換橋”，保證物流資源利用的最大化。

3.1 為城市物流資源配置理論研究提供形式化方法。城市物流資源配置問題是質與量的集合體，單純的依靠自然語言的描述，無法精確地分析資源的技術型指標，保證資源配置的精準性，這就是自然語言描述存在的局限性。而可拓學的數學化物元模型可以將物流規劃設計、物流理論形式化，使城市物流資源配置理論研究更形象、直觀、嚴謹、細化、精確，有利于城市物流資源配置理論研究方法的科學化與合理化。以表述城區配送點為例，可以建立如下的物元模型。

可見，用物元模型進行物流配送理論表述就很準確、明晰，便于進一步研究與推衍。

3.2 為分析解決物流配送資源供給矛盾提供思維路徑。可拓學提供了認識事物及其結構的原理與方法，如共軛性原理等，這對科學闡釋物流配送資源的現象、概念、理論具有重要意義。

例如，物流配送活動中現今存在著的普遍問題是：物流配送包括運輸方式、送達時間、交付方式、收貨形式、包裝問題等，各方式之間有二律背反情況存在，運營者難以掌握服務質量提升，企業競爭能力提高的著力點，這可以用軟硬共軛性原理來闡釋。可拓學從事物的系統性考慮，將事物的組成部分的全體稱為硬部；事物與它的組成部分之間及與該事物以外的事物之間的關聯系稱為事物的軟部，硬部與軟部存在相關性、轉化性，稱為軟硬共軛性。人們一般對硬部重視較多，實際上軟部作用也不可小覷。在城區物流配送活動中，人們認識的是整體的物流配送過程系統，而非各自獨立的局部配送時間、方式指標。其中，服務點運營環境（軟部）對物流配送系統起到補充、組織作用，同樣的配送點（硬部），在客戶接受服務過程中出現的業務程序、場地衛生、貨物擺放、營業態度的不同，會給人截然不同的感受。

虛實問題是屬于藝術范疇問題，但是在當下社會經濟活動中，也同樣存在這種虛實合體問題。這并非是主觀論斷的巧合，而是其背后存在著科學的理論基礎。可拓學認為，從事物的物質性考慮，任何事物都由虛實兩部分組成，實部解決不了的問題可以用虛部來解決，虛部與實部存在相關性、轉化性，稱為虛實共軛性，應用虛實共軛性解決問題的方法稱為虛實共軛對。如宜家大賣場中，都會設置一些休閑場所、餐飲服務區域，供顧客短暫休憩或進餐。但是在我國城市大部分物流配送網點，難以見到商家為客戶提供的便利服務，包括簡單包裝物提供、臨時座位等，這些虛部對提高客戶資源的粘性也很重要。

3.3 促動城市物流配送資源配置新體系的構建。哲學是可拓學構建的理論基石，基于對物質世界的可變性、運動性、相關性、多樣性的科學認識，可拓學提出了物元可拓方法、物元變換方法、評價方法、菱形思維方法以及在各領域應用的可拓工程方法。可拓學方法下的城市物流配送資源配置研究，將從新的視角，用新的方法生成新的資源配置理論，如資源配置可拓設計論、資源配置可拓評價論以及各種具體的資源配置方法，如資源配置設計的發散樹、分合鏈、相關網、蘊含系等方法。

3.4 推進城市物流配送資源設計思維規律的研究。在傳統城市物流配送資源配置方法中，人的理性思維與感性思維多是混雜在一起的，而創新思想的生成則因人而異，即使是講求集體智慧的“頭腦風暴”方法，也是靠互相激發靈感的方式來拓展思路，故而傳統設計法多屬于碎片化、經驗的、個體的、隨機的，其中理性部分常常被埋沒在感性方式之中。

可拓學則將傳統的黑箱性設計思維白箱化，把理性部分從傳統思維方式中明晰梳理出來，使其顯性化、形式化，并將之總結為可以表述、研究與學習的理性可拓方法，由此引出提出了菱形思維方法，這是對城市物流規劃設計思維規律研究的重要推進。通過發散與收斂思維方式的運用，將問題的解決方案逐漸向理性科學的方向聚合，會加快資源配置矛盾的解決。

可拓理論在對事物發散性、相關性、蘊含性、可擴性、共軛性的嚴謹科學分析基礎上，利用物元可拓方法指出了思維發展的正確方向，從而體現出理性、系統、準確、全面的特點，從而避免傳統思維局限、重復、雜亂、片段等弊端，這也為現代智慧物流體系構建提供科學方法論的支撐。未來智慧物流中的VR與AR技術的運用將會在更加寬闊的四維空間，擬合感性與理性、虛擬與現實的縫隙。

物元變換方法在準確認識事物的三度“物元、事元、關系元”的基礎上，為問題的解決提供一系列靈活的、可操作的思維變換方法。尤其是在對事物準則變換與論域變換方面，可使人的思維視角從問題本身逐步拓展到問題產生的前提與發生的范圍，突破了固有思維或人為因素的制約，拓展了思維的空間。方法比結果更重要，在物流規劃系統設計中，必須開展顛覆傳統思維模式，突破事物的功能邊界，融通整合不同質的事物內在價值，實現真正智慧型大物流。

4 物流規劃設計教育與可拓學方法

傳統物流管理教學主要通過案例分析，從“啟發”、“示范”、“誘導”、“感悟”等角度傳授物流規劃設計的方法，屬于間接式教育方式。由于傳授者與接受者的專業水平、行業感知等差異很大，對接受者來說領會起來還有相當的難度，其教學效果往往不盡如人意，同時，許多經驗和案例伴隨時間的推移，其自身的價值也在不斷衰減。

可拓學能夠對事物進行形式化表達，對思維過程作形式化推導，形成可傳達性和可模擬性甚至可視性，對于物流規劃設計思維的交流，特別是對于現代物流管理教學至關重要。如前述的配送網點的物元表達一例，可拓學的物元模型可以為師生間的設計交流提供形式化的工具，將非形象性的、圖示方法難以表達的抽象內容，由過去的“只可意會、難以言傳”發展為可以進行形式化交流，實現“既能意會，又可言傳”。同時，由于教育過程中表達形式的規范、嚴謹、細化，將具有“黑箱”、“灰箱”性質的設計思維過程“白箱”化，就避免了因缺少統一交流方法而受師生個體經驗與能力的局限，克服了由此產生的交流工具與傳授方法的不穩定、信息不對稱的弊端。

城區物流配送資源配置問題只是物流規劃設計的冰山一角，在整個物流管理活動中，系統化思想可以轉化為科學實用的思維方法，使系統論乃至控制論思想實現其價值。可拓學總結出的系統原理與可操作的方法，如發散樹、分合鏈、相關網、蘊含系等，就是人們易于掌握的具有推演性的邏輯方法，這在一定程度上保證系統化思想的落地。這些理性的方法可描述、可運算、可拓展、可傳達，在高校物理管理、物流工程專業教學中可以為更多的學生所掌握，擺脫了傳統物流專業教學對教師個體能力的依賴，促使高校物流專業教學水平能夠滿足社會對物流人才的知識架構與思維方式的客觀需要。

5 結束語

可拓學方法作為開放型結構，本身就是感性與理性、質與量、虛擬性與現實性等統一，通過上述架構式的分析可以看到，可拓學在物流規劃設計實踐、物流規劃設計研究、物流管理教學等方面具有重要作用和應用前景。實際上，可拓學對解決現有國家級物流規劃建設中的矛盾問題同樣具有方法論價值。如通過論域的變換，解決物流規劃建設與城市整體經濟發展的之間矛盾；依據相關網原理促進物流規劃網絡的形成等。

總之，可拓學以“科學中的科學”哲學為先導性理論，通過實證展示其價值，成為研究事物的可拓性以及開拓規律與方法的一門新的橫斷學科，目前，已經在人工智能、管理、控制、機械、中醫、設計等多個領域開展了應用性的研究活動，取得了一系列重要的創新研究成果。而可拓學在物流規劃領域的研究尚為空白，二者如何進行深入的交叉研究并形成物流規劃領域的專業方法等問題，還有待進一步的探討。但毫無疑問，可拓學在物流規劃特別是城市物流配送資源整合領域有廣闊的應用前景，而且對于城市物流配送體系設計、城市物流配送中心規劃、物流規劃生態學價值等相關領域也同樣具有方法論層次上的意義。故此，本文把可拓學在物流配送資源整合領域的應用前景和可能性作簡要的分析與介紹，希望能夠引起物流配送、物流倉儲、物流運輸、包裝、物流加工、物流信息管理、物流設備管理等物流子系統設計領域的同行對可拓學方法的重視與研究。