耗散结构的物流网络系统运作范文

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《物流科技杂志》2015年第一期

1物流网络耗散结构的形成条件

1.1物流网络的界定。物流网络是物流系统中所有物流资源的空间构成和组织运作形式的宏观体系，是物流资源协同运作的空间结构和组织关系的统一体。从某种意义上说，物流网络源于物流系统，是物流系统的网络化描述形式，以强调物流系统的网络特性，它基于交通网络，服务于供应链网络，是有物理空间局限的物流服务网络体系。物流网络的宏观构成可以分为横向的基础设施网络、物流组织网络、物流信息网络和纵向的物流需求网络、物流功能网络、目标客户网络[14]，这六个子网络共同构成了物流网络的主体如图1所示。

1.2物流网络耗散结构形成条件分析。对物流网络系统进行分析可知，物流网络符合耗散结构形成的条件：首先，物流网络是一个开放的复杂系统，不断与自然、社会、经济等环境进行着物质、能量和信息的交换；其次，物流网络在资源不共享、信息不对称、供需不平衡的情况下处于远离平衡态的非线性区域；再次，物流网络内部各要素为自身的发展和满足物流需求进行着不断的竞争与合作，这种竞争与合作的相互作用并不是线性叠加的，即各要素间存在着非线性的相互作用；最后，物流网络系统中物流需求的产生，环境、要素和要素间相互作用的变化导致系统的涨落，涨落促使物流网络有序状态的形成。因此，物流网络具备形成耗散结构所需的条件，遵从耗散结构的规律，物流网络的发展过程就是系统不断耗散升级的过程。耗散结构的产生是自组织和他组织相结合的结果，是稳定下来的巨涨落，是涌现出来的宏观整体有序结构，即大量微观组分协同动作的相干态[15]。在物流网络中，每个物流需求在相关资源要素的共同协作下完成物流任务便是物流网络系统的一次涨落，但要形成物流网络系统整体的耗散结构，则需研究物流网络的运作模式与耗散结构形成过程的相关性，从而建立优化物流网络运作模式的运行机制，促使负熵流的持续流入。在物流网络运行的过程中，任何一个减少成本、节省时间、提高效率的有效组织或优化策略的执行都是负熵流流入的过程，物流网络系统的演化完全可以在正负熵流的斗争中，通过系统能量的耗散与系统内非线性动力学机制来形成和维持与平衡结构完全不同的有序结构，因此，物流网络形成耗散结构是完全可行的，一个稳定有序运行的物流网络就是一个典型的耗散结构。

2物流网络运行机制的提出

2.1物流网络的熵流分析。由物流网络的系统构成可知，物流网络由基础设施网络、物流组织网络、物流信息网络、物流需求网络、物流功能网络和目标客户网络构成，这六个子系统包含了所有物流系统资源，物流网络熵流的形成便是这六个子系统所包含的六大类系统资源要素相互竞争与合作的结果，因此，对物流网络熵流的分析，可以从物流网络六个子系统的运行状况进行研究。正熵流是系统的熵产生，各子系统正熵流的产生原因归纳如表1所示（本文暂不考虑物流网络以外的因素，如政策、环境等所产生的影响）。物流网络系统正熵流的产生主要有以上因素，但远不止这些因素，在物流网络这一复杂庞大的动态系统中，只要物流网络在运行，便一定会有正熵的产生。通过对物流网络子系统正熵流的分析，便于采取有效措施改善系统运行状况，减少正熵流的形成，并促进负熵流的产生，因此，对应于物流网络子系统正熵流的形成，可以采取以下措施减少正熵流，并促进物流网络子系统负熵流的形成，如表2所示。当物流网络协调有序运行时，必定是负熵流在网络运作中起了积极的作用抵消了正熵流，负熵流的产生源于系统内部无形的“外力”———物流需求，正是因为物流需求的存在，才能使物流网络各资源在物流需求的驱动下形成相互竞争与合作的作用关系，物流网络在这种竞争与合作的动态演化中，逐渐走向高级的有序状态。由物流网络子系统正负熵流的产生情况可以看出，物流网络的六个子系统，都可以在物流网络的动态运行中以正熵流或负熵流的“创造者”出现，物流网络的基础设施合理配置、信息共享、组织有序、需求与客户的适度整合、功能配合良好、协同合作，负熵流便会源源不断涌现出来。因此，对物流网络进行优化管理，协调网络资源之间的关系，优化资源利用，通过恰当的方式构建物流网络运行机制并形成稳定的物流网络运作模式，将为物流网络注入负熵流，使物流网络时时处于有序的运行状态。

2.2物流网络运行机制的提出。在物流网络运行过程中，只有运用先进的管理理念将物流网络中各资源的信息、结构、组织有机的整合在一起，协同运作，才能使物流网络具有高度的敏捷性和适应性，才能使物流网络从无序走向有序。因此，通过对物流网络正负熵流的分析，本文将物流网络负熵流的形成归结为以下三项机制的联合作用：资源整合、动态联盟和协同优化。在物流网络自组织运行过程中，整合网络资源、改善网络组织结构构建动态联盟、协同优化物流网络资源配置和运行状态将会增强物流网络的运作效能，形成物流网络负熵流，促使物流网络耗散结构的形成。（1）资源整合：将网络资源自身信息、功能、组织等进行整体的归纳梳理，各资源间共享信息，在需求动力下协调组织、共同作用，使物流资源形成一个实时开放共享、动态融合贯通的网络系统，为物流网络的有序运行提供必要的技术保障。（2）动态联盟：根据物流网络的需求，将物流网络功能资源进行动态联盟，选择最优的物流资源合作方案，使物流网络中各物流资源动态组合为共同完成物流任务的功能体，提高物流资源的利用率，增强功能资源间的非线性相互作用。（3）协同优化：使物流网络资源动态联盟在节约物流成本、减少服务时间等目标下协同运作，形成物流网络的有序涨落，是形成物流网络耗散结构并稳定运行的保证，物流网络的协同运作是物流网络运作模式协调优化的结果。根据耗散结构理论的创始者普里高津的观点，复杂系统的稳定性必须取决于系统的通信能力，系统内部发生的通信越快，系统就越加稳定。耗散结构是在耗散基础之上的结构，子系统之间通过竞争而实现协同，协同优化则是系统发展的最终目的。在物流网络的组织结构中，增强其通信能力，则需要对网络资源进行整合实现信息的共享，协同优化则需要在资源整合的基础上根据物流需求进行网络资源的优化配置，使网络资源形成有利于网络协同发展的联盟合作，从而形成良好的运作模式。因此，物流网络的资源整合、动态联盟和协同优化不仅是从我国物流发展现状出发迫切需要建立的运行机制，而且是从系统科学角度出发，通过系统理论的分析而得到的物流网络系统整体优化演化的关键所在。

3物流网络系统运作模式的构建

3.1物流网络系统演化的动力。物流网络的物流需求是物流网络演化的原动力，物流网络中的涨落是由物流需求变化引起的。在物流网络需求的作用下，物流网络中各资源要素为了完成物流任务加强了彼此间的竞争与合作，由此产生非线性的相干效应，相干效应的协同诱发物流网络中的涨落。随着物流需求的不断产生，物流网络的涨落便会不断形成，使物流网络系统逐步从不稳定态或低级稳定态演化到高级稳定态的有序结构，即耗散结构。虽然耗散结构理论是重要的自组织理论之一，但系统耗散结构的形成则是自组织与他组织共同作用的结果。没有足够大的外部作用不足以把系统推进非平衡态，没有足够强的非线性相互作用不足以把系统要素自行组织起来。此处的外部作用便是社会经济发展产生物资供需传递给物流网络的作用力，进入到物流网络内部转化为物流网络的物流需求。物流网络是开放的系统，必然会受到外部因素的干扰而形成系统的涨落，本文为了研究物流网络的自组织行为，忽略一些不可控的自然、社会和政策因素的干扰，将系统外部供需节点的供应需求转化为系统内部供需节点的物流需求，这样整个物流网络的演化研究便成为物流网络自组织行为的研究。而物流网络由基础设施网络、物流组织网络、物流信息网络、物流需求网络、物流功能网络、目标客户网络这六个子网络构成，所以，在物流网络系统内部，子系统之间的相互作用同样会产生他组织的效应，从而使物流网络耗散结构的形成在系统内部自组织与他组织的共同作用下产生。

3.2物流网络运作模式的形成。系统要想在实践中获得存在与发展，必须不断地引入负熵流，以抵消系统内部的熵产生，从而确保系统维持的稳定有序结构。因此，通过某种适当的方式将物流网络系统的运作模式构造成一个典型耗散结构的演化形成过程，使物流网络在这种模式下通过自组织与他组织演化为稳定的耗散结构，将是从物流网络系统角度对物流网络协同优化的一种全新阐释，对于优化物流网络资源配置、协调物流网络的运作机能、提高物流网络的运作效率具有重要意义。物流网络的运作模式是为满足物流需求在既定目标和相关体制下对现有物流网络资源优化配置与协调利用的组织形式。由物流网络熵流的影响因素分析可知，打破物流运作模式的传统观念和组织界限，以物流网络整体为出发点、以信息互通为基础，以物流需求为导向和源动力，以满足物流需求的资源动态联盟为协同优化研究对象来构建物流网络运作模式，将会促进物流网络耗散结构的形成。因此，将物流网络资源整合、动态联盟和协同优化三项运行机制有机集成于物流网络的运行过程中，并通过建立三项运行机制与物流网络耗散结构形成条件的一一对应关系，构建出有利于形成物流网络耗散结构的运作模式（如图2所示），是物流网络协同有序运行的关键。据此，本文提出物流网络自组织演化的四阶段运作模式：形成期、成长期、成熟期和衰落期。（1）形成期。形成期的主要任务是进行物流网络资源的整合。信息技术是提升整合力的基础[16]，物流网络资源整合的实质是物流网络资源信息的整合，以使地理分散的网络资源能够有组织、有目的、高效率的互通，形成信息与功能的集成，使其达到协同运作的效果，实现资源利用的整体最优。物流网络资源整合是各网络资源在有信息中枢节点的基础上最大限度的聚集共享，既缩短了要素间信息的交互长度，又增加了要素间的信息交互程度和交互范围，信息的整合、处理和利用是物流网络得以有效运行的前提和关键环节。物流网络资源的整合，是物流网络信息与资源的开放共享，也形成了耗散结构系统远离平衡态的开放性条件。（2）成长期。成长期的主要任务是在物流网络资源整合的基础上，根据物流网络需求，优化配置物流网络资源的组织行为，即物流网络资源的动态联盟。物流网络动态联盟以中枢节点为核心，使物流网络中各物流资源在中枢节点的组织下，通过资源的选择和功能的组建结合为共同完成物流任务的动态联盟，动态联盟的构建使物流网络的组织结构发生改变，形成以少数盟主为核心的无标度复杂网络，该结构的形成增强了物流网络要素间的非线性相互作用。（3）成熟期。成熟期的主要任务是对动态联盟内部资源和各动态联盟之间的协同优化。物流网络的协同优化是在网络资源信息互通、动态联盟的基础上优化物流网络资源协同运作的过程。各动态联盟的本质是根据某物流需求形成的完成该物流任务的功能体，由于物流网络含有众多的物流需求，所以存在大量由这些物流需求驱动而形成的彼此交织、关系复杂的功能体。只有功能体内部各网络资源和各功能体之间在时空上协同运作，才能使物流网络形成涨落，物流网络各动态联盟的有序运作是物流网络运行过程中协同优化的结果。（4）衰落期。衰落期是指在物流任务完成后，一次涨落的结束阶段，各物流网络资源得到释放，又进入了无组织的无序状态。此时的状态信息被形成期的资源整合机制所捕获，为下次物流需求服务做好准备。因此，物流网络的运作模式是众多的物流需求的满足和大量的物流网络资源的协同运作、循环利用的过程，也是耗散结构周期性形成的过程。

4结束语

本文从物流网络整体出发，研究物流网络系统耗散结构形成的条件，并通过对物流网络熵流的分析提出资源整合、动态联盟和协同优化这三项形成负熵流的运行机制，进而构建了物流网络运作模式。资源整合将物流网络资源从分散无组织状态整合到物流网络结构之中；动态联盟研究针对物流需求如何有效组织物流网络形成资源联盟；协同优化研究如何使各网络资源协调运行于物流网络之中。物流网络运作模式的研究使物流网络的自组织演化过程清晰、功能明确的呈现出来，物流网络运行机制的研究则促进了物流网络耗散结构条件的形成。

作者：单丽辉张仲义单位：交通运输部管理干部学院北京交通大学交通运输学院