侯汉平

（北京交通大学经济管理学院，北京市 100044）

X方物流形成机理研究进展

侯汉平

（北京交通大学经济管理学院，北京市 100044）

X方物流是新兴信息技术条件下物流新模式。本文依据大物流论，从生物进化复杂性角度，梳理了X方物流形成机理的研究进展，包括要素型基元体重组驱动型X方物流、业务型基元体分形协同式X方物流、适应型基元体群集智能型X方物流，从而丰富和系统化了X方物流理论的研究。

X方物流；物流基元体；供应链；物流模式；物流分形；群集智能

一、引言

2003年12月，作者基于大物流论[1]、[2]、[3]和分工组织理论，[4]、[5]首次较系统地提出了“X方物流理论”（X Party Material Flow，XPMF），[6]给出了不同条件下适应不同环境的36种物流组织模式；随后，作者研究了物流性质，[7]、[8]并融合了分形、[9]协同[10]等理论方法，揭示了X方物流分形协同的工作机理。[11]刘垚在此基础上认为，[12]X方物流从宏观上可以对各行业物流现状作总体分析；从微观上可以对于单个企业决策起到指导作用。卢锐、许彩国对中外物流理论的演变进行讨论，重点比较了美、日、欧等国家的物流理论，并介绍了中国的X方物流理论。[13]戴姆勒—克莱斯勒引入Exel供应链管理公司实施“极限物流”（Extreme Logistics）的流程和方案，构建了能协调第三方、第四方的多方物流组织。[14]以往，作者从物流分工组织、系统复杂性等视角研究X方物流形成机理，但尚没有形成有机统一的理论体系。本文将从生物进化的角度，在物流基元体行为规律的基础上，对X方物流形成机理的研究进展情况作了综述和梳理，旨在进一步完善和系统化X方物流理论和方法。

二、基础理论研究

1.大物流论

最早在1985年，徐寿波首次提出大物流新思想和新理念；[15]1987年提出“物流技术经济学”的理论和方法；[16]2005年4月原创性提出“物流科学技术理论”，简称“大物流论”[17]（The Material Flow，MF），认为MF包括经济界物流、社会界物流和自然界物流，是关于人类相互作用和集成的物质流动的一个更全面的看法，Logistics只是其中一部分，MF为传统抽象的系统科学向物质实体系统科学转型提供了重要理论依据和途径。这些研究先后被新华文摘全文转载、国际SSCI检索，[18]受到国内外知名专家的一致好评。

2.物流性质

依据大物流论及其分类，作者认为物流性质包括物流主体（Party）、物（Material）和流（Flow）三个方面，指出企业完成一项物流活动，无论是整体的还是部分的、企业内部的还是外部的，大到跨区域的物流，小到工厂内部员工的物料搬运，都不能缺少PMF任何一种性质。

按照物流性质，[19]作者将物流组织划分为PMF三个层面的价值链体系：P主体知识层、M物质层和F流动层（见图1），并称每一层面价值链相对独立的物流活动单元为物流能力要素，物流能力要素组合形成每个层面价值链不同的物流战略效力和价值。

图1 PM F物流价值链体系

3.大物流复杂性与科学方法论

徐寿波是从技术经济、综合物流角度提出和研究MF的；G·A·斯旺森和K·萨谬尔森主张将生命系统理论（Living Systems Theory，LST）、系统科学理论融入MF研究。[20]侯汉平则基于复杂性视角研究MF适应性原理，认为MF提供了解决物流复杂问题的方法和思路。[21]MF从微观简单的“物的流动”考察入手，通过自上而下或自下而上演化分析，研究宏观复杂物流系统的优化、涌现、协同规律（见图2），为构建适应不同环境的新型物流模式提供方法论指导。

图2 “物的流动”单元相互作用涌现宏观有序结构

当前，物流组织更多注重的是以企业或供应链作为整体分工合作方式来考虑物流运作的，如第四方物流成员之间的合作是以整体方式（第一方、第二方和第三方）进行的。但由于各方成员内部物流能力要素（运输、仓储、信息、人员素质等等）存在优劣之分，以整体方式分工合作必然会使部分优势资源和能力被其中某些劣势资源所稀释，那么第四方物流的综合集成效率实际上是建立在一系列资源和能力要素妥协之上的，因而最终物流模式只能是一种次优组合。

对此，在信息技术支持下MF通过研究微观“物的流动”单元或细胞的变异和重组，从而有可能打破封闭的、有限边界的物流组织优化思维方式，形成开放式、网络化、无边界大物流结构全局优化的新型物流模式。

三、物流基元体行为规律研究

1.物流基元体概念

在信息技术支持下，当企业外部市场交易成本大幅下降且不断持续地超过内部生产成本的节约时，物流能力要素能够最终从物流组织PMF价值链中分解出来，且能够独立为物流活动带来特定贡献。我们可以把这种从PMF价值链分解出来独立的物流能力要素或价值单元称为物流基元体（Primitive）。[22]按照其性质的不同可分为P类、M类和F类物流基元体（简称PMF基元体）。PMF基元体如图3所示。其中P类物流基元体具有物流系统策划、网络设计、协调集成等知识创新活动方面的能力；M类基元体具有保持、形成物的价值与功能的性质和能力；F类基元体具有实现不同物的流动形态的性质和能力。

图3 物流基元体网络

2.物流基元体行为模式

引入霍兰（John Holland）的适应性概念，[23]作者指出物流基元体是具有环境适应性的物流组织细胞和基本单元。它具有主动适应性特征，能够与其他物流基元体进行主动相互作用，并在持续不断相互作用的过程中，不断地学习或积累经验，从学习的经验中能够改变自身的结构和行为方式。假定物流环境变化是稳定可预测的，由行为刺激—反应模型[24]建立适合各类物流系统的一种统一基本的物流基元体行为模式（如图4所示），描述了具有主动适应性的物流基元体行为模型，揭示物流基元体的一般学习和适应环境的机理。

图4 物流基元体行为模式

物流基元体是物流组织从微观到宏观涌现的逻辑起点，在它身上孕育着从低级到高级、从简单到复杂演变的可能性。在一定条件下，较小的较低层次的物流基元体通过特定适应性“粘合”（Adhesion）方式，形成新的、聚合而成的、更大的物流基元体。这种多方物流基元体聚集（Aggregation）不是简单的合并，也不是消灭某些基元体的吞并，而是新的类型的、更高层次上的物流基元体的出现；原来的物流基元体不仅没有消失，而是在新的更适宜自己生存的环境中得到了发展。

3.物流基元体行为分化变异规律

MF研究表明，经济界物流、社会界物流与自然界物流往往交织在一起构成大物流环境的复杂性。根据生物学观点，[25]、[26]在物流环境变化诱因条件下物流基元体会发生分化变异，并且不断改变自己相互作用的方式，引发宏观物流组织系统呈现出分化、重构、涌现等演变或进化过程。考察物流基元体在不同环境下行为变异及其适应性特征，可以发现以下三种分化变异的物流基元体，见表1。

表1 物流基元体行为分化变异规律

（1）要素型物流基元体。在物流环境清晰明了、可以精确预测的确定性环境中，在信息技术和先进生产方式作用下，从物流价值链分解出来且执行简单刺激—反应行为模式独立的物流能力要素称为要素型物流基元体。由于物流环境变化可预期，核心物流基元体完全可以获取和辨识有关环境信息，通过自上而下集中控制实现大物流协同运作。要素型物流基元体在环境未知或不确定情况下，由于其决策视野范围、信息搜索、协调综合能力等方面出现下降或不足，必将难以提供全局最优的物流解决方案。

（2）业务型物流基元体。在风险性物流环境中（如进入新兴行业或新地区市场的物流企业，往往对潜在客户、物流成本以及各方经济主体之间目标关联度、资源互补度等环境因素难以确定，但能够估计可能变化的范围），那些执行简单刺激—反应模式物流基元体显然难以处理风险性物流环境问题，在自然选择机制[27]以及物流性质约束下，它们演化变异为具有刺激—认知—反应行为模式的物流基元体，较小的单一分散的PMF物流基元体形成较大的具有PMF分形结构的物流基元体聚集，每一个分形单元称为业务型物流基元体（如图5所示）。业务型物流基元体能够进行基本的物流决策分析、物流方案实施求解及与外界信息交流，它们在风险环境中，可以进行全局协商，以实现大物流适应性运作与控制。

（3）适应型物流基元体。在不确定性复杂物流环境中（如伴随新技术出现的新兴市场，物流决策者进入时将面临产品、技术、需求、法律法规、竞争对手等多种不确定性，这些因素都以不可预测的方式相互作用，因而无法确定未来情境及其可能变化范围），物流基元体不可能掌握全局物流环境信息，只能在局部范围中实现自组织、自优化，执行特定规则，与其他基元体进行局部动态交互作用和学习，自下而上，最终导致群集智能（Swarm Intelligence，SI）[28]、[29]适应性涌现。这种局部简单，而群集表现出较高智能的物流基元体，称为适应型物流基元体。

四、X方物流形成机理研究

作者认为X方物流是一种按照市场客户需要，在物流基元体行为规律基础上，应用大物流适应性原理和技术，实现多方物流基元体适应性聚集所形成的物流组织形态。其中X是物流基元体的一种标识，X未知和不确定性反映了新型物流组织复杂性、动态性、网络性和无边界性。物流基元体在不同环境中的分化变异以及相互作用的方式决定了X方物流的性质和运作管理模式。

1.要素基元体重组驱动型X方物流形成机理[30]

在确定性物流环境下，根据物流基元体释放与重组原理，在信息网络技术、系统管理技术、科技进步等因素的共同驱动作用下，在要素基元体层次上实现跨组织、跨行业的动态重组以构建X方物流，包括P类和MF类要素基元体驱动型X方物流。

图5 环境变化诱因条件下物流基元体适应性变异

（1）P类要素基元体驱动型X方物流。企业将P 类要素基元体（如协调能力、系统集成、网络设计等）培育成为物流组织主导性核心基元体或物流网络“网主”基元体，发挥其构建网络平台的能力、界面联系规则能力、系统协调集成的能力，将不同企业各自的要素物流基元体连接起来形成X方物流（见图6）。并根据市场需要对X方物流基元体不断作出动态选择、调整和重组，而各基元体成员也共同遵守物流服务标准和技术、共享信息（如客户信息）等系统资源，形成紧密合作体。

图6 P类基元体重组的X方物流

（2）MF类要素基元体驱动型X方物流。在信息技术支持下，企业通过向市场出售MF类要素基元体（如制造、运输、仓储等）价值产出，有效地参与全球化物流分工，广泛地融入更大或更多物流价值网络中去进行动态配置形成X方物流，实现MF物流基元体价值最大化（见图7）。

图7 M F类基元体动态配置的X方物流

上述X方物流形成机理揭示了要素基元体重组驱动型X方物流运作规律，未来确定性物流环境下有两种X方物流形式存在：一是具有最佳物流要素基元体的X方物流；二是具有将这些最佳物流要素基元体进行最优组合能力的X方物流。

2.业务基元体分形协同式X方物流形成机理[31]

（1）业务型物流基元体分形结构。根据物流基元体行为理论，在风险环境下物流微观组织不再只是执行简单刺激—反应的要素物流基元体，而是具有一定自治和认知决策能力的业务物流基元体，其独立结构单元为PMF三类不可缺少的物流能力要素组合，形成了Multi-PMF业务基元体自治与合作物流分形结构体系。[32]如图8所示。

图8 业务基元体分形结构体系[33]

Multi-PMF系统整体与局部以及各子系统之间存在PMF自相似分形的规律，可以把这种物流系统自相似嵌套式PMF结构体系称为物流分形，物流分形体系内PMF业务基元体单元称为物流分形单元，它们具有自组织和自优化的特征，在结构功能上有相对的内部完整性，PMF分形单元的集合就构成了X方物流。

（2）业务型物流基元体全局协商与序参量生成。在物流风险性环境下，每一个业务物流基元体具有主动根据所解决的问题及环境的变化来自我调整自身知识结构和主动求解问题的能力，能够在风险环境可能范围里进行主动全局协商，在目标关联度（Objective Relational Grade）、信息共享度（Information Share Grade）、资源互补度（Resource Complementary Grade）三个方面（简记为OIR）寻求协同一致性。当OIR达到某一阈值范围时，必然会促使Multi-PMF分形单元从无序到有序、从微观到宏观新结构的形成，称OIR为Multi-PMF系统序参量。[34]在序参量作用下Multi-PMF产生协同结构状态就是X方物流。

（3）分形协同式X方物流形成与控制。按照协同学观点，序参量OIR是X-PMF模式生成与控制过程的集中体现。作者初步建立基于OIR序参量三维协同空间的X方物流协同运作控制模型，见图9。

该模型具有物流基元体协商机制、控制机制和求解机制。物流业务基元体利用OIR序参量在风险环境中进行全局充分协商，通过PMF基元体分形物流单元自组织、自优化以及空间结构调整，对物流系统具有互补性的PMF资源、能力和信息实施控制，当Multi-PMF处于OIR三维协同空间以内时便会产生X-PMF协同效应，从而有效地解决和处理企业面临的复杂性物流问题。

3.适应型基元体群集智能X方物流形成机理[35]

与业务型物流基元体不同，适应型物流基元体在不确定性环境下不可能实现全局的充分协商，因而不会导致有序化物流序参量的形成，最终X方物流形成和运作机理也必将存在一定差异。适应型基元体群集适应型X方物流，是一种不确定环境下复杂性物流组织模式。

（1）适应型物流基元体行为特征和规则。在不确定性复杂环境下，通过观察蚁群、鸟群等生物行为特征，发现适应型物流基元体与生物个体的行为极其相似。通过仿生物流研究，认为适应型物流基元体具有智能性、自治性、移动性和适应型等特征，其适应行为包括：①感知；②推理；③学习；④演化。

适应型物流基元体在“非线性”相互作用中感知外部环境、主动适应性学习，在改变自身的内部结构、行为方式的同时，也在改变环境，对环境施加控制和影响（如蚂蚁释放信息素）。它们在不确定性复杂环境中，由于受其视野范围内眼前的信息限制，并不知道整个环境的情况，只能执行基本移动、避障、搜寻等行为规则进行决策。

虽然适应性物流基元体执行规则简单，但通过研究蚁群、鸟群等生物行为发现，具有相似行为特征的适应型物流基元体，其局部动态交互作用和学习能够发生宏观的群集智能涌现。

（2）仿生群集智能型X方物流涌现与仿真。基于智能体仿真建模的思想，[36]通过对物流智能基元体行为规则编程，采用Netlogo开放式仿真软件平台进行实验仿真，证明PMF物流智能基元体执行简单规则能够实现PMF群集智能涌现，形成生态适应性X方物流（X-PMF）。作者以蚁群觅食仿生为例，给出了一个仿生群集智能涌现初步的仿真结果（见图10）。

（3）X方物流群集智能优化。通过X方物流涌现或经验积累，形成初始X方物流；然后，计算群集上每个PMF的适应度值，根据适应度值评估个体或解的优劣，并作为遗传操作的依据；进而，通过PMF选择、交叉和变异生成新一代物流智能基元体群——X方物流；最后，当PMF适应度达到给定的阈值，或者PMF适应度不再上升时，则控制迭代过程结束。否则，如此进化下去产生新一代适应性X方物流群集，直到满足期望的终止条件。[37]

五、结语

由大物流论和物流性质，给出物流基元体概念，指出物流基元体是具有环境适应性的物流组织细胞和基本单元。从生物进化观点看，物流基元体随环境变化，发生由要素型物流基元体、风险型物流基元体到适应型物流基元体的分化变异，同时相应地改变了自己相互作用的方式，从而引发宏观物流组织——X方物流系统呈现出分化、重构、涌现等演变或进化过程。

[1]徐寿波.关于物流科学理论的几个问题[J].北方交通大学学报（社会科学版），2002，1（1）：1-4.

[2]徐寿波.关于物流的科学分类问题[J].北方交通大学学报（社会科学版），2002，1（2）：21-24.

[3]徐寿波.关于物流科学理论的几个问题（续）[J].北方交通大学学报（社会科学版），2003，2（3）：25-28.

[4]R.Coase.The Nature of the Firm[J].Economics，1937（4）：385-405.

[5]A.Smith.An Inquiry into the Nature and Causes of the Wealth on Nations[M].Oxford：Clarendon Press，1869.

[6]侯汉平.第X方物流理论[J].北方交通大学学报（社会科学版），2003，2（4）：25-30.

[7]侯汉平.物流的性质与Logistics错位[J].集团经济研究，2005（9）：175-176.

[8]、[19]宋耀华，侯汉平.物流的性质和物流管理[N].人民日报，2005-07-20（9）.

[9]B.B.Mandelbrot.The Fractal Geometry of Nature[M]. San Francisco：Freeman，1982.

[10]H.Haken.Cooperative Effects，Progress in Synergetics [M].North Helland，Amsterdam，1974.

[11]侯汉平，徐寿波.基于大物流分形的X方物流结构与优化[J].中国流通经济，2005，19（7）：6-10.

[12]刘垚.第X方物流理论研究及其应用分析[J].物流技术，2005（10）：32-34.

[13]卢锐，许彩国.中外物流理论的演变[J].财贸经济，2006（3）：91-94.

[14]R.J.Bowman.DaimlerChrysler：ExtremeLogistics? Putting an‘X’in Third-Party Services[DB/OL].http：//www. glscs.com/archives/7.02.daimlerchrysler.htm?adcode=90.

[15]徐寿波.关于物流技术经济研究的几个问题[J].中国物流，1985，创刊号：16-18.

[16]徐寿波.物流学及其应用[M].北京：经济科学出版社，1987：114-154.

[17]徐寿波.大物流论[J].中国流通经济，2005（4）：4-7.

[18]、[27]S.Xu.A new Discipline in the Era of Knowledge Economy：Material Flow Science and Technology[J].Systems Research and Behavioral Science，2006（23）：251-257.

[20]G.A.Swanson.Some Insights into Material Flow Science and Technology from Living Systems Theory[J].Frontiers in Enterprise Integration，2008：5-11.

[21]H.Hou.，S.Xu.A Study on X Party Material Flow：the Theory and Applications[J].Enterprise Information Systems，2007，1（3）：287-299.

[22]、[30]侯汉平，徐寿波.新型物流组织模式：PMF基元体驱动型X方物流[J].中国软科学，2008（3）：125-131.

[23]J.H.Holland.Hidden Order[M].Reading，MA：Addison-Wesley，1995.

[24]D.Hellriegel.，J.W.Slocum.，Jr.Richard W.Woodman. Organizational Behavior[M].St.Paul：West Pub.Co.1992.

[25]K.J.R.Edwards.Evolution in Modern Biology[M]. Edward Arnold，1977.

[26]D.Burnie.Evolution[M].Publisher：Dorling Kindersley，2002.

[28]S.Hackwood，G.Beni.Self-organization of Sensors for Swarm Intelligence[C].In：IEEE International Conference on Robotics and Automation.Pisca-taway，NJ：IEEE Press，1992：819-829.

[29]J.Kennedy，R.C.Eberhart.Swarm Intelligence[M].San Francisco：Morgan Kaufmann Division of Academic Press，2001.

[31]侯汉平，徐寿波.X方物流协同机理与控制研究[J].物流技术，2006（9）：5-7，11.

[32]B.B.Mandelbrot.The Fractal Geometry of Nature[M]. San Francisco：Freeman，1982.

[33]Sierprinsky.Sur une Courbe Cantorienne qui Contient une Image Biunivoquet et Continue Detoute Courbe Donne[M]. Paris：C.R.Acad.，1916：162，629～632.

[34]H.Haken.Advanced Synergetics [M].Springer-Verlag，Berlin Heidelberg，New York，1983.

[35]H.Hou，S.Xu.Emergence and Simulation of Bionic Swarm Intelligence Type X Party Material Flow[J].Researchand Practical Issues of Eterprise Information on Systems II，2008，Vol.2（255）：817-821.

[36]X.Fu，Y.Lin.Application Study of Multi-Agent Based Simulation of Economies[J].Journal Of System Simulation，2006，18（2）：:434-443.

[37]D.E.Goldberg.Genetic Algorithms in Search，Optimization，and Machine Learning[M].Reading，MA：Addison-Wisely，1989.

责任编辑：敖华

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

＊本文系国家自然科学基金项目“学习型复杂适应性X方物流理论研究”（项目批准号：70740004）部分研究成果。

侯汉平(1962-)，男，陕西省白水县人，北京交通大学物流研究院执行院长，北京交通大学经济管理学院教授，博士生导师，主要研究方向为综合物流工程理论与方法、X方物流理论与实践等。