物流工程與林業工程學科研究生交叉培養方向探討

孫術發，肖生苓，李 洋，沈 微

(東北林業大學 工程技術學院，哈爾濱 150040)

跨學科交叉培養已有較早的歷史，“跨學科”一詞最早出現在20世紀20年代的美國紐約，我國于1985年召開“交叉科學大會”，自此，“交叉科學(或學科)”一詞在科學界開始廣為傳播。國內外高校已經開始踐行對學生的交叉培養，如北京大學推行“加強基礎、淡化專業、因材施教、分流培養”的教改措施，從低年級到高年級逐漸由學分制過渡到自由選課學分制及彈性學分制，逐步走向跨學科培養的道路。耶魯大學于1997年建立的“艾滋病跨學科研究中心”將艾滋病作為醫學問題和社會問題來解決。普林斯頓大學建立了“機器人與智能系統跨學科學習項目”，運用工程、計算和生命科學工程知識解決機器人問題。在人類取得的關鍵進步方面，如人類基因組測序、航天探索等工程無不需要多學科的相互支持才能完成，所以對學生進行跨學科交叉培養具有重要的現實意義。

1 物流工程與林業工程學科研究生交叉培養的必要性

物流工程是一門新興的綜合性邊緣科學，它以物流系統為研究對象，研究物流系統的規劃設計與資源優化配置、物流運作過程的計劃與控制以及經營管理的工程領域。它與交通運輸工程、管理科學與工程、工業工程、計算機技術、機械工程、環境工程、建筑與土木工程等領域密切相關。

林業工程是研究森林資源培育、開發利用及林產品加工理論與技術的工程技術領域。涉及森林工程、木材科學與技術、林產化學加工工程學科的基礎理論、工程技術和方法，并與建筑與土木工程、機械工程、控制工程、車輛工程、化學工程、材料工程、生物醫藥工程等領域的理論與技術相關。

近年來林產品貿易量逐年增加，根據國家林業局數據顯示，2011年，中國林產品貿易額達到1200多億美元，中國林業總產值高達到3.06萬億元人民幣，比2010年增長34%，為2001年的7.5倍，10年間平均增速達22.4%[1]

雖然我國目前已成為一個林業產業大國，但距離成為一個林業產業強國還有不小差距，還存在許多問題，如林產品貿易存在需求和產地不均衡、林產品節點過多、信息化程度低、標準程度不高等問題。如果利用物流的理論對林產品資源進行優化配置，對林產品物流過程進行有效控制就可以對上述問題加以解決，所以本文提出了物流工程與林業工程交叉研究的思想，并把林產品作為主要的研究對象。研究生是未來科學研究的主力軍，對兩個專業的研究生進行跨學科交叉培養將有助于他們更好地服務社會。本文重點討論物流工程與林業工程跨學科交叉培養的研究方向。

2 物流工程與林業工程學科研究生交叉培養方向

林產品是林業經濟的主要貿易對象，也是物流工程研究的對象之一，所以林產品是兩個學科的交叉研究對象。按照《LY/T1714-2007 中國森林認證 森林經營》中的定義，將林產品分為木質林產品(TFP，Timber forest product)和非木質林產品(NTFP，Non-timber forest product)。TFP又包括原木、鋸材、人造板、紙漿和紙，NTFP包括菌類、動物及動物制品類、植物及植物產品類和生態景觀和生態服務類四大類，植物及植物產品類又劃分為干果、水果、山野菜、茶和咖啡、林化產品、木本油料、苗木花卉、竹及竹制品、藥用植物(含香料)、珍稀瀕危植物、非木質的纖維材料和竹藤、軟木及其他纖維材料等 12 個二級類[2]。木質林產品物流、林產品保鮮與冷鏈物流技術、林產品貿易與政策、林業物聯網技術可作為研究生主要的研究方向。

2.1 木質林產品物流

我國是木質林產品進出口大國，2013年，木質類林產品進出口貿易額達1 250億美元，分別比上年增長13%和5.2%。木質林產品進口中原木、鋸材、紙和紙板和紙制品占主要份額，出口貿易中木家具、木制品、膠合板、紙制品和纖維板占主要份額[3]。

木質林產品物流的研究方向應集中在林產品物流供應鏈體系構建、物流中心選址物流成本管理、林產品物流裝備、林產品物流信息采集與追溯技術上。

(1)木質林產品物流供應鏈體系構建

構建木質林產品物流供應鏈體系有重要意義，首先，可以降低林產品生產與流通成本，提高市場反應速度，增加消費者滿意水平，提高林業的整體效益；其次，使林產品在物流過程中增值；第三，使林產品實現其價值和使用價值[4]；第四，有利用木材等林產品廢棄物回收物流，促進林業可持續發展[5]。目前，在此方向的文獻報道不多，王永富等人對構建林產品物流供應鏈體系對策和木材物流服務體系方面進行了探討[6]，林敏等人利用層次分析法和模糊判斷法對供應鏈績效評價體系進行了研究[7-8]，但研究還只停留在宏觀的理論上，而且在林產品生產物流、采購管理和業務流程管理和物流網絡[9]等方面的研究甚少，這些都可作為兩個學科研究生的研究方向。

(2)木質林產品物流中心選址

木質林產品物流中心選址是木材物流系統優化的一個具有戰略意義的問題。由于林產品具有分布不平衡、區域性、供應與需求地分離的特點，所以對物流中心選址并優化可以有效節省物流費用，促進林產品在生產與消費過程中林產品流量的優化分配。福建農林大學的邱榮祖等人采用遺傳算法和ArcGIS軟件對木材物流中心選址進行研究[10]，中南林業科技大學王忠偉、任豪祥等人通過建立網絡模型對林產品物流中心規劃選址優化問題進行了研究[12]，為木材物流中心選址開辟了先河。然而，木質林產品中心選址是一個系統的問題，也是具有區域布局特點的工作，所以在研究林產品物流中心選址會是研究生的一個研究方向。

(3)林產品物流成本管理

由于林產品物流線路長、節點多、標準不統一，所以導致物流成本增加，因此優化物流成本可以提升更大的利潤空間，增加產品市場競爭力。張淇凱等人采用AHP與TOPSIS法對林產品生產過程中的物流成本方案進行選擇[13]；曲思等人針對林產品供應鏈管理中的協同運輸問題，開展了成本分配模式研究[14]。但是，目前對林產品物流成本的研究還很少，研究還不夠深入，只是基于宏觀層面分析，具體面向某一類林產品的物流成本分析還較少，這可能是研究生的一個研究方向。

(4)林產品物流裝備

林產品物流裝備是直接作用在林產品的采集、運輸、保存和流通中的專用設備，目前關于林業裝備和物流裝備的樣式很多、專業性也很強，但是林產品物流裝備很少，自動化程度也不高。所以在林產品的物流裝備的研發方面將會是研究生的一個研究方向。研究生可在林產品質量檢測、包裝、倉儲、運輸、分揀和定位系統等方面進行裝備研發。

(5)物流信息采集與追溯技術

當前木質林產品的采購(采伐)、運輸和儲存還屬于一種粗放式的方式，信息化程度不高，尤其在信息采集方面，這也導致了林產品管理混亂的現象。以原木采伐為例，從山上楞場到林區的貯木場的過程，木材的信息目前并不進行采集，這就導致在此過程中出現木材丟失或監守自盜的情況，所以采用現代林產品管理方法顯得尤為重要，物流信息采集與追溯技術的應用可以解決這一問題。采用條形碼、RFID和3S等技術對林產品信息進行存儲和跟蹤，并通過采集器對信息進行采集，建立信息平臺，對林產品進行跟蹤溯源監測，這些都將是研究生的研究方向。

2.2 林果類林產品保鮮與冷鏈技術

本文所提及林果類林產品主要指森林干果(如紅松籽、大榛子)和森林水果(如藍莓、樹莓等)。該類林產品具有豐富的營養價值和保健價值，越來越受到人們的喜歡，據可查數據顯示，2010年我國榛子產量達到69 839 t，同比上年增長了14.58%；松籽為名貴樹種紅松的種子，2011年松籽產量105 628 t；藍莓含有豐富的營養成分，它不僅具有良好的營養保健作用，還具有防止腦神經老化、強心、抗癌軟化血管、增強人機體免疫等功能。大興安嶺地區是藍莓主要產地，目前以初具加工規模，2011年，藍莓加工業實現產值共計2.3億元，預計到2015年，產量達到1.6～2.4萬t；樹莓在國內外人們的食物營養中占有重要地位，樹莓漿果所含的各種營養成份易被人體吸收，具有促進對其他營養物質的吸收和消化，改善新陳代謝、增強抗病的作用。目前，樹莓在東北、華東、西南和西北地區的20余個省區市已開始人工種植。全國樹莓種植面積已發展到18萬畝，產量達到3.6萬t。巨大的需求以及逐漸增加的產量，預示著該林果類產品貿易量將越來越大，但此類產品具有易潮易腐的特點，所以在儲存和運輸過程中的保鮮和儲存技術將非常重要，像藍莓和樹莓這樣的漿果對溫度和濕度都比較敏感，所以在保鮮和儲存方面應尤為重視。對此類產品的研究應著眼于漿果收集保存技術、漿果保鮮技術及機理、保鮮包裝技術、冷鏈運輸、干果干燥技術、漿果保鮮加工工藝、區域林果產品的儲存和保鮮技術的研究上。目前國內對此類產品在這方面的研究還很少，尤其是在保鮮機理和保鮮技術的研究方面還處于起步階段[15]，所以研究生應加大在此方向的研究。

2.3 林產品貿易與政策研究

林產品進出口貿易量逐年增加，帶來了可觀的外匯收入，但隨著國際政策變化，林產品進出口貿易也面臨著越來越大的挑戰。如金融危機、WTO、森林認證和匯率變化等均影響林產品進出口交易。另外，近年來我國林產品進出口國也在發生轉變，例如木材進口貿易逐漸從對俄、馬來西亞和加蓬等國家轉變為對美、大洋洲進口，這些都與林產品貿易政策的轉變有關。目前，關于已有一些關于林產品貿易和政策的研究，但隨著全球貿易一體化的進展，新的貿易問題和政策還會出現，所以這方面的研究會一直持續進行，所以這也將是兩個專業研究生的一個有價值的研究方向。

2.4 林業物聯網技術

由于林業踏查和偏遠地區的外業艱苦性，采用互聯網技術對林業資源、環境、火災和保護區保護等進行檢測和數據分析具有巨大的意義，目前“物聯網”在全世界剛剛興起，林業物聯網技術還處于起步階段，這正是一個具有廣闊潛力的研究方向。目前，普遍認為林業物聯網技術包括圖1所示的感知層、傳輸層和應用層三個方面[15]。

在感知層中傳感器的應用非常廣泛，但利用到野外工作的傳感器的適應性和對林業對象的適應性還有待加強和提高；在傳輸層中，數據接口技術是可研究的方向；在應用層中，每一個方向都具有很高的研究價值。另外，在林業物聯網標準制定、林業物聯網資源網格技術、林業數據挖掘技術方面也具有極高的研究價值。

圖1 林業物聯網技術結構圖

3 培養計劃與方案

根據林產品的諸多研究方向，在研究生的培養計劃和培養方案制定方面應進行相應的調整，主要體現在課程設置和實驗室建設方面。

3.1 課程設置

研究生跨學科交叉培養應考慮到專業基礎知識缺乏的問題，如物流工程的學生對林業工程的專業了解很少，如對木材采伐、運輸、儲存以及林材加工技術等知識不了解，導致無法快速進入到研究中來，所以要加強他們對林業工程基礎課程的學習，導師要做好選課的引導工作。表1是兩個專業選課建議表。

3.2 實驗室建設

實驗室是研究生進行科研的場所，完備的實驗條件是取得科研成果必不可少的條件，所以應為兩個專業的研究生提供必要的實驗條件。表2為實驗室建設方案。

表1 專業選課建議表

4 結 論

研究生跨專業交叉培養可以實現學科間互補，解決重大的工程和生命科學問題。本文提出了物流工程與林業工程學科交叉培養的想法，探討了學科交叉的研究方向，得出木質林產品物流、林產品保鮮與冷鏈物流、林產品物流貿易與政策、林業互聯網技術會是比較有意義與發展潛力的研究方向。最后根據研究方向，給出了兩個專業需開設的基礎課和必修課建議，并對實驗室建設提出了建設方向，期望對物流工程與林業工程兩個學科的研究生交叉培養起到起到一定的指導作用。

表2 實驗室建設方案

【參 考 文 獻】

[1] 中華人民共和國商務部.中國2011年林產品貿易額達到1200多億美元[EB/OL].http：//www.mofcom.gov.cn/aarticle/resume/n/201211/20121108440782.html

[2] 李 超，劉兆剛，李鳳日.我國非木質林產品資源現狀及其分類體系的研究[J].森 林 工 程，2011，27(5)：1-7.

[3] 張忠田，羅信堅，胡娜娜，等.中國主要林產品進出口貿易分析[J].林業經濟，2012(8)：29-35.

[4] 王曉松，吳 燕.我國林產品物流問題探討[J].中國林業企業，2005(7)：5-7.

[5] 王永富.構建林產品現代物流體系對策研究[J].中國物流與采購，2011(22)：76-77.

[6] 王永富.基于市場導向的廣西木材物流服務體系構建[J].物流技術，2013，32(6)：67-69.

[7] 林 敏，劉勇彪.基于層次分析法的林產品物流績效評價[J].物流工程與管理，2010，32(2)：42-48.

[8] 林 敏，劉勇彪，易立云.林產品物流績效評價指標體系的構建[J].物流技術，2010(4)：23-25.

[9] 王忠偉，宋雨屏.動態環境下林產品物流網絡模型研究[J].物流技術，2012，31(8)：240-242.

[10] 邱榮祖，林雅惠，鐘聰兒.基于 ArcGIS 的木材物流中心選址[J].林業科學，2010，46(6)：113-117.

[12] 王忠偉，任豪祥，龐 燕.林產品物流中心規劃選址優化[J].中國物流與采購，2009(1)：66-67.

[13] 張淇凱，文 冰，王 見.基于AHP與TOPSIS法的林產品生產過程中的物流成本方案選擇[J].中國林業經濟，2012(2)：9-12.

[14] 曲 思，王忠偉.林產品企業間協同運輸的成本分配模式研究[J].中南林業科技大學學報，2013，33(3)：107-111.

[15] 郭 興，李滇華，張 巍，等.對小興安嶺野生及栽培藍莓品種花青素提取條件的優化[J].森林工程，2013，29(6)：21-24.

[15] 盧書海，劉 帥，李建軍，等.物聯網關鍵技術及其在林業中的應用[J].中南林業科技大學學報，2012，32(11)：181-185.