物流1.0時代：物流技術的起源
——我國物流技術發展縱橫論之一

物料搬運作為物流系統中最基礎、最核心的環節，要實現現代物流業的快速發展，就必須有數字技術率先整合物流設備和設施，對傳統物料搬運系統SHA進行全面融合與優化，促進現代物流產業鏈的快速升級。本文闡述了物料搬運的基本理論和活性理論，剖析了物料搬運衍生的單元化思想，并對傳統物料搬運系統進行了深入分析。希望通過本文可以讓越來越多的物流行業從業者廣泛關注和重視物料搬運（Material Handling）技術發展。

一、引言

一場疫情讓全人類猝不及防，但從另一角度，給了我們重新思考問題的時間與空間，破與立，危與機，過去與未來，機遇與挑戰。然而對于物流的起源與發展，幾十年來眾說紛紜，一種說法即在原始人部落就存在物流—將獵取的獵物搬運回洞穴儲存分配，其實這僅僅算作物流的過去式，用英文表達更為清晰：Materials handling指的是僅僅完成一個動作或過程，是單一的不具系統性的獨立指令。嚴格意義來講，在第三次工業革命之前的物流所指的其實并不是現代物流，而只是基于潛意識支配的生產附加動作，這個階段物流是單一過程，不具備系統性。

20世紀80年代是現代物流發展的黃金時代，Logistics最為精準的被日本翻譯為“物流”然后被先進學者從日本傳入中國。現代物流學科更側重系統（System）與戰略（Strategy）層面，重點在于通過構建物流系統從而完善物流戰略，包括倉庫選址、確定庫存政策、設計訂單錄入系統以及選擇運輸方式，其中潛意識的動作因素減少，而依賴于不同物流理念和物流管理人員運營決策手段的因素大幅提升，現代物流能夠影響企業戰略來決定企業發展的成敗。

圖1 物流發展的三個階段

2016年開始，中國物流現代化處于瓶頸階段，物流成本長期居高不下，供應鏈效率提升也遭遇重重困難。發展數字經濟的倡議一經提出，為我國物流現代化高速發展提供了難得的機遇。開辟“數字物流”時代，將我國社會供應鏈優化引入快車道必須盡早提上日程。“數字物流”一詞此前在文獻中多次出現過，但是在概念方面多有分歧，因此需要重新定義。2018年筆者和祖父吳清一教授，聯合定義物流的未來式Digital Logistics—數字物流：以數據（數字單元）為主要生產資料的物流形態，數字物流本質是一個信息和物流活動都數字化的全新的系統，是通過數據將實體物流與虛擬物流進行不間斷融合的有機過程。

綜上，筆者對物流發展的三個階段做了分析（見圖1）：物流1.0—物料搬運Material Handling；物流2.0—現代物流Modern Logistics；物流3.0—數字物流Digital Logistics。追根溯源，溫故知新，下面主要講一下物流1.0—物料搬運Material Handling的發展趨勢。也許當今很多物流從業人員，對于“物流”一詞侃侃而談，第三方、第四方、第五方物流，博古通今；經濟政策結合物流產業規劃娓娓道來，但是物流的最根本工程屬性—物料搬運，可能依舊混淆不清。本次系列文章旨在正本清源，給大家揭示物流的本源。

二、物料搬運概述

首先，物料搬運Material Handling是物流系統中承上啟下的重要環節，雖然其起源可追溯到原始社會，但只有在“物流系統”這一概念被提出之后，物料搬運這一名詞才被廣泛引用。可以說，在物流系統中各個環節的前后或同一環節的不同活動之間都有裝卸搬運活性的發生，這就是物料搬運的本質。物料搬運是指在同一場所范圍內進行的、以改變物料的存放（支承）狀態（即狹義的裝卸概念）和空間位置（即狹義的搬運概念）為主要目的的活動，即對物料、產品、零部件或其他物品進行搬上、卸下、移動的活動。

正因為在物流系統中，各個環節之間和同一環節的不同作業流程之間，都必須進行最基本的裝卸搬運作業，也正是這些看似簡單的搬、運起著相互轉換的橋梁作用，真正將“物”的各個階段聯接成為連續的“流”，使得現代物流Logistics的概念名副其實。由于物料搬運在生產領域各個生產環節中起著相互聯結與轉換的作用，使生產能夠連續、正常地進行，因此，物料搬運系統的合理與否，將會直接影響企業的生產率和經濟效益。比如采掘業（礦產、煤炭）的許多生產過程，本質上就是物料搬運過程；加工工業（汽車、機械）在各個工位之間都要依靠各種搬運設備進行移動，如果沒有搬運環節，則無法進行生產。因為物料搬運是生產工藝過程中的自然組成部分，或者說，物料搬運是直接生產不可缺少的組成部分。

進入2020年，物流被廣泛概括為“分、合、搬、運、存”五個部分，筆者認為其實上述五大部分并不是平行結構，物料搬運與運輸、儲存有著本質上的不同，運輸是解決物料空間距離問題，而儲存則是解決物料的時間距離問題。物料搬運既沒有改變物料的空間價值，也沒有改變物料的時間價值，因而往往最容易被企業所忽視，但由此引發的后果是極其嚴重的，輕則導致生產混亂，重則造成生產間隙、生產停頓；所以說物料搬運在整個生產領域中有著“咽喉”般重要的地位，這也是未來企業全面推進數字物流過程中的“阿基琉斯之踵”。一旦物料搬運及其對應的數字層系統出現問題，整個供應鏈都面臨癱瘓的風險。

三、物料搬運活性理論

在一次物料搬運作業中，要完成裝貨、移動、卸貨作業，這三種作業在大多數情況下是以整體出現的。由此可以得出：裝和卸的次數之和與移動次數之間存在著2:1的換算關系。通常情況下，裝貨卸貨的勞動強度大，耗費時間更多，因此在改善物料搬運系統的過程中，“重視裝卸”是現代物料搬運管理中的最基本觀點。比如倉儲內使用叉車、機器人、AGV等現代自動化設備，本質上就是通過現代物流技術減輕裝卸強度。一個優秀的倉庫，最先要解決的問題是“努力打造一個良好的搬運狀態體系”，即更少的裝卸時間，更低的人力消耗（見圖2）。

物料平時存放的狀態，應該是五花八門多種多樣，由于存放狀態不同，物料搬運的難易程度也大相徑庭，那么如何來通過數據量化搬運難易程度呢？搬運活性，即針對物料的存放狀態對搬運作業的難易程度，就是來詮釋以上問題的有效概念。從經濟學角度進行分析，搬運活性高的搬運流程才是優質搬運流程。而搬運活性指數用于表示各種狀態下的物品的搬運活性。搬運活性指數包括：

（1）最基本的第0階段，水平最低的散貨堆放狀態。

（2）進階的第1階段，將散料裝箱實現單元化狀態。

（3）第2階段，將單元化的物料箱通過托盤支墊，易機械搬運狀態。

（4）第3階段，將帶托單元裝車，輕松實現移動過程。

圖3是關于搬運活性指數之間邏輯關系圖，可以一目了然，散放在地的物料要運走，需要經過集中、搬起、升起、運走4次作業流程，需要的作業次數最多，也最浪費時間和人力成本，即活性水平最低；而采取集裝單元化的箱中物體，只要進行3次作業就可以運走，物料搬運作業相比更方便，活性水平提升1級；放在托盤等單元載具中的物品，不需要集中、不需要人工搬起，只需2次作業就能運走，其活性水平相對散料提升2級；而裝載于車上的物品，不需要再進行任何其他作業就可以直接運走，物料搬運活性水平最高。

其中，活性指數的概念可以簡單高效地表示物料搬運過程活性水平高低，在我們對物品活性有所了解的情況之下，利用活性理論結合數學模型，可以快速有效地改善搬運作業，提高效率。筆者會在文章后續進行補充說明。

四、物料搬運衍生的單元化思想

圖2 物料搬運的關鍵要素：裝貨、移動、卸貨

圖3 搬運活性指數邏輯關系圖

實現單元化以及標準化對物料搬運的意義非常巨大。一方面，只有對物料實行單元化后，改變了物料的散亂狀態，提高了搬運活性指數，易于搬運流程作業，同時也改變了堆放條件，可以更好利用倉庫面積和空間；另一方面，實現標準化能合理、充分地利用搬運設備、設施，生產生產率和經濟效益。單元化思想包含標準化、機械化、自動化多維度的理念，加快了物流效率并在降低勞動強度的同時大幅節省了人力。同時縮短了貨物在供應鏈中停留的時間，有效地減少庫存，促進供應鏈各個要素協調化發展，對供應鏈的優化將起到推動作用。從而對于公司的周轉率會得到大幅度地提升。

《物流技術與應用》創始人吳清一與理事長吳菁芃、中國倉儲與配送協會副會長王繼祥在2012年聯合提出的單元化物流概念，強調了單元化物流在物流系統中的規格化、標準化特點，并且明確指出了單元化物流系統就是要從一而終直接貫穿于物流系統甚至是供應鏈系統全部環節，從系統開始運行的一刻起直至系統最終截止運行為止，供應鏈及物流各個環節的作業都是標準的單元形態。單元化物流是從現代物流系統中的“物”入手，按照單元化思想進行標準化的規范，讓千奇百怪的物流作業對象變成標準單元，最終實現物流系統中“分、合、搬、運、存”五大作業流程的標準化和連續性，整個物流系統的效率必然得到提升，見圖4。

單元化物流是單元化思想在物流系統中的具體應用，單元化思想是一個非常重要的思想，在各個領域的應用都會帶來革命性的影響。集裝箱和托盤作為物流系統中最為主要的單元器具，在物流系統不斷發展的歷史中扮演著愈發重要的角色。集裝箱主要應用于以航海運輸等干線物流，特別是在國際運輸以及跨區域干線運輸場景中發揮不可忽視的作用，集裝箱具有高容納性、標準化裝載能力、保護貨物和監測數據的能力。而托盤的廣泛應用，即將托盤即單元化載具作為應用范圍最廣的跨系統單元，對于供應鏈優化的作用顯然更大。托盤共用系統要為社會上所有的企業需求服務，托盤作為最具代表性的單元器具，大量快速地在供應鏈中不同環節之間不停流轉，所以必須率先妥善解決托盤所有權和管理問題。

圖4 單元化物流系統結構分析

圖5 物料搬運系統分析流程圖

五、物料搬運系統分析（SHA）

物料搬運系統分析（SHA）適用于一切物料搬運項目，是一種條理化的分析方法。SHA主要包括三大基本內容：階段構成、程序模式與圖例符號。當然，任何一個搬運項目都有一定的工作流程：從最初提出目標到具體實施完成，可以分成以下四個階段（見圖5）：

第一階段是外部鏈接。這個階段要弄清整個區域或所分析區域的全部物料進出搬運活動。在這之前，先要考慮所分區域以外的物料搬運活動，就是把區域內具體的物料搬運問題同外界實際條件聯系結合進行分析，其外界條件分為可預測與不可預測兩種類型。比如高速公路、鐵路海運港口等外部運輸系統的條件，要盡量與工廠或倉庫內的物料搬運系統結合成一個整體。

第二階段是編制總體搬運方案。這個階段要確定各個主要區域之間的物料搬運方法。比如對物料搬運的基本路線系統、搬運設備大體的類型劃分以及運輸單元或容器作出總體決策分析。

第三階段是編制詳細搬運方案。這個階段要考慮每個主要區域內部各工作地點之間的物料搬運，要確定詳細的物料搬運流程及方法。例如，各個工作地點之間具體的路線系統、選用何種設備和容器。

第四階段是方案的實施運作。任何方案都要在實施之后才算真正完成。這個階段要進行必要的準備工作，訂購設備，完成崗位人員培訓，制定并實現具體搬運設施的安裝計劃。然后對所規劃的搬運方法進行調試，驗證操作流程合理性，并對安裝完畢的設備設施進行驗收，確定其正常運轉。

雖然，以上四個階段是按照時間順序依次進行的，但是通過疫情洗禮之后，5G網絡覆蓋到一定程度的條件下，通過數字技術以及仿真和模擬平臺可以使上面的四個階段發生交叉重疊，使得SHA從過去平面設計到三維甚至四維設計的層級。當然搬運系統五大設計要素P（產品或物料）、Q（數量）、R（路線）、S（后勤與服務）、T（時間因素）依然不變。

六、結束語

目前，中國現代物流市場發展處于一個瓶頸期，同時此次疫情也帶來了前所未有的發展機遇。物料搬運作為物流系統中最核心最基礎的環節，要實現現代物流業的快速發展，就必須有數字技術率先整合物流設備和設施，對于傳統物料搬運系統分析（SHA）進行全面融合與優化，促進現代物流產業鏈的快速升級，相信本文可以讓越來越多地物流行業從業者廣泛關注和重視物料搬運（Material Handling）技術發展。