物流1.0时代：物流技术的起源——我国物流技术发展纵横论之一

物料搬运作为物流系统中最基础、最核心的环节，要实现现代物流业的快速发展，就必须有数字技术率先整合物流设备和设施，对传统物料搬运系统SHA进行全面融合与优化，促进现代物流产业链的快速升级。本文阐述了物料搬运的基本理论和活性理论，剖析了物料搬运衍生的单元化思想，并对传统物料搬运系统进行了深入分析。希望通过本文可以让越来越多的物流行业从业者广泛关注和重视物料搬运（Material Handling）技术发展。

一、引言

一场疫情让全人类猝不及防，但从另一角度，给了我们重新思考问题的时间与空间，破与立，危与机，过去与未来，机遇与挑战。然而对于物流的起源与发展，几十年来众说纷纭，一种说法即在原始人部落就存在物流—将猎取的猎物搬运回洞穴储存分配，其实这仅仅算作物流的过去式，用英文表达更为清晰：Materials handling指的是仅仅完成一个动作或过程，是单一的不具系统性的独立指令。严格意义来讲，在第三次工业革命之前的物流所指的其实并不是现代物流，而只是基于潜意识支配的生产附加动作，这个阶段物流是单一过程，不具备系统性。

20世纪80年代是现代物流发展的黄金时代，Logistics最为精准的被日本翻译为“物流”然后被先进学者从日本传入中国。现代物流学科更侧重系统（System）与战略（Strategy）层面，重点在于通过构建物流系统从而完善物流战略，包括仓库选址、确定库存政策、设计订单录入系统以及选择运输方式，其中潜意识的动作因素减少，而依赖于不同物流理念和物流管理人员运营决策手段的因素大幅提升，现代物流能够影响企业战略来决定企业发展的成败。

图1 物流发展的三个阶段

2016年开始，中国物流现代化处于瓶颈阶段，物流成本长期居高不下，供应链效率提升也遭遇重重困难。发展数字经济的倡议一经提出，为我国物流现代化高速发展提供了难得的机遇。开辟“数字物流”时代，将我国社会供应链优化引入快车道必须尽早提上日程。“数字物流”一词此前在文献中多次出现过，但是在概念方面多有分歧，因此需要重新定义。2018年笔者和祖父吴清一教授，联合定义物流的未来式Digital Logistics—数字物流：以数据（数字单元）为主要生产资料的物流形态，数字物流本质是一个信息和物流活动都数字化的全新的系统，是通过数据将实体物流与虚拟物流进行不间断融合的有机过程。

综上，笔者对物流发展的三个阶段做了分析（见图1）：物流1.0—物料搬运Material Handling；物流2.0—现代物流Modern Logistics；物流3.0—数字物流Digital Logistics。追根溯源，温故知新，下面主要讲一下物流1.0—物料搬运Material Handling的发展趋势。也许当今很多物流从业人员，对于“物流”一词侃侃而谈，第三方、第四方、第五方物流，博古通今；经济政策结合物流产业规划娓娓道来，但是物流的最根本工程属性—物料搬运，可能依旧混淆不清。本次系列文章旨在正本清源，给大家揭示物流的本源。

二、物料搬运概述

首先，物料搬运Material Handling是物流系统中承上启下的重要环节，虽然其起源可追溯到原始社会，但只有在“物流系统”这一概念被提出之后，物料搬运这一名词才被广泛引用。可以说，在物流系统中各个环节的前后或同一环节的不同活动之间都有装卸搬运活性的发生，这就是物料搬运的本质。物料搬运是指在同一场所范围内进行的、以改变物料的存放（支承）状态（即狭义的装卸概念）和空间位置（即狭义的搬运概念）为主要目的的活动，即对物料、产品、零部件或其他物品进行搬上、卸下、移动的活动。

正因为在物流系统中，各个环节之间和同一环节的不同作业流程之间，都必须进行最基本的装卸搬运作业，也正是这些看似简单的搬、运起着相互转换的桥梁作用，真正将“物”的各个阶段联接成为连续的“流”，使得现代物流Logistics的概念名副其实。由于物料搬运在生产领域各个生产环节中起着相互联结与转换的作用，使生产能够连续、正常地进行，因此，物料搬运系统的合理与否，将会直接影响企业的生产率和经济效益。比如采掘业（矿产、煤炭）的许多生产过程，本质上就是物料搬运过程；加工工业（汽车、机械）在各个工位之间都要依靠各种搬运设备进行移动，如果没有搬运环节，则无法进行生产。因为物料搬运是生产工艺过程中的自然组成部分，或者说，物料搬运是直接生产不可缺少的组成部分。

进入2020年，物流被广泛概括为“分、合、搬、运、存”五个部分，笔者认为其实上述五大部分并不是平行结构，物料搬运与运输、储存有着本质上的不同，运输是解决物料空间距离问题，而储存则是解决物料的时间距离问题。物料搬运既没有改变物料的空间价值，也没有改变物料的时间价值，因而往往最容易被企业所忽视，但由此引发的后果是极其严重的，轻则导致生产混乱，重则造成生产间隙、生产停顿；所以说物料搬运在整个生产领域中有着“咽喉”般重要的地位，这也是未来企业全面推进数字物流过程中的“阿基琉斯之踵”。一旦物料搬运及其对应的数字层系统出现问题，整个供应链都面临瘫痪的风险。

三、物料搬运活性理论

在一次物料搬运作业中，要完成装货、移动、卸货作业，这三种作业在大多数情况下是以整体出现的。由此可以得出：装和卸的次数之和与移动次数之间存在着2:1的换算关系。通常情况下，装货卸货的劳动强度大，耗费时间更多，因此在改善物料搬运系统的过程中，“重视装卸”是现代物料搬运管理中的最基本观点。比如仓储内使用叉车、机器人、AGV等现代自动化设备，本质上就是通过现代物流技术减轻装卸强度。一个优秀的仓库，最先要解决的问题是“努力打造一个良好的搬运状态体系”，即更少的装卸时间，更低的人力消耗（见图2）。

物料平时存放的状态，应该是五花八门多种多样，由于存放状态不同，物料搬运的难易程度也大相径庭，那么如何来通过数据量化搬运难易程度呢？搬运活性，即针对物料的存放状态对搬运作业的难易程度，就是来诠释以上问题的有效概念。从经济学角度进行分析，搬运活性高的搬运流程才是优质搬运流程。而搬运活性指数用于表示各种状态下的物品的搬运活性。搬运活性指数包括：

（1）最基本的第0阶段，水平最低的散货堆放状态。

（2）进阶的第1阶段，将散料装箱实现单元化状态。

（3）第2阶段，将单元化的物料箱通过托盘支垫，易机械搬运状态。

（4）第3阶段，将带托单元装车，轻松实现移动过程。

图3是关于搬运活性指数之间逻辑关系图，可以一目了然，散放在地的物料要运走，需要经过集中、搬起、升起、运走4次作业流程，需要的作业次数最多，也最浪费时间和人力成本，即活性水平最低；而采取集装单元化的箱中物体，只要进行3次作业就可以运走，物料搬运作业相比更方便，活性水平提升1级；放在托盘等单元载具中的物品，不需要集中、不需要人工搬起，只需2次作业就能运走，其活性水平相对散料提升2级；而装载于车上的物品，不需要再进行任何其他作业就可以直接运走，物料搬运活性水平最高。

其中，活性指数的概念可以简单高效地表示物料搬运过程活性水平高低，在我们对物品活性有所了解的情况之下，利用活性理论结合数学模型，可以快速有效地改善搬运作业，提高效率。笔者会在文章后续进行补充说明。

四、物料搬运衍生的单元化思想

图2 物料搬运的关键要素：装货、移动、卸货

图3 搬运活性指数逻辑关系图

实现单元化以及标准化对物料搬运的意义非常巨大。一方面，只有对物料实行单元化后，改变了物料的散乱状态，提高了搬运活性指数，易于搬运流程作业，同时也改变了堆放条件，可以更好利用仓库面积和空间；另一方面，实现标准化能合理、充分地利用搬运设备、设施，生产生产率和经济效益。单元化思想包含标准化、机械化、自动化多维度的理念，加快了物流效率并在降低劳动强度的同时大幅节省了人力。同时缩短了货物在供应链中停留的时间，有效地减少库存，促进供应链各个要素协调化发展，对供应链的优化将起到推动作用。从而对于公司的周转率会得到大幅度地提升。

《物流技术与应用》创始人吴清一与理事长吴菁芃、中国仓储与配送协会副会长王继祥在2012年联合提出的单元化物流概念，强调了单元化物流在物流系统中的规格化、标准化特点，并且明确指出了单元化物流系统就是要从一而终直接贯穿于物流系统甚至是供应链系统全部环节，从系统开始运行的一刻起直至系统最终截止运行为止，供应链及物流各个环节的作业都是标准的单元形态。单元化物流是从现代物流系统中的“物”入手，按照单元化思想进行标准化的规范，让千奇百怪的物流作业对象变成标准单元，最终实现物流系统中“分、合、搬、运、存”五大作业流程的标准化和连续性，整个物流系统的效率必然得到提升，见图4。

单元化物流是单元化思想在物流系统中的具体应用，单元化思想是一个非常重要的思想，在各个领域的应用都会带来革命性的影响。集装箱和托盘作为物流系统中最为主要的单元器具，在物流系统不断发展的历史中扮演着愈发重要的角色。集装箱主要应用于以航海运输等干线物流，特别是在国际运输以及跨区域干线运输场景中发挥不可忽视的作用，集装箱具有高容纳性、标准化装载能力、保护货物和监测数据的能力。而托盘的广泛应用，即将托盘即单元化载具作为应用范围最广的跨系统单元，对于供应链优化的作用显然更大。托盘共用系统要为社会上所有的企业需求服务，托盘作为最具代表性的单元器具，大量快速地在供应链中不同环节之间不停流转，所以必须率先妥善解决托盘所有权和管理问题。

图4 单元化物流系统结构分析

图5 物料搬运系统分析流程图

五、物料搬运系统分析（SHA）

物料搬运系统分析（SHA）适用于一切物料搬运项目，是一种条理化的分析方法。SHA主要包括三大基本内容：阶段构成、程序模式与图例符号。当然，任何一个搬运项目都有一定的工作流程：从最初提出目标到具体实施完成，可以分成以下四个阶段（见图5）：

第一阶段是外部链接。这个阶段要弄清整个区域或所分析区域的全部物料进出搬运活动。在这之前，先要考虑所分区域以外的物料搬运活动，就是把区域内具体的物料搬运问题同外界实际条件联系结合进行分析，其外界条件分为可预测与不可预测两种类型。比如高速公路、铁路海运港口等外部运输系统的条件，要尽量与工厂或仓库内的物料搬运系统结合成一个整体。

第二阶段是编制总体搬运方案。这个阶段要确定各个主要区域之间的物料搬运方法。比如对物料搬运的基本路线系统、搬运设备大体的类型划分以及运输单元或容器作出总体决策分析。

第三阶段是编制详细搬运方案。这个阶段要考虑每个主要区域内部各工作地点之间的物料搬运，要确定详细的物料搬运流程及方法。例如，各个工作地点之间具体的路线系统、选用何种设备和容器。

第四阶段是方案的实施运作。任何方案都要在实施之后才算真正完成。这个阶段要进行必要的准备工作，订购设备，完成岗位人员培训，制定并实现具体搬运设施的安装计划。然后对所规划的搬运方法进行调试，验证操作流程合理性，并对安装完毕的设备设施进行验收，确定其正常运转。

虽然，以上四个阶段是按照时间顺序依次进行的，但是通过疫情洗礼之后，5G网络覆盖到一定程度的条件下，通过数字技术以及仿真和模拟平台可以使上面的四个阶段发生交叉重叠，使得SHA从过去平面设计到三维甚至四维设计的层级。当然搬运系统五大设计要素P（产品或物料）、Q（数量）、R（路线）、S（后勤与服务）、T（时间因素）依然不变。

六、结束语

目前，中国现代物流市场发展处于一个瓶颈期，同时此次疫情也带来了前所未有的发展机遇。物料搬运作为物流系统中最核心最基础的环节，要实现现代物流业的快速发展，就必须有数字技术率先整合物流设备和设施，对于传统物料搬运系统分析（SHA）进行全面融合与优化，促进现代物流产业链的快速升级，相信本文可以让越来越多地物流行业从业者广泛关注和重视物料搬运（Material Handling）技术发展。