1.1 系統概述

系統一詞頻繁地出現在社會生活與學術領域中，系統的思想和方法已滲入社會生產與生活的一切領域。因此，了解系統的概念對于物流系統規劃與設計的建設具有重要意義。

1.1.1 系統的概念

系統（system）的概念源于人類長期的社會實踐。在日常生活中我們經常能接觸到系統的概念，如經濟領域的工業系統、商業系統，自然界的氣象系統、生態系統，軍事領域的作戰系統、后勤保障系統，日常生活中的交通系統、通信系統等。

通常，系統被認為是一個整體，它是由若干個具有獨立功能的元素（element）組成的，這些元素之間互相聯系、互相制約，共同完成系統的總目標。

任何一個系統都具有一定結構。系統的結構（architecture）是指系統內各元素之間物理上或邏輯上的關系，如各元素在數量上的比例關系，時間上的先后關系，空間上的連接關系，管理上的隸屬關系等。系統內各元素間的關系有些是靜態穩定的，有些是動態變化的。

系統的功能（function）是系統的基本屬性。不同的系統一般具有不同的功能，但從本質上講，系統的功能就是接受物質、能量與信息，將它們進行變換，然后產生并輸出另一種形式的物質、能量與信息。由此可知，系統就是按照某種結構把元素組織起來讓元素形成一個具有某種整體功能的統一體。

一個大的系統往往比較復雜，人們通常會按復雜程度將其分解成一系列小的系統，這些被大系統包含的小系統被稱為子系統，子系統有機地組成了大的系統。

1.1.2 系統的特性

系統一般都具有集合性、相關性、層次性、整體性、目的性和適應性等特性。

1.集合性

集合是指把一些具有某種屬性的對象看作一個整體，這個整體就是一個集合，集合里的對象叫作集合的元素或要素。系統的集合性是指一個系統至少要由兩個或兩個以上可以互相區別的要素所組成，如一個企業管理信息系統從管理的組織和職能上一般由市場、生產、后勤、人事、財務、信息處理、高層管理等要素組成。

2.相關性

組成系統的各要素既相互作用，又相互聯系，相關性說明這些聯系之間的特定關系，如結構聯系、功能聯系和因果聯系等。如果它們之間的某一要素發生了變化，就會影響其他要素乃至系統整體。因此，在系統要素變化時，應對其他相關聯要素做相應的改變和調整，以保持系統整體的最佳狀態。

3.層次性

系統作為一個相互作用的諸要素的總體，存在一定的層次結構，可以被分解為一系列的子系統，這是系統空間結構的特定形式。系統層次結構表述了不同層次子系統之間的從屬關系或相互作用關系且不同的層次結構中存在著動態的信息流和物質流，這構成了系統的運動特性，為人們深入研究系統之間的控制與調節功能提供了便利條件。

4.整體性

具有獨立功能的系統要素以及要素間的相互關系是根據邏輯統一性的要求，協調存在于系統整體之中的，即任何一個要素都不能離開整體去研究，要素間的聯系和作用也不能脫離整體的協調去考慮。系統不是各個要素的簡單集合，脫離了整體性，要素的機能和要素間的作用便失去了原有的意義，研究任何事物的單獨部分都不能得出有關整體的結論。系統的構成要素和要素的機能、要素的相互聯系要服從系統整體的目的和功能，在整體功能的基礎上開展各要素及其相互之間的活動，這種活動的總和形成了系統整體的有機行為。在一個系統整體中，即使每個要素并不完善，但它們通過協調也可以綜合成為具有良好功能的系統。

5.目的性

人造系統都具有明確的目的，其目的一般通過具體的目標來體現，比較復雜的系統具有多目標，因此人們需要建立指標體系來描述系統的目標。系統的目的或功能取決于系統各要素的組成和結構，如衡量一個工業企業的經營業績，不僅要考核它的產量、產值指標，還要考核它的利潤、成本和規定的質量指標完成情況。在指標體系中，各個指標之間有時是相互矛盾的，有時是互為補充的。為此，要從整體出發，力求獲得全局最優的經營效果，尋求平衡的方案。

為了實現系統的目的，系統必須具有控制、調節和管理的功能，管理的過程就是系統的有序化過程，使系統進入與目的相適應的狀態。

6.適應性

任何系統都是在一定的環境中產生，又在一定的環境中運行、延續和演化出來的。系統必然要與外界環境產生物質、能量和信息的交換，外界環境的變化必然會引起系統內部各要素之間的變化，不能適應環境變化的系統是沒有生命力的。

1.1.3 系統的基本原理

系統的基本原理包括整體性原理、最優化原理、木桶原理、模型與模擬化原理等，理解這些基本原理有助于理解系統理論的內涵，掌握其實質。

1.整體性原理

系統之所以稱為系統，首先是系統具備整體性原理。若干要素或子系統按一定的結構組成系統后，便表現出它們在分別獨立作用時所不具備的性質和功能，從而表現出整體的性質和功能不等于各個要素的性質和功能的簡單相加。從“質”的方面講，整體具有其構成要素所沒有的性質；從“量”的方面講，整體可以大于、等于或小于其部分之和。

整體大于部分之和的基本力量來自系統內各子系統（要素）的分工與協同效應。有人用“1+1>2”來形象地表達協同效應。協同效應隨處可見，“三個臭皮匠，賽過諸葛亮”，形象說明了若同心協力，三個普通人的智慧就能賽過足智多謀的諸葛亮。當系統要素協力配合時，將發揮出很好的作用，帶來很好的效益，比如一個經營有方的企業的經濟效益顯然會超過其中的生產、銷售、財務等部門單干的經濟效益的總和。

整體等于部分之和是人們認識最早也最熟悉的關系，如一個國家的人口總和等于各地方人口之和，整體的質量等于各部分質量之和等。

整體小于部分之和的關系往往容易被人們忽視，但實際上它卻客觀存在，“一個和尚挑水吃，兩個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”就是通俗易懂的說明。和尚運水的效果是可以累加的，而“沒水吃”的結果說明三個人的整體功能不僅低于三個人獨立挑水之和的功能，而且低于單獨每個人的獨立功能。

系統整體與其部分和之間之所以存在上述三種關系，主要原因是系統結構帶來了組合效應，這是各要素單獨作用時所沒有的。這些組合效應對系統目標來說可能是正面的協同效應，也可能是負面的消耗效應，還可能無任何效應。

2.最優化原理

系統結構的演進受系統目標的控制和系統環境的影響，服從一個統一的自然規律，即在保證實現環境允許系統達到的目標的前提下，使整個系統對時間、空間、物質、能量及信息的利用率最高。最優化原理指明了系統結構演進的方向。

系統的結構是完成系統目標的基礎。例如，只有把計算機的芯片及零件設備按設計的結構裝配起來，才能組成一個計算機系統，并具備計算的功能。如果只是把芯片和零件設備混亂地放在一起或隨意地裝配在一起，則顯然達不到計算的功能，因而也不是一個計算機系統。

不同的結構產生不同的功能和性能。一個有相同要素的系統，如果其結構不同，達到的功能一般也不同。如果一個管理信息系統的單個模塊數及其獨立功能都不變，僅改變部分或全部模塊之間的調用關系，即改變系統結構，則常常會產生不同的系統功能。在一個企業或組織中，如果人員、設備都不改變，僅改變其管理及運作模式，如采用優化勞動組合，引入競爭、監督及保障機制，即改變系統結構，則往往會提高企業或組織的效益。

對于既定的系統，系統的功能與性能要想達到最好，就要讓系統內各要素按照一定的原則進行分工和協作。系統最優化原理認為，只要在許可的條件下，系統的時間、空間、物質、能量和信息五個方面的利用率尚未達到最高，那么該系統內分工和協作的方式（即結構）就不會穩定，就一定要從落后的結構向先進的結構發展，直到在許可的條件下上述五個方面的利用率達到最高為止。

3.木桶原理

系統技術水平的高低不僅取決于構成系統的各個部分技術水平的高低，而且取決于系統整體技術水平的高低，這就是我們常說的“木桶”原理。

木桶的裝水量不取決于桶壁中的長板，而是取決于桶壁中的短板。這對工程技術和系統技術改造等工作都具有重要的指導意義。增強弱項，特別是迅速添補“缺項”，是提高和改善系統整體性能的重要環節。

系統中各個要素的地位和作用并不相同。在一個系統中，各個要素不是平等關系，而是各自占有不同的地位并起著不同的作用。例如，木桶的“底板”和木桶的“把手”是組成木桶的兩個要素，雖然看起來有“把”沒“底”的桶，比有“底”沒“把”的桶在外形上更像桶，但是，有“底”沒“把”的桶具備裝水的功能，是真正的桶，只是不太好用，而有“把”沒“底”則不能稱為桶。

4.模型與模擬化原理

由于系統之間具有相似性，從某個系統上總結出的規律，可以推廣和還原到與它相似的系統上去，這稱為模型與模擬化原理。

模型是對相應的真實對象和真實關系中那些有用的與令人感興趣的特性的抽象化。因此，模型可視為對與真實世界中的物體或過程相關的信息進行形式化的結果。模擬就是在模型上做實驗。

人類認識世界和改造世界的過程先是建立模型與分析模型，然后根據分析的結論去指導人類的行動。建立模型就是通過對客觀事物建立一種抽象的表示方法，用來表征事物并獲得對事物本身的理解，從而建立現實世界的虛擬形象。分析模型是依據模型進行計算、求解驗證，通過對模型的考察建立對客觀事物的分析結論。

1.1.4 系統的模式

系統是相對于外部環境而言的，外部環境對系統的作用表現在對系統的輸入，系統在特定的環境下對輸入進行必要的轉換處理后，新產生了輸出。把輸入轉換處理為輸出，就是系統功能。因此，系統可以理解為把輸入轉換處理為輸出的轉換機構。輸入、轉換處理和輸出是系統的三要素。外部環境因受資源有限、需求波動、技術進步以及其他各種因素變化的影響，會對系統加以約束或影響，這些影響稱為環境對系統的限制和干擾。此外，輸出的結果不一定是理想的，可能偏離預期目標，因此要將輸出結果的信息返回給輸入，以便調整和修正系統的活動，這個過程稱為反饋。根據以上關系，系統的模式如圖1-1所示。