1.1 系统概述

系统一词频繁地出现在社会生活与学术领域中，系统的思想和方法已渗入社会生产与生活的一切领域。因此，了解系统的概念对于物流系统规划与设计的建设具有重要意义。

1.1.1 系统的概念

系统（system）的概念源于人类长期的社会实践。在日常生活中我们经常能接触到系统的概念，如经济领域的工业系统、商业系统，自然界的气象系统、生态系统，军事领域的作战系统、后勤保障系统，日常生活中的交通系统、通信系统等。

通常，系统被认为是一个整体，它是由若干个具有独立功能的元素（element）组成的，这些元素之间互相联系、互相制约，共同完成系统的总目标。

任何一个系统都具有一定结构。系统的结构（architecture）是指系统内各元素之间物理上或逻辑上的关系，如各元素在数量上的比例关系，时间上的先后关系，空间上的连接关系，管理上的隶属关系等。系统内各元素间的关系有些是静态稳定的，有些是动态变化的。

系统的功能（function）是系统的基本属性。不同的系统一般具有不同的功能，但从本质上讲，系统的功能就是接受物质、能量与信息，将它们进行变换，然后产生并输出另一种形式的物质、能量与信息。由此可知，系统就是按照某种结构把元素组织起来让元素形成一个具有某种整体功能的统一体。

一个大的系统往往比较复杂，人们通常会按复杂程度将其分解成一系列小的系统，这些被大系统包含的小系统被称为子系统，子系统有机地组成了大的系统。

1.1.2 系统的特性

系统一般都具有集合性、相关性、层次性、整体性、目的性和适应性等特性。

1.集合性

集合是指把一些具有某种属性的对象看作一个整体，这个整体就是一个集合，集合里的对象叫作集合的元素或要素。系统的集合性是指一个系统至少要由两个或两个以上可以互相区别的要素所组成，如一个企业管理信息系统从管理的组织和职能上一般由市场、生产、后勤、人事、财务、信息处理、高层管理等要素组成。

2.相关性

组成系统的各要素既相互作用，又相互联系，相关性说明这些联系之间的特定关系，如结构联系、功能联系和因果联系等。如果它们之间的某一要素发生了变化，就会影响其他要素乃至系统整体。因此，在系统要素变化时，应对其他相关联要素做相应的改变和调整，以保持系统整体的最佳状态。

3.层次性

系统作为一个相互作用的诸要素的总体，存在一定的层次结构，可以被分解为一系列的子系统，这是系统空间结构的特定形式。系统层次结构表述了不同层次子系统之间的从属关系或相互作用关系且不同的层次结构中存在着动态的信息流和物质流，这构成了系统的运动特性，为人们深入研究系统之间的控制与调节功能提供了便利条件。

4.整体性

具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系是根据逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中的，即任何一个要素都不能离开整体去研究，要素间的联系和作用也不能脱离整体的协调去考虑。系统不是各个要素的简单集合，脱离了整体性，要素的机能和要素间的作用便失去了原有的意义，研究任何事物的单独部分都不能得出有关整体的结论。系统的构成要素和要素的机能、要素的相互联系要服从系统整体的目的和功能，在整体功能的基础上开展各要素及其相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。在一个系统整体中，即使每个要素并不完善，但它们通过协调也可以综合成为具有良好功能的系统。

5.目的性

人造系统都具有明确的目的，其目的一般通过具体的目标来体现，比较复杂的系统具有多目标，因此人们需要建立指标体系来描述系统的目标。系统的目的或功能取决于系统各要素的组成和结构，如衡量一个工业企业的经营业绩，不仅要考核它的产量、产值指标，还要考核它的利润、成本和规定的质量指标完成情况。在指标体系中，各个指标之间有时是相互矛盾的，有时是互为补充的。为此，要从整体出发，力求获得全局最优的经营效果，寻求平衡的方案。

为了实现系统的目的，系统必须具有控制、调节和管理的功能，管理的过程就是系统的有序化过程，使系统进入与目的相适应的状态。

6.适应性

任何系统都是在一定的环境中产生，又在一定的环境中运行、延续和演化出来的。系统必然要与外界环境产生物质、能量和信息的交换，外界环境的变化必然会引起系统内部各要素之间的变化，不能适应环境变化的系统是没有生命力的。

1.1.3 系统的基本原理

系统的基本原理包括整体性原理、最优化原理、木桶原理、模型与模拟化原理等，理解这些基本原理有助于理解系统理论的内涵，掌握其实质。

1.整体性原理

系统之所以称为系统，首先是系统具备整体性原理。若干要素或子系统按一定的结构组成系统后，便表现出它们在分别独立作用时所不具备的性质和功能，从而表现出整体的性质和功能不等于各个要素的性质和功能的简单相加。从“质”的方面讲，整体具有其构成要素所没有的性质；从“量”的方面讲，整体可以大于、等于或小于其部分之和。

整体大于部分之和的基本力量来自系统内各子系统（要素）的分工与协同效应。有人用“1+1>2”来形象地表达协同效应。协同效应随处可见，“三个臭皮匠，赛过诸葛亮”，形象说明了若同心协力，三个普通人的智慧就能赛过足智多谋的诸葛亮。当系统要素协力配合时，将发挥出很好的作用，带来很好的效益，比如一个经营有方的企业的经济效益显然会超过其中的生产、销售、财务等部门单干的经济效益的总和。

整体等于部分之和是人们认识最早也最熟悉的关系，如一个国家的人口总和等于各地方人口之和，整体的质量等于各部分质量之和等。

整体小于部分之和的关系往往容易被人们忽视，但实际上它却客观存在，“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃”就是通俗易懂的说明。和尚运水的效果是可以累加的，而“没水吃”的结果说明三个人的整体功能不仅低于三个人独立挑水之和的功能，而且低于单独每个人的独立功能。

系统整体与其部分和之间之所以存在上述三种关系，主要原因是系统结构带来了组合效应，这是各要素单独作用时所没有的。这些组合效应对系统目标来说可能是正面的协同效应，也可能是负面的消耗效应，还可能无任何效应。

2.最优化原理

系统结构的演进受系统目标的控制和系统环境的影响，服从一个统一的自然规律，即在保证实现环境允许系统达到的目标的前提下，使整个系统对时间、空间、物质、能量及信息的利用率最高。最优化原理指明了系统结构演进的方向。

系统的结构是完成系统目标的基础。例如，只有把计算机的芯片及零件设备按设计的结构装配起来，才能组成一个计算机系统，并具备计算的功能。如果只是把芯片和零件设备混乱地放在一起或随意地装配在一起，则显然达不到计算的功能，因而也不是一个计算机系统。

不同的结构产生不同的功能和性能。一个有相同要素的系统，如果其结构不同，达到的功能一般也不同。如果一个管理信息系统的单个模块数及其独立功能都不变，仅改变部分或全部模块之间的调用关系，即改变系统结构，则常常会产生不同的系统功能。在一个企业或组织中，如果人员、设备都不改变，仅改变其管理及运作模式，如采用优化劳动组合，引入竞争、监督及保障机制，即改变系统结构，则往往会提高企业或组织的效益。

对于既定的系统，系统的功能与性能要想达到最好，就要让系统内各要素按照一定的原则进行分工和协作。系统最优化原理认为，只要在许可的条件下，系统的时间、空间、物质、能量和信息五个方面的利用率尚未达到最高，那么该系统内分工和协作的方式（即结构）就不会稳定，就一定要从落后的结构向先进的结构发展，直到在许可的条件下上述五个方面的利用率达到最高为止。

3.木桶原理

系统技术水平的高低不仅取决于构成系统的各个部分技术水平的高低，而且取决于系统整体技术水平的高低，这就是我们常说的“木桶”原理。

木桶的装水量不取决于桶壁中的长板，而是取决于桶壁中的短板。这对工程技术和系统技术改造等工作都具有重要的指导意义。增强弱项，特别是迅速添补“缺项”，是提高和改善系统整体性能的重要环节。

系统中各个要素的地位和作用并不相同。在一个系统中，各个要素不是平等关系，而是各自占有不同的地位并起着不同的作用。例如，木桶的“底板”和木桶的“把手”是组成木桶的两个要素，虽然看起来有“把”没“底”的桶，比有“底”没“把”的桶在外形上更像桶，但是，有“底”没“把”的桶具备装水的功能，是真正的桶，只是不太好用，而有“把”没“底”则不能称为桶。

4.模型与模拟化原理

由于系统之间具有相似性，从某个系统上总结出的规律，可以推广和还原到与它相似的系统上去，这称为模型与模拟化原理。

模型是对相应的真实对象和真实关系中那些有用的与令人感兴趣的特性的抽象化。因此，模型可视为对与真实世界中的物体或过程相关的信息进行形式化的结果。模拟就是在模型上做实验。

人类认识世界和改造世界的过程先是建立模型与分析模型，然后根据分析的结论去指导人类的行动。建立模型就是通过对客观事物建立一种抽象的表示方法，用来表征事物并获得对事物本身的理解，从而建立现实世界的虚拟形象。分析模型是依据模型进行计算、求解验证，通过对模型的考察建立对客观事物的分析结论。

1.1.4 系统的模式

系统是相对于外部环境而言的，外部环境对系统的作用表现在对系统的输入，系统在特定的环境下对输入进行必要的转换处理后，新产生了输出。把输入转换处理为输出，就是系统功能。因此，系统可以理解为把输入转换处理为输出的转换机构。输入、转换处理和输出是系统的三要素。外部环境因受资源有限、需求波动、技术进步以及其他各种因素变化的影响，会对系统加以约束或影响，这些影响称为环境对系统的限制和干扰。此外，输出的结果不一定是理想的，可能偏离预期目标，因此要将输出结果的信息返回给输入，以便调整和修正系统的活动，这个过程称为反馈。根据以上关系，系统的模式如图1-1所示。