可拓理论在城市配送资源整合中的应用研究

刘常宝，王志平，廖明星 LIU Changbao,WANG Zhiping,LIAO Mingxing

（1.商丘学院，河南 商丘 476000；2.燕京理工学院，河北 廊坊 065201；3.韶关学院，广东 韶关 512005）

作为21世纪“热学”，可拓学是我国著名学者蔡文创立的一门原创性交叉性横断学科。该理论以哲学、数学、逻辑学为其理论基础，通过学科知识间的相互推衍与融合，创新性的构建具有实用意义的思维方法体系。可拓理论以形式化的模型构建为切入点，着力探究事物相互关联之后的拓展可能性以及由此衍生开拓创新的规律与方法，其经济价值在于以研究求解不相容问题为出发点找到破解瓶颈问题的规律与方法。基于哲学—数学—工程学的内在逻辑路径，可拓学由此为我们勾画出化解矛盾问题的路线图。世界万物之间的普遍联系形成事物拓展的可能性，以哲学的辩证思维方法为基础，提出了以基元理论为逻辑起点的构建路径，强化事物的二元化统一体的存在模式（类似于哲学的思维范畴）：质与量、静与动、可能性与不可能性等，通过物元可拓方法、物元变换方法、可拓评价方法以及在社会经济各领域进行应用的可拓工程方法，完成了可拓理论由抽象的逻辑推衍到现实价值呈现的转变。

1 可拓学的基本理论描述

可拓学作为一门新兴科学理论，物元（R）是可拓学理论的逻辑细胞，将物元R及其三要素N、c、v作为完整的统一体考虑 ， 记 作R=（N,c,v）， 作 为 描 述 事 物 及 其 质 、 量 的 模 型 。 如R1= （物流配送A，区块快递，50公里 ） ；R2=（配送网点，小区快递，1公里 ）。同时，物元可拓方法又包括发散树、分合链、相关网、蕴含系、共轭对等方法；物元变换方法包括置换变换、增删变换、扩缩变换、分解变换、转换桥等方法；评价方法包括优度评价法、真伪信息评价法、物元相容度判别法等方法；菱形思维方法包括一级与多级菱形思维模型、逆向菱形思维方法等，可拓工程方法包括可拓方法在产品与服务设计、管理决策、流程诊断、管理策划、程序控制等领域的应用方法。正如可拓学的原创者所阐述的那样，从社会意义上讲，可拓学是可以学习的聪明学智慧学，从经济意义上讲，可拓学是帮助人们克服“灵机一动”的创新模式弊端，实现创新活动的程式化。

2 可拓性理论在物流管理运用的充分条件

在社会经济活动中，人们在对复杂功能架构认知和运用中，已经逐步将理性的认知方法与思维路向整合统一，并逐渐向合乎规律和趋势认知转化，这是运用可拓性理论的思维条件境和逻辑开端。从更为宽泛的哲学意义上讲，就是首先确立对事物的相互联系以及运营规律趋势的理性预期与判断，养成实施理性分析判断的习惯和知性，这是实施可拓性理论的重要前提。

城市物流配送资源是系统性问题，在我国城市化进度加快、城市体量增大以及城市功能面对巨大需求压力情况下，对资源进行系统整合，节约与优化相结合，实现在现有资源总量不变的情况下资源使用效率的提升，是可拓性理论应用的价值作用所在。许多物流资源整合的方法是在不同地理环境以及物流运作实践中总结出来的，这些经验和感悟，在解决物流资源整合的价值不容忽视，但是由于其经验性的局限，其方法的碎片化和非逻辑性倾向比较明显，影响其价值实现和技术推广。而可拓学基于对事物的发散性、可扩性，相互性、蕴含性、共轭性的科学认识，针对不同的矛盾问题解决方案，提出发散树、分合链、相关网、蕴含系、共轭对等理性的方法和逻辑的设计程序，这就为城市物流配送资源配置问题指出了向内、向外、平行或旋转的开拓思维路向，我们也可以通过运用可拓学原理生成关于资源配置的可拓设计方法——“城市物流配送资源配置可拓设计方法”。

2.1 可拓方法的现实呈现。在可拓理论中，基元理论将现实事物拟合成为新三位一体的集合体，这一集合体包括物元、事元、关系元三大要素。而不同的构建元素也具有菱形发散的特征，以物元为第一路向，其中发散树方法应用的价值体现为：从一个事物具有很多特征，简称一物多征阐发，利用事物的A特征去解决其B特征所解决不了的问题，此即一物多征的用途。如高铁可以作为运输人员的交通工具，也可以作为现代快递的运输工具。城市的公共交通也是如此。此外，还有一征多物、一值多物、一物一征多值等，如配送中的废弃物可就地转化为包装物等。物元的这些特性称为物元的发散性，利用物元发散性生成物元发散集合来寻求解决问题的方法，称为发散树方法，此法在资源转化中具有巨大实用价值。

下面结合公共交通资源利用案例对发散树方法的运用进行分析。

（1） 问题（P）：配送资源整合。

（2）问题的界定：在一定条件（r）下，如城区交通拥堵、运输资源有限、运输时间要求高、配送服务要求高，将公共交通（R）重建为物流配送（R'）的问题属于矛盾问题。

（3） 问题模型的建立：P（问题）=R（目标）*r（条件）为不相容问题，求R'使P（问题）=R'（目标）*r（条件 ）为相容问题。

（4） 设在r（条件）不变的前提下，由R（公共交通 ）出发，生成R'（物流配送）。

将R用多维物元进行形式化表述，建立物元模型：

利用发散树的一值多物原理，在特征（c：形态 ）及其量值 （v：管理归属 ）不变的前提下，对R1进行事物（N）发散：

同时，利用发散树的一征多物、一征多值原理将R5进行发散：

同理，利用发散树原理可以将R2,R3,R4,…,RN进行发散。

（5）利用优度评价方法对各发散方案进行评价，初步确定R11与R54方案可以发展。以R51=（错峰邮递A，功能，快递）方案为例，利用发散树的一物多征原理将R54进行发散：

利用发散树的一征多值原理将R542进行发散：

（6）利用各种评价方法对各发散方案进行评价，确定R5422方案为最终方案。

（7）利用物元变换方法，将物元R（公共交通）变换为R5422=（错峰邮递A，空闲，个人文件）。

对城市配送而言，在城市地价攀升、人力成本走高、城市道路资源紧缺、单双号出行等压力逐渐加大的形势下，对动态以及静态物流功能转化也有可拓理论的作用空间，例如，应用置换变换，将快递中心包装物由废弃物变换为二次包装物；其位置特征由地面建筑变换为地下建筑，其结构特征由固定结构变换为可拆解变化的结构。同理，对场地、货架等元素进行一系列的可拓分析与物元变换，形成最终的城市配送点设计创新结果，使部分资源配置矛盾得到解决。

城市物流资源整合必须秉承系统和客观的思想，就是要依据城市地理特点、城区规划特点、城市交通管理规则，因时制宜、因地制宜的开展可拓性创新设计。需要注意的是，在上述推演过程中，可拓分析与物元变换以及物元、事元以及关系元之间是开放结构，不仅可以在基元内相互替代，也可以与各种方法交互使用。

2.2 突破物流资源配置中矛盾问题中的思维局限。在物流资源配置中常常会遇到物流功能二律背反问题，这是物流活动中固有的矛盾，但是，可拓理论就是要将不可解决矛盾转化为可以解决矛盾，将不相容的问题转化为相容问题。其中通过物元变换的思想，通过物元变换、准则变换、论域变换等方法，实现突破传统思维局限，从而将矛盾化为相容，将对立化为共存。以准则变换为例，矛盾问题是按一定的准则来界定的，可以通过准则变换，即对考察对象的准则进行重新分析、变换与界定，突破原有局限来解决矛盾问题。如在城区物流配送中，可以将公交站场的资源充分利用起来，利用站场人员区域性辐射效应，作为安全的文件类快递的收货和发货地，解决城区配送场地资源紧张问题。

目前，城区配送的最后一公里问题引起社会的普遍关注，尤其在道路资源紧缺的一线城市，如何化解这一矛盾，可拓性理论可以提供若干问题答案。一方面公交车、私家车空驶现象明显，另一方面快递异形机动车对正常交通秩序干扰度增加。过剩与需求并存，这种矛盾的解决也可以通过形式与功能的变换来实现，通过招募固定线路上的私家车，在对进入行业资格审查的基础上，投入快递行列。另外，公交车也可以转换身份，错峰加入快递运输，实现富裕资源的合理利用，由此也可以化解城市生态压力与城市经济发展需求的矛盾。

2.3 推动城区物流配送的智能化进程。城区物流配送的资源配置设计思维过程存在黑箱性，很难使用计算机进行方案优化和设计。而可拓学能够对事物进行形式化表达，对思维过程作形式化推导和推衍，由此形成的城区物流配送资源配置设计方法具有可传达性、可模拟性及可视性，这对于未来使用计算机辅助设计以及VR及AR技术的运用也具有重要的推动意义。

物元理论通过事物逻辑分析厘清事物间的质的区别性，同时又通过数量关系，强化事物量的规定性。从而将事物及解决问题的过程与方法模型化、量化，并以此建立数据库，应用计算机识别、运算、生成解决方案结果。

在未来智慧城市建设中，计算机辅助方法会有更广阔的价值空间。先进的互联网、物联网技术也会惠及城区物流配送。大数据、云计算技术可以从容应对可用信息数量多、非结构数据多、变换速度快等特点，实现数据分析的快速性、精准性。而可拓性理论作为量化技术的补充，可避免人类思维在选择数据时由于主观心理定势造成的无意识干扰作用，能够生成出乎意料的、不拘一格的、数量较多的新颖方案，供人们选择、推衍。所以，定性分析与定量技术的结合，能够保证城区物流配送资源配置的合理性、合规性和科学性，以此避免功能间的相互冲突，大大提高设计方案的生成效率。

3 物流配送理论研究与可拓学方法

物流配送本身就是系统化功能整合的结果，在城市诸多功能实现中占据重要位置，信息流、商流、资金流、物流四流一体的现代物流模式构建中，可拓性理论将会成为不同功能间的“转换桥”，保证物流资源利用的最大化。

3.1 为城市物流资源配置理论研究提供形式化方法。城市物流资源配置问题是质与量的集合体，单纯的依靠自然语言的描述，无法精确地分析资源的技术型指标，保证资源配置的精准性，这就是自然语言描述存在的局限性。而可拓学的数学化物元模型可以将物流规划设计、物流理论形式化，使城市物流资源配置理论研究更形象、直观、严谨、细化、精确，有利于城市物流资源配置理论研究方法的科学化与合理化。以表述城区配送点为例，可以建立如下的物元模型。

可见，用物元模型进行物流配送理论表述就很准确、明晰，便于进一步研究与推衍。

3.2 为分析解决物流配送资源供给矛盾提供思维路径。可拓学提供了认识事物及其结构的原理与方法，如共轭性原理等，这对科学阐释物流配送资源的现象、概念、理论具有重要意义。

例如，物流配送活动中现今存在着的普遍问题是：物流配送包括运输方式、送达时间、交付方式、收货形式、包装问题等，各方式之间有二律背反情况存在，运营者难以掌握服务质量提升，企业竞争能力提高的着力点，这可以用软硬共轭性原理来阐释。可拓学从事物的系统性考虑，将事物的组成部分的全体称为硬部；事物与它的组成部分之间及与该事物以外的事物之间的关联系称为事物的软部，硬部与软部存在相关性、转化性，称为软硬共轭性。人们一般对硬部重视较多，实际上软部作用也不可小觑。在城区物流配送活动中，人们认识的是整体的物流配送过程系统，而非各自独立的局部配送时间、方式指标。其中，服务点运营环境（软部）对物流配送系统起到补充、组织作用，同样的配送点（硬部），在客户接受服务过程中出现的业务程序、场地卫生、货物摆放、营业态度的不同，会给人截然不同的感受。

虚实问题是属于艺术范畴问题，但是在当下社会经济活动中，也同样存在这种虚实合体问题。这并非是主观论断的巧合，而是其背后存在着科学的理论基础。可拓学认为，从事物的物质性考虑，任何事物都由虚实两部分组成，实部解决不了的问题可以用虚部来解决，虚部与实部存在相关性、转化性，称为虚实共轭性，应用虚实共轭性解决问题的方法称为虚实共轭对。如宜家大卖场中，都会设置一些休闲场所、餐饮服务区域，供顾客短暂休憩或进餐。但是在我国城市大部分物流配送网点，难以见到商家为客户提供的便利服务，包括简单包装物提供、临时座位等，这些虚部对提高客户资源的粘性也很重要。

3.3 促动城市物流配送资源配置新体系的构建。哲学是可拓学构建的理论基石，基于对物质世界的可变性、运动性、相关性、多样性的科学认识，可拓学提出了物元可拓方法、物元变换方法、评价方法、菱形思维方法以及在各领域应用的可拓工程方法。可拓学方法下的城市物流配送资源配置研究，将从新的视角，用新的方法生成新的资源配置理论，如资源配置可拓设计论、资源配置可拓评价论以及各种具体的资源配置方法，如资源配置设计的发散树、分合链、相关网、蕴含系等方法。

3.4 推进城市物流配送资源设计思维规律的研究。在传统城市物流配送资源配置方法中，人的理性思维与感性思维多是混杂在一起的，而创新思想的生成则因人而异，即使是讲求集体智慧的“头脑风暴”方法，也是靠互相激发灵感的方式来拓展思路，故而传统设计法多属于碎片化、经验的、个体的、随机的，其中理性部分常常被埋没在感性方式之中。

可拓学则将传统的黑箱性设计思维白箱化，把理性部分从传统思维方式中明晰梳理出来，使其显性化、形式化，并将之总结为可以表述、研究与学习的理性可拓方法，由此引出提出了菱形思维方法，这是对城市物流规划设计思维规律研究的重要推进。通过发散与收敛思维方式的运用，将问题的解决方案逐渐向理性科学的方向聚合，会加快资源配置矛盾的解决。

可拓理论在对事物发散性、相关性、蕴含性、可扩性、共轭性的严谨科学分析基础上，利用物元可拓方法指出了思维发展的正确方向，从而体现出理性、系统、准确、全面的特点，从而避免传统思维局限、重复、杂乱、片段等弊端，这也为现代智慧物流体系构建提供科学方法论的支撑。未来智慧物流中的VR与AR技术的运用将会在更加宽阔的四维空间，拟合感性与理性、虚拟与现实的缝隙。

物元变换方法在准确认识事物的三度“物元、事元、关系元”的基础上，为问题的解决提供一系列灵活的、可操作的思维变换方法。尤其是在对事物准则变换与论域变换方面，可使人的思维视角从问题本身逐步拓展到问题产生的前提与发生的范围，突破了固有思维或人为因素的制约，拓展了思维的空间。方法比结果更重要，在物流规划系统设计中，必须开展颠覆传统思维模式，突破事物的功能边界，融通整合不同质的事物内在价值，实现真正智慧型大物流。

4 物流规划设计教育与可拓学方法

传统物流管理教学主要通过案例分析，从“启发”、“示范”、“诱导”、“感悟”等角度传授物流规划设计的方法，属于间接式教育方式。由于传授者与接受者的专业水平、行业感知等差异很大，对接受者来说领会起来还有相当的难度，其教学效果往往不尽如人意，同时，许多经验和案例伴随时间的推移，其自身的价值也在不断衰减。

可拓学能够对事物进行形式化表达，对思维过程作形式化推导，形成可传达性和可模拟性甚至可视性，对于物流规划设计思维的交流，特别是对于现代物流管理教学至关重要。如前述的配送网点的物元表达一例，可拓学的物元模型可以为师生间的设计交流提供形式化的工具，将非形象性的、图示方法难以表达的抽象内容，由过去的“只可意会、难以言传”发展为可以进行形式化交流，实现“既能意会，又可言传”。同时，由于教育过程中表达形式的规范、严谨、细化，将具有“黑箱”、“灰箱”性质的设计思维过程“白箱”化，就避免了因缺少统一交流方法而受师生个体经验与能力的局限，克服了由此产生的交流工具与传授方法的不稳定、信息不对称的弊端。

城区物流配送资源配置问题只是物流规划设计的冰山一角，在整个物流管理活动中，系统化思想可以转化为科学实用的思维方法，使系统论乃至控制论思想实现其价值。可拓学总结出的系统原理与可操作的方法，如发散树、分合链、相关网、蕴含系等，就是人们易于掌握的具有推演性的逻辑方法，这在一定程度上保证系统化思想的落地。这些理性的方法可描述、可运算、可拓展、可传达，在高校物理管理、物流工程专业教学中可以为更多的学生所掌握，摆脱了传统物流专业教学对教师个体能力的依赖，促使高校物流专业教学水平能够满足社会对物流人才的知识架构与思维方式的客观需要。

5 结束语

可拓学方法作为开放型结构，本身就是感性与理性、质与量、虚拟性与现实性等统一，通过上述架构式的分析可以看到，可拓学在物流规划设计实践、物流规划设计研究、物流管理教学等方面具有重要作用和应用前景。实际上，可拓学对解决现有国家级物流规划建设中的矛盾问题同样具有方法论价值。如通过论域的变换，解决物流规划建设与城市整体经济发展的之间矛盾；依据相关网原理促进物流规划网络的形成等。

总之，可拓学以“科学中的科学”哲学为先导性理论，通过实证展示其价值，成为研究事物的可拓性以及开拓规律与方法的一门新的横断学科，目前，已经在人工智能、管理、控制、机械、中医、设计等多个领域开展了应用性的研究活动，取得了一系列重要的创新研究成果。而可拓学在物流规划领域的研究尚为空白，二者如何进行深入的交叉研究并形成物流规划领域的专业方法等问题，还有待进一步的探讨。但毫无疑问，可拓学在物流规划特别是城市物流配送资源整合领域有广阔的应用前景，而且对于城市物流配送体系设计、城市物流配送中心规划、物流规划生态学价值等相关领域也同样具有方法论层次上的意义。故此，本文把可拓学在物流配送资源整合领域的应用前景和可能性作简要的分析与介绍，希望能够引起物流配送、物流仓储、物流运输、包装、物流加工、物流信息管理、物流设备管理等物流子系统设计领域的同行对可拓学方法的重视与研究。