前 言

0.1　学科发展背景

“物流系统工程”是物流管理、交通运输工程和系统科学等专业交叉形成的一门专业核心课程，也是支撑现代物流系统规划、设计、运行与优化的重要理论与方法基础。随着我国物流业由规模扩张向质量效率提升转型，物流系统的复杂性、动态性和不确定性显著增加，单一经验判断或局部优化方法已难以满足行业对系统决策与科学管理的现实需求。

从行业发展看，当代物流业正处于一场由技术驱动的深刻变革之中。物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术和自动化装备与物流业务的深度融合，正在重塑物流系统的组织方式和运行机制；与此同时，全球供应链重构、客户对时效性与个性化服务的更高要求、“双碳”目标的政策约束，以及地缘政治不确定性等因素，共同构成了物流系统必须面对的复杂外部环境。这一背景下，物流系统的规划与运营问题已呈现出多目标、多约束、强耦合、数据密集等典型系统工程特征。从人才培养角度看，教育部在物流管理类专业人才培养目标中，明确强调学生应具备系统分析能力、数量分析能力、工程思维与科学决策能力。物流系统工程课程正是实现这一培养目标的关键载体。这门课程不仅关注物流系统“是什么”，更强调“如何分析”“如何建模”“如何优化”和“如何在不确定条件下做出决策”，其核心任务在于引导学生从系统整体视角理解物流问题，并运用定量方法与分析工具进行分析与求解。

因此，“物流系统工程”这门课程，既不是对具体物流业务操作的简单描述，也不是单纯运筹学或算法课程的重复，而是一门以物流系统为对象、以系统工程方法为核心、以数据与模型为支撑的综合性方法论课程。通过本课程的学习，读者应能够掌握物流系统工程分析的基本思想，理解常见物流决策问题的建模逻辑，具备将实际问题抽象为可分析、可计算模型的能力，并初步形成理性、严谨、面向系统整体的工程思维方式。这种以科学建模和系统优化为核心的系统工程精神，正是智能物流时代物流管理人才不可或缺的专业素养。

0.2　教材编写目的与原则

在上述学科背景和课程定位下，物流系统工程类教材的根本目的，并不在于穷尽方法或罗列模型，而在于帮助学习者建立一套认识、分析和优化物流系统的工程方法框架。然而，从现有教材体系来看，仍普遍存在以下不足：一是偏重理论推导或静态模型，忽视现实物流系统中的不确定性与数据特征；二是方法与应用割裂，模型难以落地，学生学会了公式，却不会解决问题；三是与现代数据分析工具和智能技术衔接不足，难以支撑新一代物流决策实践。

基于此，《物流系统工程》的编写目标不仅是对现有教材内容的补充或修订，更是尝试系统回答“‘物流系统工程’这门课应该教什么、如何教、教到什么程度”这一根本问题。本书以物流系统中的典型决策问题为主线，系统构建从理论基础到计算实现全流程的知识体系，力求帮助读者形成从问题识别、模型构建到分析求解与决策支持的完整能力链条。通过本书的学习，读者不仅能够理解物流系统工程的基本理论，更能够将其应用于现实物流系统的规划与优化实践之中。

为实现上述目标，《物流系统工程》在编写过程中遵循以下基本原则。

第一，科学性与规范性并重。在内容组织与方法选取上，系统梳理物流系统工程中的经典理论与主流模型，注重假设条件、适用范围与理论逻辑的严谨性，确保教材在学科体系中的规范性与学术基础。

第二，系统性与整体性导向。以物流系统为研究对象，强调各子系统之间的关联与协同，从系统分析入手，逐步展开选址、布局、库存、运输与路径等关键决策问题，帮助读者建立整体视角下的物流系统认知框架。

第三，实用性与可操作性突出。紧密结合实际物流场景，通过案例分析、综合实验与计算实现，引导读者将现实问题转化为可建模、可计算、可优化的形式；同时，系统引入Python及相关工具，强化从模型构建到求解验证的完整实践过程，提升方法的落地性。

第四，先进性与时代特征体现。在覆盖物流系统工程经典内容的基础上，注重反映学科与行业的发展趋势，适度引入数据驱动决策、随机与鲁棒优化思想，以及智能物流系统相关的新技术与新问题，使教材内容与当代物流实践保持同步。

0.3　课程体系与应用导向

《物流系统工程》的内容安排遵循从系统认知到方法学习，从战略规划到运营优化，再到智能前沿的递进逻辑，各章内容紧密衔接、相互支撑。全书可分为四大部分，共12章。第一部分为理论与方法基础，包括第1～4章。从物流系统的基本概念与系统工程原理入手，系统介绍物流系统分析的框架与定量方法。进而聚焦于两大预测分析工具：回归分析与时间序列分析。第二部分是系统规划与设计，深入分析物流网络构建的核心环节，重点解决物流系统“在哪里建”和“如何布局”的战略与设计问题，涵盖第5章和第6章的内容。第5章阐述物流设施选址的战略决策与多目标决策模型，包括确定性与不确定性环境下的建模方法。

第6章则聚焦设施内部布局优化，介绍经典的系统布局规划(SLP)与计算机辅助规划等方法。第三部分是运营管理与控制优化，深入探讨物流系统日常高效运行的关键运营问题，包括第7～11章的内容，依次探讨了存储系统与空间规划、产能控制与瓶颈优化、时间调度与作业排序、车辆路径与运输调度以及拣货路径与仓储运营优化。这一部分以模型与算法为核心，在约束条件下寻求资源调配、作业安排与路径选择的最优解，并配有算法实现或实验部分。第四部分为智能发展与前沿展望，包括第12章的内容。这部分内容介绍物流系统智能化演进趋势，聚焦物联网、数字孪生、人工智能驱动下的供应链协同优化等前沿主题，启发读者对未来智慧物流系统的思考。

0.4　教材使用说明

《物流系统工程》主要面向高等院校物流管理、物流工程、工业工程、大数据管理与应用、供应链管理等专业本科生与研究生，也适合物流、供应链和运营优化从业者作为自学与实务参考用书。教学中可根据学时与学生背景灵活选取章节，建议结合编程实践与案例研讨，以提升系统思维与解决实际问题的能力。

本书由北京交通大学多年从事物流管理教学与科研工作的焦雯教授和傅少川教授主编。各章的写作分工如下：第3章、第4章和第6～12章由焦雯执笔，第1章、第2章和第5章由傅少川执笔。感谢马芳芳、张媛媛、苗本萱、耿嘉盛、王恩同、马子涵、陈智航、赵永宏、彭丹怡、张馨月、刘英俏、陈思辰、王昊东、熊力源(排名不分先后)在教材编写工作中的支持和贡献。本书在编写过程中参阅了国内外许多同行的学术研究成果，参考和引用了所列的参考文献中的某些内容，在此向这些文献的编著者致以诚挚的谢意。

本书的出版得到北京交通大学人才基金经费(项目号：2023XKRCW018)的资助，在此表示感谢。

本书在编写过程中，作者围绕物流系统工程的理论体系、方法模型与教学需求进行了系统梳理与反复论证，力求内容完整、结构清晰、方法可用。鉴于物流系统工程问题的复杂性及学科的持续发展，书中难免存在疏漏与不足。诚挚欢迎专家学者和广大读者提出宝贵意见与建议。联系电话：010-62796045，电子邮箱：992116@qq.com。

本书配套的电子课件、教案、教学大纲、习题答案和实例源文件，可扫描下方的二维码获取。

编　者

2026年4月