基于物聯網和人工智能的現代物流及倉儲應用技術分析

馮明

摘要：物流是繼電商、金融、云計算后的又一個國家級的基礎設施建設機會。而隨著物聯網、人工智能等技術在傳統物流行業的應用推廣，物流行業正在逐步向智慧化、網絡化轉型。本文將分別探討物聯網技術和人工智能技術，并且分析這兩種技術的應用對于現代物流產業的硬件、軟件的重要作用。

關鍵詞：物聯網；現代物流；人工智能

中圖分類號：F252 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2018）021-0344-02

引言

現代物流（Modem Logistics）是指根據購買方的需求，以最經濟的成本，將商品從供給方向需求方轉移的行為。它主要包括包裝、運輸、裝卸、儲存、配送和信息處理等環節。中國的物流行業起步較晚，然而物流業的市場需求巨大且呈現持續增長的態勢。在2009年國務院頒布的《物流業調整和振興規劃》中，物流產業上升至國家戰略層面。到2017年，中國社會物流總費用12.1萬億元，占GDP比重為14.6%。隨著物聯網、人工智能等技術在傳統物流行業的應用推廣，智慧物流應運而生并將重構整個行業。

一、物聯網技術在現代物流產業中的應用

1.物聯網與現代物流產業

物聯網（Internet of things/loT）普遍指互聯網技術之后，新一代網絡互聯技術，這里主要實現的是物與物的互聯。首先，物聯網的核心意義是將每一個物看成一個節點，每一個節點可以實現一些基本操作，譬如存儲信息，接收處理信息，發射信息等等。那么無數個物就將形成無數個節點。其次，這無數個具有自我處理能力的節點將構成一個網絡，而組成網絡的方式就是進行信息交換和通信，也就是物物相息。通過與無線通訊技術，大數據處理，云計算技術的結合，從而實現對網絡中的每一個節點的監控和操作。

由于現代物流產業發展迅猛，其物流網絡化的復雜程度也越來越高，傳統的物流管理方法已然無法很好地處理和運營整個物流產業。考慮到其市場份額巨大，因此眾多物流公司和互聯網公司正在積極布局。國內有阿里巴巴的菜鳥網絡、京東物流、蘇寧物流等等；國際上，美國電商亞馬遜公司，物流巨頭UPS、聯邦快遞以及德國郵政DHL也在智慧物流上開展大量的研究和創新。接下來我們將從無人倉儲和物流配送這兩個角度進行著重分析。

2.無人倉儲

無人倉儲是物流供應鏈的重要一環，其在功能上必須具備作業無人化、運營數字化和決策智能化3個標準。在作業無人化，需要保障無人設備的穩定性、保證其分工協作的整體控制度。在運營數字化方面，無人倉儲需要具備自感知、自決策的能力，還需要進行必要的自診斷和自修復。在決策智能化方面，無人倉儲要實現最優的成本和最高的效率，從而大幅度減輕人工成本。這里我們舉一個實例來講解無人倉儲的重要性。“亞洲一號”是京東集團研發的全球首座全流程無人倉庫，在其無人倉分揀車間里，300多個分揀機器人可以不間斷地以每秒3米的速度往來穿梭，分揀數十萬個包裹。如果采用傳統作業的話，那么主要靠人自身來識別每個包裹所含的信息，例如送貨地址，貨物屬性，這種分揀方式的容錯率實際上是很低的，這還不包括考慮人力本身在分揀包裹所付出的體力損耗。而有了物聯網技術，分揀流程將大大簡化。首先每一個包裹將簡化成一個個包含信息的一級節點，其次每個分揀機器人將代替人，成為網絡中的二級節點，考慮到二級節點只需要進行基礎的地址、貨物屬性的判定，因此這一決策的過程完全可以由內部微處理器來完成。更關鍵的是，原本需要人力完成運送的這一環節，也可以由機器人來完成，每一個機器人將具備基礎的探測和識別的功能，以保證在數十、數百個機器人同時工作的時候不發生紊亂，而這也是人力很難完成的。因此這個無人倉能處理超過20萬個訂單，整體運營效率較傳統倉儲提升10倍。

3.物流配送

無人配送可以很好地解決物品配送最后一公里的問題。傳統的純人力運輸在實際操作中具有很多難點，譬如，包裹配送的最后環節由于需要進行很多點對點的離散化操作，從而導致實際效率低下，并且很難保證時效性。為了解決這些問題，無人機、無人車技術已經逐步應用到物流配送領域，既改變了物流行業傳統的配送方式，也大大提高了物流效率。

在物流配送的環節中，各類識別技術被廣泛地應用，主要包含RFID、紅外、激光、掃描等技術。其中RFID在倉儲系統中的主要應用方式為：將標簽附在被識別物品上的表面或內部，當被識別物品進入識別范圍內時，RFID讀寫器自動無接觸讀寫。它改變了傳統的人工作業方式，使無人化機器作業變成可能。其次，高精度定位越來越成為無人物流車不可或缺的基礎能力，因為通過接入厘米級高精度定位服務，無人物流車具備了靈敏的環境感知能力——獲取所在位置、速度、姿態信息，這些信息可以作為中控系統制定路線、精準停靠、航向控制的決策依據。而高精度定位和高精度地圖的結合，可以使車與車、車與人之間高效互聯，物流系統運行安全性被大幅提升。基于這些技術，采用無人機、無人車和人力的聯合操作，物流配送效率將在未來引來一個巨大的發展。

二、人工智能技術在現代物流產業中的應用

人工智能（Artificial Intelligence），英文縮寫為AI。是研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，研究如何讓計算機去完成以往需要人的智力才能勝任的工作，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。近些年來，人工智能技術發展迅速，和人工智能相關聯的很多行業也進入了新的發展軌道，這其中就包含現代物流產業。如果說物聯網是一種偏重硬件的技術，那么人工智能則可以在軟件上大大提升物流效率，而現代物流產業也因為人工智能，快速進入智慧物流階段。

在物流運輸環節，智能機器人的投遞分揀、智能快遞柜的廣泛使用都大大提高了物流系統的效率。并且隨著無人駕駛等技術的成熟，未來的運輸將更加快捷。通過實時監控交通道路的通行程度，人工智能可以幫助物流車輛調整運輸路徑，縮短物流配送的時間并逐步提高配送的時間精度。而無人監控的智能投遞系統也將大大減少包裝物的使用，人工智能在選擇合適的包裝物的時候，可以更合理的考慮包裝成本，實現更加安全、更加環保的低成本包裝。除此之外，傳統物流需要調度員和司機、上下游環節以及合作伙伴進行實時溝通。而AI技術的進步，使得這項工作可以由數以千萬計的云端機器人執行，通過設定的語音或者真人模擬語音和司機、上下游環節溝通，以完成管理調度工作。

在倉儲環節，人工智能可以優化物流倉儲的選址問題，根據現實環境的種種約束條件，如顧客、供應商和生產商的地理位置、運輸成本、勞動力成本、基建成本等，進行充分的優化與學習，從而給出最優的解決方案。和傳統的人工選址相比，人工智能能夠減少人為因素的干預，使選址更為精準，降低企業成本，提高企業的利潤。

在庫存管理方面，人工智能可以使物流運作更為有效，從而降低消費者的等待時間。其外，人工智能技術最廣為人知的一個用途是通過分析大量歷史數據，從中學習總結相應的規律，建立相關模型對以往的數據進行挖掘并預測未來的潛在的變化趨勢。通過分析--歷史消費數據，動態調整庫存水平，保持物流倉儲中的物品的有效儲量，這樣可以在不增加企業的生產成本的同時，使得消費者可以獲得高質量的生產服務。

三、結語

如今，現代物流產業已經從自動化階段進化到智慧化階段。物聯網技術大大改善了物流產業的硬件組成，使得原本主要依靠人力協作的物流方式升級為依靠人力和機器的協同作業。并且無人設備的廣泛運用將大大提升物流效率，降低物流成本。在硬件技術廣泛用用的同時，依托人工智能技術，現代物流逐步發展為智慧物流，人工智能很好的搭建了機器和人力協作的橋梁。基于物聯網和人工智能技術，現代物流系統逐步實現了狀態感知、實時分析、自主決策、精準執行，正在開啟全球智慧物流的未來。