智能技術(shù)在物流管理領(lǐng)域的應(yīng)用實踐與展望

王晨龍

（天津交通職業(yè)學(xué)院，天津 300380）

1 智能技術(shù)在物流管理領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 物流運輸領(lǐng)域

1.1.1 無人配送車

1.無人配送車概述。無人配送車在城市內(nèi)安全隱患相對于無人機較小，一般受政策限制較小，所以其應(yīng)用場景較為寬廣，不僅僅適用于建筑密集區(qū)、鬧市區(qū)，同樣還適用于普通居民區(qū)、大學(xué)校園、一般園區(qū)等封閉性較好的場景。因此，相關(guān)電商行業(yè)和物流行業(yè)均在無人配送車方面加快研究，爭取早日解決“最后一公里”配送的難題[1]。

2.無人配送車關(guān)鍵技術(shù)。無人配送車主要包含四項關(guān)鍵技術(shù)，分別是360°全自動駕駛感知系統(tǒng)、合定位系統(tǒng)、規(guī)劃決策系統(tǒng)和仿真云計算平臺。

（1）360°全自動駕駛感知系統(tǒng)。該系統(tǒng)可全面感知關(guān)鍵區(qū)域中的所有障礙物，并可準(zhǔn)確預(yù)測感知范圍內(nèi)的車輛及行人的運動狀態(tài)。

（2）融合定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過將多種傳感器獲取的道路特征與高清地圖進行比對，獲取車輛厘米級位置信息，可使車輛在GPS 不可用的情況下依然可以獲得準(zhǔn)確定位。

（3）規(guī)劃決策系統(tǒng)。規(guī)劃決策系統(tǒng)可根據(jù)實時城市交通動態(tài)信息，生成高效舒適的動態(tài)軌跡，在突發(fā)緊急情況下可保證周邊環(huán)境和無人車的安全。

（4）仿真云計算平臺。利用該平臺可以根據(jù)實時道路情況生成上萬種類似場景，實現(xiàn)每日數(shù)萬千米的演練，不斷提高無人車的場景處理能力。

3.無人配送車的優(yōu)勢。

（1）提高配送效率，降低配送成本。對于人流量特別密集的地區(qū)，如小區(qū)、辦公樓、樓下便利店等區(qū)域，無人配送車的出現(xiàn)極大地代替了人力，降低了成本，提高了配送效率的同時還提升了員工的幸福感。

（2）提升用戶體驗。隨著物流事業(yè)的進一步擴大，無人配送車的出現(xiàn)也會在一定程度上滿足部分用戶“求鮮”的心理，提升部分用戶體驗。

1.1.2 無人載運飛機

1.無人載運飛機概述。無人機是指在無線電設(shè)備遙控下或在自身程序控制下進行飛行的無人飛機。無人機的主要作用是進行空中作業(yè)，而這些作業(yè)是人不便直接完成的，另外結(jié)合其他擴展部件和應(yīng)用，無人機可以在控制形成相應(yīng)平臺。無人機的分類按軍民范疇分為軍用無人機和民用無人機，民用無人機又分為消費無人機和工業(yè)無人機。在現(xiàn)階段，工業(yè)無人機已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)森林植被保護、電力異常檢查、邊境巡邏防御、山區(qū)林區(qū)火災(zāi)防護、物流配送等方面。

2.無人機在物流行業(yè)的應(yīng)用。無人機在物流行業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）距離在中距離或遠距離，線路主要為直線，載重一般較大的空中無人運輸。

（2）在物流末端最后一公里的無人配送。

（3）在倉儲庫位盤點等方面的無人巡視。

（4）在救災(zāi)搶險等過程中的緊急運輸。

1.2 物流倉儲領(lǐng)域

人工智能機器人在倉儲作業(yè)中的主要應(yīng)用，以AGV、穿梭車、協(xié)作機器人、并聯(lián)機器人為主在不同的作業(yè)場景下，有不同的產(chǎn)品與解決方案。

1.2.1 AGV

1.AGV 概述。AGV 自動引導(dǎo)小車來自于AGVS（Auto mated Guided Vehicle System，自動導(dǎo)航系統(tǒng)），它是倉儲機器人系統(tǒng)的硬件的重要組成部分。

2.AGV 優(yōu)勢。AGV 在倉儲自動化領(lǐng)域是重要的基礎(chǔ)設(shè)備，AGV 的作用主要體現(xiàn)在實現(xiàn)了自動或半自動的在庫房內(nèi)對貨物進行搬運和分揀作業(yè)，一方面對于人工投入的減少起到了重要作用，另一方面對于整體效率的提升也做出了貢獻。目前，我國倉儲行業(yè)對于AGV 的需求非常大，并且呈現(xiàn)持續(xù)上漲的趨勢。

AGV 的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為：

（1）對于場地大小的需求可以變化，對于貨物搬運和分揀場地的占用較小，從而提升了整體場地利用率。

（2）通過AGV 的程序編寫，實現(xiàn)了倉儲的流程化作業(yè)。

（3）在AGV 與系統(tǒng)連動的前提下，在訂單執(zhí)行中間接提高了準(zhǔn)確率，另外整體調(diào)度能力的提升在一定程度上改善了物流服務(wù)水平。

（4）基于AGV 自動化程度較高，從而提升了搬運揀選速度，進而降低了成本。

（5）因AGV 的自動化與無人化特性，其更適合于特殊貨物的處理場合。

（6）在倉儲條件一定的情況下，AGV 對于長期發(fā)展有顯著優(yōu)勢。

AGV 關(guān)鍵技術(shù)：

（1）車載控制系統(tǒng)。

（2）導(dǎo)航技術(shù)。

（3）避障算法。

3.AGV 在倉儲作業(yè)中的實際應(yīng)用。在實際倉儲作業(yè)中，應(yīng)用的AGV 主要有叉車型AGV、搬運型AGV、揀選型AGV 和分揀型AGV。叉車這種搬運工具，一般被用于倉儲、運輸和生產(chǎn)等領(lǐng)域。AGV 叉車相比于傳統(tǒng)叉車而言，安全更有保障、管理更加順暢、作業(yè)時間更長、效率更高。同時，在北方極寒地區(qū)、南方高溫地區(qū)、夜間光照不足等特殊情況下，AGV 叉車仍然可以正常作業(yè)。

搬運AGV 是倉儲作業(yè)中使用較多，技術(shù)發(fā)展較快的物流設(shè)備之一，揀選AGV 和分揀AGV 以搬運AGV為平臺，發(fā)展出的適用于不同場景拓展應(yīng)用。

揀選AGV是搬運機器人的“升級”，以及在“貨到人”自動化（半自動化）揀選作業(yè)中的應(yīng)用。通常情況下，揀選AGV 將貨架搬運至相應(yīng)工位，該貨架一般為通用標(biāo)準(zhǔn)貨架，傳統(tǒng)的人工揀選環(huán)節(jié)走動比較多，揀選準(zhǔn)確率低的問題便迎刃而解。揀選AGV 相關(guān)配套設(shè)施主要包括電子系統(tǒng)、專用工位以及充電所等。揀選AGV需要有舉升功能，實現(xiàn)貨架搬運。通過AGV 的使用，可實現(xiàn)人工50～70%的縮減。

1.2.2 貨架穿梭車

在自動倉儲系統(tǒng)基礎(chǔ)上，可以實現(xiàn)貨架穿梭車的應(yīng)用，其自主或半自主的將貨物搬運至指定位置，對應(yīng)相應(yīng)識別符，從而加快貨物上架、下架效率。穿梭車的程序可以自主編寫，可以與上級系統(tǒng)或WMS 系統(tǒng)進行信息交流，在RFID、條碼等技術(shù)的幫助下，可以實現(xiàn)自動或半自動的自主存取功能。其特點是技術(shù)較為成熟，存取效率高失誤率低，對于整體物流倉儲作業(yè)有著降本增效的巨大作用。

1.2.3 協(xié)作機器人

協(xié)作機器人是能夠與人直接互動的機器人，其在工作區(qū)域內(nèi)，將作業(yè)內(nèi)容分為機器部分和人工部分，通過分工實現(xiàn)人和機器的有效合作，共同完成任務(wù)。

協(xié)作機器人在2014 年出現(xiàn)，現(xiàn)階段物流相關(guān)領(lǐng)域作業(yè)非固定性作業(yè)需求日漸增多，這就要求協(xié)作機器人有所改變，所以目前的該類機器人普遍向熱插拔、簡單可視化程序編寫、精準(zhǔn)定位、安全高效的方向發(fā)展。

1.3 交通運輸管理領(lǐng)域

電子收費系統(tǒng)ETC（ETC=Electronic Toll Collection）應(yīng)用了計算機、無線電通信、自動控制等技術(shù)，借助路側(cè)設(shè)備與車載電子標(biāo)簽進行無線通信，在無需停車的情況下，自動完成收費。

電子收費系統(tǒng)收費過程流通的不是傳統(tǒng)的現(xiàn)金，而是電子貨幣。電子化收費是電子收費系統(tǒng)的一個主要特征，電子收費系統(tǒng)的另一個重要特征是完成了公路的不停車收費。使用電子收費系統(tǒng)的車輛只需按限速要求駛過收費口，收費過程自動即已完成，不必再像以往一樣在停靠收費亭前進行付款。

電子收費系統(tǒng)與傳統(tǒng)收費方式不同，它省去了駕駛員在收費站的停車、交費環(huán)節(jié)，可有效降低車輛在收費口的以交費及停車等待時間，避免了因收費而造成的延誤與擁堵。據(jù)統(tǒng)計，不停車收費車道的通行能力可達到2500 輛/h，效率是人工收費的5 倍以上，其總量相當(dāng)于增加5 條人工收費通道。因此，電子收費系統(tǒng)在有限空間內(nèi)有效地提高了利用率，使公路收費站的通行能力得到提高，也讓因停車收費所造成的收費站堵塞得以解決。

2 智能技術(shù)在物流管理領(lǐng)域的展望

2.1 智能運輸系統(tǒng)（ITS）概述

智能運輸系統(tǒng)（ITS=Intelligent Transport Systems）是目前國際上公認的全面有效解決交通運輸領(lǐng)域問題的根本途徑，它是在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)充分發(fā)展進步的背景下產(chǎn)生的。1980 年以后，西方國家在ITS 的相關(guān)領(lǐng)域進行了深入的研究與廣泛的應(yīng)用，通過大量人才、技術(shù)、財政等方面的保障，最終在ITS 領(lǐng)域取得了豐碩的成績[2]。一般交通運輸?shù)娜胤謩e為人、車和路，三者相輔相成、互相聯(lián)系，但又缺乏信息溝通，ITS 正是利用了現(xiàn)代信息技術(shù)將三者進行了高度統(tǒng)一，在人流和車流分布上，盡量做到分時、分道，既解決了時間分布集中的問題，也促進了路網(wǎng)利用均衡的難點。ITS 在提高交通運輸效率方面可謂立竿見影，同時它也可以促進交通安全有序進行，對于環(huán)境和能源有一定的改善作用[3]。

智能運輸系統(tǒng)（ITS）在1990 年左右出現(xiàn)，最早可以追溯到1930 年左右。如今，交通擁堵、交通安全等問題日漸突出，這使人們不斷尋找合理解決的辦法與途徑，同時隨著全球化帶來的經(jīng)濟逐漸增長，國際間的競爭也日趨激烈，在交通運輸領(lǐng)域經(jīng)過多年的發(fā)展以后，目前全世界ITS 研究主要呈現(xiàn)出三足鼎立的局面，即美國、歐洲和日本ITS。從實踐來看，智能運輸系統(tǒng)是解決交通擁堵、交通事故頻發(fā)和環(huán)境污染嚴(yán)重等矛盾的有效途徑。

2.2 智能運輸系統(tǒng)（ITS）特點

智能運輸系統(tǒng)（ITS）首先是智能信息系統(tǒng)，在與運輸管理相關(guān)系統(tǒng)結(jié)合后，形成了如今的智能運輸系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)運輸管理系統(tǒng)，ITS 的特點主要表現(xiàn)為“智能”。具體地說，其特征如下：

1.基于人工智能學(xué)說，“智能”原理是系統(tǒng)的知識體系。

2.系統(tǒng)目的是使運輸高效化、類人化，讓系統(tǒng)按照人的方式執(zhí)行相應(yīng)作業(yè)，如記憶存儲、思考感受、動態(tài)適應(yīng)、表達決策等，這就要求系統(tǒng)具備一定的學(xué)習(xí)、感知和決策能力。

3.結(jié)構(gòu)上具備智能處理器，信息來源于各種傳感器與數(shù)據(jù)，最終發(fā)出決策判斷輔助信息。

智能運輸系統(tǒng)是面向交通運輸行業(yè)的人工智能模擬系統(tǒng)，類似于人類具有思考、感受、學(xué)習(xí)、判斷和解決問題的能力，能夠通過分布于各處的傳感器接收信息，通過自身的人工智能系統(tǒng)進行分析、辨別和判斷，最終提出相應(yīng)解決措施。

2.3 智能運輸系統(tǒng)（ITS）的作用

ITS 的發(fā)展對于世界每個角落的每個人都發(fā)揮出了不可估量的重要作用。ITS 是面向公眾的復(fù)雜交通系統(tǒng)，是交叉學(xué)科復(fù)合型研究新領(lǐng)域。ITS 運輸管理體系包含了先進的信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計算機處理技術(shù)等多個高級技術(shù)群，從而整體上對交通進行實時、高效、準(zhǔn)確的管理。形象地說，ITS 使車輛有“頭腦”，使道路“聰明”起來，將駕駛者、車輛、交通基礎(chǔ)設(shè)施（港口、道路、機場）集合成為綜合系統(tǒng)，結(jié)合成一個整體，起協(xié)同作用，最終形成一個快速、安全、方便、舒適、準(zhǔn)時的大交通運輸體系。

與美歐、日本等發(fā)達國家相比，我國的交通狀況比較復(fù)雜，在智能運輸系統(tǒng)的研究、開發(fā)和實踐方面起步較晚，但發(fā)展非常快。如何學(xué)習(xí)、借鑒發(fā)達國家在智能運輸系統(tǒng)方面的經(jīng)驗，取長補短，結(jié)合國情，加速我國智能運輸系統(tǒng)的研究、開發(fā)和實施，是當(dāng)前我國面臨的一個新課題。

ITS 研究框架比較認同的是如下六個方面的系統(tǒng)：

1.高級交通信息系統(tǒng)。

2.高級交通管理系統(tǒng)。

3.高級車輛控制系統(tǒng)。

4.高級公共交通系統(tǒng)。

5.高級車輛運營系統(tǒng)。

6.高級鄉(xiāng)村交通系統(tǒng)。

3 總結(jié)與展望

新時代背景下，信息技術(shù)特別是智能技術(shù)蓬勃發(fā)展，智能技術(shù)與物流行業(yè)進行深度融合已勢在必行，傳統(tǒng)物流行業(yè)是勞動密集型行業(yè)，在智能技術(shù)的加持下正在向技術(shù)密集型轉(zhuǎn)變，智能技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用已由整體概念化向具體實踐的方向邁進，物流運輸、物流倉儲以及物流管理等相關(guān)領(lǐng)域智能化升級已經(jīng)成為各大物流企業(yè)的重點發(fā)展戰(zhàn)略。目前智能技術(shù)與物流領(lǐng)域的深度結(jié)合已經(jīng)開始，未來在物流運輸、倉儲、配送、交通管理等方面，智能技術(shù)的發(fā)展空間巨大，進一步促進智能技術(shù)的深度融合必將對未來物流行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響。