物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設分析

呂潔印，何彥東

（1.深圳中集智能科技有限公司，廣東 深圳 518063；2.清華大學深圳國際研究生院，廣東 深圳 518055）

1 物流供應鏈智能化數字化發(fā)展

物流供應鏈行業(yè)作為國民經濟的支柱產業(yè)，存在環(huán)節(jié)眾多、主體多樣、數據難以互通的特點，造成預測困難、效率安全水平低、碳排放高等問題，加快發(fā)展現代物流供應鏈，對于促進產業(yè)結構調整、轉變發(fā)展方式、提高國民經濟競爭力和建設生態(tài)文明非常迫切。我國發(fā)展人工智能具有良好基礎，加快人工智能多領域多場景示范應用，開展智能物流裝備研發(fā)和推廣應用，推動物流供應鏈各環(huán)節(jié)實現智能化運轉和高效率管理，引導行業(yè)龍頭企業(yè)引領帶動物流業(yè)智能化發(fā)展，是我國當今新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的重要內容。當前，借助人工智能技術等數字經濟打造物流供應鏈閉環(huán)系統(tǒng)，實現物流供應鏈預測規(guī)劃、效率、安全等整體能力的提升成為行業(yè)趨勢。

2 集裝箱物流供應鏈是全球物流供應鏈的重要組成

集裝箱是全球國際貿易物流供應鏈的核心裝備，包括普通貨物集裝箱（普貨運輸）、冷藏集裝箱（冷鏈供應）和罐式集裝箱（危險品）等。全球國際貿易貨物運輸80%以上是通過集裝箱運輸完成的，集裝箱是全球應用最廣泛、最標準化的、實現物流供應鏈運轉必不可少的載運工具，即物流裝備。集裝箱物流供應鏈系統(tǒng)是具有明顯的開環(huán)應用特征的系統(tǒng)。作為典型的物流供應鏈的流通裝備，集裝箱的所有權、經營權、使用權是分離的，物流作業(yè)各環(huán)節(jié)是屬于分散的主體，打造集裝箱物流供應鏈閉環(huán)系統(tǒng)，實現物流供應鏈系統(tǒng)運作的預測規(guī)劃、效率、低碳和安全能力整體提升，這是集裝箱物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設的重要原因。

3 物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設需要解決的關鍵技術問題

（1）物流行業(yè)供需預測技術—解決“高魯棒性和高可靠性預測”的問題：物流行業(yè)的供需預測（如多式聯(lián)運、危險品運輸、醫(yī)藥物流、通關運輸、智能倉儲等場景供需預測）是制定各種決策的前提與基礎。一旦預測準確率不高或者魯棒性較差，就會導致后續(xù)環(huán)節(jié)資源浪費，成本增加。但是，物流行業(yè)供需預測的準確性在不同情景下受到多種因素的影響，且具有非線性特點。傳統(tǒng)的預測方法針對這種情景預測準確率不高。因此，能夠反映多因素影響程度、多維度分析且能夠應對非線性特點的供需預測技術，是實現高準確率和高魯棒性的物流行業(yè)供需預測的關鍵。

（2）多式聯(lián)運路徑規(guī)劃與動態(tài)調整技術—解決“高效經濟運輸”的問題：在多式聯(lián)運系統(tǒng)中存在海量的貨物訂單、運輸、倉儲、港口等物流資源，構成了一個復雜的網絡系統(tǒng)。在這種復雜網絡下多式聯(lián)運存在兩個關鍵決策，一是基于現有訂單和資源來決策多式聯(lián)運網絡服務能力、路徑規(guī)劃等；二是基于實時訂單及意外情況進行動態(tài)實時的調整多式聯(lián)運的路徑；這兩個決策不僅直接影響企業(yè)的成本和效率，而且關系著客戶的服務質量。因此，需要結合優(yōu)化算法（如分支定價、禁忌搜索、自適應大規(guī)模鄰域搜索等）和機器學習理論來設計能夠處理大規(guī)模問題且實時響應動態(tài)變化的多式聯(lián)運路徑規(guī)劃與實時動態(tài)調整集成算法，實現多式聯(lián)運的高效、科學決策。

（3）典型物流場景效率智能提升技術—“解決局部場景高效作業(yè)”問題：在物流供應鏈的各典型場景，例如公路運輸、水路運輸、鐵路運輸、港口集疏運和倉儲堆存等，對智能化轉型要求在逐步升級。研發(fā)適應于各場景的智能感知識別技術、智能控制執(zhí)行技術、信息化系統(tǒng)以及中央大腦，來實現車路協(xié)同自動駕駛、港口高效集疏運作業(yè)、運輸風險高效辨識和應急處置。例如集裝箱等物流裝備的表面容易污損、字符剝落、字跡不清等，需要檢測和識別各種類型的殘損，作業(yè)環(huán)境惡劣復雜，通過圖像識別和深度學習技術，快速識別出相關特征信息，服務于海關檢驗檢疫相關場景。

（4）物流安全監(jiān)控評價預警技術—“解決物流供應鏈運轉安全”的問題：物流供應鏈管理系統(tǒng)處理數據交接過程復雜，效率低下且安全性偏低。研發(fā)基于人工智能與區(qū)塊鏈整合的物流供應鏈運作模型，搭建面向物流全供應鏈的工業(yè)互聯(lián)網全程追溯平臺系統(tǒng)，實現對以集裝箱為主要物流裝備的物流供應鏈分布式、智能化監(jiān)控和預警，在使物流供應鏈“透明化”的同時，降低人為信息干預，提高整個系統(tǒng)的安全性。傳統(tǒng)的物流產品質量安全管控是基于經驗判斷，無法適應物流供應鏈的動態(tài)變化，以全供應鏈質量控制數據為基礎，構建物流產品的質量控制知識圖譜，為供應鏈關鍵質量控制點的自動辨識提供知識指導，是實現動態(tài)供應鏈環(huán)境下關鍵質量控制點自動分析的關鍵技術。

（5）物流供應鏈智能預測系統(tǒng)平臺—解決“物流供應鏈低碳運作”的問題：將物流行業(yè)供需預測技術、多式聯(lián)運動態(tài)路徑規(guī)劃調整技術、物流供應鏈智能安全技術等進行協(xié)同集成，開發(fā)形成物流供應鏈智能預測系統(tǒng)相關智能設備、軟件算法和系統(tǒng)平臺，為危險品、食品藥品冷鏈等物流供應鏈上下游運輸提供整套解決方案。

4 物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設思路

物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設應緊抓“新基建”戰(zhàn)略機遇，采用人工智能與物聯(lián)網、5G、衛(wèi)星通信、工業(yè)互聯(lián)網綜合應用以及和控制科學、運籌學等理論相融合的方法，以集裝箱物流供應鏈為抓手，構建物流行業(yè)供需預測模型、預警模型、動態(tài)規(guī)劃調整策略等，實現物流供應鏈系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)的高效集成、智能化處理與管控能力提升，解決物流供應鏈領域的數據缺口問題、效率低下問題、碳排放高問題和智能安全問題，形成不同主體之間統(tǒng)一的信息與數據互通標準，最終實現物流供應鏈系統(tǒng)運行的預測規(guī)劃、效率和安全提升。物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設路徑如圖1所示。

圖1 物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設路徑

針對以集裝箱為核心物流裝備的物流供應鏈中涉及供需協(xié)同、效率提升、安全保障等關鍵因素的智能預測問題，按照“預測—規(guī)劃、智能—高效、智能—安全、集成—應用”的思路，研究物流行業(yè)供需預測技術、多式聯(lián)運路徑規(guī)劃與動態(tài)調整技術、物流供應鏈典型場景效率智能提升技術、物流供應鏈智能安全技術和物流供應鏈智能預測系統(tǒng)集成及多場景應用技術，開展基于人工智能的物流供應鏈供需協(xié)同、關鍵場景效率提升、物流供應鏈安全保障等關鍵技術研究，集成研發(fā)物流供應鏈智能預測系統(tǒng)，實現圍繞供需問題、效率問題、安全問題、低碳問題的智能預測服務。

研究面向食品藥品冷鏈供應、危化品、普通貨物等多種物流供應鏈及物流典型場景的物流供應鏈智能預測系統(tǒng)集成技術，將物流行業(yè)供需預測技術、多式聯(lián)運動態(tài)路徑規(guī)劃調整技術、物流供應鏈智能安全技術等進行協(xié)同集成，開發(fā)形成物流供應鏈智能預測系統(tǒng)相關智能設備、軟件算法和系統(tǒng)平臺，構建面向物流供應鏈的專業(yè)語義庫和語義識別系統(tǒng)，并結合食品藥品冷鏈供應、危化品、普通貨物等典型物流供應鏈及其典型物流場景特點，在實際物流供應鏈多場景中開展應用推廣，實現物流供應鏈“供需預測—準確可靠”、“路徑規(guī)劃—高效經濟”、“物流典型場景—高效便捷”以及“物流供應鏈運作—安全可信”的目標。具體來說，一方面，分析冷鏈物流供應鏈、危化品物流供應鏈或普通貨物物流供應鏈對智能預測系統(tǒng)的開發(fā)需求，針對行業(yè)特點，將物流行業(yè)供需預測技術、多式聯(lián)運路徑規(guī)劃與動態(tài)調整技術、物流供應鏈典型場景效率智能提升技術、物流供應鏈智能安全技術等技術成果進行集成，形成智能預測系統(tǒng)平臺、智能設備、智能控制系統(tǒng)、智能算法模型軟件等；物流供應鏈智能預測系統(tǒng)平臺構建主要包括構建Web用戶交互平臺、開發(fā)Web端運營管理平臺、研制統(tǒng)一傳輸協(xié)議和數據接口、保障大數據系統(tǒng)的安全、形成高度抽象的大數據應用開發(fā)平臺和實現大數據可視化。另一方面，在物流供應鏈智能預測系統(tǒng)集成的基礎上，以天然氣、冷鏈供應或普通貨物物流供應等典型物流供應鏈“產—運—銷”全鏈條業(yè)務運營以及其多式聯(lián)運典型環(huán)節(jié)場景為對象，開展大量的驗證測試推廣應用，實現大規(guī)模物流裝備接入、全場景智能和基于人工智能技術的物流供應鏈全鏈條運營。

5 總結

當前，新一輪科技革命和產業(yè)變革正在深入發(fā)展，呈現智能化主導趨勢。全球前20大集裝箱港口中國占半數以上，全球排名前十港口中國占七席，我國港口規(guī)模穩(wěn)居世界第一，中國集裝箱運輸的發(fā)展是全球穩(wěn)定發(fā)展的重心和基礎。國家實施“一帶一路”戰(zhàn)略，暢通國內大循環(huán)，促進國際國內雙循環(huán)，強化流通體系支撐作用，國際國內物流市場規(guī)模將持續(xù)擴大。以集裝箱物流供應鏈為抓手，進行物流供應鏈智能預測系統(tǒng)建設及多場景應用，對加快發(fā)展現代物流供應鏈、落實國家新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃部署、實現我國科技自立，夯實我國在國際競爭中的話語權，具有現實意義。