“人工智能+物流”中智能配送與管理的應(yīng)用

沈逸飛 朱真逸 王逸飛 吳淵 沈雨薇 唐浩錚 李偉

摘 要：近年來隨著社會經(jīng)濟以及科技的發(fā)展，為了滿足市場需求，物流一個相對傳統(tǒng)的大眾服務(wù)行業(yè)，將受到人工智能技術(shù)的全面改造，朝著智慧化方向發(fā)展?！叭斯ぶ悄?物流”不僅能極大地降低了成本和人力資源，而且可以優(yōu)化物流環(huán)節(jié)，提升物流行業(yè)的服務(wù)效率和服務(wù)質(zhì)量。同時將人工智能在配送與管理中結(jié)合，利用物流中的“大數(shù)據(jù)+算法”，提升物流效率。

關(guān)鍵詞：“人工智能+物流”;配送與管理

一、緒論

物流是根據(jù)用戶需求，將運輸、儲存、分揀搬運、包裝、流通加工、分撥、數(shù)據(jù)處理等功能有機融合在一起，把物品從供應(yīng)地送達接收地的一種實體流動過程[1]。物流起源于20世紀30年代的美國，于80年代進入中國。在新中國成立到改革開放前，我國只有傳統(tǒng)的儲運活動，即物資運輸、裝卸、流通加工等活動，都以“計劃”的形式流轉(zhuǎn)，貨物流通的價值并沒有顯現(xiàn)[2]。到了20世紀90年代，申通、順豐等民營物流企業(yè)推動我國物流行業(yè)發(fā)展。進入21世紀，隨著網(wǎng)絡(luò)和電子商務(wù)的流行，中國物流行業(yè)飛速增長，物流企業(yè)為滿足市場需求開始加大對科技的投入[3]，從信息、網(wǎng)絡(luò)化向數(shù)字化和科技化轉(zhuǎn)型來降低成本，從“汗水型物流”向“智慧物流”發(fā)展[4]。

根據(jù)《全國重點物流企業(yè)統(tǒng)計調(diào)查報告》的調(diào)查分析，隨著物流行業(yè)飛速發(fā)展，市場需求爆發(fā)式增長使得人力資源、土地資源及運輸成本不斷提高，導(dǎo)致中國物流行業(yè)的成本增長速度高于收入增長速度。[2]而從2018—2019年，隨著物流從傳統(tǒng)模式向“人工智能+物流”模式的轉(zhuǎn)型使得物流成本增勢趨緩，物流效率有所改善。

二、人工智能在物流中的應(yīng)用價值

（一）實現(xiàn)無人配送

無人配送車主要用于快運或即時物流配送中，使用低速駕駛無人車，其本質(zhì)與自動駕駛系統(tǒng)基本無異，都是由環(huán)境感知、車輛定位、路徑規(guī)劃決策、車輛控制、車輛執(zhí)行等模塊組成。無人配送車通過激光雷達、超聲波雷達、攝像頭與慣性傳感器等多傳感器數(shù)據(jù)融合進行數(shù)據(jù)的接收與處理，再通過機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)對動、靜態(tài)信息如道路、標識、行人、車輛與環(huán)境等進行識別與理解，再通過差分定位與高精地圖做出路線規(guī)劃與行為決策[5]?？偟膩碚f就是通過這些云端服務(wù)為無人車提供數(shù)據(jù)、高精地圖、算法更新和后臺監(jiān)控，最后通過無人車的控制系統(tǒng)與執(zhí)行系統(tǒng)進行導(dǎo)航、避讓、加速、轉(zhuǎn)彎、制動等操作[1]。

無人配送機目前的應(yīng)用場景還非常有限。無人配送機對環(huán)境、氣候等客觀條件更加敏感，并且路線規(guī)劃與算法更加復(fù)雜，同時需要更多種類的傳感器，為了安全考慮還要避開人群與建筑。受政策限制，無人配送機目前多用于偏遠或封閉地區(qū)的配送與緊急配送。

阿里的“小蠻驢”機器人融入了最前沿的智能技術(shù)和自動駕駛技術(shù)，能在各種惡劣的環(huán)境下進行配送，并且反應(yīng)速度是人腦的7倍，在配送途中排除了人類的情感和不確定因素，減少了由于人工配送可能與用戶產(chǎn)生的矛盾，也不會在配送途中產(chǎn)生疲勞而突發(fā)危險，增加了配送的靈活性，提升工作效率的同時降低了成本和人力資源。順豐在物博會上展示的方舟無人機已首次嘗試在城市進行中短距離末端配送，成為投入使用的主要機型之一。

（二）優(yōu)化配送流程

物流中的“大數(shù)據(jù)+算法”將運送的途徑計算到最為合理，為無人車提供數(shù)據(jù)、高精地圖、算法更新和后臺監(jiān)控，使貨品更加安全快捷的到達用戶的手上[6]?！按髷?shù)據(jù)+算法”可以對騎手的軌跡、實時環(huán)境與配送業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)進行收集，結(jié)合數(shù)據(jù)中心的實時數(shù)據(jù)通過優(yōu)化算法、調(diào)度算法等進行分析，動態(tài)規(guī)劃最優(yōu)路徑，與快遞員實時高效互動，即時上報配送中出現(xiàn)的問題，最后通過機器學(xué)習(xí)預(yù)測快遞員的配送耗時。如美國UPS公司使用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)實時分析規(guī)劃出20多萬種可能的運輸路線，3秒找出最佳路徑，執(zhí)行盡量避免左轉(zhuǎn)的政策。根據(jù)UPS往年數(shù)據(jù)分析，UPS貨車在行駛路程減少2.04億米的前提下，多送出了350000件包裹[7]。

大數(shù)據(jù)平臺會與企業(yè)的信息系統(tǒng)相融合，提供快遞員與貨主的精準畫像，通過計算機識別技術(shù)錄入物流信息進行派收貨物，避免了人工輸單可能導(dǎo)致的配送錯誤而造成時間和人力的不必要消耗[8]。將取件碼發(fā)送給用戶，使信息遞送的精準度變得更高，解決用戶無法及時發(fā)現(xiàn)取件通知等問題，同時還能讓用戶隨時知曉包裹取件情況。人工智能還會根據(jù)任務(wù)的要求對大數(shù)據(jù)進行篩選分析，根據(jù)運力、車型、配送員的位置與空閑時間為配送員智能化的推薦任務(wù)。例如美團投入使用了自主研發(fā)的O2O即時配送智能調(diào)度系統(tǒng)后，美團外賣的訂單由平均每單41分鐘降至了28分鐘，降低了近31.7%[2]。順豐智能穿戴設(shè)備（SF Wear）支持語音簽收、導(dǎo)航等多種功能，利用智能設(shè)備輔佐快遞員，通過簡單的線上操作快速完成收派工作，平均每單能節(jié)約28秒左右。智能穿戴設(shè)備（SF Wear）通過大數(shù)據(jù)使各種需要的運算和分析更加準確例如位置地點、對路線進行優(yōu)化等在節(jié)省運輸成本的同時增加了效率。

（三）智慧倉儲管理

21世紀，當人力資源愈發(fā)昂貴，全自動、高效率的智能管理倉庫逐漸興起。工人們不需要逐個搬運貨物而是直接輸入貨品編號，由系統(tǒng)安排機器存放和尋找貨物，實現(xiàn)智能化存取貨[5]。智能管理的模式使用戶也能參與到商品的管理中來，通過網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控貨品的狀態(tài)和位置。如菜鳥驛站，將代存的快遞貼上條形碼，并將條形碼發(fā)給用戶和倉庫的計算機，實現(xiàn)智能的管理，讓取快遞的人更加快速便捷地找到快遞，同時避免誤發(fā)快遞和方便倉庫的整理。

菜鳥智慧倉擁有上百臺機器人，他們可以實現(xiàn)500到1000小時的無故障運營，既能協(xié)同合作又能獨立運行。貨架位置會根據(jù)訂單動態(tài)調(diào)整，機器人也會就近調(diào)配，最大程度地保證了運作的效率。同時每臺機器人可以提起近500公斤的重物并且還能靈活旋轉(zhuǎn)，使倉儲利用率提高近一倍多，缺乏電力時還會自動歸巢充電。這使倉儲、調(diào)度、搬運全程無人操作成為了可能。動力球分揀線新技術(shù)使得小包裝、軟質(zhì)塑料袋包裝都能分揀并且反應(yīng)速度快，分揀效率高，一小時分揀量能達到5000到7000件，能夠利用更少的土地資源造成更多的效益。用仿生技術(shù)模擬人體研發(fā)的“機械外骨骼”，能助力保護快遞員，增強肢體運動強度與耐力，增加工作強度搬運重物。

三、“人工智能+物流”在校園中的應(yīng)用

大學(xué)校園中，快遞相對集中，如集中于菜鳥驛站，并且學(xué)生取快遞時間相對固定，一般在中午或傍晚下課后，排隊等待以及從大量貨物中尋找自己的快遞將會增加同學(xué)們的耗時。尤其當雙11和618等活動到來時，同學(xué)們的瘋狂購物將會帶來數(shù)量龐大的快遞，進一步延長取快遞時間，降低取貨體驗。在校園中應(yīng)用“人工智能+物流”的模式，在未來將會解決排隊長、找貨難的問題，節(jié)約同學(xué)們的時間，帶來更多的便利。

將人工智能無人車引入校園已經(jīng)實現(xiàn)，但目前的主要用途是校園安全巡視，它能按照設(shè)定的路線自動行經(jīng)校園的每個角落，也能智能地避開障礙物。將無人車和智能快遞柜相結(jié)合，會緩解取快遞耗時長的問題。菜鳥驛站的快遞由計算機視覺識別條形碼并測量貨物體積，進而引導(dǎo)搬運機器人自主分揀，交給無人車進行運送。計算機根據(jù)識別的貨物配送地址，設(shè)置好智能無人車的路徑，送到每棟宿舍的智能快遞柜，通過智能無人車配備的高清攝像頭掃描包裹二維碼以及快遞柜各個取貨倉門二維碼，實現(xiàn)精確投送，方便智能化自動管理。而計算機視覺系統(tǒng)會全程進行實時監(jiān)測，識別記錄包裹錯拿、破損等情況[2]。無人車加智能快遞柜配合，實現(xiàn)精確地點到點配送，學(xué)生們不再需要走很遠的路，下樓就能拿到自己的快遞。

為了方便同學(xué)們了解快遞動態(tài)以及獲取取貨通知，可以設(shè)計一個微信小程序，將菜鳥驛站數(shù)據(jù)上傳到公眾號，實時更新快遞信息并精準發(fā)送給用戶，用戶可以通過收到的條形碼在智能快遞柜收取自己的快遞。而計算機視覺系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)也會實時反映在公眾號上，及時向?qū)W生反映發(fā)生的問題。在校園配送過程中，也會出現(xiàn)學(xué)生急需拿取某件快遞，或者快遞件體積較大，無人車無法配送到快遞柜的問題。微信小程序?qū)@些問題進行優(yōu)化，相應(yīng)推出加急服務(wù)，預(yù)約“快遞送到手中”服務(wù)，等等。小程序會獲取同學(xué)們遇到的各種問題，通過機器學(xué)習(xí)不斷完善服務(wù)機制，改進“人工智能+物流”在校園中的應(yīng)用，提供更好的服務(wù)。

四、總結(jié)與展望

近年來，經(jīng)濟快速發(fā)展，生活節(jié)奏加快，促使物流行業(yè)蓬勃發(fā)展?！叭斯ぶ悄?物流”作為新興技術(shù)，成為物流行業(yè)發(fā)展的主流，對物流各個環(huán)節(jié)進行改善，降低成本提高效率。人工智能的融入，使得無人配送的應(yīng)用更加廣泛，提高了靈活性，降低了配送過程中的危險系數(shù)，減少了人力的使用，并且簡化了偏遠、封閉地區(qū)的運送。同時“大數(shù)據(jù)+算法”也能夠預(yù)測耗時與抵達時間，選取效率最高的路線，節(jié)省物流成本，優(yōu)化配送過程，還能夠減少人力資源的浪費。智能化在物流行業(yè)的發(fā)展，也使得全自動高效率的智能管理化倉庫逐漸進入生活的主流中，網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控和“條形碼”的使用，使得快遞的運輸過程和收取更加智能高效，通過互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，讓信息傳遞更加精準，減少了快遞信息的丟失率，配合無人機服務(wù)，提高了訂單、貨物配送效率，提升用戶體驗。

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