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开门,机器人送快递了!

2018-01-25Alfred

科学Fans 2018年11期
关键词:人工智能物流

Alfred

咚咚咚,“您好,有您的快递需要签收!”睡梦中的你被敲门声叫醒,不情愿地起床开门,一个只有半人高的机器人一边和你说话,一边双手送上了一个快递。原来是你昨晚深夜下单的游戏机手柄到了,真是神速!于是你欢天喜地地接下包裹,并在快递机器人的脸(屏幕)上按下“非常满意”的字样,愉快地结束了这单服务。

你以为刚刚只是做了—个梦吗?No!这很可能是不久之后大家都会经历的场景。

如今,网上购物早就成了中国人生活中难以替代的消费场景。不仅购物舒心,而且那种动动手指就能掌控全世界的感觉,简直让人欲罢不能。“当日达”或“次日达”早已不是神话,现在可是连到货时间或者收货方式都能随心定制了呢。尤其是近年来,以人工智能为代表的一系列先进技术在物流行业的深入应用,更是大大拓展了电商配送乃至整个物流交付的时间域和空间域,并引发了整个行业的“智慧革命”。

物流是社会的循环系统

快递,仅仅是整个物流体系中的一个环节。而对于大多数人来说,“物流”这个不明觉厉的词似乎最近几年经常听到,但是它的准确概念却让人不甚了了。按照书面解释,它是指“物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要,将运输、储存、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机结合”。说得直白一些,其实就是把货件物品从—个地方运到另—个地方的全过程。

自古以来,物流在人类经济活动中始终发挥着基础性支撑作用。从中国古装剧里经常出现的行脚走镖、盐帮漕帮,到催生出西方近现代商业萌芽的大航海时代,其实都和物流行业有着千丝万缕的关系。如果把人类社会比喻成一个有生命的机体,那么物流则是它的循环系统了。

物流控制社会物资流通

一次看似简单的实体商品交易活动,是由三个环节构成的:

而物流,就是第三阶段——实体转移过程的具体体现。当一个社会里,成千上万次商品交易同时产生时,物流就负责了整个社会物资的转移。

无论个人与个人、个人与企业、企业与企业,还是国与国之间的货物贸易,都必须依赖于物流活动。所以如果没有物流过程,也就无法完成商品的流通过程,包含在商品中的价值和使用价值就不能实现。而如果—个社会物流的水平无法适应社会经济活动发展需求,货物的流动将出现“拥塞”,进而影响人民生活需求和国民经济健康发展。

物流影响商业经营模式

正因为物流在实体商品交易环节中起了举足轻重的作用,所以它甚至能够影响商业经营的模式,进而从宏观层面上对商品市场发展的广度、规模和方向造成影响。

就拿古代东西方的商品交流为例子。在相当长一段时间内,古代中国与西域、地中海沿岸,乃至欧洲的贸易通过陆上的“丝绸之路”进行,丝绸、瓷器与茶叶是东方销往西方的主要物资。但是大家可以想象这条路有多难走,当时的商人们不但只能骑着骆驼推着推车,整天风餐露宿,在沙漠里天天吃土和忍受风吹日晒,还有很大概率连人带货被沿路山贼土匪抢劫,幸运的被卖给人贩子当奴隶,不幸的干脆尸体被扔到野外喂狼。算算这一路的物流风险与成本,中国丝绸、瓷器和茶叶为啥会在西方称为贵族才能享受的奢侈品,也是可以被理解的了。

而到了15世纪中叶,奥斯曼帝国崛起,把丝绸之路给掐断了,这下来往的客商不但前面说到的辛苦和风险一样不会少,更多了一个“要想从此过,留下买路钱”的苏丹(奥斯曼帝国统治者)。物流成本进一步水涨船高,原本日子就不好过的商人们更是感到雪上加霜。总得找到解决办法啊。于是,欧洲冒险家们开始试着从海上找一条新的物流通道,大航海时代应运而生。随着东西方海上航道逐渐被打通,商人们出海虽然还是会冒着暴风翻船喂鲨鱼的风险,但好歹比之前走陆上商道便捷很多,而且运货量更大、成本更低。于是,新物流通道带来了新商机,极大地拓展了商业活动的范围,也进一步激发了商人們改进造船技术与航海技术的动机。这又反过来促进了西方工业科技的进步,为西方近代商业体系奠定了基础。

物流提升消费体验质量

如果说物流对社会物资流通、对商业经营模式的影响属于宏观层面,我们普通人看不见摸不着的话,那么它对消费体验感的提升,就是我们实实在在能感受到的了。

举个最简单的例子——荔枝吧,古代这东西虽然美味,但因为产地偏远——当时的蛮夷之地岭南,加上成熟期短—每年6、7月份,保鲜期更短——“四五日色香味尽去”,一般人可是根本消费不起的。“一骑红尘妃子笑,无人知是荔枝来。”这可是皇室才配享受的尊贵待遇。也难怪当年苏东坡即使被发配到岭南,还能保持乐观心态:“日啖荔枝三百颗,不辞长作岭南人”。而即使到了近现代,荔枝依然是稀罕的水果,很少卖到长江以北,多半在广东附近一些省市就被消化了。

但是多亏了这些年物流业发展出的冷链物流技术,让全国各地的吃货们都能通过购物网站享受到最新鲜的荔枝,且价格也并不会高得离谱。其他诸如车厘子、草莓、大闸蟹、三文鱼等都是这样,可以说,这些年人们物质生活水平得以提高,很大程度上得感谢物流业的发展。

物流业带动国内快递发展

作为物流的重要组成部分,得益于电子商务蓬勃发展,我国快递业从无到有,从小到大,快递包裹数量呈现指数级爆炸性增长。

正因为如此,电子商务与快递行业,成了紧密依存、互相促进的两个行业。2017年中国邮政速递物流股份有限公司总经理方志鹏表示:“现在网络零售产生的快递量占整个快递业务量的比重有将近70%,网购的全部的量80%是通过寄递出去。2010年到2016年中国快递业务量复合增长率54%。快递网络持续优化,服务品质显著提升,行业集中度持续提升。”

从整体产值来看,2017年我国社会物流总额252万亿元,同比增长6.7%;全年物流业总收入8.8万亿元,同比增长11.5%。作为衡量物流效率的重要指标,我国社会物流总费用与国内生产总值的比率连续5年保持下降,2018年上半年进一步降至14.5%。

尽管我国的物流业水平在这几年取得了巨大的进步,但是相比起发达国家,还有差距。以美国和日本为例,2017年美国物流成本约为当年GDP的8%;日本物流成本约为当年GDP的11%。1个百分比的下降意味着节省了数千亿元的成本。我国物流行业的运行效率与发达国家还存在明显差距,需要借助人工智能在内的高科技,进一步促进物流业革新与升级。

人工智能给物流业带来的变化

早在2009年,物流业就提出了智慧物流概念。因为人工智能的长处在于海量数据运算与分析,“阿尔法狗”能在围棋领域战胜世界高手就可以说明问题。而物流行业,同样是一个需要大量数据运算与分析来支持的行业。试想每天上亿个包裹,怎么储存,怎么分配,又通过哪一种运送方式,才能最决地到达收件人手里。这中间的数据层级是海量的。而人工智能参与其中,将带来人力成本的节约、周转效率的提高,极大地改善物流的运作效率。所以在物流链的几乎每一个环节:仓储、分拣、运输、配送……人工智能都有巨大应用前景。而在现今的物流行业,推理、规划,以及无人化等都是人工智能应用的热门技术。

推理

推理是指“由一个或几个已知的判断或前提,推导出一个未知结论的思维过程”。在人工智能研究的早期,研究人员就认为要用AI的数字化计算模式模仿出人类的思考模式,推理模式是一个不错的突破方向。因为人类在玩棋牌类游戏或进行逻辑推理时,采用的思维模式,往往最大限度地摒弃了人类思维特有的模糊性与情绪因素干扰,这时候“人”的思考方式最接近“人工智能”的计算方式。以此为研究方向,到了20世纪80和90年代,随着概率论和经济学理论的加入,人工智能研究取得了进一步突破,用以处理不确定或不完整信息下的推理。而到了今天,基于规则的人工智能推理正逐渐向基于机器学习的人工智能推理转换。这些成果的累积,都让推理技术在对物流业各类问题的决策中扮演着重要角色。

首先,推理可以让快递更“快”。以智能化仓储及无人机配送为代表,人工智能在整个物流运作中发挥着“神经中枢”的作用。在顾客订单到达前,人工智能可以通过推理,预测识别所有货物品类中订购数量较高的“爆品”,优化其在仓库中的存储数量和存放方式,便于快速存取;在顾客订单到达后,人工智能又可以通过顾客具体信息,推理出货物的最佳运送路线,并指挥自动存取设备快速完成订单的分拣和包装,做好出货准备。所以推理技术极大地提高了货物在物流环节中的运转效率。

除此之外,推理还可以让快递更“稳”。结合这一技术,对仓库内商品库存状态进行实时监控,发现库存量偏高、仓储环境变化、货物变质等问题,可以进行及时预警;对物流运输过程进行全程跟踪,结合天气、交通状况等外界因素,也能对运输计划进行实时预测性调度等,极大地避免了各种不确定性风险对物流环节造成的损害。

规划

如果说推理是根据现有数据信息,得出解決问题的最优化方案,那么规划就是提前创建一个可预测的数学模型,以便在问题出现前,做出功效最大的应对策略。这个技术在物流管理的诸多领域均存在广泛的应用前景。

例如物流基建管理,中转中心、配送中心、配送点等等物流设施的选址布局怎么更便捷、怎么能节省人力物力是可以提前规划的。除此之外,在物流库存管理领域,近年来新发展出的“虚拟库存”“分仓管理”“预发货”等运作模式,其关键就在于准确预测服务区域的物品需求类型和需求数量,以便提早进行备货,缩短顾客等待时间。而在配送领域,提早预测运输能力需求和人力需求,也能在包裹到达后快速完成货物的分拣工作。

无人化

前面两项技术,都是纯数学层面较为抽象的概念。而无人化技术,相对来说则非常具有画面感。这一技术具体来说就是使用智能机器人取代人类,这也是未来物流发展的新趋势。

物流行业的无人化,大致包括无人仓库、无人车运行和无人机配送等。人工智能基于前面的推理以及预测技术,指挥机器人行为决策、运动与控制等方面,从而替代人类进行物流环节中某些枯燥而又耗费人力的人工操作,既节约成本,又提高效率,还减少差错率。例如,京东在江苏昆山已经建立了无人分拣中心,以搬运机器人、AGV小车、货架穿梭车及拣选机器人完成从顾客下单到包裹备货的整个分拣过程。而顺丰则对无人机寄予厚望,与合作伙伴研发出业载达到300-2000公斤、续航能力达到500-2000公里、巡航速度200-300公里/小时的大型物流无人机,以期未来能补充其支线物流运营能力等。

正是基于上面提到的种种技术,国内也出现了很多人工智能运用在物流环节的具体案例。

应用场景案例1:智能分仓

智能分仓是阿里巴巴应对“双11购物狂欢节”海量快递配送订单的重要工具。它运用人工智能、大数据分析等一系列新技术,使用不同区域的历史销售数据、网页浏览数据、预定数据等信息进行推理和规划,将不同区域潜在的销售爆品,提前送往它旗下物流平台公司菜鸟网络位于全国的前置仓库中,节约物流配送时间。

2017天猫“双11全球狂欢节”期间,在物流订单大幅增长的情况下,菜鸟网络采用大数据智能分仓技术,根据预测信息将“爆品”提前存放到消费者身边,帮助“剁手党”尽快收到快递。

至于爆品究竟是如何被预测出来的?AI根据以往海量的商品历史销售收据,结合气候、促销条件等多重因素,判断买家更喜欢哪些产品。这一结果甚至可以细化到某个城市可能有多少买家会对某个商品下单。有了这些数据,智能分仓甚至能够反过来影响商品链上游,比如在商品生产之前,菜乌网络通过历史销售数据和对市场的预测,帮助生产厂家制定更精准的生产计划,哪些商品会成为爆款,就多生产一些。再比如在新零售趋势下,智能分仓还会用数据技术帮助合适的生产厂家实现门店直接发货,减少中间环节。然后在“双11”前夕,这些畅销商品会提前在该城市附近建立前置仓,并按照畅销程度,被储藏在最合理的配送位置。这些前置仓分布在全国多个城市,只要消费者一下单,离他最近的—个前置仓立刻发货,让配送时效大为提高。

得益于智能分仓的运用,2017年“双11”,菜鸟联盟仅用时2.8天就将第一亿个包裹送到消费者手中,相比2016年再减少0.7天;“双12”,仅用15小时就送完2016年全天的包裹量。

应用场景案例2:无人分拣仓

在京东昆山无人分拣中心内,呈现的是一幅科幻电影中才会有的场景:庞大的六轴搬运机器人负责用吸盘将货箱重新码放;无人驾驶的AGV小车利用地面贴着的二维码导航在货架、传送带等固定物流设施之间来回穿梭搬运货物;小件分拣时,货架穿梭车从两排货架上将装有商品的货箱取下,放上传送带供分拣机器人分拣;拣选机器人利用3D视觉系统,从周转箱中识别出客户需要的货物,并通过工作端的吸盘把货物转移到订单周转箱中;拣选完成后,通过输送线将订单周转箱传输至打包区

是的,京东昆山分拣中心实现了真正的无人化,分拣效率大幅提升。作业效率为9000件/小时,在同等场地规模和分拣货量的前提下,可以节省180人。同样国外Amazon(亚马孙)在2014年就引入了Kiva机器人进行分拣作业,人工智能的动力机制能够使分拣作业在全天24个小时自动运转,消除了人为所带来的错误,降低了员工在处理重型机械时给自己或他人造成事故的风险,同时,及时的分拣作业也为订单快速出库和准时配送奠定了基础。

应用场景案例3:无人机配送

人工智能以无人机为载体,正在渗透物流配送“最后1公里”,尝试解决末端配送批量小、难以规模化处理带来的效率和成本平衡问题。

2016年12月7日,亚马孙的Prime Air完成了第一个订单的包裹配送——为一位剑桥附近的用户配送一台亚马孙Fire TV机顶盒和一袋爆米花。从用户下单到包裹交付,Prime Air这次行动只花费了13分钟。相对于传统的配送形式,亚马孙Prime Air专注于30分钟甚至更短时间内的快递,并且包裹重量限制在5磅以内,这应当是受限于当前无人机的续航和载重水平。随着相关技术的进步,这些局限性应该能够在未来几年内得到消除。

而在当前,国内物流业的大佬们也紧盯着无人机这一领域。顺丰、京东、苏宁已经有了明确的无人机战略规划。而且,他们不仅仅满足于“最后1公里”的无人配送,更想将无人化贯穿到整个物流运输过程中。例如顺丰,就在筹备建设“三段式空运网”,其运输模式就是“大型有人运输机+支线大型无人机+终端小型无人机”。目前,终端配送段的小型无人机已开始进入商业化的运行阶段。而前面所提到,他们研发出的最高载重2000公斤,最大续航能力2000公里,最快巡航速度300公里/小时的大中型准军用无人机,将在不久的将来服务于运输干支线。至此,通过绝大多数路程采用无人化运输的三段式空运网,可以实现36小时通达全国,而且极大地降低了成本。

人工智能与物联网

物联网这个技术作为人工智能技术的补充与支持,同样能够极大地促进物流行业的自我革新。

人工智能的确能够帮助我们处理更多的数据,而且会越来越“聪明”。但是人工智能的顺利运用需要大量的数据进行支撑,而物联网在这一过程中,担任了“眼睛”和“耳朵”的功能。它负责为人工智能这颗“大脑”进行数据信息的收集。

对我们普通人来说,物联网技术早已融入了日常生活当中—智能家用电器、穿戴式设备。这些产品都是嵌入式产品,能够与互联网连接,嵌入产品中的传感器会不断地将与产品和用户相关的数据上传至云端。这些数据可以被人工智能处理和分析,以生成产品与商家所需要的信息并继续积累知识。通过物联网,以往很多科幻故事中才存在的场景正在变成现实:“主人”可以通过APP,在下班路上指挥电饭煲提前蒸好米饭,久而久之电饭煲掌握了“主人”做饭的大致时间,就会不用提醒到点自动开始蒸饭;空调能够知道让“主人”最舒服的室内温度和湿度,并自动感知空气滤芯的状态,在需要更换时向“主人”发出警报……可以说,物联网与人工智能等新技术的广泛应用,正在重塑我们生活的世界。

而物联网在物流行业的运用同样犀利,现在,通过商品条码与条码识别器,让每一件出库的货物都连上了互联网,对于物流管理人員来说,哪件货物在哪一辆运货车、哪一架运输机上,统统一目了然。此后,在人工智能控制下,可以根据运货车或者运输机上的嵌入式芯片,结合地理信息系统GIS提供的地理信息,轻松掌握运输路途中的各种状况,最大化地化解物流风险、提高物流效率。而在未来,随着物联网与人工智能的进一步融合,一件货物从进入仓库起就被“注册了身份证”,之后连接上互联网的分拣机器人自动根据订单信息进行配货;无人机按照货物“身份证”上的归属地,自动完成运输过程;最后通过人脸识别或者图像识别等技术,把它安全又快速地送到收货人手里。而这一切,都在物联网的监控掌握之中。

也许在不远的将来,真的会有一天,那个只有你半人高的机器人快递员会来敲响你家房门,给你送上一个快递呢。

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