摘要:本文首先分析了发展智慧物流的原因,不仅包括国家发展的宏观政策原因,而且也涵盖新零售业态需要即时配送的原因。然后,给出智慧物流技术的分类情况。最后,以京东物流为例,分析了各类智慧物流技术目前在电商企业的使用现状,主要包括无人仓、无人车、无人机、智慧供应链技术的使用情况。
关键词:智慧物流; 物流企业; 物流技术
一、智慧物流应用背景分析
(一)政策宏观背景
受“工业4.0”、“中国制造2025”等智能制造概念的影响,不仅使得制造业的生产流程与产出形式发生了巨大的改变,并且重新定义了供应链物流的方式。传统制造业的革命将引发流通革命,制造业与物流业将以深度融合的方向进行发展。智慧物流作为“工业4.0”三大主题之一,其实是为另两大主题“智能工厂”、“智能生产”所服务的。2018年,习近平总书记指出“要加快推进人工智能、大数据等新一代信息技术与实体经济深度融合,做好数字经济”。国家交通运输部根据指示,发布了推进国家智慧交通道路控制试点的通知,并且提出要促进信息技术在先进交通设施领域的应用,构建智慧高效的全国物流枢纽,提升物流质量,降低物流成本。
(二)市场“新零售”背景
2016年,阿里巴巴的马云首次提出了“新零售”的概念。他认为,在未来,以线上线下、物流相结合的新零售模式会取代传统的电子商务模式。王继祥认为新零售是以互联网为核心,以大数据、云计算、物联网技术应用为基础,通过推动零售体系在互联网环境下的全面融合与重构,产生的全新零售业态的变革[1]。新零售对于物流行业的服务提出了新的要求。首先,对于线下配送服务质量的提升,快速、准时、安全、便捷是新零售模式下对于配送服务的基本要求。其次,新零售强调的线上与线下深度融合要求供应链拥有相关大数据平台,实时共享产品设计、生产、加工、分销、零售等信息,实现供应链的信息整合。这两点的需求与智慧物流的发展方向是相契合的,因此在市场“新零售”的背景下,发展智慧物流成为了物流业转型升级的必经之路。
二、智慧物流技术分类
(一)信息技术
在获取信息的过程中,使用最为广泛的信息技术主要包括RFID技术和GPS定位技术。RFID也被称为无线射频识别技术,它的系统由三部分组成,分别为电子标签、读写器以及计算机应用软件。RFID主要实现的功能是通过读写电子标签中的数据,最后使用计算机实现数据的交换。在物流行业中,RFID技术经常应用的场景是远程运输中货物的实时跟踪、监控仓储信息、帮助自动分拣包裹等。GPS定位系统是由美国开发的,一项应用最为广泛的定位导航技术。该系统由24颗卫星组成,在地球上任何位置、任何时刻都可以通过该系统实现定位、导航等功能。
到了信息网络传输的阶段,物联网和区块链技术成为了关键技术。物联网是一种将互联网与各种信息传感设备相结合,形成一个新的网络的技术。针对我国物流行业信息互联互通不充分的问题,国家实验室积极推动基于物联网技术的物流信息互通共享平台的建设工作,以促进企业间物流信息交互为目的,对于我国物流业的运输、仓储、配送信息进行高效的收集处理,改善物流供需信息不对称问题。区块链技术是一种可以防篡改、去中心化的互联网数据库技术[2]。区块链技术的不可篡改性以及可追溯性为其在物流溯源中得到应用提供了可能性。同时,区块链还能够供应链上的微小企业解决融资问题,具体做法为将物流商品资产化。
面对不断增长的物流数据,智能信息处理技术的发展也得到了大幅度的提升。在物流领域的应用有:通过大数据技术与物流系统的结合,使管理人员实时监测货物物流运行状况;同样是通过大数据分析,就企业目前的运营状况做出评判;利用历史物流信息,通过数学建模的方式,对未来物流需求进行预测。
(二)智能装备技术
智能装备技术几乎覆盖物流整个运作流程,主要包括智能存储技术、智能配送技术、智能分拣技术、智能包装技术、智能装卸搬运技术等。值得一提的是,这些智能化物流装备大多使用现代信息技术来实现提高运作效率、降低物流成本的效果,如在配送过程使用大数据技术实现配送路线优化的效果。
智能存储技术的典型代表就是自动化立体仓储系统。它是由高层立体货架、输送机系统、堆垛机、控制系统、通信系统等组成的自动化系统[3],能够不依靠人工直接处理,自动存储和获取物料。智能包装技术是指能够给予产品除基本包装功能以外的特殊性质的包装设备。智能包装技术可以帮助管理产品的库存、跟踪产品的生命周期增加消费者的互动体验。目前,智能包装设备主要依托NFC、RFID标签、AR技术等信息技术来实现以上功能。在装卸搬运流程中,主要使用的智能装备技术是AGV小车和搬运机器人。它们减少了传统搬运过程的人力操作,体现出了精准性高、灵活性好、自动化程度高、方便调度、降低成本的优势。智能分拣装备也是智慧物流技术不可或缺的部分。在先进的物流系统中,自动化分拣装备的使用率非常之高。智能分拣装备主要实现的功能是提高分拣效率、进行智能化调度。目前,许多行业已经使用类似智能分拣机器人的设备来提升运作效率,比如食品、药品、日用品等行业。智能运输配送设备重要代表就是无人车和无人机。无人车主要运用于物流运输阶段,它不仅可以根据目的地进行自主路径规划以及优化、识别道路障碍并且避让,而且还能实现车辆位置实时查询,保证运送货物的安全性。而无人机主要运用在末端配送阶段。无人机运用的场景主要是在地面道路不通畅的偏远地区,配送货物因各种原因,时效性要求较高的情况。例如,偏远地区高价值生鲜产品的配送就时常能够见到无人机的身影。
三、企业智慧物流应用情况——以京东物流为例
(一)京东智慧仓储模式——亚洲一号无人仓
亚洲一号是京东为电子商务业务所建设的自动化程度较高的智能物流运营中心,一般拥有立体仓库、生产作业区、多层拣货区以及出货分拣区等不同功能区。亚洲一号的核心在于运用人工智能技术实现系统的智能决策。2014年,京东在上海建立的亚洲一号,作为全国第一座亚洲一号仓库,正式投入运营。随后该项目在全国多所城市投入建设,截止2018年,京东在全国范围内已经拥有14个亚洲一号仓库。并非所有的亚洲一号都是全程无人化操作的,根据自动化程度的不同,可以分为高度自动化、适度自动化、普通园区三个类别。亚洲一号汇聚了控制算法、工业设计、机械设计、电气工程等方面创新型技术,使用的智能化装备包括AGV机器人、Delta拣选机器人、智能穿梭车、智能叉车、交叉皮带分拣线等智能物流机器人。同时,通过使用人工智能、大数据、图像识别、深度学习等信息技术赋予传统机器人自主的判断能力,使其能够适应不同场景下的各种任务,也解决机器人之间协调配合的问题。
亚洲一号在货物入库、分拣出库的主要流程方面与传统人力操作的普通仓库并没有什么区别。两者主要的差别在于前者使用各种物流智能设备,减少劳动密集度,并且使用算法对仓库的各项运作过程进行规划与优化,大大提高了运作的效率。
亚洲一号首先使用自动存取系统(AS/RS系统),将到达的货物存放入立体仓库,提高了入库的效率。收到顾客的订单之后,由自动化设备拣选出对应的货物,再将之放置于传送带,运送到生产作业区进行复核打包,在一些自动化程度高的园区会使用打包机器人在出货区进行打包工作。以上就是京东亚洲一号无人仓实施货到人拣选的流程,各环节使用机器设备代替人力劳动,提高了分拣效率。然后完成打包工作的货物通过自动化输送系统流出分拣区,最终装上货车。同时,亚洲一号仓库内实行的多项作业策略也大大提升了作业的效率。分区混编作业策略,在固定区域内针对各项任务进行人员灵活调度,减少了人员移动的距离;基于托盘的流向管理策略,使得人员扫描托盘即可知晓任务的流向,自动分配任务,提升调度质量与速度;主动补货策略,即当低于安全库存量时自动触发紧急移库,空托盘转移后自动触发补货指令,实现主动补货。
(二)京东智慧运输配送设备——无人车、无人机
2016年9月,京东发布无人配送车,并于2017年的6·18期间在中国人民大学,首次完成无人配送任务。该无人配送车从中国人民大学的京东派站点出发,有序地躲避着道路障碍以及校园内的行人,并于机器人进行交接,由配送机器人将货物送至教学楼给同学。取件同学在配送机器人到达五分钟之前,就会通过手机APP收到提示短信。然后由同学输入提货码,机器人自动开启仓门,完成了无人配送订单。京东最初对于无人车定位场景主要还是在“最后一公里”上,然而随着无人驾驶技术的发展以及对于降低人力成本的渴望,京东逐渐开始拓展无人车的运用场景边界。2018年,由京东X事业部研发的L4级别无人重型卡车正式发布。该无人卡车可以完成自动转弯、自动避让绕行、紧急制动等复杂的驾驶行为,主要可以承担长途运输以及干线货物转运的任务。L4级无人重卡通过车身上的多个激光雷达、摄像头、传感器等设备,实现远距离的物体识别、距离估算,并做出判断,实施驾驶行为,再通过视觉定位技术,将之与高清地图相结合,车辆的定位精确到厘米级,并且精确制定行车路线。
京东最早于2016年成立JDX部门,开展无人机研发。目前,京东已完成无人机飞行控制调度中心、飞行服务服中心、研发中心、制造中心等一系列配套技术与设施的落地[5]。无人机作为京东智慧物流体系中的重要组成部分,主要承担的责任是打造“干线-支线-末端”三级智慧物流航空体系[6]。第一级是干线的无人配送,主要通过大型无人机实现区域之间仓到仓的物流调拨。第二级是支线的无人配送,完成的是配送中心之间小批量转运。最后一级是末端无人化配送,由小型无人机将货物派送至乡村推广员处,再由乡村推广员完成最后的配送。目前,京东物流的高成本支出在于末端配送的快递员人工支出。特别是针对一些交通条件不便的偏远乡村,长期存在物流效率低、经济效益差的现象。通过将无人机配送运用于乡村末端物流配送,可以很好地解决“乡村最后一公里”的物流配送问题。京东目前使用的无人机种类分别为垂直起降无人机和多旋翼无人机。前者具有更强的避障和抗风等环境适应能力,同时具备航时长、航程远的优势;后者的机身重量更加轻盈,比前者的飞行速度更快,适合最后一级的末端配送。目前,京东还在开发续航时间更长、承载货物量更大、能够适应复杂山地环境的新型无人机。
(三)京东智慧供应链
目前,京东的供应链节点构成较为复杂,以中小件、大件、冷链、跨境、B2B、众包六大供应链为主体,形成了复杂的网状结构。京东以AI和大数据技术为基础,以建成京东智能商业体为最终目标,持续发展相关技术。京东Y事业部的负责人翟欣磊曾经提出,京东的智慧供应链有三个要点。第一,以顾客为中心;第二,建立数字化供应链;第三,实现敏捷化供应链。首先,为了应对消费者不断变化的需求,京东依托大数据技术,借助线上销售平台汇聚的大量数据,整合供应链上下游企业物流能力以及信息流,不仅达到供应链智慧协同的效果,也更好地响应持续变化的顾客需求。而区块链技术则是实现刚刚提到的第二点,数字化供应链的底层技术。京东使用区块链技术,与供应商之间建立起联盟网络,将供应商的仓库信息与自己的物流信息绑定在一起,消费者可以通过手机APP查询以上信息,这就实现了货物的溯源。京东负责人提到的第三点,敏捷化供应链,是指可通过多渠道实时获取并最大化利用数据,敏捷感知与识别客户需求,并通过与外部合作伙伴之间的高效协同,实现快速响应,以提升企业效率与业绩。C
(作者单位:北京物资学院)
参考文献
[1]杨洁颖. 新零售模式下物流行业的发展策略[J]. 现代营销,2018,10:100.
[2]魏亚楠,戎袁杰,刘昕. 区块链技术在供应链管理中的应用前景分析[J]. 招标采购管理,2019,(03),43-44.
[3]姜大立,张巍,王清华. 智慧物流关键技术及建设对策研究[J]. 包装工程,2018(23).
[4]圆通研究所. 盘点无人机在物流相关领域的应用实践[J]. 中国物流与采购,2018(01).
[5]曹珺雯,佟京昊,曹雁林. 国内物流无人机配送体系模式研究[J]. 中国物流与采购,2018(14).