物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)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(xué)深圳國(guó)際研究生院，廣東 深圳 518055）

1 物流供應(yīng)鏈智能化數(shù)字化發(fā)展

物流供應(yīng)鏈行業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，存在環(huán)節(jié)眾多、主體多樣、數(shù)據(jù)難以互通的特點(diǎn)，造成預(yù)測(cè)困難、效率安全水平低、碳排放高等問(wèn)題，加快發(fā)展現(xiàn)代物流供應(yīng)鏈，對(duì)于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和建設(shè)生態(tài)文明非常迫切。我國(guó)發(fā)展人工智能具有良好基礎(chǔ)，加快人工智能多領(lǐng)域多場(chǎng)景示范應(yīng)用，開(kāi)展智能物流裝備研發(fā)和推廣應(yīng)用，推動(dòng)物流供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)轉(zhuǎn)和高效率管理，引導(dǎo)行業(yè)龍頭企業(yè)引領(lǐng)帶動(dòng)物流業(yè)智能化發(fā)展，是我國(guó)當(dāng)今新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的重要內(nèi)容。當(dāng)前，借助人工智能技術(shù)等數(shù)字經(jīng)濟(jì)打造物流供應(yīng)鏈閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈預(yù)測(cè)規(guī)劃、效率、安全等整體能力的提升成為行業(yè)趨勢(shì)。

2 集裝箱物流供應(yīng)鏈?zhǔn)侨蛭锪鞴?yīng)鏈的重要組成

集裝箱是全球國(guó)際貿(mào)易物流供應(yīng)鏈的核心裝備，包括普通貨物集裝箱（普貨運(yùn)輸）、冷藏集裝箱（冷鏈供應(yīng)）和罐式集裝箱（危險(xiǎn)品）等。全球國(guó)際貿(mào)易貨物運(yùn)輸80%以上是通過(guò)集裝箱運(yùn)輸完成的，集裝箱是全球應(yīng)用最廣泛、最標(biāo)準(zhǔn)化的、實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的載運(yùn)工具，即物流裝備。集裝箱物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)是具有明顯的開(kāi)環(huán)應(yīng)用特征的系統(tǒng)。作為典型的物流供應(yīng)鏈的流通裝備，集裝箱的所有權(quán)、經(jīng)營(yíng)權(quán)、使用權(quán)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(yīng)鏈閉環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)運(yùn)作的預(yù)測(cè)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(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)的重要原因。

3 物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

（1）物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)技術(shù)—解決“高魯棒性和高可靠性預(yù)測(cè)”的問(wèn)題：物流行業(yè)的供需預(yù)測(cè)（如多式聯(lián)運(yùn)、危險(xiǎn)品運(yùn)輸、醫(yī)藥物流、通關(guān)運(yùn)輸、智能倉(cāng)儲(chǔ)等場(chǎng)景供需預(yù)測(cè)）是制定各種決策的前提與基礎(chǔ)。一旦預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率不高或者魯棒性較差，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)環(huán)節(jié)資源浪費(fèi)，成本增加。但是，物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)的準(zhǔn)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(diǎn)。傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法針對(duì)這種情景預(yù)測(cè)準(zhǔn)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(yīng)對(duì)非線性特點(diǎn)的供需預(yù)測(cè)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)高準(zhǔn)確率和高魯棒性的物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。

（2）多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃與動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)—解決“高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸”的問(wèn)題：在多式聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)中存在海量的貨物訂單、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、港口等物流資源，構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在這種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)下多式聯(lián)運(yùn)存在兩個(gè)關(guān)鍵決策，一是基于現(xiàn)有訂單和資源來(lái)決策多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力、路徑規(guī)劃等；二是基于實(shí)時(shí)訂單及意外情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的調(diào)整多式聯(lián)運(yùn)的路徑；這兩個(gè)決策不僅直接影響企業(yè)的成本和效率，而且關(guān)系著客戶的服務(wù)質(zhì)量。因此，需要結(jié)合優(yōu)化算法（如分支定價(jià)、禁忌搜索、自適應(yīng)大規(guī)模鄰域搜索等）和機(jī)器學(xué)習(xí)理論來(lái)設(shè)計(jì)能夠處理大規(guī)模問(wèn)題且實(shí)時(shí)響應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃與實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整集成算法，實(shí)現(xiàn)多式聯(lián)運(yùn)的高效、科學(xué)決策。

（3）典型物流場(chǎng)景效率智能提升技術(shù)—“解決局部場(chǎng)景高效作業(yè)”問(wèn)題：在物流供應(yīng)鏈的各典型場(chǎng)景，例如公路運(yùn)輸、水路運(yùn)輸、鐵路運(yùn)輸、港口集疏運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)堆存等，對(duì)智能化轉(zhuǎn)型要求在逐步升級(jí)。研發(fā)適應(yīng)于各場(chǎng)景的智能感知識(shí)別技術(shù)、智能控制執(zhí)行技術(shù)、信息化系統(tǒng)以及中央大腦，來(lái)實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同自動(dòng)駕駛、港口高效集疏運(yùn)作業(yè)、運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)高效辨識(shí)和應(yīng)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(cè)和識(shí)別各種類型的殘損，作業(yè)環(huán)境惡劣復(fù)雜，通過(guò)圖像識(shí)別和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，快速識(shí)別出相關(guān)特征信息，服務(wù)于海關(guān)檢驗(yàn)檢疫相關(guān)場(chǎng)景。

（4）物流安全監(jiān)控評(píng)價(jià)預(yù)警技術(shù)—“解決物流供應(yīng)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)安全”的問(wèn)題：物流供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)交接過(guò)程復(fù)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(yīng)鏈運(yùn)作模型，搭建面向物流全供應(yīng)鏈的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)全程追溯平臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)以集裝箱為主要物流裝備的物流供應(yīng)鏈分布式、智能化監(jiān)控和預(yù)警，在使物流供應(yīng)鏈“透明化”的同時(shí)，降低人為信息干預(yù)，提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性。傳統(tǒng)的物流產(chǎn)品質(zhì)量安全管控是基于經(jīng)驗(yàn)判斷，無(wú)法適應(yīng)物流供應(yīng)鏈的動(dòng)態(tài)變化，以全供應(yīng)鏈質(zhì)量控制數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建物流產(chǎn)品的質(zhì)量控制知識(shí)圖譜，為供應(yīng)鏈關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)的自動(dòng)辨識(shí)提供知識(shí)指導(dǎo)，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)供應(yīng)鏈環(huán)境下關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)自動(dòng)分析的關(guān)鍵技術(shù)。

（5）物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)—解決“物流供應(yīng)鏈低碳運(yùn)作”的問(wèn)題：將物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)技術(shù)、多式聯(lián)運(yùn)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃調(diào)整技術(shù)、物流供應(yīng)鏈智能安全技術(shù)等進(jìn)行協(xié)同集成，開(kāi)發(fā)形成物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)智能設(shè)備、軟件算法和系統(tǒng)平臺(tái)，為危險(xiǎn)品、食品藥品冷鏈等物流供應(yīng)鏈上下游運(yùn)輸提供整套解決方案。

4 物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)思路

物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)緊抓“新基建”戰(zhàn)略機(jī)遇，采用人工智能與物聯(lián)網(wǎng)、5G、衛(wèi)星通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用以及和控制科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等理論相融合的方法，以集裝箱物流供應(yīng)鏈為抓手，構(gòu)建物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)模型、預(yù)警模型、動(dòng)態(tài)規(guī)劃調(diào)整策略等，實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)中的各個(gè)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(yīng)鏈領(lǐng)域的數(shù)據(jù)缺口問(wèn)題、效率低下問(wèn)題、碳排放高問(wèn)題和智能安全問(wèn)題，形成不同主體之間統(tǒng)一的信息與數(shù)據(jù)互通標(biāo)準(zhǔn)，最終實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈系統(tǒng)運(yùn)行的預(yù)測(cè)規(guī)劃、效率和安全提升。物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)路徑如圖1所示。

圖1 物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)路徑

針對(duì)以集裝箱為核心物流裝備的物流供應(yīng)鏈中涉及供需協(xié)同、效率提升、安全保障等關(guān)鍵因素的智能預(yù)測(cè)問(wèn)題，按照“預(yù)測(cè)—規(guī)劃、智能—高效、智能—安全、集成—應(yīng)用”的思路，研究物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)技術(shù)、多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃與動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)、物流供應(yīng)鏈典型場(chǎng)景效率智能提升技術(shù)、物流供應(yīng)鏈智能安全技術(shù)和物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)集成及多場(chǎng)景應(yīng)用技術(shù)，開(kāi)展基于人工智能的物流供應(yīng)鏈供需協(xié)同、關(guān)鍵場(chǎng)景效率提升、物流供應(yīng)鏈安全保障等關(guān)鍵技術(shù)研究，集成研發(fā)物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)圍繞供需問(wèn)題、效率問(wèn)題、安全問(wèn)題、低碳問(wèn)題的智能預(yù)測(cè)服務(wù)。

研究面向食品藥品冷鏈供應(yīng)、危化品、普通貨物等多種物流供應(yīng)鏈及物流典型場(chǎng)景的物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)集成技術(shù)，將物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)技術(shù)、多式聯(lián)運(yùn)動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃調(diào)整技術(shù)、物流供應(yīng)鏈智能安全技術(shù)等進(jìn)行協(xié)同集成，開(kāi)發(fā)形成物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)相關(guān)智能設(shè)備、軟件算法和系統(tǒng)平臺(tái)，構(gòu)建面向物流供應(yīng)鏈的專業(yè)語(yǔ)義庫(kù)和語(yǔ)義識(shí)別系統(tǒng)，并結(jié)合食品藥品冷鏈供應(yīng)、危化品、普通貨物等典型物流供應(yīng)鏈及其典型物流場(chǎng)景特點(diǎn)，在實(shí)際物流供應(yīng)鏈多場(chǎng)景中開(kāi)展應(yīng)用推廣，實(shí)現(xiàn)物流供應(yīng)鏈“供需預(yù)測(cè)—準(zhǔn)確可靠”、“路徑規(guī)劃—高效經(jīng)濟(jì)”、“物流典型場(chǎng)景—高效便捷”以及“物流供應(yīng)鏈運(yùn)作—安全可信”的目標(biāo)。具體來(lái)說(shuō)，一方面，分析冷鏈物流供應(yīng)鏈、?；肺锪鞴?yīng)鏈或普通貨物物流供應(yīng)鏈對(duì)智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需求，針對(duì)行業(yè)特點(diǎn)，將物流行業(yè)供需預(yù)測(cè)技術(shù)、多式聯(lián)運(yùn)路徑規(guī)劃與動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)、物流供應(yīng)鏈典型場(chǎng)景效率智能提升技術(shù)、物流供應(yīng)鏈智能安全技術(shù)等技術(shù)成果進(jìn)行集成，形成智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)、智能設(shè)備、智能控制系統(tǒng)、智能算法模型軟件等；物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)構(gòu)建主要包括構(gòu)建Web用戶交互平臺(tái)、開(kāi)發(fā)Web端運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)、研制統(tǒng)一傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)接口、保障大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全、形成高度抽象的大數(shù)據(jù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)和實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)可視化。另一方面，在物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)上，以天然氣、冷鏈供應(yīng)或普通貨物物流供應(yīng)等典型物流供應(yīng)鏈“產(chǎn)—運(yùn)—銷”全鏈條業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)以及其多式聯(lián)運(yùn)典型環(huán)節(jié)場(chǎng)景為對(duì)象，開(kāi)展大量的驗(yàn)證測(cè)試推廣應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模物流裝備接入、全場(chǎng)景智能和基于人工智能技術(shù)的物流供應(yīng)鏈全鏈條運(yùn)營(yíng)。

5 總結(jié)

當(dāng)前，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革正在深入發(fā)展，呈現(xiàn)智能化主導(dǎo)趨勢(shì)。全球前20大集裝箱港口中國(guó)占半數(shù)以上，全球排名前十港口中國(guó)占七席，我國(guó)港口規(guī)模穩(wěn)居世界第一，中國(guó)集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展是全球穩(wěn)定發(fā)展的重心和基礎(chǔ)。國(guó)家實(shí)施“一帶一路”戰(zhàn)略，暢通國(guó)內(nèi)大循環(huán)，促進(jìn)國(guó)際國(guó)內(nèi)雙循環(huán)，強(qiáng)化流通體系支撐作用，國(guó)際國(guó)內(nèi)物流市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大。以集裝箱物流供應(yīng)鏈為抓手，進(jìn)行物流供應(yīng)鏈智能預(yù)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)及多場(chǎng)景應(yīng)用，對(duì)加快發(fā)展現(xiàn)代物流供應(yīng)鏈、落實(shí)國(guó)家新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃部署、實(shí)現(xiàn)我國(guó)科技自立，夯實(shí)我國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的話語(yǔ)權(quán)，具有現(xiàn)實(shí)意義。