特点及发展趋势

7.3　智能物流

7.3.1　现代物流的概念、特点及发展趋势

随着国际物流业的发展，如何提高该行业的服务效率和质量，成为现代物流的发展趋势。

智能物流是指货物从供应者向需求者的智能移动过程，包括智能运输、智能仓储、智能配送、智能包装、智能装卸以及智能信息的获取、加工和处理等多项基本活动。智能物流是物联网技术应用于物流领域的体现，它将RFID读卡器、RFID电子标签、传感器等物联网设备紧密联系起来，通过射频信号识别目标并获取相关数据，实现了物流的系统化、信息化、一体化，是物流现代化的基本途径。

1.现代物流的定义及特点

现代物流（Modern Times Logistics）指的是将信息、运输、仓储、库存、装卸搬运以及包装等物流活动综合起来的一种新型的集成式管理，其任务是尽可能降低物流的总成本，为顾客提供最好的服务。

现代物流包含了产品从“生”到“死”的整个物理性的流通全过程，与传统物流相比，现代物流的区别主要表现在以下几个方面：

①传统物流只提供简单的位移，现代物流则提供增值服务；

②传统物流是被动服务，现代物流是主动服务；

③传统物流实行人工控制，现代物流实施信息管理；

④传统物流无统一服务标准，现代物流实施标准化服务；

⑤传统物流侧重点到点或线到线服务，现代物流构建全球服务网络；

⑥传统物流是单一环节的管理，现代物流是整体系统优化。

2.现代物流的发展趋势

现代物流的发展趋势呈现出全球化、多功能化、系统化、信息化和标准化的特征，其中信息化是现代物流的核心。现代物流充分利用现代信息技术，打破了运输环节独立于生产环节之外的行业界限，通过供应链建立起对企业产供销全过程的计划和控制，从而实现物流信息化，即采用信息技术对传统物流业务进行优化整合，达到降低成本、提高水平的目的。

（1）第三方物流成主导方式

从欧美看，生产加工企业不再拥有自己的仓库，而由另外的配送中心为自己服务，已经成为一种趋势。1998年美国某机构对制造业500家大公司的调查显示，将物流业务交给第三方物流企业的货主占69%（包括部分委托）。同时研究表明，美国33%和欧洲24%的非第三方物流服务用户正积极考虑使用第三方物流服务。

（2）信息网络技术广泛应用

信息技术、网络技术日益广泛用于物流领域，物流与电子商务日益融合。20世纪70年代电子数据交换技术（EDI）在物流领域的应用曾简化了物流过程中烦琐、耗时的订单处理过程，使得供需双方的物流信息得以及时沟通，物流过程中的各个环节得以精确衔接，极大地提高了物流效率。而互联网的出现则促使物流行业发生了革命性的变化，基于互联网的及时准确的信息传递满足了物流系统高度集约化管理的信息需求，保证了物流网络各点和总部之间以及各网点之间信息的充分共享。

（3）物流全球化

物流全球化包含两层含义：一是指经济全球化使世界越来越成为一个整体，大型公司特别是跨国公司日益从全球的角度来构建生产和营销网络，原材料、零部件的采购和产品销售的全球化相应地带来了物流活动的全球化。另一层含义是指，现代物流业正在全球范围内加速集中，并通过国际兼并与联盟，形成愈来愈多的物流巨无霸。1998年，欧洲天地邮政（TNT）以3.6亿美元兼并法国第一大国内快递服务公司Jef Service。1999年，英国邮政以5亿美元兼并德国第三大私人运输公司German Parcel。这些兼并活动不仅拓宽了企业的物流服务领域，同时也大大增强了企业的市场竞争力。

相对于发达国家的物流产业而言，中国的物流产业尚处于起步发展阶段，其发展的主要特点：一是企业物流仍然是全社会物流活动的重点，专业化物流服务需求已初露端倪，这说明中国物流活动的发展水平还比较低，加强企业内部物流管理仍然是全社会物流活动的重点；二是专业化物流企业开始涌现，多样化物流服务有一定程度的发展。走出以企业自我服务为主的物流活动模式，发展第三方物流，已是中国物流业发展的当务之急。

7.3.2　物联网在智能物流中的主要应用

1.智能物流的主要支撑技术

智能物流是在现代物流基础上，利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维、感知、学习、推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流的未来发展将会体现出5个特点：智能化、一体化、层次化、柔性化与社会化，即在物流作业过程中的大量运筹与决策的智能化；以物流管理为核心，实现物流过程中运输、存储、包装、装卸等环节的一体化；智能物流系统的层次化；智能物流的发展会更加突出“以顾客为中心”的理念，根据消费者的需求变化来灵活调节生产工艺；智能物流的发展将会促进区域经济的发展和世界资源优化配置，实现社会化。

支撑智能物流的主要技术有：

（1）自动识别技术

自动识别技术是以计算机、光、机、电、通信等技术的发展为基础的一种高度自动化的数据采集技术。它通过应用一定的识别装置，自动地获取被识别物体的相关信息，并提供给后台的处理系统来完成相关后续处理的一种技术。它能够帮助人们快速准确地进行海量数据的自动采集和输入，目前在运输、仓储、配送等方面已得到广泛应用。

（2）数据仓库和数据挖掘技术

数据仓库出现在20世纪80年代中期，它是一个面向主题的、集成的、非易失的、时变的数据集合，数据仓库的目标是把来源不同的、结构相异的数据经加工后在数据仓库中存储、提取和维护，它支持全面的、大量的复杂数据的分析处理和高层次的决策支持。数据仓库使用户拥有任意提取数据的自由，而不干扰业务数据库的正常运行。

数据挖掘是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的及随机的实际应用数据中，挖掘出隐含的、未知的、对决策有潜在价值的知识和规则的过程。一般分为描述型数据挖掘和预测型数据挖掘两种。描述型数据挖掘包括数据总结、聚类及关联分析等，预测型数据挖掘包括分类、回归及时间序列分析等。其目的是通过对数据的统计、分析、综合、归纳和推理，揭示事件间的相互关系，预测未来的发展趋势，为企业的决策者提供决策依据。

（3）人工智能技术

人工智能就是探索研究用各种机器模拟人类智能的途径，使人类的智能得以物化与延伸的一门学科。它借鉴仿生学思想，用数学语言抽象描述知识，用以模仿生物体系和人类的智能机制，目前主要的方法有神经网络、进化计算和粒度计算3种。

神经网络：它是在生物神经网络研究的基础上模拟人类的形象直觉思维，根据生物神经元和神经网络的特点，通过简化、归纳，提炼总结出来的一类并行处理网络。神经网络的主要功能有联想记忆、分类聚类和优化计算等。虽然神经网络具有结构复杂、可解释性差、训练时间长等缺点，但由于其对噪声数据的高承受能力和低错误率的优点，以及各种网络训练算法如网络剪枝算法和规则提取算法的不断提出与完善，使得神经网络在数据挖掘中的应用越来越为广大使用者所青睐。

进化计算：它是模拟生物进化理论而发展起来的一种通用的问题求解方法。因为它来源于自然界的生物进化，所以它具有自然界生物所共有的极强的适应性特点，这使得它能够解决那些难以用传统方法来解决的复杂问题。它采用了多点并行搜索的方式，通过选择、交叉和变异等进化操作，反复迭代，在个体的适应度值的指导下，使得每代进化的结果都优于上一代，如此逐代进化，直至产生全局最优解或全局近优解。其中最具代表性的就是遗传算法，它是基于自然界的生物遗传进化机理而演化出来的一种自适应优化算法。

粒度计算：早在1990年，我国著名学者张钹和张铃就进行了关于粒度问题的讨论，并指出“人类智能的一个公认的特点，就是人们能从极不相同的粒度（granularity）上观察和分析同一问题。人们不仅能在不同粒度的世界上进行问题的求解，而且能够很快地从一个粒度世界跳到另一个粒度世界，往返自如，毫无困难。这种处理不同粒度世界的能力，正是人类问题求解的强有力的表现”。随后，Zadeh讨论模糊信息粒度理论时，提出人类认知的3个主要概念，即粒度（包括将全体分解为部分）、组织（包括从部分集成全体）和因果（包括因果的关联），并进一步提出了粒度计算。他认为，粒度计算是一把大伞，它覆盖了所有有关粒度的理论、方法论、技术和工具的研究。目前主要有模糊集理论、粗糙集理论和商空间理论3种。

2.物联网在智能物流中的主要作用

从技术层面来讲，物联网能够促进物品在物流过程中的透明管理，使得可视化程度更高。物流领域运用物联网技术，也使得运输过程中数据的传输更加正确、及时，便于交互。物联网技术提升物流行业整体管理水平，表现为：

①利用物联网技术能提高物流的信息化和智能化水平。信息化和智能化是物流发展的必然趋势。它不仅限于库存水平的确定、运输道路的选择、自动跟踪的控制、自动分拣的运行、物流配送中心的管理等问题，还能将物品的信息也存储在特定数据库中，并能根据特定的情况作出智能化的决策和建议。

②利用物联网技术能降低物流成本和提高物流效率。利用物联网技术使得采集信息更加高效，降低物流成本，提高物流效率，如在集装箱上使用共同标准的电子标签，装卸时可自动收集货物内容的信息，从而缩短作业时间，并实时掌握货物位置，提高运营效率，最终减少货物装卸、仓储等的物流成本。

③利用物联网技术能提高物流活动的一体化。智能物流的一体化是指智能物流活动的整体化和系统化，它是以智能物流管理为核心，将物流过程中运输、存储、包装、装卸等诸环节集合成一体化系统，高效地向客户提供满意的物流服务。

3.物联网在智能物流中的主要应用领域

①基于RFID等技术建立的产品的智能可追溯网络系统，如食品的可追溯系统、药品的可追溯系统等。这些智能的产品可追溯系统为保障食品安全、药品安全提供了坚实的物流保障。

②智能配送的可视化管理网络，这是基于GPS卫星导航定位，对物流车辆配送进行实时的、可视化的在线调度与管理的系统。很多先进的物流公司都建立与配备了这一网络系统，以实现物流作业的透明化、可视化管理。

③基于声、光、机、电、移动计算等各项先进技术，建立全自动化的物流配送中心，实现局域内物流作业的智能控制、自动化操作的网络系统。如货物拆卸与码垛依靠码垛机器人，搬运车是激光或电磁的无人搬运小车，分拣与输送是自动化的输送分拣线作业，入库与出库是自动化的堆垛机来完成，整个物流作业系统完全实现了全自动与智能化，是各项基础集成应用的专业网络系统。

④基于智能配货的物流网络化公共信息平台。此外，企业的智慧供应链等也都属于物联网的应用。

4.物联网在智能物流中的应用案例

（1）智能运输管理系统

该类系统是综合运用于整个运输管理体系而建立起的一种大范围、全方位、实时、准确、高效的综合运输管理系统，如图7.25所示。包括交通管理、车辆控制、车辆调度等子系统。它基于GPS定位技术获取移动配送人员、车辆及固定店铺的位置坐标，通过3G网络传输，再利用GIS技术，将移动目标所在位置和行走轨迹标注在电子地图上，便于控制中心管理。

（2）基于RFID的智能仓储管理系统

该类系统将标签附在被识别物品的表面或内部，当被识别物品进入识别范围内时，RFID读写器自动无接触读写，包含自动出库系统、自动入库系统、自动盘库系统、自动周转等子系统。图7.26展示了系统的运行流程，图7.27则展示了各环节的实景。

图7.25　智能运输管理系统

图7.26　基于RFID的智能仓储管理系统运行流程

（3）智能配送管理系统

该类系统以GIS、GPS和无线网络通信技术为基础，服务于物流配送部门，由物流配送数据服务器、配送管理模块、车载终端管理模块、收货管理模块等构成，如图7.28所示。实现实时监控、双向通信、车辆动态调度、货物实时查询、配送路径规划等功能。

（4）智能包装系统

该类系统利用条码、RFID、材料科学、现代控制技术、计算机技术和人工智能等相关技术，实现了包装过程的无人值守，同时增加物品的信息以便追踪管理，提高包装效率，如图7.29所示。

图7.27　基于RFID的智能仓储管理系统实景

图7.28　智能配送管理系统

图7.29　智能包装系统示意图

图7.30　基于条码的物品安全监管示意图

5.利用物联网技术发展智能物流存在的主要困难

利用物联网发展智能物流有诸多优势，但是物联网技术还没有统一的标准，在利用其发展智能物流的过程中也还存在一定困难，表现为：

（1）应用物联网技术发展智能物流前期投入大

在物联网技术成为通用技术之前，要投入大量的人力和财力来实现现有系统升级换代，初期的成本很高。特别是在物流业中利润低的领域，成本成为物联网普及的第一障碍，无论是电子标签，还是条形码，无疑都会增加企业的前期投入成本，如若没有强烈需求，企业较少会去主动应用。

（2）物联网技术的安全性问题限制智能物流的发展

一方面是数据读取的可靠性，目前识别技术还没有完全成熟，在数据的读取方面受到环境等因素的限制还比较严重；另一方面是数据本身的信息安全，识别技术读取的数据需经过网络的传输，网络本身的信息安全使得智能物流的发展存在网络风险。