人工智能在物流行業的發展與應用

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文｜北京科技大學機器工程學院物流工程系

罗磊、赵宁

人工智能技能作為一門科學技能已钻研了近半個世纪，2016年人工智能在围棋項目中克服人類顶尖妙手，標记着人工智能技能的開端成熟，也迎来了人工智能技能的快速成长。人工智能技能给各個行業如制造業、运输業、互联網行業、金融業乃至醫疗、卫生、法令等專業，都注入了新的動力。

人工智能技能更是给物風行業带来了革命性的扭轉，以智能呆板人、智能挑撰車、無人機、主動驾驶汽車為代表的智能硬件，极大地扭轉了現有的仓储、运输、配送等物流功课的模式，并将带来更多的扭轉；以呆板視觉、天然语音处置、大数据發掘、深度進修為根本的智能软件，為物風行業所触及的信息辨認、存储、辦理、操纵斥地了加倍高效的路子，讓“数据驱動物流”成為实际。

本文将别离從人工智能技能的成长、人工智能在物流范畴的利用和人工智能赋能物風行業的現实案例，来論述人工智能给物風行業带来的變化，并预测伶俐物流将来的成长趋向。

人工智能（artificial intelligence， AI），是一种钻研、開辟用于摹拟、延长和扩大人的智能的理論、法子、技能及利用體系的一門新的技能科學，简言之，人工智能是指经由過程平凡计较機步伐来顯現人類智能的技能。

人工智能技能的成长，将完全扭轉人類的出產和糊口，對付反复性的事情、简略的脑力事情（如：数据收拾、校订、录入、車辆主動驾驶、装备無人節制等），将會很快被人工智能技能彻底替换，這将對各個行業带来庞大的變化。物風行業作為工業出產的支柱辦事業和社會糊口的新兴辦事業，将會成為人工智能最先和最大的受益者。物流設备、装备的智能化、無人化，物流信息的伶俐化，物風行業的高效力、降本錢，都将跟着人工智能技能的大量利用而敏捷得以实現。

本文将聚焦人工智能技能利用成熟的范畴，同時連系典范的物風行業場景，連系头部企業的实践，對人工智能技能在物流范畴的利用举行阐發和总结，最後将連系對人工智能技能将来的成长標的目的，對伶俐物流的成长趋向举行预测。

1、人工智能技能的成长與利用

從1945年第一台计较機ENIAC出生之日起，人類對付制造出“人工智能”的尽力就没有遏制。1956年，约翰·麦卡锡等人倡议了“達特矛斯夏日人工智能钻研规划”，旨在招集志同志合的人配合會商“人工智能”（此界说恰是在當時提出的）。

這次集會催生了如今人所共知的人工智能革減肥茶, 命。跟着计较機科學的不竭成长，综合博弈論、统计學、神经科學、呆板人學等學科的成长，人工智能也蓬勃成长，同時，人工智能的焦点問题也愈加清楚——建構可以或许跟人類類似乃至超出的推理、常識、计划、進修、交换、感知、移物、利用东西和操控機器的能力等。

颠末几十年人類的各類测验考试和摸索，人工智能已有了開端的功效，其在不少范畴已超出了人類，2016年AlphaGo击败韩國棋王李世石讓眾人赞叹，人工智能在圖象辨認、语音辨認、数据發掘與阐發、主動節制等事情也展示了不低于人類的智能，這极大的解放人類，并鞭策了社會效力的防滑產品,晋升。人工智能的实現法子和利用場景多种多样，最根基的人工智能技能的利用可分為四大部門：感知能力，認知能力，缔造力和智能。

1. 感知能力

人類经由過程感官（皮肤、眼、耳等）收到来自情况的刺激，并發生触觉、視觉、听觉、嗅觉、味觉等，然後经由過程措辞或動作来與情况举行互動。人工智能技能帮忙智能體進修得到與人類類似的感知能力，并终极完成相干的事情。感知能力可以归纳為看、听、说、读、写、感受六种能力。

“看”：呆板視觉，圖象辨認，人脸辨認，視網膜辨認，虹膜辨認，掌纹辨認等。

“听”：语音辨認，天然说话理解等。

“读”：天然说话处置，语音轉换文本等。

“写”：呆板翻译，天然说话天生等。

“说”：语音天生，文本轉换语音等。

“感受”：数字嗅觉，数字味觉[7]，微脸色辨認（情感感知）等。

在感知能力方面，人工智能與人類的差距已很小，乃至在如呆板翻译、人脸辨認、圖象辨認等范畴，人工智能丝绝不减色與人類，乃至比人做的更好。

2.認知能力

認知能力指的是人類经由過程進修、果断、阐發等生理勾當来领會動静、获得常識的進程與能力，對人類認知的仿照與進修也是目古人工智能钻研的核心范畴，重要包含：

阐發辨認能力：比方说话和圖象辨認（卷积神经收集辨認圖象如圖1所示）、產物举荐、垃圾邮件辨認、信誉危害阐發、消费举動阐發等。

圖1 卷积神经收集辨認圖象示用意

展望能力：比方基于人工智能的装备寿命展望、智能自然灾难展望與防治。

果断能力：比方AI下围棋、主動驾驶車、智能搜刮、智能節制、博弈等。

進修能力：比方呆板進修、深度進修、强化進修等各類進修法子。

在認知能力方面，人工智能在不少范畴與人類還存在差距，但在部門细分范畴内，已可以到達人類的智能，比方下围棋、主動驾驶等范畴。

3.缔造力

缔造力指的是人類發生新思惟、新發明、新法子、新理論、新設計，缔造新事物的能力，它是連系常識、智力、能力、個性及潜意識等各類身分优化而成，這個范畴目古人類仍遥遥领祖先工智能，但人工智能也在不竭成长，比方人工智能作曲、作诗、小说創作、绘画、設計等技能，均有大量的團队在不竭摸索。

4.智能

智能指的是人類深入领會人、事、物的原形，能根究真实真谛、明辨长短，引导人類可以過着成心义糊口的一种能力，這個范畴牵扯人類自我意識、自我認知與价值觀，是目古人工智能還没有涉及的一部門，也是人類最难以被仿照的一個范畴。

2、人工智能在物流范畴的利用

分歧的典范物風行業場景有分歧的特色，所必要的技能也不尽不异，理當按照現实的需求肯定技能的利用。下面针對一些典范的物流場景，論述可能利用的相干人工智能技能（拜见圖2）。

圖2 典范物流場景下的人工智能技能的利用

1.供给商辦理

供给商是出產加工型企業或電商企業的供貨者，科學采購、高效收貨與質检、伶俐财政辦理體系等，都可以或许提高供给环節的效力，低落运行本錢。

（1）伶俐采購體系：連系圖象辨認技能、大数据阐發與深度進修技能，阐發汗青的采購信息并發掘此中的深层逻辑，構成科學的采購决议计划，做到适當采購、當令采購，削减過量库存對資金本錢的占用，防止過少库存面對的機遇丧失。

（2）伶俐質检體系：圖象辨認技能的利用，可以敏捷盘点貨品的种類和数目，共同上無人機的利用，可以或许加倍快速；專家體系的利用可以高效的果断貨品質量。人工智能技能的利用可以削减質检职员的数目，低落本錢，并且可以采纳對貨品質量的周全查抄，防止抽查模式潜伏的問题。

（3）伶俐财政體系：圖象辨認與深度進修的連系，可以顯著晋升报表的处置效力，削减犯错率；大数据阐發可以或许举行危害评估，防止一些潜伏的财政危害。

2.仓储辦理

仓储辦理包含入库、存储和出库（拣貨）等首要环節，触及到数目巨大的物流呆板人、主動仓储装备、运输装备和职员，占用了企業的大量資金。将仓储辦理智能化，将為物風行業带来倾覆性的扭轉。

（1）伶俐存储装备：今朝，在仓储环節利用的物流装备种類丰硕，功效各别。汗青成长久长的堆垛機貨架，加倍高效的多层穿梭車體系，针對小料箱的高效存储装备MiniLoad等。

针對仓储装备的智能化运行，计较機視觉、深度神经收集、呆板進修、主動節制等技能的利用，将极大的晋升存储装备的周轉效力，尽量的提高装备的操纵率；针對仓储装备的科學计划和施行，大数据阐發和專家體系等技能，可以或许晋升體系计划的结果；针對仓储装备的保护和调养，采纳基于装备数据的寿命展望技能，可以或许正确、预先的對装备的状况举行把握，便于提早采纳辦法。

冷库存储是存储行業的一個特别范畴，生鲜、藥品等特别商品需求较大。人工智能技能打造的新型主動化冷库，操纵大数据阐發可将采購展望與仓储近况連系，主動節制技能可以针對冷库低温的特色，更好地節制仓储貨架所用的穿梭車和堆垛機、搬运利用的叉車、码垛利用的码垛呆板人等装备。

（2）智能分拣體系：智能分拣體系包含分拣進程中利用的运输装备如AGV、智能分拣車、傳送带等，和分拣進程中的信息流。路径计划、呆板視觉等技能，将付與运输装备更多的智能，使得無人运输加倍平安、高效。数据發掘、大数据阐發等技能，可以或许将挑撰定单举行更公道的拆分與归并新店汽車借款 ,，并與仓储装备、运输装备和职员構成联動，实現更高效的定单挑撰。

（3）伶俐盘库體系：库存清点是一項花费人力和物力的事情，但不克不及直接發生经济效益，是以，低落盘库的本錢、晋升效力颇有需要。计较機視觉、圖象辨認、無人機等技能，可以或许敏捷的對貨品种類和数目举行清点，比拟于人工清点，效力更高，正确率更高。

3.运输辦理

运输环節实現貨品的运输，重要包含运输装备和运输進程的信息辦理。海内的运输方法有航空运输、铁路运输、公路运输和海路运输。

公路运输機動性高，貨运量大，人工智能可以或许阐扬更大的感化。日益成熟的主動驾驶技能将完全倾覆現有公路运输系统，加倍高效、平安的行驶，更少的人力依靠，将极大地晋升公路运输的效力。运输信息的辦理内容复杂，包含發車前的使命下達和線路计划，行驶中的信息跟踪和應急调剂，和達到目標地後的清点、卸貨和車辆状态查抄等。

人工智能技能對付信息的处置比人類加倍高效，经由過程大数据阐發可以或许為車辆的调剂機制供给加倍及時、靠得住的方案，装备寿命辦理可以或许體系性的监测車辆的状况，实時警报提示，低落車辆妨碍產生率。

大数据阐發可以或许更好地监测冷链运输進程中的貨品状况和司機举動，為保質保量的冷链运输供给更智能的羁系。

4.配送辦理

配送作為快递行業的“最後一千米”，面临的情形很是繁杂。屯子地域和都會地域的配送場景分歧，分歧巨细都會的配送場景也分歧，黉舍、贸易區、室第區的配送場景分歧，采纳智能配送装备和方案，可以或许提高快递辦事業“最後一千米”的辦事質量和辦事效力。

伶俐快递驿站面临人群密集的場景可以或许阐扬顯著的结果。基于圖象辨認、数据阐發的人工智能呆板人可以或许辅助客户自助完成大部門的寄件和取件事情。同時，驿站設置的智能告白體系能為社會供给必定的公益辦事和贸易辦事。

基于主動驾驶的配送装备（車辆、其他辅助东西）合用于室第區或屯子地域等必要配送职员大量變更位置的配送場景，可以减轻配送职员的事情强度，提高配送效力。

5.客户辦理

客户的信息辦理和保护、從客户信息中刻画出客户画像、為客户供给更個性化的辦事，都直接影响着客户的利用體验和企業的辦事質量。伶俐定单體系安身于圖象辨認技能和大数据阐發，可以或许加倍高效地处置客户的定单從下单至完成的全数流程，信息加倍及時正确。

基于大数据阐發、常識堆集和深度進修的伶俐导購體系将為客户供给更切确的信息，晋升客户的購物資量。智能客服體系是基于语音辨認、逻辑推理、语音天生的新技能，将為客户供给售前咨询、售中辦理、售後保护等辦事，可以或许做到24小時不中断為客户供给個性化咨询方案，并削减企業客服职员数目，提高客服辦事的質量。

3、人工智能赋能物風行業的現实案例

人工智能在物風行業已有了丰硕的利用，人工智能赋能物風行業带来了更多的效力晋升和更好的经济性，物風行業也為人工智能供给了真正的利用場景，可以促成人工智能技能更好的成长。

亚马逊作為一個笼盖全世界的電商行業，人工智能技能已浸透到其营業的各個方面，從采購到存储，從运输到配送，從信息世界到实际装备，同時也反向促成人工智能在呆板人范畴、信息处置范畴、智能節制范畴的飞速成长。

海内的浩繁電商相干企業，如京东、淘寶、四通一達、顺丰等，都在不竭摸索人工智能技能的落地利用，大量装备制造廠商如极智嘉、旷視、快仓等企業，更是将人工智能與物流装备包含呆板人、貨架、搬运車辆等連系，從智能装备入手，為全部行業带来扭轉。

1.人工智能在仓储范畴的利用

智能呆板人在仓储功课中今朝已利用很是廣泛，主動化立體堆栈、無人叉車、AMR（Automatic Mobile Robot）即自立挪動呆板人等装备的利用，顯著提高了堆栈分拣、搬运的效力。

亚马逊在2012年耗資7.75亿美元收購Kiva systems公司（專注于若何操纵呆板人在堆栈里完成網上大量的定单派發事情）後[8]，在其堆栈中大范围利用Kiva呆板人（如圖3所示），将貨架從堆栈搬运至员工处置區，实現貨到人的挑撰，Kiva呆板人的利用使得挑撰效力增长了三倍，正确率更是到達了99.99%[9]。

圖3 亚马逊Kiva呆板人

圖4 极智嘉智能挑撰呆板人

极智嘉（Geek+）作為新兴智能物流設备企業，研制開辟的智能挑撰呆板人（如圖4所示）也获得遍及利用，其樂成為某醫藥企業物流中间搭建了利用AMR的月台集貨場景，实現了出库集貨和装車搬运的無人化；利用上百台智能挑撰呆板人（貨架到人呆板人）搭建貨到人挑撰平台，打造出跨楼层、跨區域的综合性解决方案[10]。

京东具有极為巨大的智能仓群，“智能大脑”作為京东亚洲一号的“司令官”，邃密節制使得堆栈中主動化立體貨架、無人叉車、無人分拣機、打包機等智能单位可以或许和谐功课，“智能大脑”经由過程每分钟上亿次的计较，比拟傳统堆栈，可以或许将智能堆栈效力提高最少3倍以上[11]。

2.人工智能在配送范畴的利用

無人機配送作為一种不受地形、交通、职员限定的配送方法，成為将来快递配送的重要趋向。早在2013年12月，亚马逊就公布Prime Air無人快递，主顾在網上下单，若是重量在5磅如下，可以選擇無人機配送，在30分钟内把快递送抵家。全部進程無人化，無人機在物流中间流水線结尾主動取件，直接飞向主顾[12]。

2020年4月，亚马逊得到了美國联邦航空辦理局（FAA）的核准，可以在美國地域运营Prime Air快递無人機，亚马逊的配送系统正式進入“海陆空”期间[13]。亚马逊最新版本的Prime Air快递無人機（如圖5所示），是一种夹杂動力飞機，可以或许垂直腾飞和着陆。

圖5 亚马逊無人機

呆板采纳了热成像、深度摄像甲等装备来探测伤害，在AI模子的帮忙下，Prime Air可以主動辨認飞鸟等停滞物，实現平安飞翔。

在海内，顺丰自立研發的用于派送快件的無人機完成為了内部测试，在局部地域试运行，這類無人機采纳八旋翼，下設载物區，飞翔高度约100米，内置导航體系，事情职员预先設置目標地和線路，無人機将主動達到目標地，偏差在2米之内[14]。淘寶结合光滑油滑速递，在北京、上海、廣州部門區域展開的無人機快递实行[15]。

今朝，鉴于無人機市場的逐步繁華和其具有的壮大潜力，我國相干部分正在加速法令律例的制订，确保無人性能够在平安、靠得住的条件下被大范围利用，扭轉人们的生發生活方法。

3.人工智能在数据阐發范畴的利用

大数据利用是贯串電商行業的關头技能，更高效、更有价值地操纵数据，就可以更多地節流本錢、更大地晋升效益。

亚马逊寄托其壮大的技能能力，将大数据阐發推向電商行業的各個环節[16]：亚马逊有一套基于大数据阐發的技能来帮忙精准阐發客户的需求，晋升客户購物體验；大数据驱動的仓储定单运营很是高效，在中國亚马逊运营中间最快可以在30分钟以内完成全部定单处置；数据驱動的亚马逊客户辦事在中國供给的是7×24小時不中断的客户辦事，初次建立了技能體系辨認和展望客户需求，按照用户的阅读记实、定单信息、来電問题，定制化地向用户推送分歧的自助辦事东西，大数据可以包管客户可以随時随地德律風接洽對應的客户辦事團队。

亚马逊操纵大数据阐發@技%71733%能對全%681tW%部@物流链条举行了周全晋升，实現了更高效的堆栈入库、商品丈量、貨品挑撰、智能分仓和挑唆、可視化定单功课、包裹追踪等功效。

在海内，各大科技企業在大数据利用相干的技能研發和利用方面也日渐成熟。腾讯优圖实行室利用深度進修技能研發的文字辨認（Optical Character Recognition，OCR）體系[17]，经由過程计较機視觉辨認表单内容，可以或许快速便捷地完成纸質报表票据的電子化，可以有用地取代人工录入信息。

阿里的伶俐客服體系（如圖6所示）调集了包含语音辨認、天然说话理解、天然说话天生、文本轉换语音等多种人工智能技能，可以或许供给多場景的智能咨询辦事，為客户供给不中断的高質量辦事，削减客服的人工本錢[18]。

圖6 伶俐客服體系技能線路圖示意

4、伶俐物流成长趋向

科學技能的前進和人類社會的成长，讓身处期间大水的每小我，都對将来的變革布满等待。“人工智能”作為“复制并超出人類智能”的技能，将完全扭轉人類世界。物風行業将會更早遭到人工智能等新技能的淬炼，将這個触及到人類生發生活各個方面的“大辦事業”推向新的层面，在人工智能技能不竭成长和物風行業不竭進步的過程中，如下几個方面的内容都值得大师存眷：

1.無人機仓储體系

新型通信技能的飞速成长與無人機技能的日渐成熟，势必催生出更高效、更機動的無人機仓储體系。今朝，利用無人機共同圖象辨認技能，举行堆栈的盘库功课已成為实际，将来，利用無人機举行所有的仓储功课，也将成為可能。

如今的仓储功课，不管是搬运功课或是挑撰功课，都是在二维平面上的功课，不管运输装备若何變革、挑撰计谋若何优化，都难以解脱园地身分的限定。無人機比拟與傳统装备，实現了由地面二维到空间三维的庞大變化，势必完全倾覆現有的仓储行業。

在未来的堆栈中，只需少许的保护职员就可以运营巨大的堆栈，無人機群犹如蜜蜂群采蜜一般劳動，與高层貨架無缝跟尾，在智能呆板人和智能打包機的共同下，自力完成仓储环節所触及的收貨、入库、存储、出库、挑撰、打包等所有事情。

2.“陆空一體”的無人配送系统

主動驾驶技能将促進完全的物流配送無人化。設置在都會社區中的無人快递站，将由智能呆板人零丁运营，完成主動化收貨與暂存。收貨完成以後，运行速率快、搬运能力强的無人快递車将會為职员浓密的區域供给配送辦事，機動性强、漠視地形影响的無人機将會為职员分离、地形前提差的區域供给配送辦事，打造出“陆空一體”的高效配送系统。無人快递車與無人機同時具有收貨功效，可以或许知足客户的寄件需求。

3.智能信息體系

“数据驱動物流”的理念将被更遍及的实践，物流企業所触及的所有信息都将由“智能信息體系”举行伶俐辦理。相较于傳统的信息辦理體系，大量依靠人的记实、收拾、上傳、阐發、决议计划，智能信息體系将從数据的收集、阐發、操纵和存储等多背面，替换人力，实現信息辦理的無人化，信息操纵的高效化。以電商為例，客户的定单将成為驱動全部網購流程的信息原動力，智能信息體系會将其轉化為采購的根据、仓储的功课准则、运输的调剂条件、配送的引导目標，讓電商企業以最小的价格供给最高質量的辦事。

4.物風行業将變成常識密集型财產

跟着人工智能等新技能的不竭成熟和大范围的工業利用，物風行業将從一個劳動力密集型的财產變化為一個常識型密集的财產，企業将加倍注意專業人材、技能、專利等的堆集。研發职员将為企業的智能化供给源源不竭的動力，

高档工程师将成為仓储、运输、配送等环節的保障气力，大量工人繁忙的場景将不复存在，少许專業职员便可以保护巨大的物流链条。

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