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        新聞資訊

        智慧物流的底層邏輯

        時間:2022-07-31

        引言

        在每個系統中,都存在不能違背的最基本命題,這是系統的本質,是第一性原理,是系統發展演變的底層邏輯。

        底層邏輯往往看起來很簡單,但就像弱不禁風的小樹幼苗可以長成蒼 天大樹,普通磚石可以蓋起萬丈高樓。

        底層邏輯作為系統發展演變的底層支撐,反映了事物的本質,確立的事物發展演變的路徑。比如:1950年10月圖靈發表了“機器能思考嗎”的論文,提出了著名的圖靈測試。圖靈測試就是人工智能的底層邏輯,經過幾十年努力,人類在此之上建立了人工智能的科學大廈,這篇文章也為圖靈贏得了“人工智能之父”的桂冠。

        2009年我根據物聯網技術發展及其在物流系統中的應用帶來的創新與變革,正式提出智慧物流概念與理論架構。十多年來,智慧物流獲得了巨大發展,成為現代物流技術與應用的發展的主流。但是,圍繞智慧物流發展也帶來很多概念上混亂,很多人把智慧物流僅僅當作一個時髦的名詞,并不了解智慧物流的底層結構,更難以界定清楚數字物流、數智物流、智能物流等概念。這是智慧物流理論體系建設中存在的重要問題。

        因此,今天回歸初心與本源,總結歸納一下我關于智慧物流技術與理論的底層邏輯探索,希望大家喜歡。

        說明:2009年我作為中國物流技術協會信息中心主任、華夏物聯網研究中心主任、《物流技術與應用》雜志執行主編,正式提出智慧物流理論。

         

        01

         

        智慧物流底層邏輯

         

        1、智慧物流的本質:智慧能力

        認識智慧物流的本質需要從智慧物流的定義談起,2009年我在《物聯網技術及其在現代物流行業應用》研究報告中對智慧物流下的定義是:智慧物流,指的是基于物聯網技術應用,實現互聯網向物理世界延伸,互聯網與物流實體網絡融合創新,實現物流系統的狀態感知、實時分析、科學決策、精準執行,并進一步達到機器決策和學習提升,擁有智慧能力的現代物流系統。

        智慧物流的這個定義,反映了智慧物流從哪里來,到哪里去和具體的表象特征,是智慧物流的第一性原理,智慧物流大廈建立在這個定義之上。

        (一)智慧物流從哪里來:物聯網技術在物流業應用,推動了互聯網向物理世界延伸,物流系統的虛擬互聯網與實體互聯網融合,帶來的物流系統智慧變革。這是智慧物流來源。

        智慧物流來源,決定了智慧物流底層技術體系是建立在物聯網IOT、信息物理系統CPS、實物互聯網(PI)等技術體系之上。

        (二)智慧物流到哪里去:定義指明:進一步達到機器決策和學習提升,擁有智慧能力。這是智慧物流的本質,是智慧物流發展演變的底層邏輯,決定著智慧物流發展走向。

        我們知道,物聯網技術應用,可以實現狀態感知,機器系統實時產生數據,實現了數字化;數字化帶來大數據,帶來數據分析、運籌、優化,進一步可以實現機器決策,就產生了智能化;進一步讓機器系統具備了產生智慧的能力,而擁有一定智慧的能力就是智慧物流的本質。

        按照圖靈人工智能的底層邏輯,機器可以思考做出與人類相似的判斷決策,代表著機器擁有智能;按照我的觀點,機器在此基礎上還可以學習提升,自我進化,產生了智慧。不管物流系統開始智慧能力如何,但只要具備了這一點,就是智慧物流。

        (三)智慧物流具體表現特征:狀態感知、實時分析、科學決策、精準執行。這是從外部考察一個物流系統是不是智慧物流的基本依據。如果我們看一個智慧物流系統具有了狀態感知能力,可以根據感知信息進行分析并做出決策,發布決策指令,推動物流系統精準執行,就可以初步判斷該物流系統具備了智慧物流基本特征。

        就像我們人類智慧演化一樣,我們有智慧水平低的兒童時代,有快速學習提升的學生時代,也有實踐和應用智慧的工作階段;我們每個人的智慧能力也不完全相同,但我們都屬于擁有智慧的人。物流系統本質和底層邏輯是具有機器決策與學習提升的智慧能力,只要具備了這一點,就是智慧物流。

        有時候哪怕物流系統決策的執行是由人操作機器或純人工完成,只要是執行的是機器系統發出的指令,也是智慧物流。如美團即時配送人員就是執行的機器系統調度指令,這個即時配送調度系統也可以通過大數據訓練,提升調度管理水平,這個系統也屬于智慧物流系統。

         

        2、智慧物流大腦的底層邏輯:機器智能

        利用機器系統優勢,讓機器按照機器系統獨特優勢去思考與決策,這是機器智能MI。智慧物流系統主要是機器大系統,其智能當然應該是機器智能。機器智能是智慧物流思維系統的底層邏輯。

        前面講過,人工智能理論就是建立在讓機器系統學習人類思考決策基礎之上的,從這個角度看人工智能也是機器表現出的類似人的智能,本質上就是機器的智能,還有必要特別強調機器智能嗎?這是很多人疑惑的地方。

        我認為,人工智能遠遠不能覆蓋機器智能,二者有本質區別,我們目前必須全面推進機器智能研究,更有必要推動機器智能的應用創新,全面建立機器智能理論體系,開拓機器智能應用領域,建立機器智能的技術與理論大廈。因為人工智能與機器智能有根本的不同。

        雖然人工智能與機器智能表現的都是機器思考的結果,但人工智能的本質是讓機器像人類一樣思考決策,模仿的是人類思考的特點與模式;而機器智能本質是讓機器按照機器的優勢思考決策,發揮的是機器系統的優勢,思考的基礎是數字化,思考的信息是大數據。

        與人類相比,機器智能擁有巨大的優勢,遠遠超越人類。

        一是人類只能靠眼耳鼻舌身感知,感知能力有很大局限;而機器系統感知可以無處不在,網絡化覆蓋;

        二是人類更強調獨立思考,是獨立的個體智能,社群智能差,而機器系統智能本質上就是全網連接,實現的網絡化的群智能;

        三是人類智能是圖形化形象思維,而機器系統只認0與1,是建立在機器感知產生數據,是利用數據分析決策,是數字化的思維智能;

        四是人類知識學習需要積年累月日積月累,機器的知識與智能進化是超速的;

        五是人類智能存儲與記憶能力很差,機器智能是海量數據、海量存儲和高速計算...等等。

        機器智能系統有自主性,可以自動感知、實時分析、科學決策、精準執行,并可以學習提升。但是機器系統決不能具備自我性,自我性應該是是人類獨有,也就是說絕不能訓練機器的感情,決不能讓機器區分誰對待我好與壞,讓機器產生憎惡與情感,這是人工智能開發的一個基本倫理。

        目前,全世界關于機器智能的研究剛剛開始,中國關于機器智能的研究專著我還沒有看到,我希望年輕的科學家可以圍繞機器智能開展研究,建立中國機器智能理論與技術大廈。

         

        3、智慧物流體系建設底層邏輯:三層架構與四大功能

        智慧物流體系的技術架構屬于智慧物流大廈的“四梁八柱”,是智慧物流系統的骨骼,智慧物流的技術支撐,是是智慧物流體系建設的底層邏輯。

        我把智慧物流體系架構分為三層架構與四大功能,一是感知層,實現的是狀態感知功能;二是網絡層,主要做數據處理與傳輸,實現的是智慧物流的實時分析與科學決策兩大功能;三是執行層,實現智慧物流系統的精準執行功能。

        由此架構體系,可以梳理并建立智慧物流技術體系:

        智慧物流感知技術:自動識別、RFID、智能傳感、GPS、紅外感知、溫度感知等所有可感知物流狀態并自動產生物流數據的技術;

        智慧物流網絡技術:互聯網、物聯網、移動通信、5G、區塊鏈、M2M、GPS、元宇宙等系列的網絡化技術;

        智慧物流決策技術:包括大數據處理與分析、人工智能、機器智能、運籌優化等技術體系;

        智慧物流執行技術:包括輸送分揀、自動倉儲、物料搬運、運輸配送、物流機器人、自動裝卸等所有物流技術與裝備;

         

        4、智慧物流作業系統的底層邏輯:三大系統

        智慧物流運作是智慧物流大廈的組成部分,是智慧物流的建筑結構,是智慧物流作業的底層邏輯。

        智慧物流運作體系主要由智慧物流思維系統、智慧物流信息傳輸系統和智慧物流執行系統三大系統組成。

        智慧物流思維系統是物流大腦,體現的是智慧物流的智力水平;初期是在數字化基礎上實現簡單的判斷與決策,目前正在向軟件定義物流進化,未來將以智慧進化為主線,逐步實現高水平的機器系統自我學習與進化,呈現出遠高于人類的機器智能,產生機器智慧。

        智慧物流的信息傳輸系統是物流神經網絡,體現的是智慧物流的信息在虛擬信息網絡與實物物理網絡間數據通訊能力。初期是物聯網技術打通智慧物流虛實網絡,實現互聯網+物聯網的融合;目前正在向智慧物聯網AIOT進化,未來將呈現信息物理融合的系統(GPS);等

        智慧物流的執行系統是物流手與腳,即物流技術裝備系統,初期主體是物流自動化,目前正向柔性自動化進化,未來向物流元宇宙等方向進化,實現智慧物流虛實完全融合,互操作、互映射,一體化運作,智慧覺醒。

         

        5、智慧物流發展演化的底層邏輯:虛實融合、智慧進化

        智慧物流發展演化的底層邏輯是物質與信息的軟硬融合虛實一體,并以智慧進化為演變方向。

        目前智慧物流發展已經越來越呈現出硬件資源虛擬化、管理過程可編程,實現物流系統的調度、控制、執行等軟件與智能硬件結合,軟件定義物流硬件,推動了智能硬件創新等發展趨勢。

        物流硬件將越來越軟,一是物流技術設備系統變軟,特點是柔性自動化;二是物流作業對象:實體貨物虛擬化、數字化;三是智慧物流硬件系統變軟,軟件系統在物流設備硬件運作中起主導作用;

        由于智慧進化為主體,也要求物流硬件網絡體系中貨物單元能夠像數據包在互聯網中傳遞一樣在物流實體網絡中傳遞,讓虛實同步互相映射與互操作,這就是物流實體互聯網PI(Physical Internet),它可以實現開放性的資源共享和信息共通,最終形成超鏈接的分層和分布式的實體物流網絡。

        實物互聯網PI理論在國際著名物流專家們的推動下,已經開展了系列的研究,形成了先進的理論體系,并引起全世界物流專家的關注,在世界一些先進的國家進行大力推廣。

        但是,實體互聯網的變革落地極其艱難,因為這涉及的是實體網絡貨物傳輸接口標準化,需要全世界雜亂無章的物流接口類基礎性標準實現統一。

        我們知道超文本傳輸協議與超文本標識協議這兩個信息流傳輸接口標準統一創造了信息互聯網。實體互聯網落地當然也需要實體網絡接口標準實現統一,即類似數據包傳輸的物流單元包裝規格類標準需要統一,這依賴于單元化物流的大力推進。

        此外,實體物聯網與數據物聯網之間的接口標準也需要統一,這涉及到物流單元的編碼規則(類似于物流網絡數字身份證)標準統一,更需要對應物流單元的物流在物流網絡中流動的標準協議規則統一,類似于數字通行證。實物互聯網的標準統一是PI推進的最大障礙。

        物流軟件將越來越硬,物流軟件從過去的管理向決策、執行與控制方向進化,與智能硬件融合,不再屬于孤立的物流軟件。如:倉儲執行系統WES、倉儲控制系統WCS、物流機器人指揮調度系統、自主導航系統不斷發展進化;軟件機器人也得到應用。

        物流軟件在物流信息互聯網的網絡空間,軟件越來越硬,讓物流信息互聯網成為智慧物流進化主體。

        物流信息互聯網與一般的信息互聯網有本質的不同,即物流信息互聯網本質是物聯不是互聯。物流網絡具有流動性和普遍性,涉及各個行業,遍及世界各地,在生產階段要鏈接生產網絡,存儲階段要連接倉儲網絡;在運輸中要鏈接運輸網絡,在港口要鏈接港口網絡....這些網絡是并行,由于屬于不同市場主體,信息具有價值屬性,又是不能互聯互通的,是物流連接了這些并行網絡群,物流互聯網常需要隨時一次接入一個或多個不同的物聯網絡,而不是同時一張大網的互聯互通。

        例如:一個冷鏈食品可能需要同時接入追蹤追溯網絡、冷鏈全程監控網絡、冷鏈運輸網絡、產品供應鏈網絡、物流安防網絡等。如何既保證這些并行的信息網絡中物流信息的連通,又能保證這些獨立的具有各自市場主體的信息網絡安全,是一個需要解決的重要問題。

         

        03

         

        智慧物流系統的進化路徑與階段

        信息化、數字化、大數據、智能化、數智化、智慧化是目前可見的智慧進化路徑與六個發展階段。

        信息化:是指將現實物理存在的事物認為符號化、數據化,便于信息傳播與溝通。其中最主要的是通過數據化手段實現,但信息化發展初期這些數據往往靠人來完成,如人工錄入數據,人工傳遞信息等等;

        數字化:隨著物聯網技術應用,感知技術可以實現狀態感知,數據可以實現自動化采集,而不是人工完成時,實現感知(采集)-呈現-分析同時完成,即進入數字化。

        大數據:機器自動產生數據的數字化必然帶來海量數據,對海量數據存儲、運算與處理的技術就是大數據。大數據的計算、分析和運用都不是智能化,因為最后的依賴數據分析結果做出決策的還是人,至少大部分場景下還是人,而不是機器。

        智能化:數字化與智能化的區別在于最終決策誰來做?能夠實現狀態感知、實時分析、科學決策、精準執行的閉環,機器做決策并執行,才實現了智能化;

        數智化:前面的智能進化體現的是從數字化到智能化,即數字智能化;在此基礎上我們再把人類各類知識與智能通過數字化方式呈現,這是智能的數字化,當數字的智能化與智能的數字化融合,即進化到數智化階段了。

        智慧化:數智化的進化一定催生智慧的產生,進入數智化高級階段,系統不依賴人的干預,即可自身進行學習提升,即具備了智慧化特征。

        以上基本上把智慧物流理論技術的底層邏輯談清楚了,這是我建立智慧物流理論的基礎性研究總結,相信在這些底層邏輯基礎上,大家共同研究與創新,一定能夠完成具有中國特色的智慧物流全新理論體系建設,建成智慧物流大廈。

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