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刘大成:技术创新驱动的智慧物流体系

  摘 要  

智慧物流的发展与成长,其意义和价值不仅体现在作用于物流产业内,更重要的是作用于以物流产业为核心的全产业链生态中。而在技术创新的驱动下,要以更精准地实现“以消费者为中心”的智慧供应链体系,进而持续推进智慧物流体系的升级和完善。

技术创新驱动的智慧物流体系


文/刘大成
清华大学互联网产业研究院副院长
物流产业研究中心主任、博士生导师


 01 

智慧物流的起源

智慧物流如其他智慧产业一样都起源于 2008 年 11 月 IBM 公司提出的智慧地球(Smarter Planet)概念,即把新一代的信息技术、互联网技术充分应用到各行各业,通过互联网形成物联网,并通过超级计算机和云计算,实现更加精细、动态的工作和生活,从而在世界范围内提升“智慧水平”。“智慧地球”可以简化为“互联网+物联网”,并分为 3 个维度,一是能够更加透彻地感应和度量世界的本质和变化;二是促进世界更全面地互联互通;三是在上述基础上,所有事物、流程和运行方式都将实现更深入的智能化。
尽管以物流概念(1901年,John F. Crowell)形成的物流体系并结合全球产业链的变化启迪并发展成了供应链定义(1996年,Reiter)的供应链体系,但智慧物流的概念却有赖于智慧供应链的提出,在 2009 年 IBM 构筑的智慧地球框架后,便提出构建一个面向未来具有先进、互联和智能三大特征并利用物联网和其他数字化工具生产实时信息的“智慧供应链”,覆盖包括制造业和服务业的全行业供应链;而后具体到特定的物流领域而逐步形成“智慧物流”的概念,也是注重在利用互联网、物联网、高性能移动通信技术等支持,并随着数字化技术的逐步发展随之引入大数据、云服务、移动互联网和人工智能等技术,实现系统模拟人的智能和智慧决策等功能,完善智慧物流体系。


 02 

智慧物流的孕育期、萌芽期和成长期


尽管智慧物流依赖于互联网、物联网、大数据、云服务和人工智能等技术的发展而不断完善,但智慧物流的发展也是随着信息技术发展经历的信息化、网络化和数字化三个阶段而逐步形成越来越具有智慧(Smarter)的产业链生态体系的,并可以通过对于信息技术支持物流与供应链发展的阶段回溯为智慧物流的孕育期、萌芽期和成长期。
智慧物流的孕育期对应的是制造业信息化时代,解决的是人与机器装备之间的数字联通的问题,重点在于构筑从产品、设备到流程的信息化体系,并起源于制造业信息化。信息化最早落地于制造业是由于在制造业全球化和商贸流通成本越来越低后,制造业产品进入了全球性激烈竞争中,信息化促进了制造业降本增效,而后再逐步扩展到具有本地化特征的物流等服务业中。此时信息使能的物流业还处于对信息使能制造业的保障功能,信息化从零部件到产品/服务的数字标识 ID、物料清单(BOM,Bill of Material)、底层数据库 DB(包括业务流程)到产品数据管理 PDM 等,从单元级、设备级、车间级、工厂级、企业级到上下游供应链级的计算机辅助规划主生产计划(MPS)、物料需求计划(MRP)、制造资源规划(MRP II)和企业资源规划(ERP)到制造执行系统(MES)等,从保障制造业的仓储运输中仓库控制系统(WCS)、仓库管理系统(WMS)和运输管理系统(TMS)到包装管理系统(PMS)等,均利用信息化技术解决对企业及上下游企业各种资源的实时和非实时的监控、计划和调度,实现了资源配置优化。
以被称为“全球供应链帝国”的香港利丰集团为例,在制造业信息化时代,利丰开始从传统贸易商成功转型为以供应链管理为概念运作的现代跨国贸易商,并利用制造业信息化的支持打造了“无疆界生产”,成为“分散生产”的管理者,利用 CAD 形成了产品知识能力,利用 CAPP/CAM/CAx/PDM 实现了流程设计能力,利用 ERP 和 MES 形成了信息服务和增值服务能力等。2011 年,利丰集团以 2050 亿港元成为香港股市股王,拥有全球供应商 1.5 万多家。
智慧物流的萌芽期对应在服务业网络化时代,解决的是人与人之间的数字联通的问题。当 2000 年前后的互联网泡沫被挤出后,互联网经济正式登上历史舞台并改变人类的生活。过去实体的商贸渠道同时决定生产和消费两端的通用性和规模型,但互联网直接更改了生产与消费间的贸易渠道。
传统实体商贸渠道中间商最重要,可以通过对生产和消费两端的信息把握赚取中介差价;而互联网平台则直接解决了生产与消费的短接问题,且以近零成本和近零时延实现了供给差异化而需求个性化的有效和规模化对接。这期间,快递业伴随着电商平台的崛起而暴增的快递市场空间、劳动力红利、智慧物流支持的快递平台化和资本拥抱等要素最先获得了智慧物流平台化的丰硕收益,标志着智慧物流进入了萌芽期。
正是互联网对于服装业零售供需两端的穿透性,使得曾经借助制造业信息化而在供应链体系上迅猛发展的香港利丰集团逐步在消费互联网和制造业网络化兴起之后失去了市场竞争优势,到了 2019 年,利丰集团业绩收入仅有 80 亿港元,2020 年 3 月 20 日的市值为 43 亿港元,仅有其 2011 年市值顶峰时期的 2% 左右,而后只能以普洛斯集团和冯氏家族联手私有化退市而告终,并将成长定位在构建未来的数字供应链上。
智慧物流的成长期对应着制造业和服务业的数字化时代,解决的是设备与设备之间的数据互联,并形成了系统内的万物互联。特别是在大数据、云服务、移动互联网、物联网、人工智能、区块链和赛博物理(Cyber Physics)系统等创新技术支持下,制造业和服务业数字化的发展,使得制造与服务体系与最具流动性的资本融合并快速实现资源配置的再优化。数字化在信息化和网络化基础上打通了人与设备、系统环境之间的全面的数据互联,并利用数字化实现了各个层级自组织并形成自洽系统,事实上德国“工业 4.0”及其中赛博系统就在制造业数字化体系中形成了最为典型的自组织自洽体系。
不同于信息化时代指令传递的单向性,以赛博系统为核心的工业 4.0 可以将主生产计划 MPS 同时发布给工人、设备、被加工对象和系统环境中所有了资源,如货架、AGV 小车、机器人和加工设备等,并推动所有要素间通信握手形成自组织的加工或仓储运输。除了工人知道加工或仓储/运输中的所有信息,加工设备、AGV、货架乃至被加工的零部件也知道加工或仓储/运输中的所有信息,由此保证底层间可以通过自组织容错、纠错或缓冲,从而避免生产计划的误差,提高底层作业的效率和柔性。
数字化时代所依托的物联网、大数据、云计算、人工智能和 5G/6G 通信等技术创新更进一步增强了智慧物流的思考与决策能力,并提升了物流全供应链体系和全产业链生态系统资源配置优化能力。


 03 

智慧物流构筑的 4 个层次
智慧物流除了可以用时间轴纵向发展来划分孕育期、萌芽期和成长期三个阶段,还可以用资源配置轴横向演进由低到高划分为功能内、功能间、供应链上下游间和并行供应链间资源配置优化的四个(能力)层次。
智慧物流最底层次是物流供应链上各个功能内部的资源配置优化,如在有效物联网监控响应后的运输“结点成网”、送奶线路(数学规划中著名的旅行商问题)、仓储中的多级库存优化等,并逐渐演变成越来越定量化的资源配置优化。
第二层次则是供应链上各功能间的资源配置优化,如运输与仓储之间的功能转换。亚马逊的飞轮效应中有针对金牌会员的48小时、繁华城市区域的1小时送达服务,之所以能够1小时送达,一定是在客户最近的地方留有库存,仓储来代替长途运输而实现最近的本地库存+高效配送。但是大库存本身带来高成本,这其中的库存成本控制实际上依赖于亚马逊在全球最具优势的大数据和云计算能力,使得亚马逊能够精准的预测金牌会员的需求。
第三层次是直接变革物流供应链的整体产业结构。如坑口发电+特高压输变电直接替代了“西煤东运”、“北煤南运”,实现了煤电运一体化产业链生态和物流体系的系统降本增效,这依赖智慧物流的全数字化协同。
第四层次是并行的供应链间进行资源配置优化。在数字化技术产品支持下,各种资源可以根据需要同步并行进行对接,甚至设置“先产出、后投入”的无本万利模式,供应链的现金收入不一定来自最终消费者,而可能来自供应链上各个环节,如供应链金融等。互联网上所谓的“羊毛出在猪身上”可能成为供应链间竞争的核心要素,如影视业植入性广告就属于未开拍已收回全部投资的新模式。
智慧物流目前仅仅是成长期的开始阶段,其未来的成长不仅作用于物流产业内,更重要的是作用于以物流产业为核心的全产业链生态中,并由此形成对包括制造业、服务业等全产业链更精准更高效更低成本的服务保障。技术创新驱动的制造业及服务业数字化和数字经济的最大优势还体现在规模后的边际成本趋于零,也会更精准地实现“以消费者为中心”的智慧供应链体系,进而持续推进智慧物流体系的升级和完善。

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文章来源|引自《物流时代周刊》9月刊专栏文章


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