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中國物流與采購聯(lián)合會 京東物流

2017年5月

物流業(yè)是支撐國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎性、戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。隨著新技術、新模式、新業(yè)態(tài)不斷涌現(xiàn)，物流業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，智慧物流逐步成為推進物流業(yè)發(fā)展的新動力、新路徑，也為經(jīng)濟結構優(yōu)化升級和提質(zhì)增效注入了強大動力。

智慧物流是通過大數(shù)據(jù)、云計算、智能硬件等智慧化技術與手段，提高物流系統(tǒng)思維、感知、學習、分析決策和智能執(zhí)行的能力，提升整個物流系統(tǒng)的智能化、自動化水平，從而推動中國物流的發(fā)展，降低社會物流成本、提高效率。智慧物流具有兩大特點：

·互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)驅(qū)動：所有物流要素互聯(lián)互通并且數(shù)字化，以“數(shù)據(jù)”驅(qū)動一切洞察、決策、行動；

·深度協(xié)同，高效執(zhí)行：跨集團、跨企業(yè)、跨組織之間深度協(xié)同，基于全局優(yōu)化的智能算法，調(diào)度整個物流系統(tǒng)中各參與方高效分工協(xié)作。

智慧物流是中國制造2025戰(zhàn)略的重要基石，本報告在分析智慧物流驅(qū)動因素及服務需求的基礎上，對中國智慧物流從現(xiàn)在到2025年的應用場景進行展望，描繪出一個全面的框架，便于物流企業(yè)具象化地理解，進而分步驟實施應用。

中國經(jīng)濟正在轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽績?yōu)化經(jīng)濟結構和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新為核心驅(qū)動力來保持經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，突出表現(xiàn)在以提質(zhì)增效為特征的“新常態(tài)”。在經(jīng)濟新常態(tài)中，政府從政策層面大力推動智慧物流，消費升級、市場變革倒逼智慧物流創(chuàng)新發(fā)展，工業(yè)4.0、中國智造、互聯(lián)網(wǎng)+等為傳統(tǒng)生產(chǎn)與物流產(chǎn)業(yè)注入“智慧”基因，新技術的發(fā)展為智慧物流創(chuàng)造了條件。

在工業(yè) 4.0 時代，客戶需求高度個性化，產(chǎn)品生命周期縮短，智能工廠需要對生產(chǎn)要素進行靈活配置和調(diào)整，并能夠?qū)崿F(xiàn)多批次的定制化生產(chǎn)。智慧物流在智能制造工藝中有承上啟下的作用，是聯(lián)接供應、制造和客戶的重要環(huán)節(jié)。同時，在實施中國制造2025戰(zhàn)略過程中，隨著企業(yè)用工成本不斷攀升，經(jīng)濟發(fā)展放緩，中國經(jīng)濟“高成本時代”逐漸來臨，將給企業(yè)帶來前所未有的巨大壓力。

國家高度重視智慧物流發(fā)展，相關政策密集出臺。2016年4月，國務院辦公廳發(fā)布《關于深入實施“互聯(lián)網(wǎng)+流通”行動計劃的意見》，鼓勵發(fā)展共享經(jīng)濟，利用互聯(lián)網(wǎng)平臺統(tǒng)籌優(yōu)化社會閑散資源。2016年7月，國務院常務會議決定把“互聯(lián)網(wǎng)+”高效物流納入“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃。隨后，經(jīng)國務院同意，國家發(fā)展改革委會同有關部門研究制定了《“互聯(lián)網(wǎng)+”高效物流實施意見》，推進“互聯(lián)網(wǎng)+”高效物流與大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新緊密結合，創(chuàng)新物流資源配置方式，大力發(fā)展商業(yè)新模式、經(jīng)營新業(yè)態(tài)。2016年7月，商務部發(fā)布《關于確定智慧物流配送示范單位的通知》，開展智慧物流配送體系建設示范工作。

近年來，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、機器人、AR/VR、區(qū)塊鏈等新技術驅(qū)動物流在模塊化、自動化、信息化等方向持續(xù)、快速變化[5]。

圖1 新技術及應用趨勢

這些新技術驅(qū)動物流變化的結果，主要體現(xiàn)在三個方面：一是感應，使物流整個場景數(shù)字化；二是互聯(lián)，使整個供應鏈內(nèi)的所有元素相互連接；三是智能，供應鏈相關的決策將更加自主、智能。

圖2 新技術對物流變化的影響

未來5-10年，云計算和存儲、預測性大數(shù)據(jù)分析等絕大多數(shù)新技術將進入生產(chǎn)成熟期，預計會廣泛應用于倉儲、運輸、配送等各個物流環(huán)節(jié)，為推動中國智慧物流的全面實現(xiàn)和迭代提升奠定基礎。

圖3 新技術成熟期預測

傳統(tǒng)的分工體系已經(jīng)被打破，原來專業(yè)化的分工協(xié)作方式逐步被實時化、社會化、個性化取代。眾包、眾籌、分享成為新的社會分工協(xié)作方式，使得物流信息資源、物流技術與設備資源、倉儲設施資源、終端配送資源、物流人力資源等的共享成為現(xiàn)實，從而能在整個社會的層面進行物流資源的優(yōu)化配置，提高效率、降低成本。同時，技術進步也在改變著物流模式，例如3D打印技術的推廣應用將會催生出更多的B2C物流需求。

為應對這些變化，物流行業(yè)高度重視并大力發(fā)展智慧物流。例如，根據(jù)普華永道調(diào)研，運輸和物流公司將數(shù)據(jù)分析在未來的重要性看得比其他任何行業(yè)都高——運輸與物流業(yè)為90%，其他行業(yè)平均為83%。并且，目前已達先進數(shù)字化整合水平的運輸與物流公司的比例將在未來五年顯著提升——從當前的28%漲至71%。而在接下來的五年，整個運輸和物流行業(yè)擬將年收入的5%投入到數(shù)字化運營方案中。

隨著物流業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，物流企業(yè)對智慧物流的需求越來越強烈、越來越多樣化，主要包括物流數(shù)據(jù)、物流云和物流技術三大領域的服務需求。2016年，物流數(shù)據(jù)、物流云、物流技術服務的市場規(guī)模超過2000億元[8-10]。綜合國家經(jīng)濟增長及物流行業(yè)發(fā)展趨勢等眾多因素，我們大膽預測，到2025年，智慧物流服務的市場規(guī)模將超過萬億。

三個部分是有機結合的整體，物流數(shù)據(jù)是“智慧”形成的基礎，物流云是“智慧”運轉(zhuǎn)的載體，物流技術是“智慧”執(zhí)行的途徑。

在采購、供應、生產(chǎn)、銷售的供應鏈全過程中，會產(chǎn)生海量的物流數(shù)據(jù)，Avent公司全球運輸副總裁Marianne McDonald表示，“每一樁運輸交易都會生成超過50列的數(shù)據(jù)，以及超過2.5億的數(shù)據(jù)值”[8]。如何對這些數(shù)據(jù)進行處理與分析，挖掘出運營特點、規(guī)律、風險點等信息，從而更科學合理地進行管理決策與資源配置的，是物流企業(yè)的普遍需求。物流數(shù)據(jù)服務的典型場景包括：

·數(shù)據(jù)共享：消除物流企業(yè)的信息孤島，實現(xiàn)物流基礎數(shù)據(jù)互聯(lián)互通，減少物流信息的重復采集，降低物流成本，提高服務水平和效率；

·銷售預測：利用用戶消費特征、商家歷史銷售等海量數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)預測分析模型，對大訂單、促銷、清倉等多種場景下的銷量進行精準預測，為倉庫商品備貨及運營策略制定提供依據(jù)；

·網(wǎng)絡規(guī)劃：利用歷史大數(shù)據(jù)、銷量預測，構建成本、時效、覆蓋范圍等多維度的運籌模型，對倉儲、運輸、配送網(wǎng)絡進行優(yōu)化布局；

·庫存部署：在多級物流網(wǎng)絡中科學部署庫存，智能預測補貨，實現(xiàn)庫存協(xié)同，加快庫存周轉(zhuǎn)，提高現(xiàn)貨率，，提升整個供應鏈的效率；

·行業(yè)洞察：利用大數(shù)據(jù)技術，挖掘分析3C、家電、鞋服等不同行業(yè)以及倉配、快遞、城配等不同環(huán)節(jié)的物流運作特點及規(guī)律，形成最佳實踐，為物流企業(yè)提供完整的解決方案。

伴隨共享經(jīng)濟、無車承運、云倉、眾包等新型市場關系、物流模式的發(fā)展，如何通過物流云來高效地整合、管理和調(diào)度資源，并為各個參與方按需提供信息系統(tǒng)及算法應用服務,是智慧物流發(fā)展過程中的核心需求之一。物流云服務的典型場景包括：

·統(tǒng)籌資源：集聚社會閑散的倉庫、車輛及配送人員等物流資源，通過倉庫租賃需求分析、人力資源需求分析、融資需求趨勢分析和設備使用狀態(tài)分析等，合理配置，實現(xiàn)資源效益最大化；

·軟件SAAS化服務：將WMS/TMS/OMS等信息系統(tǒng)進行SAAS化，為更多的物流企業(yè)提供更快、更多樣化的系統(tǒng)服務以及迭代升級；

·算法組件化服務：將路徑優(yōu)化、裝箱、耗材推薦、車輛調(diào)度等算法組件化，為更多的物流企業(yè)提供單個或組合式的算法應用服務。

智慧物流的出發(fā)點之一是降本增效，如何應用物流自動化及智能化技術來實現(xiàn)物流作業(yè)高效率、低成本,是非常迫切的需求。物流技術服務的典型場景包括：

·自動化設備：通過自動化立體庫、自動分揀機、傳輸帶等設備，實現(xiàn)存取、揀選、搬運、分揀等環(huán)節(jié)的機械化、自動化；

·智能設備：通過自主控制技術，進行智能抓取、碼放、搬運及自主導航等，使整個物流作業(yè)系統(tǒng)具有高度的柔性和擴展性，例如揀選機器人、碼垛機器人、AGV、無人機、無人車等；

·智能終端：使用高速聯(lián)網(wǎng)的移動智能終端設備，物流人員操作將更加高效便捷，人機交互協(xié)同作業(yè)將更加人性化。

伴隨科技的發(fā)展和商業(yè)模式的升級，以及消費者消費習慣的改變，物流數(shù)據(jù)、物流云及物流技術三大服務領域持續(xù)提出更高的智慧化、數(shù)字化和智能化要求。行業(yè)各方要在平臺、運營和作業(yè)三個層面加強對物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的研究與應用，從而加快實現(xiàn)智慧物流?；陬I先企業(yè)最佳實踐及物流行業(yè)發(fā)展趨勢，我們對中國智慧物流從現(xiàn)在到2025年的應用場景進行展望，描繪出智慧物流應用的框架及其主要內(nèi)容。

整體架構自上而下體現(xiàn)在三個層面：智慧化平臺、數(shù)字化運營、智能化作業(yè)。形象地說，如果把智慧物流看作“人”，智慧化平臺就是“大腦”、數(shù)字化運營就是“中樞”、智能化作業(yè)就是“四肢”。“大腦”負責開放整合、共享協(xié)同，通過綜合市場關系、商業(yè)模式、技術創(chuàng)新等因素進行全局性的戰(zhàn)略規(guī)劃與決策，輸出行業(yè)解決方案，統(tǒng)籌協(xié)同各參與方；“中樞”負責串聯(lián)調(diào)度，依托云化的信息系統(tǒng)和智能算法，連接、調(diào)度各參與方進行分工協(xié)作；“四肢”負責作業(yè)執(zhí)行，依托互聯(lián)互通、自主控制的智能設施設備，實現(xiàn)物流作業(yè)高效率、低成本。

圖4 中國智慧物流2025應用展望框架

隨著商品交易品類越來越多，物流交付時效要求越來越高，物流服務范圍越來越廣，物流網(wǎng)絡布局及供應鏈上下游的協(xié)同面臨巨大挑戰(zhàn)，這迫切需要依托智慧化的平臺，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動網(wǎng)絡的智慧布局，實現(xiàn)上下游協(xié)同和共贏。

網(wǎng)絡布局是一個多目標決策問題，需要統(tǒng)籌兼顧覆蓋范圍、庫存成本、運營成本、交付時效等指標。未來將具備采用大數(shù)據(jù)及模擬仿真等技術來研究確定如何實現(xiàn)最優(yōu)的倉儲、運輸、配送網(wǎng)絡布局的能力，基于歷史運營數(shù)據(jù)及預測數(shù)據(jù)的建模分析、求解與仿真運行，更加科學、合理地確定每類商品的庫存部署，以及每個分揀中心、配送站的選址和產(chǎn)能大小等一系列相關聯(lián)的問題。

以配送網(wǎng)絡中的智能建站/拆站為例：通過構建綜合評價模型、成本最優(yōu)模型、站點數(shù)量最少模型等多維度模型，基于訂單量、路區(qū)坐標等入?yún)?shù)以及傳站時間、配送半徑等約束條件，采用遺傳算法等智能算法進行求解，得出最優(yōu)的站點數(shù)量、每個站點的坐標、平均派送半徑等規(guī)劃決策。

圖5 大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡布局示例-智能建站/拆站

智慧物流的目標之一是降本增效，而當前物流行業(yè)各方的協(xié)同成本仍然過高。未來將統(tǒng)一行業(yè)標準、共享基礎數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)分析洞察各行業(yè)、各環(huán)節(jié)的物流運行規(guī)律，形成最佳實踐，明確各參與方在智慧物流體系中最適合承擔的角色。在此基礎上，上下游各方在銷售計劃、預測等層面進行共享，指導生產(chǎn)、物流等各環(huán)節(jié)的運營，實現(xiàn)供應鏈的深度協(xié)同。

圖6行業(yè)洞察及供應鏈深度協(xié)同

物流需求正在變得更加多樣化、個性化，未來將通過數(shù)字化技術，在橫向的倉儲、運輸、配送等業(yè)務全流程，縱向的決策、計劃、執(zhí)行、監(jiān)控、反饋的運營全過程中，根據(jù)實時需求進行動態(tài)化的決策，根據(jù)具有自學習、自適應能力的運營規(guī)則進行自主管理，并在信息系統(tǒng)中落地實現(xiàn)。

主要體現(xiàn)在全鏈路智能排產(chǎn)和運營規(guī)則智能設置兩個方面。

（1）全鏈路智能排產(chǎn)。未來的排產(chǎn)將是全鏈路倉、運、配等各環(huán)節(jié)聯(lián)動的，動態(tài)最優(yōu)的?；谶\營計劃、客戶需求、負荷監(jiān)測、資源能力等構建產(chǎn)能模型，通過排產(chǎn)算法進行求解，動態(tài)識別瓶頸環(huán)節(jié)，智能計算并更新各環(huán)節(jié)產(chǎn)能閾值，動態(tài)編排各環(huán)節(jié)生產(chǎn)節(jié)拍，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)的平穩(wěn)生產(chǎn)，通過設置適度積壓的安全緩沖，減輕峰值、低谷的壓力，節(jié)省成本。

圖7 全鏈路智能排產(chǎn)

以訂單生產(chǎn)及裝車順序智能編排為例：基于實時定位的應用，根據(jù)車輛信息（包括預計到達倉庫/分揀中心的時間、車輛規(guī)格等），以及實際訂單的地址及投遞時效信息，智能設置動態(tài)的截單時間，按照波次編排訂單生產(chǎn)順序和集單揀貨順序，并按包裹投遞順序倒排裝車順序。

圖8全鏈路智能排產(chǎn)示例-訂單生產(chǎn)及裝車順序智能編排

（2）運營規(guī)則智能設置。物流需求將會越來越場景化、精細化，為滿足各類需求，要逐項提煉運營規(guī)則，對物流時效、運費、最后一公里等業(yè)務的條件和觸發(fā)操作進行建模，通過模擬仿真進行驗證后，配置在規(guī)則引擎中，驅(qū)動各類業(yè)務按規(guī)則運營。未來將會通過機器學習，使規(guī)則引擎具備自學習、自適應的能力，能夠在感知業(yè)務條件后進行自主決策。

以電商B2C物流運營規(guī)則為例：網(wǎng)絡購物具有高峰（例如618、雙11大促）、常態(tài)兩種場景，由于訂單規(guī)模的巨大差距，對應的訂單生產(chǎn)方式、交付時效、運費、異常訂單處理等的規(guī)則差異很大，未來的規(guī)則引擎，將能自動感知時間、商品品類等條件，自主為每類訂單設置最優(yōu)的運營規(guī)則。

圖9運營規(guī)則智能設置

未來的倉儲、運輸、配送等各環(huán)節(jié)的運營，將依托SAAS化的信息系統(tǒng)，通過組件化的業(yè)務應用和智能算法服務，實現(xiàn)動態(tài)、實時的調(diào)度。

（1）倉儲?；趥}庫、商品、訂單、波次等基礎數(shù)據(jù)，未來將會實現(xiàn)入庫、存取、揀選、包裝、出庫和盤點環(huán)節(jié)中各項作業(yè)的智能調(diào)度。

以智能耗材推薦為例：為了更充分地利用包裝箱內(nèi)的空間，在商品按訂單打包環(huán)節(jié)，通過測算百萬SKU商品的體積數(shù)據(jù)和包裝箱尺寸，利用深度學習算法技術，由系統(tǒng)智能地計算并推薦耗材和打包排序，從而合理安排箱型和商品擺放方案。

圖10數(shù)字化運營-倉儲

（2）運輸及配送。基于車輛、分揀、配送站、波次等基礎數(shù)據(jù)，未來將會實現(xiàn)運輸、分揀、派送環(huán)節(jié)中各項作業(yè)的智能調(diào)度。

以智能路由推薦和動態(tài)分揀為例：在運輸環(huán)節(jié)，根據(jù)商品件型、貨物重量和體積、商家地址以及目的地址等信息，由系統(tǒng)利用歷史數(shù)據(jù)及智能算法，匹配出相應規(guī)格的上門接貨車輛，并生成運輸路由。并且，能根據(jù)實際情況，實時動態(tài)調(diào)整路由，當?shù)竭_中轉(zhuǎn)站出現(xiàn)延誤時，系統(tǒng)自動推薦新的后續(xù)路線。在配送環(huán)節(jié)，根據(jù)各分揀中心的產(chǎn)能和負荷情況，系統(tǒng)動態(tài)調(diào)整分揀中心覆蓋的路區(qū)，使各分揀中心負荷更加均衡，避免忙閑不均，影響部分訂單的配送時效。

圖11數(shù)字化運營-運輸及配送

智能化作業(yè)的核心是依托一系列互聯(lián)互通、自主控制的智能設施設備，在WMS、WCS、TMS等業(yè)務運作系統(tǒng)的智能調(diào)度下，實現(xiàn)倉儲、運輸、配送環(huán)節(jié)各項作業(yè)的智能化執(zhí)行。在滿足客戶需求的前提下，實現(xiàn)物流作業(yè)高效率、低成本。由于商品屬性差異很大，物流企業(yè)要結合自身的實際情況，選擇最適合的智能化作業(yè)實現(xiàn)方式。

目前，我國物流機器人使用密度每萬人不足1臺。伴隨中國制造2025戰(zhàn)略和國家機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[11]的落地實施，參照歐洲物流機器人發(fā)展及展望[12]，我國物流智能化作業(yè)系統(tǒng)會更廣泛地普及應用。到2025年，我們預測物流機器人使用密度將達到每萬人5臺左右，有望節(jié)約20-40%的物流作業(yè)成本。

倉儲作業(yè)已經(jīng)在自動化層面發(fā)展多年，未來要提高智能化水平，根據(jù)商品的件型、重量、銷量、交付時效等屬性，設計不同的作業(yè)流程，并采用相匹配的物流智能化系統(tǒng)進行實現(xiàn)。未來的智能化倉庫，機器人、AGV等設備是互聯(lián)互通的，并具有自主控制、自我學習和適應新規(guī)則的能力以及更高的柔性程度和穩(wěn)定性。

以存取和揀選環(huán)節(jié)為例：基于多層穿梭車技術的貨到人揀選已經(jīng)實現(xiàn)，未來將會應用揀選效率更高的貨到機器人揀選方式，以及取貨+揀選一體化的機器人揀選方式。

圖12智能化作業(yè)-倉儲

運輸、分揀和派送環(huán)節(jié)的輔助駕駛、編隊運輸、自動化及機器人分揀、智能終端已經(jīng)實現(xiàn)應用。隨著購物場景的碎片化以及交付地點的動態(tài)化，未來在實現(xiàn)無人化作業(yè)的同時，會基于實時定位的應用，在消費者日常的某個動態(tài)節(jié)點實現(xiàn)交付，與消費者的工作和生活完美融合。

以移動配送為例：消費者在家中下單后，在其出行的路上，系統(tǒng)實時獲取消費者的地理位置，并在一個合適的地點由無人配送車或移動自提柜，將包裹交付給消費者。

圖13智能化作業(yè)-運輸及配送

智慧物流概念自2009年提出以來，逐步進入快速發(fā)展階段，當前，智慧物流已經(jīng)引起社會各界高度關注和廣泛研討。中國物流與采購聯(lián)合會和京東物流在前期研究的基礎上，提出了智慧物流的基本內(nèi)涵，并結合智慧物流的驅(qū)動因素、服務需求及智慧應用，力圖描繪出未來一段時期智慧物流的發(fā)展趨勢和應用場景。同時，我們希望優(yōu)秀企業(yè)的智慧物流，能夠向行業(yè)輸出更優(yōu)的智慧物流解決方案，并形成示范引領效應，推進整個物流行業(yè)向智慧化發(fā)展。

智慧物流的發(fā)展能夠幫助整個社會提高物流效率，節(jié)省物流成本。預計到2025年，每年將節(jié)省超過上萬億的物流成本。讓我們聚焦當前發(fā)展方向，共同迎接我國智慧物流大發(fā)展的春天！