第17章智能物流

第17章智能物流17．1物流的起源和发展物流，英文为“Logistics”，起源于希腊文“Logistikos”，是运筹、计算的意思。物流的起源可以回溯到早期的人类社会。伴随着社会经济的发展，物品的交换和运输行为也日益增多。特别是专业化生产和商业的出现，造成生产和消费的分离，为了将生产和消费在空间上连接起来，产品的运输，存储，或者说产品的流通成为社会中不可或缺的重要一环。这种商品的运输、储存以及与此相联系的包装、装卸等物资实物流动即形成物流。美国物流管理协会(CouncilofLogisticsManagement)对物流的定义是“物流是以满足顾客需要为目的，．从物品的源点到最终消费点，为有效的物品流通和存储，服务及相关信息而进行企划、执行与控制的过程。”在中国历史上，与物流相对应的概念是后勤。关于后勤的意义，我们的祖先早就用“兵马未动，粮草先行”这样的话高度概括。无数经典军事战役的结果都是由后勤决定的，甚至有些军事行动就是围绕着后勤展开的。从漫漫蜀道上的木牛流马，到淮海平原上的百万独轮车，整个战争的历史都在述说着后勤的重要性。近代物流的正规化发展也开始于军事。拿破仑时代著名的军事学大师A．H．若米尼在总结法军征俄失败的经验教训时，认为后勤实际上是战争准备、保障战略和战术使用的科学，也是军队移动的应用艺术，并在其伟大的军事学著作((战争艺术概论》中最先使用“后勤”的概念(法语为Logistique)。既然后勤和运筹、计算一直以来都息息相关，那么可以肯定的一点是，物流必然需要有力的计算模式支撑，这个计算模式，在可以预见的将来，就是物联网。物联网本身的发展跟物流行业有着密不可分的渊源。首先，物联网的概念脱胎于物流行业。在20世纪，运输行业对有效的货物运输、装卸、搬运、储藏的需要催生物流业，因此有物流即运输的说法。但随着二战后世界经济的发展，物流学的研究也逐渐地由零散到系统，由无序到有序。简单来讲，现代物流的发展经历了四个阶段：粗放型物流一系统化物流一电子化物流一物联化(智能)物流。其中，粗放型物流属于现代物流的雏形阶段，系统化物流是现代物流的发展阶段，而电子化物流是现代物流的成熟阶段。而现代物流的未来和希望是物联化物流，即智能物流。在物联网技术的支持下，现代物流正面临着翻天覆地的变化。下面简单的回顾一下现代物流的产生和发展，并介绍现代的电子化物流的特点。另外，通过三个具体的系统探讨智能物流的发展和趋势，最后将讨论智能物流面临的问题和挑战，以及物联网将引导未来物流走向何方。17．1．1粗放型物流粗放型物流的黄金时期是20世纪50～70年代。二战后，世界经济迅速复苏，以美国为代表的发达资本主义国家进入了经济发展的黄金时期。以制造业为核心的经济发展模式给西方等发达资本主义国家带来大量的财富，刺激消费大规模增长。大量生产、大量消费成为这个时代的标志。随着大量产品进入市场，大型百货商店和超级市场如雨后春笋一般的出现，如家乐福(成立于1959年)和沃尔玛(成立于1962年)。在大规模生产和消费的初始阶段，由于经济的快速增长，市场需求旺盛，企业的重心放在生产上，对流通领域中的物流关注度不高，普遍认为产量最大化会导致利润最大化，因此造成大量库存。美国销售企业在60年代，备货日期达到30天。同时，企业中的物流活动分散，各部门缺乏必要的配合。比如，销售部门只负责销售的数量和库存，运输部分负责管理商品的运送，分散式管理造成物流成本高，效率低下。这一时期，专业型的物流企业很少，大部分企业都是自成体系，没有行业协作和大物流的意识。这种盲目扩张、大干快上的生产方式很快就玩不转了。70年代的两次石油危机严重地打击了世界经济。由于石油价格从l973年2美元一桶飙升至1140美元，运输成本直线上扬。物价上涨造成的消费力萎缩，迫使企业放弃原来的大规模生产消费型经营模式，转而从降低企业成本上做文章。从20世纪70年代末N80年代初，世界经济出现国际化趋势，企业对物流的理解从简单分散的运输、保管、库存管理等具体功能，上升到原料采购到产品销售整个过程的统一管理。物流行业也逐渐从分散、粗放式的管理进入到了系统管理的时代。17．1．2系统化物流系统化物流得益于企业对物流行业重要性的认识，以及新技术和新模式的出现。这一时期，企业已经把物流作为一门综合性的科学来看待，系统工程学、市场运筹学、市政工程学、会计学等学科的专家开始关注物流并试图用自己领域的知识来研究物流的规律。同时，企业的经营决策和发展战略也开始注重物流的成本和效益。不同于粗放型物流单纯提高产量的模式，这一时期的物流行业关注削减库存以降低运营成本，并引入了物流总成本的概念。新型物流技术的应用也迎合这股潮流，如实时生产系统(JustInTime，JIT)和集装箱运输等。另外，新兴物流业务的出现也丰富了物流行业的服务模式。比如，航空快递服务在70年代早期出现，Fedex的创始人FredSmith在1973年开始使用89小型飞机经营航空快递业务。这些新兴的思想、技术、服务成为物流行业变革的契机和动力。值得一提的是，尽管这个时候信息技术革命尚在襁褓之中，但物流行业里已经开始闪耀信息技术的火花，计算机辅助管理、模拟仿真系统、线性规划技术等开始大量运用到物流系统中。17.2现代物流计算机技术的出现及大规模应用，将物流行业带人了现代物流时期。信息技术开始为物流行业助力，并成为持续推动物流行业飞速发展的最关键动力。现代物流的第一个阶段称之为电子物流。在这个阶段里，最为典型的两项信息化技术是条码和EDl。下面以这两项技术为例，简述电子化物流的现状和特点。17．2．1电子化物流使用条码进行电子化物流的一个典型例子是联合包裹服务公司(UPS)，其使用的条形码如图l7．1所示。UPS在位于美国肯塔基州路易斯威尔建有大型的航空物流中转中心“世界港”，UPS在“世界港”里使用电子标签这种物联设备提高系统的处理速度，带来的效益是明显的。“世界港”的营运面积达到40万平方米，相当于80个美式橄榄球场地大小，拥有44个航站近机位，其中有17000多条传送带，货物的平均移动速度是5m／s。而该中心业务量也很惊人，每天平均超过一百万件，业务高峰时一天可以达到250万件。大量高速移动的货物，在长达数公里的纵横交错的传送带上做到互相贯通而不产生丝毫错误，全靠以条形码标签配合计算机系统进行高精度的控制。据统计，一份快件在10min内即可被输送到目标包裹箱，然后被迅速传送到停在外面的货机上。需要指出的是，UPS不单纯使用一维条形码，还使用称为Maxicode的二维条形码系统。这种二维码一英寸见方，可存储93字节的数据，包含每件货品的标准运送资料和详细递送路线信息。二维码和一维码互为补充，极大降低了差错率。17．2．2EDI从20世纪中期电子技术出现后，人们一直在追求使用这种技术实现更快捷，更方便的通信。电报、电话、传真相继被广泛地运用到商业中，它们最初只是为了辅助纸质为主的贸易手段，大量的商业活动还是需要通过纸质文件来完成。计算机和网络的出现，真正让商业进入了电子化时代。电子数据交换(EDI)，作为最初的电子化商业时代的代表性技术，开启了电子商务的先河。EDl于20世纪60年代末期出现在美国。在当时，不同公司之间进行贸易的时候，需要交互大量的信息，比如报价、产品信息、用户需求、合同等。而格式的不统一，给贸易带来了大量工作负担。例如，从A公司的计算机系统中产生的文件发送到B公司，不得不重新输入一次，才能在B公司的计算机系统中处理。这种重复输人浪费了大量资源，影响了效率。人们于是开始寻求统一商业企业的计算机数据格式，可以从不同的企业专有数据库中提取信息，翻译成标准格式传输并自动交换，这就是EDl的初衷。由于EDl可以提供一套统一的标准进行数据交互和处理，减少了纸张票据，因此，人们也形象地称EDl为“无纸贸易”模式。相应的EDl标准也开始陆续制定。美国国家标准局制定了Xl2的标准，用于美国国内EDl系统。1987年联合国主持制定了国际标准——UN／EDIFACT(UN／EDIForAdministration、CommerceandTransportationUN／EDIFACT)。1997年，Xl2被吸收到UN／EDIFACT。EDl的标准制定了，格式统一了，但最关键的是需要一个有效、可靠、覆盖范围大的网络来支持具体的系统运行。这个网络就是互联网。由于互联网的出现，EDl的优势得以充分发挥。EDl的应用范围可以覆盖物流的各主要环节，如在线订货，库存管理、发送货管理、报关、支付等，如图l7．2所示。下面通过一个典型的物流实例来描述EDl化的物流的处理模式。为方便理解，在这个例子中，加上了条形码技术的应用介绍。1)供应者(如生产厂家)在接到订货后制定货物运送计划，并把货物清单及发货安排等信息转化为EDl数据，发送给物流企业和接收者(如零售商)。这样做的好处是物流企业可以预先编制车辆调配计划，接收者可以提前安排或调整自己的销售计划。2)供应者依据具体的合同要求和货物生产计划生产出产品后，经过分拣配货，根据每批产品的具体信息形成条形码，把打印出的条形码贴在产品(或包装)上，同时把每批运送产品的品种、数量、包装等信息通过EDl发送给物流企业和接收者。在具体的处理流程上，可以在关键的处理环节使用手持式条码扫描设备，或者在物品输送带上安装固定式条形码扫描器对条码标签进行识别。物品条形码上的信息经条形码读取设备读取后，可迅速正确地进行录入、登记或核对。3)物流企业从供应者处接收货物，利用条形码扫描仪读取产品的条形码，并与先前收到的产品数据进行核对，确认运送的货物信息正确。在之后的物流企业运输过程，以及在物流企业的物流配送中心对产品的整理、集装、存储、分发等过程中，物流企业可以通过EDl系统产生数据，一则方便自身的快速处理，二则可以转发给供应者和接收者方便对产品进行跟踪管理。在将产品运送至接收者之时，还要通过EDl将产品的批次，数量等具体信息发送给接收者，用于产品接收和运费结算。4)接收者收到产品后，利用条形码扫描仪(如图l7．3所示的固定或者移动式设备)读取产品条码，并与先前从供应者和物流企业收到的具体产品信息进行核对确认。然后利用EDl系统向供应者和物流企业发送收货确认信息，同时可以利用EDl系统进行结算。(a)固定式(b)手持式电子化物流的优点是显而易见的。有了标准化EDl的信息格式和处理方法，配合以条形码等技术，物流企业可以提高效率、减少差错率，降低成本。同时，条形码技术还可以应用自动控制的部分环节，比如仓储和运输系统可以使用条形码更精确地控制储位的指派与货品的拣取。EDl和条形码的配合，也初步让企业做到了对物流流程进行实时的数据收集、显示和控制。17．2．3现代物流面临的问题现代物流行业虽然已经初步的实现了电子化，但也存在着无法逾越的困难。尤其是最近二十年来，新的物流服务，比如第三(四)方物流，精益物流等模式的不断出现，客观上要求现有的信息技术可以提供更加智能，更加互联，更加精准的支持和服务。而现有的电子物流平台，无论是已经普及的条码技术，还是已经大量运用的EDl技术，都无法满足这种需要。具体的冲突和矛盾表现在以下几个方面。1．互联互通不充分物流系统的互联互通是多层面的。首先，电子化物流系统中缺乏必要的标准支持。使用EDl的好处是显而易见的，但随之而来的标准之争却从没有停息过。比如条码的标准化就是困扰物流配送的一个最大难题。条码标准化的问题一是标准多，互相之间很难兼容，本来应该统一的标准不统一；二是标准的发展严重滞后于经济的发展速度，有很多编码标准分类不明确，不但不能起到提高效率的作用，反而影响了物品的流通速度，增加了系统的处理负担；三是规范的标准没有普及，很多应用中对条形码的使用自行其是，造成人为的“标准”壁垒。标准的不统一造成的后果相当严重，让EDl本来的美好设想难以迅速实现。另外，异构性也是造成电子化物流效率难以提高的一个主要原因，包括设备的异构和网络的异构。物流系统中各种设备庞杂，电子化或信息化程度不一，现有的计算机系统不能将这些设备集成在一个高效的