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进化的物流

来源:  发布时间:2019-10-12

  
——记北京交通大学经济管理学院副院长、教授华国伟
  
□ 方 方  李晓文

  
  
  这是一个算法时代,无所不在的算法带着大数据,催生着新型经济模式。
  这是一个智慧时代,万物互联将社会生活推向智能化、精细化和网络化。
  这是一个日新月异的时代,就算是被吐槽成“弱、小、散、乱”的物流行业,也可以翻身逆袭成“高精尖”。
  在京东,无人仓、无人车和无人机已经成为其智慧物流的关键产品之一。无人仓里,大规模、多场景应用了机器人,实现了入库、存储、包装、分拣全流程无人化,日处理订单能力超过20万单。无人车,在人民大学、清华大学等高校内承担起配送任务。无人机作为京东短途航空物流网络的主体,不仅加速了商品下行的物流速度,更会给农特产品的上行提供更好的通道。
  如果说以往的物流智能化主要存在于消费者“看不见”的仓储和分拣环节,如今企业在物流上已经寄望于打造一个集仓储、干线、分拣、配送全流程智能化于一体的闭环。
  这是一场关于物流的进化。“管理一定要和科技水平匹配起来”,北京交通大学经济管理学院副院长华国伟强调求新求变,他认为商业模式是随着时代科技的发展不断进化的,物流管理学要研究的问题也应该与时俱进。“假如我们去立项研究20世纪90年代的物流管理问题,它所依存的商业模式可能已经不存在了,再将精力过分消耗在这些问题上,有什么意义呢?”
  
助力智慧物流
  根据中国邮政的统计,2017年中国的快递包裹达到了400.6亿个,比2016年的313亿个增加了28%。美国必能宝2016年包裹运输指数报告也给出了一组数据,2016年全球共运送包裹650亿个。中国凭借313亿个的数量坐拥半壁江山。不知不觉中,中国已经走到了马云所说的“每天一个亿的包裹时代”。在这样一个时代,全国物流总费用每降低1个百分比,就可以节省数千亿元的成本,发展智慧物流、重构整个物流产业链,可以显著实现降本增效,减轻我国经济发展的压力,推动中国制造2025快速落地。
  “智慧物流的三大主战场包括仓储、运输和配送,最基本的三大特征则是操作的无人化、运营的智能化和决策的智慧化。”华国伟举了个例子,装了物流机器人的仓库存储效率是传统货架存储效率的5倍以上,并联机器人拣选速度可达3600次/小时,相当于传统仓储作业效率的5~6倍,主动配送可实现“一小时达”,最快可实现分钟级配送。
  明晃晃的对比,让越来越多的电商企业认识到智慧物流的重要性。海量的物流数据与海量的消费数据直接相关,电商之间的竞争归结于物流之间的竞争,而物流之间的竞争必将是智慧物流之间的竞争。为此,京东、淘宝、苏宁等电商平台纷纷自建物流体系。“新时代下,智慧物流已经成为降本增效和提升客户体验的新路径,是物流行业转型升级的重要力量和下一个风口,也是新零售的‘核心发动机’。”把握住时机,华国伟提出了“大数据环境下的智慧物流优化理论与方法”研究。联合京东X事业部及智能物流系统北京市重点实验室,他们将通过该项目对智慧物流相关核心问题开展系统研究,并得到了国家自然科学基金重点项目的支持。
  “我们的项目将基于京东的实际数据,研究问题来源于京东的实践,研究结果也将直接应用于京东。”华国伟说。“精准画像—物流需求精准预测—仓储、运输和配送环节的智能决策”,对项目要攻克的主体问题,华国伟的思路十分明晰。
  华国伟将精准画像解释为“对用户贴标签”。具体来说,对海量消费者数据行为进行分析后,电商平台可以精准判断用户对价格、物流服务、产品质量等相关参数的敏感度,并以此为基准为用户进行个性化推荐。华国伟团队则更进一步,在国内首先开展了家庭画像研究,将用户行为分析从以个人为单位拓展到以家庭为单位,形象地说,当一位妻子已经购买了一台空调,丈夫再收到的推荐更多的将是空调配套产品,从而降低无效推荐的频率。“我们会通过用户画像、家庭画像、小区画像和商品画像,构建多级别、多层次的空间大数据,提出物流需求预测的框架和具体预测模型,分析特定区域用户的消费偏好和物流需求,从而提供对应物流服务,将商品快速、精准地配送至目标用户。”华国伟讲述着他们真正的意图。
  “仓、运、配”,算得上是物流中的传统问题了,但在智慧物流条件下,它们在决策模式和复杂度上已经发生了翻天覆地的变化。一个最显著的变化就是:现在的决策基于大数据和流数据。是的,传统物流中的数据大多是静态的,但智慧物流中的大数据则是一种数据“流”,它是实时的、动态的。当无人仓、无人机、无人车、无人配送站、自动引导车、物流机器人等“黑科技”不断被应用于物流,新的问题也诞生了。
  以仓储为例,传统物流中,一种商品通常被放置在同一个货架上,但当物流机器人被应用,就需要为它们建立模型,甚至设计计算时间为毫秒级的算法,以便于它们进行智能货位分配和拣货。“如果同一种商品都放在同一个货架上,当不同订单都要这个商品,物流机器人来取货时就会造成订单拥堵。而且既然很多订单中都有这个商品,为了提高效率,还可以进行合并。但如何打散、如何合并就涉及优化问题。”华国伟解释道。但他和团队要做的不仅是货位分配优化、货架分布优化、商品拣选任务分配等,还要充分考虑物流机器人拣货的路径优化问题。配备多少机器人?机器人之间如何防止碰撞?怎样才能尽量少停顿、走直线、少拐弯以避免能量消耗?当执行主体从人变成人工智能,要实现的目标也从路径最短变成了耗能最少和效率最高,这也对算法提出了超高要求。“假如物流机器人1秒钟跑5米,而我们的算法需要两秒,等算出来,它都跑出去10米了。所以我们必须得提供毫秒级的在线智能算法,才不至于使指挥落后于行动。”
  到运输和配送环节,他们也将开展实时数据驱动的在线运输能力配置和路径优化,以及大数据环境下基于消费者行为的主动物流配送方法研究。华国伟认为,主动配送是如今比较典型的配送方式。基于大数据,他们将提出主动配送网络布局优化、库存预配置以及多配送员任务预分配及路径预规划方案,以进一步提高京东的实际物流效率。通俗地说,这一系列研究之后,电商平台将有能力以最大收益为目标,根据区域购买习惯,在目标用户周围搭建合适的物流点,并决定每个物流点的库存。
  “为什么现在从下单到拿到货物,有时候在10分钟内就可以?其实就是电商们已经通过大数据分析,提前把商品放在你周边了,下单后就能立马派送。越来越快的物流已经大大影响了大家的生活习惯。”话音刚落,“消费者”身份上线的华国伟又补充道,“有些消费者今天上午下单明天收货,都会觉得慢”。他认同智慧物流的“快”,也努力在“大数据环境下的智慧物流优化理论与方法”研究中为智慧物流未来更加快速的发展提供科学支撑。对他和团队来说,这是一项很酷的工作。
  
放眼看世界
  《哈佛商业评论》曾在一篇题为“清洁经济:从技术到系统”的文章中写道:“爱迪生深知,尽管电灯有许多优点,但若要取代煤油灯,前提是必须有一个经济实惠的电灯照明网络。因此他当时考虑的不是如何解决灯泡发明中的技术问题,而是如何让消费者从使用煤油转为使用电。当世界各地许多人都在埋头发明灯泡时,爱迪生则在设计一个完整的运作系统。”
  看到这篇文章,华国伟深有同感。一项新技术的推广,不应该是单个新技术代替旧技术,而应该是新技术所在的系统代替旧技术所在的系统。他联想到了电动汽车的普及问题,就像没有电网支撑,电灯替代不了煤油灯,充换电站网络没能配套好,电动汽车的推广也会受到限制。“不管我们把电动汽车说得有多好,充换电站没建好,用户体验就不会太好,他们会焦虑,万一开车出去找不到地方充电怎么办。”2014年1月,华国伟主持的“北京市电动汽车充换电站运营优化研究”立项,得到北京市哲学社会科学规划项目的支持。在他的指导下,有4位硕士生参与到项目中,“现在他们已经毕业了”。“我们以前做了部分理论,后来还是想做实践,因为这是一个非常切实的问题。”华国伟说。
  “切实”,一直是华国伟为自己和学生选择研究问题时的重要准则。他是个视野开阔的人,会习惯性考虑社会需求、国家需求和学科发展需求,在这些不断变化的需求中,去寻找切实的、创新的,能够解决实践中涌现的大量新问题的题目。和自然科学总会涌现出诸如“七大千禧难题”等公开性问题不同,管理科学中相对很少出现这种有预期的问题。这时,善于挖掘问题就成了重要的能力。
  “我的导师汪寿阳先生,总能找到很多很好的问题。”华国伟回忆,在中国科学院读博士时,有一次他和同学们在讨论时觉得找问题很难。导师汪寿阳不以为然,拿出了一张从日本回国的航班上看过的报纸,指导他们读了头两版的新闻,居然发现其中有六七个点值得深入研究一下。
  这件事给华国伟留下了深刻的印象。道客巴巴上至今还有华国伟当年的答辩题目“电子供应链运作管理研究”。他要研究的是在电子阅读时代来临之际,出版商应该如何确定发行策略。“现在图书的上架周期非常短,可能几个月就会被新书代替了。这时很容易造成库存积压。”时值亚马逊发行Kindle不久,华国伟认为,电子书将成为图书发行中的黑马,而电子供应链将成为传统发行渠道之外的另一条腿。这项研究让华国伟成为较早探讨电子供应链的研究者之一。“我们投了一家顶级期刊,他们对其中的某个假设不太满意,最终没能发表,但对话题特别感兴趣,鼓励我们继续做下去。”华国伟说。后来,围绕传统零售和网上销售,他在双渠道供应链上取得了一些漂亮的理论进展,并得到了学术界的认可。而这种“放眼看世界”去寻找研究素材的品质也一直留在他的科研性格里。
  “选题不能盯着论文那一亩三分地,得先去调研。调研的好处在于能够直接得到业界的‘需求’认定,这个问题是不是当前实践中的关键问题或者主要矛盾。”在此基础上,华国伟要求学生们的题目一定要与时俱进,不能脱节于时代,一定要创新词。他所指的“新词”,并非无人见过的词。用他的话说,“区块链”其实已经谈论很久了,但放到管理科学研究中正式探讨并不多,这是一种“新词”;“智慧物流”兴起于近年,具有明显的时代烙印,也是一种“新词”。
  2018年6月,博士生张一答辩的题目为“概率销售下的库存与定价管理”。“概率销售”是根据产品不同属性(如同一款服装的不同颜色等),以较低价格或随机发货形式将选择权交给客户的销售方式。“概率销售”在服装类网店中经常以“福袋”形式出现,在营销手段里常见,但将概率销售与供应链结合到一起,就要新鲜得多了。
  “3D打印与供应链结合”“易货贸易”“地下物流”华国伟和学生们的题目中,不断刷出新鲜感。2018年2月,耗资337亿的顺丰湖北鄂州民用机场正式获批,这是目前亚洲规划最大的货运机场,顺丰也成为国内首个拥有专属机场的快递公司。这又是物流界的一件新鲜事。在这之前,顺丰要从7个备选设计方案中挑选出合理的建设方案。2017年,施先亮、兰洪杰、鲁晓春、华国伟、张菊亮、黄安强等教师带领学生团队用3个月时间完成了对7家公司投标方案的仿真建模、数值计算分析,对每个方案的机场规划、物流转运中心规划进行了远期方案、近期方案的仿真计算,完成了详细数据分析报告,确定了最优的投标方案,获得顺丰公司的一致认可和高度赞赏。
  “闷头写论文的时代已经过去了,管理科学一定要和实践紧密结合,才能找到好的问题,做出新鲜的东西。最好的情况是,我们做出来的成果,真的有人有动力能用起来。”华国伟表示。
  
无处不物流
  2018年的暑假,华国伟和他的学生们都很累。除了牵头与京东X事业部开展智慧物流项目,华国伟与福田公司合作申请的科技部重点专项也在进行,同时他还参与讨论了智慧供应链问题、地下物流规划,以及装箱算法等。项目千头万绪,领头人自然是包括华国伟在内的七八位教师,再加上各自的学生,在他们的微信群里,人数已经到了87个,团队已经不小了。
  “我们几位老师会讨论一个问题到底值不值得做。值得,就抓紧时间安排人手。”华国伟坚持让学生通过项目逐渐培养独立科研的能力。任务分配之后,他们要对学生的项目过程进行监控,尤其是在关键点上给出明确的意见和建议。团队每周会定期组织讨论班,对工作进展、阅读文献等进行讨论。华国伟认为,学生们要具备很多基本的科研素质,比如,论文写作能力、汇报问题能力、数学能力、英文阅读和表达能力、勤奋坚持的毅力等。2017年起,华国伟多次邀请国外顶级期刊的主编来为学生讲述如何写论文以及论文中常见的错误。他也经常叮嘱学生要学会写“性感”的论文,让读者愿意看,还能在理论和实践中产生重要影响。而为了打好基础,他们每天学英语要打卡,每周读论文要打卡,每周走5万步或跑20公里也要打卡。“学生们都很积极,我们几个老师也都打卡。”
  在华国伟的教育“宝典”里,勤奋和结合实践都很重要。这样的点滴积累还是很锻炼人的。团队与企业合作相当多,学校的工作也不能落下。有时,华国伟的“档期”排不开就会请学生去企业开会。“学生们开始也怕应对不了,但后来福田打电话说他们非常认真,做得特别好。”接到这样的反馈,华国伟比自己收获荣誉更欣慰。他表示,团队近年来有60多项项目,其中有一部分就是为了培养学生而存在的。比如,在顺丰鄂州机场项目中,他最高兴的是,很多学生经历了从“小白”到比较专业的成长。
  “项目下来之后组建团队,我们会选一个学生做leader(负责人),他要负责起组织学生、控制项目进度、召集开会讨论等事项。这些事情跟他以后的工作场景差不多,现在掌握好了,未来上手会很快,可以无缝切换。不管硕士还是博士,未来毕业答辩决议中,我要写你‘具备独立从事科研的能力’。我们不放手,你肯定独立不了。”
  华国伟希望学生们能够掌握方式方法,独立思考,做有兴趣的研究。“现代社会是一个算法的社会,实践中能碰到很多算法问题。”华国伟的兴趣点很多,他甚至专门去看《自然》《科学》等期刊中的自然科学研究。这些看似与物流管理风马牛不相及的素材为他提供了众多灵感:物流特色小镇、装箱算法、空间站物流、装载平衡等。“前阵子我参加一个活动,听到演艺圈运送服装道具时经常出错,这也是物流问题。比如,服装原本可以通过加标签来避免物流过程中的相关疏漏,但为了保障演出效果,这些演出服不允许贴标签之类的东西,这时就必须另外想辙了。”
  “无处不物流”,这是华国伟眼中的世界。“习近平总书记说,要把论文写到祖国大地上。的确,空谈没有意义,一定得对实践有促进作用。”他由衷地感叹:“有意思的东西实在太多了!”科
  
专家简介:  
  华国伟,北京交通大学经济管理学院副院长。IEEE LISS专委会主席。1974年12月生,山东人。长期致力于供应链物流管理研究,在物流选址、双渠道供应链、低碳供应链双边市场,以及智慧物流等方面取得了众多创新性成果。选址理论上他把分数规划引入到设施选址问题中,指出了以往只以利润为导向的模型的不足之处,开发了既兼顾利润又重点考察投资回报率的多阶段跨国选址模型;在双渠道问题上,通过研究双渠道供应链中生产商的直销价格、批发价格及送货服务水平决策,发现送货服务水平对价格的决策有很大的影响。主持国家自然科学基金重点项目、教育部博士点基金、北京市哲学社会科学基金、北京食药局项目、横向课题等60余项;已发表SCI/SSCI/EI等论文50余篇;研究成果曾多次荣获中国物流学会年会优秀论文奖一等奖。获科学中国人(2018)年度人物荣誉。
  
 

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