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王继祥:智慧物流的底层逻辑

发布时间:2022-09-26 04:45:02 来源:天天游戏官网下载 作者:天天游戏体育

  在每个系统中,都存在不能违背的最基本命题,这是系统的本质,是第一性原理,是系统发展演变的底层逻辑。

  底层逻辑往往看起来很简单,但就像弱不禁风的小树幼苗可以长成苍 天大树,普通砖石可以盖起万丈高楼。

  底层逻辑作为系统发展演变的底层支撑,反映了事物的本质,确立的事物发展演变的路径。比如:1950年10月图灵发表了“机器能思考吗”的论文,提出了著名的图灵测试。图灵测试就是人工智能的底层逻辑,经过几十年努力,人类在此之上建立了人工智能的科学大厦,这篇文章也为图灵赢得了“人工智能之父”的桂冠。

  2009年我根据物联网技术发展及其在物流系统中的应用带来的创新与变革,正式提出智慧物流概念与理论架构。十多年来,智慧物流获得了巨大发展,成为现代物流技术与应用的发展的主流。但是,围绕智慧物流发展也带来很多概念上混乱,很多人把智慧物流仅仅当作一个时髦的名词,并不了解智慧物流的底层结构,更难以界定清楚数字物流、数智物流、智能物流等概念。这是智慧物流理论体系建设中存在的重要问题。

  因此,今天回归初心与本源,总结归纳一下我关于智慧物流技术与理论的底层逻辑探索,希望大家喜欢。

  说明:2009年我作为中国物流技术协会信息中心主任、华夏物联网研究中心主任、《物流技术与应用》杂志执行主编,正式提出智慧物流理论。

  认识智慧物流的本质需要从智慧物流的定义谈起,2009年我在《物联网技术及其在现代物流行业应用》研究报告中对智慧物流下的定义是:智慧物流,指的是基于物联网技术应用,实现互联网向物理世界延伸,互联网与物流实体网络融合创新,实现物流系统的状态感知、实时分析、科学决策、精准执行,并进一步达到机器决策和学习提升,拥有智慧能力的现代物流系统。

  智慧物流的这个定义,反映了智慧物流从哪里来,到哪里去和具体的表象特征,是智慧物流的第一性原理,智慧物流大厦建立在这个定义之上。

  (一)智慧物流从哪里来:物联网技术在物流业应用,推动了互联网向物理世界延伸,物流系统的虚拟互联网与实体互联网融合,带来的物流系统智慧变革。这是智慧物流来源。

  智慧物流来源,决定了智慧物流底层技术体系是建立在物联网IOT、信息物理系统CPS、实物互联网(PI)等技术体系之上。

  (二)智慧物流到哪里去:定义指明:进一步达到机器决策和学习提升,拥有智慧能力。这是智慧物流的本质,是智慧物流发展演变的底层逻辑,决定着智慧物流发展走向。

  我们知道,物联网技术应用,可以实现状态感知,机器系统实时产生数据,实现了数字化;数字化带来大数据,带来数据分析、运筹、优化,进一步可以实现机器决策,就产生了智能化;进一步让机器系统具备了产生智慧的能力,而拥有一定智慧的能力就是智慧物流的本质。

  按照图灵人工智能的底层逻辑,机器可以思考做出与人类相似的判断决策,代表着机器拥有智能;按照我的观点,机器在此基础上还可以学习提升,自我进化,产生了智慧。不管物流系统开始智慧能力如何,但只要具备了这一点,就是智慧物流。

  (三)智慧物流具体表现特征:状态感知、实时分析、科学决策、精准执行。这是从外部考察一个物流系统是不是智慧物流的基本依据。如果我们看一个智慧物流系统具有了状态感知能力,可以根据感知信息进行分析并做出决策,发布决策指令,推动物流系统精准执行,就可以初步判断该物流系统具备了智慧物流基本特征。

  就像我们人类智慧演化一样,我们有智慧水平低的儿童时代,有快速学习提升的学生时代,也有实践和应用智慧的工作阶段;我们每个人的智慧能力也不完全相同,但我们都属于拥有智慧的人。物流系统本质和底层逻辑是具有机器决策与学习提升的智慧能力,只要具备了这一点,就是智慧物流。

  有时候哪怕物流系统决策的执行是由人操作机器或纯人工完成,只要是执行的是机器系统发出的指令,也是智慧物流。如美团即时配送人员就是执行的机器系统调度指令,这个即时配送调度系统也可以通过大数据训练,提升调度管理水平,这个系统也属于智慧物流系统。

  利用机器系统优势,让机器按照机器系统独特优势去思考与决策,这是机器智能MI。智慧物流系统主要是机器大系统,其智能当然应该是机器智能。机器智能是智慧物流思维系统的底层逻辑。

  前面讲过,人工智能理论就是建立在让机器系统学习人类思考决策基础之上的,从这个角度看人工智能也是机器表现出的类似人的智能,本质上就是机器的智能,还有必要特别强调机器智能吗?这是很多人疑惑的地方。

  我认为,人工智能远远不能覆盖机器智能,二者有本质区别,我们目前必须全面推进机器智能研究,更有必要推动机器智能的应用创新,全面建立机器智能理论体系,开拓机器智能应用领域,建立机器智能的技术与理论大厦。因为人工智能与机器智能有根本的不同。

  虽然人工智能与机器智能表现的都是机器思考的结果,但人工智能的本质是让机器像人类一样思考决策,模仿的是人类思考的特点与模式;而机器智能本质是让机器按照机器的优势思考决策,发挥的是机器系统的优势,思考的基础是数字化,思考的信息是大数据。

  一是人类只能靠眼耳鼻舌身感知,感知能力有很大局限;而机器系统感知可以无处不在,网络化覆盖;

  二是人类更强调独立思考,是独立的个体智能,社群智能差,而机器系统智能本质上就是全网连接,实现的网络化的群智能;

  三是人类智能是图形化形象思维,而机器系统只认0与1,是建立在机器感知产生数据,是利用数据分析决策,是数字化的思维智能;

  五是人类智能存储与记忆能力很差,机器智能是海量数据、海量存储和高速计算...等等。

  机器智能系统有自主性,可以自动感知、实时分析、科学决策、精准执行,并可以学习提升。但是机器系统决不能具备自我性,自我性应该是是人类独有,也就是说绝不能训练机器的感情,决不能让机器区分谁对待我好与坏,让机器产生憎恶与情感,这是人工智能开发的一个基本伦理。

  目前,全世界关于机器智能的研究刚刚开始,中国关于机器智能的研究专著我还没有看到,我希望年轻的科学家可以围绕机器智能开展研究,建立中国机器智能理论与技术大厦。

  智慧物流体系的技术架构属于智慧物流大厦的“四梁八柱”,是智慧物流系统的骨骼,智慧物流的技术支撑,是是智慧物流体系建设的底层逻辑。

  我把智慧物流体系架构分为三层架构与四大功能,一是感知层,实现的是状态感知功能;二是网络层,主要做数据处理与传输,实现的是智慧物流的实时分析与科学决策两大功能;三是执行层,实现智慧物流系统的精准执行功能。

  智慧物流感知技术:自动识别、RFID、智能传感、GPS、红外感知、温度感知等所有可感知物流状态并自动产生物流数据的技术;

  智慧物流网络技术:互联网、物联网、移动通信、5G、区块链、M2M、GPS、元宇宙等系列的网络化技术;

  智慧物流决策技术:包括大数据处理与分析、人工智能、机器智能、运筹优化等技术体系;

  智慧物流执行技术:包括输送分拣、自动仓储、物料搬运、运输配送、物流机器人、自动装卸等所有物流技术与装备;

  智慧物流运作是智慧物流大厦的组成部分,是智慧物流的建筑结构,是智慧物流作业的底层逻辑。

  智慧物流运作体系主要由智慧物流思维系统、智慧物流信息传输系统和智慧物流执行系统三大系统组成。

  智慧物流思维系统是物流大脑,体现的是智慧物流的智力水平;初期是在数字化基础上实现简单的判断与决策,目前正在向软件定义物流进化,未来将以智慧进化为主线,逐步实现高水平的机器系统自我学习与进化,呈现出远高于人类的机器智能,产生机器智慧。

  智慧物流的信息传输系统是物流神经网络,体现的是智慧物流的信息在虚拟信息网络与实物物理网络间数据通讯能力。初期是物联网技术打通智慧物流虚实网络,实现互联网+物联网的融合;目前正在向智慧物联网AIOT进化,未来将呈现信息物理融合的系统(GPS);等

  智慧物流的执行系统是物流手与脚,即物流技术装备系统,初期主体是物流自动化,目前正向柔性自动化进化,未来向物流元宇宙等方向进化,实现智慧物流虚实完全融合,互操作、互映射,一体化运作,智慧觉醒。

  智慧物流发展演化的底层逻辑是物质与信息的软硬融合虚实一体,并以智慧进化为演变方向。

  目前智慧物流发展已经越来越呈现出硬件资源虚拟化、管理过程可编程,实现物流系统的调度、控制、执行等软件与智能硬件结合,软件定义物流硬件,推动了智能硬件创新等发展趋势。

  物流硬件将越来越软,一是物流技术设备系统变软,特点是柔性自动化;二是物流作业对象:实体货物虚拟化、数字化;三是智慧物流硬件系统变软,软件系统在物流设备硬件运作中起主导作用;

  由于智慧进化为主体,也要求物流硬件网络体系中货物单元能够像数据包在互联网中传递一样在物流实体网络中传递,让虚实同步互相映射与互操作,这就是物流实体互联网PI(Physical Internet),它可以实现开放性的资源共享和信息共通,最终形成超链接的分层和分布式的实体物流网络。

  实物互联网PI理论在国际著名物流专家们的推动下,已经开展了系列的研究,形成了先进的理论体系,并引起全世界物流专家的关注,在世界一些先进的国家进行大力推广。

  但是,实体互联网的变革落地极其艰难,因为这涉及的是实体网络货物传输接口标准化,需要全世界杂乱无章的物流接口类基础性标准实现统一。

  我们知道超文本传输协议与超文本标识协议这两个信息流传输接口标准统一创造了信息互联网。实体互联网落地当然也需要实体网络接口标准实现统一,即类似数据包传输的物流单元包装规格类标准需要统一,这依赖于单元化物流的大力推进。

  此外,实体物联网与数据物联网之间的接口标准也需要统一,这涉及到物流单元的编码规则(类似于物流网络数字身份证)标准统一,更需要对应物流单元的物流在物流网络中流动的标准协议规则统一,类似于数字通行证。实物互联网的标准统一是PI推进的最大障碍。

  物流软件将越来越硬,物流软件从过去的管理向决策、执行与控制方向进化,与智能硬件融合,不再属于孤立的物流软件。如:仓储执行系统WES、仓储控制系统WCS、物流机器人指挥调度系统、自主导航系统不断发展进化;软件机器人也得到应用。

  物流软件在物流信息互联网的网络空间,软件越来越硬,让物流信息互联网成为智慧物流进化主体。

  物流信息互联网与一般的信息互联网有本质的不同,即物流信息互联网本质是物联不是互联。物流网络具有流动性和普遍性,涉及各个行业,遍及世界各地,在生产阶段要链接生产网络,存储阶段要连接仓储网络;在运输中要链接运输网络,在港口要链接港口网络....这些网络是并行,由于属于不同市场主体,信息具有价值属性,又是不能互联互通的,是物流连接了这些并行网络群,物流互联网常需要随时一次接入一个或多个不同的物联网络,而不是同时一张大网的互联互通。

  例如:一个冷链食品可能需要同时接入追踪追溯网络、冷链全程监控网络、冷链运输网络、产品供应链网络、物流安防网络等。如何既保证这些并行的信息网络中物流信息的连通,又能保证这些独立的具有各自市场主体的信息网络安全,是一个需要解决的重要问题。

  信息化、数字化、大数据、智能化、数智化、智慧化是目前可见的智慧进化路径与六个发展阶段。

  信息化:是指将现实物理存在的事物认为符号化、数据化,便于信息传播与沟通。其中最主要的是通过数据化手段实现,但信息化发展初期这些数据往往靠人来完成,如人工录入数据,人工传递信息等等;

  数字化:随着物联网技术应用,感知技术可以实现状态感知,数据可以实现自动化采集,而不是人工完成时,实现感知(采集)-呈现-分析同时完成,即进入数字化。

  大数据:机器自动产生数据的数字化必然带来海量数据,对海量数据存储、运算与处理的技术就是大数据。大数据的计算、分析和运用都不是智能化,因为最后的依赖数据分析结果做出决策的还是人,至少大部分场景下还是人,而不是机器。

  智能化:数字化与智能化的区别在于最终决策谁来做?能够实现状态感知、实时分析、科学决策、精准执行的闭环,机器做决策并执行,才实现了智能化;

  数智化:前面的智能进化体现的是从数字化到智能化,即数字智能化;在此基础上我们再把人类各类知识与智能通过数字化方式呈现,这是智能的数字化,当数字的智能化与智能的数字化融合,即进化到数智化阶段了。

  智慧化:数智化的进化一定催生智慧的产生,进入数智化高级阶段,系统不依赖人的干预,即可自身进行学习提升,即具备了智慧化特征。

  以上基本上把智慧物流理论技术的底层逻辑谈清楚了,这是我建立智慧物流理论的基础性研究总结,相信在这些底层逻辑基础上,大家共同研究与创新,一定能够完成具有中国特色的智慧物流全新理论体系建设,建成智慧物流大厦。(王继祥)

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