物流人工智能技术

项目一 人工智能：引领物流新时代 人工智能+物流 01人工智能对物流业的影响 02人工智能催生智慧物流 03人工智能助力智能物流 04人工智能+物流的核心技术 05人工智能+物流产业链 06机器智能驱动与物流升级转型 【教学目标】 【知识目标】 1.掌握人工智能物流的核心技术；2.了解人工智能对物流的影响；3.了解人工智能物流产业链。 【情感目标】 1.具有工匠精神、服务意识、环保意识、质量意识、安全意识；2.培养独立获取信息和自学能力；3.坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度。 一、人工智能对物流业的影响 1.智能设备重组物流生产要素 伴随着机器人、自动驾驶汽车等智能化设备的普及和运用，智能生产工具替代现有生产工具和大量劳动力，形成了新的物流生产要素结构。 未来，智能硬件设备研发将使物流行业从人工分拣向自动化、智能化方向快速发展，智能感知技术、信息传输技术，机械臂、机器人、自动化分拣带、无人机等智能硬件设备将在物流运作各个环节广泛应用。 一、人工智能对物流业的影响 2.智能计算重构物流运作流程 物流从生产车间经车辆运输到园区和配送中心，最后到客户的过程，由于这个过程中涉及的参与方非常多，所以就出现了第三方物流，整合和协同整个过程，这是一个串行过程。 一、人工智能对物流业的影响 未来物流运作流程可以由若干个并行结构构成，在不同层次上有很多活动通过并行方式可以非常分散地运行，从而建立快速反应机制。 随着智能物流云平台的建设，将实现对供应链、实体物流的数字化、智能化、标准化和一体化综合管理。以综合物流为出发点，应用现代人工智能技术及物流技术，使得供应链整体各环节的信息流与实体物流同步，产生优化的流程及协同作业，实现货物就近入仓、就近配送，提升产业链效能。 二、人工智能催生智慧物流 应用人工智能，通过图像识别对包裹进行分类识别摆放，减少人工操作，采用人机协助模式可大大提升工作效率及节省时间成本。 对物流行业来说，人工智能将引领物流行业更为激进地跨越机械化、自动化乃至互联网这个“半智能”物流行业阶段，通过将技术、大数据、共享协同、融合四个核心结合起来，真正让物流行业进入智能时代，这就是今天我们常说的“智慧物流”。 二、人工智能催生智慧物流 智慧物流 智慧物流是以物流互联网和物流大数据为依托，通过协同共享创新模式和人工智能先进技术，重塑产业分工，再造产业结构，转变产业发展方式的新生态。 二、人工智能催生智慧物流 未来一个时期，物联网、云计算、大数据、区块链等新一代信息技术将进入成熟期，全面连接的物流互联网将加快形成。 物流数字化、在线化、可视化成为常态，人工智能快速迭代，“智能革命”将重塑物流行业新生态。 在人工智能的协助下，多式联运高效运输将得到实现。通过人工智能、云计算、大数据、物联网等技术，可实现集铁路、公路、航空“三位一体”的智慧多式联运。 三、人工智能助力智能物流 现阶段的物流构成有：物体的运输、仓储、包装、搬运装卸、流通加工、配送以及相关的物流信息等环节。 相比传统物流，人工智能将带来人力成本的节省、周转效率的提高，如图2-3所示。 三、人工智能助力智能物流 物流企业运用机器视觉、AR/VR等技术，利用电子标签、PDA等智能拣选类装备以及DPS等拣选系统构建工厂级的物流拣选体系，实现对物体的检测和识别，从而实现精密测量、产品或材料缺陷检测、目标捕捉、人脸识别、抓取物体等，实现快速、高效地作业。 四、人工智能+物流的核心技术 五、人工智能+物流产业链 人工智能+物流产业链与传统物流产业链差异最大的地方在于，其上下游关系并非泾渭分明，或者说人工智能+物流的产业链还不太成熟，A公司、物流企业、电商平台都在产业链中扮演重要角色，A公司通过直客模式或集成商渠道向下游客户提供A+物流相关产品与技术服务，而物流企业与电商平台也通过建立研发团队、成立科技子公司等方式研究开发A技术在物流各环节中的可行应用，三者之间存在合作加潜在竞争的关系，生态比较开放，中国人工智能+物流产业链及2020年人工智能+物流产业图谱分别如图2-4中国人工智能+物流产业链 六、机器智能驱动与物流升级转型 使传统物流业增加自动感知、自我判断、智慧决策、自动执行、深度协同、智能学习等特点。 六、机器智能驱动与物流升级转型 1.物流赋能客户需求预测 收集用户消费特征、商家历史销售等大数据，利用算法提前预测需求，前置仓储与运输环节。 六、机器智能驱动与物流升级转型 2.物流赋能设备维护预测 通过物联网的应用，在设备上安装芯片，可实时监控设备运行数据，并通过大数据分析做到预先维护，增加设备使用寿命。 六、机器智能驱动与物流升级转型 如沃尔沃：在物流车辆设备上安装芯片，可通过数据分析进行提前保养。 六、机器智能驱动与物流升级转型 3.物流赋能供应链风险预测 通过对异常数据的收集，进行如贸易风险，不可抗因素造成的货物损坏等进行预测。 六、机器智能驱动与物流升级转型 4.物流赋能网络及路由规划 利用历史数据、时效、覆盖范围等构建分析模型，对仓储、运输、配送网络进行优化布局，如通过对消费者数据的分析，提前在离消费者最近的仓库进行备货。 六、机器智能驱动与物流升级转型 具体的应用场景： 物流应用1——智能运营规则管理 未来将会通过机器学习，使运营规则引擎具备自学习、自适应的能力，能够在感知业务条件后进行自主决策。 六、机器智能驱动与物流升级转型 物流应用1——智能运营规则管理 对电商高峰期（双十一）与常态不同场景订单依据商品品类等条件自主设置订单生产方式、交付时效、运费、异常订单处理等运营规则，实现人工智能处理。 六、机器智能驱动与物流升级转型 物流应用2——智能仓库选址 根据现实环境的种种约束条件，如顾客、供应商和生产商的地理位置、运输经济性、劳动力可获得性、建筑成本、税收制度等，进行充分的优化与学习，从而给出接近最优解决方案的选址模式。 六、机器智能驱动与物流升级转型 物流应用3——智能决策辅助 利用机器学习等技术来自动识别场院内外的人、物、设备、车的状态和学习优秀的管理和操作人员的指挥调度经验和决策等，逐步实现辅助决策和自动决策。 六、机器智能驱动与物流升级转型 物流应用4——智能运力调度 通过对商品数量、体积等基础数据分析，对各环节如包装、运输车辆等进行智能调度，如通过测算百万SKU商品的体积数据和包装箱尺寸，利用深度学习算法技术，由系统智能地计算并推荐耗材和打包排序，从而合理安排箱型和商品摆放方案。 六、机器智能驱动与物流升级转型 物流是如何升级转型 六、机器智能驱动与物流升级转型 2.智能计算重构物流运作流程 智能物流云平台的建设，将实现对供应链、实体物流的数字化、智能化、标准化和一体化综合管理。 六、机器智能驱动与物流升级转型 2.智能计算重构物流运作流程 以综合物流为出发点，应用现代人工智能技术及物流技术，使得供应链整体各环节的信息流与实体物流同步，产生优化的流程及协同作业，实现货物就近入仓、就近配送，提升产业链效能。 六、机器智能驱动与物流升级转型 3.形成全新的物流生态系统 在人工智能的协助下，多式联运高效运输将得到实现。通过人工智能、云计算、大数据、物联网等技术，可实现集铁路、公路、航空“三位一体”的智慧多式联运。 六、机器智能驱动与物流升级转型 “智慧物流+AI科技”为物流行业的转型提供了理论基础和技术支持 【课后作业】 问题： 1.（判断）智慧物流是以物流互联网和物流大数据为依托，通过协同共享创新模式和人工智能先进技术，重塑产业分工，再造产业结构，转变产业发展方式的新生态。（） 2.（多选）人工智能+物流的核心技术包括（）。 A.深度学习B.自动驾驶C.计算机视觉D.自然语言理解 人工智能落地物流应用环节 01智能仓储 02智能运输 03智能配送 04智能客服 【教学目标】 【知识目标】 1.掌握人工智能在仓储、运输、配送、客服环节的应用；2.能够列举出人工智能在不同的物流环节的应用场景。 【情感目标】 1.具有工匠精神、服务意识、环保意识、质量意识、安全意识；2.培养独立获取信息和自学能力；3.坚定拥护中国共产党领导和我国社会主义制度。 一、智能仓储 智能仓储即通过物联网、大数据、人工智能、自动化设备及各类软件系统的综合应用，让传统静态仓储也朝着动静结合的方向进行转变。 在智能仓储中，商品的入库、存取、拣选、分拣、包装、岀库等一系列流程中都有各种类型物流设备的参与，同时需要物联网、云计算、大数据、人工智能、RFID等技术的支撑。 一、智能仓储 1.仓储现场管理 根据作业环境，我们可以将人工智能技术在仓储现场管理中的具体应用分为仓内现场管理与场院现场管理。 一、智能仓储 车牌识别 一、智能仓储 2.AMR 在仓储环境下的各类智能设备中，AMR是发展速度较快的领域之一。AMR（Automatic Mobile robot）即自主移动机器人，在仓储环境中一般用于搬运与拣货，与传统AGV不同的是，AMR的运行不需要地面维码、磁条等预设装置，而是依靠SLAM系统定位导航。 一、智能仓储 一、智能仓储 3.设备调度系统 在人工智能技术，尤其是深度学习与运筹优化算法的驱动下，设备调度系统在准确性、灵活性、自主性方面取得显著提升。以AGVS为例，基于大规模聚类、约束优化、时间序列预测等底层算法，AGV智能调度系统能够灵活指挥数百乃至上千台AGV完成任务最优匹配、协同路径规划、调整货架布局、补货计划生成等多项业务，并随数据积累与学习不断自主优化算法。 一、智能仓储 一、智能仓储 从目前的情况来看，大部分仓储设备调度系统都是由设备供应商单独为本企业产品开发的标准化软件系统。 因此要最大程度发挥机器人的效能，就需要搭建连接ⅥMS与仓內所有机器人的中间协同调度系统，为企业提供多设备、多厂商的统一接入与调度能力，使一定范围内的多种设备高效、联动、连贯地完成同一任务。 二、智能运输 目前国内人工智能在物流运输环节的应用集中于公路干线运输，主要有两大方向：一种是以自动驾驶技术为核心的无人卡车；另一种是基于计算机视觉与AloT产品技术，为运输车辆管理系统提供实时感知功能。人工智能赋能物流运输的最终形态必然将是由无人卡车替代人工驾驶卡车。 二、智能运输 1.无人卡车 自动驾驶是指让汽车自己拥有环境感知、路径规划并且自主实现车辆控制的技术，也就是用电子技术控制汽车进行的仿人驾驶或是自动驾驶。美囯汽车工程师协会（SAE）根据系统对于车辆操控仼务的把控程度，将自动驾驶技术分为L0-L5系统在L1~L3级主要起辅助功能；当到达L4级，车辆驾驶将全部交给系统。 配备L4级别自动驾驶技术的无人卡车即可以满足港口、园区、高速公路等多种运输场景，并在人力资源、能源费用、设备损耗、保险费用等多个层面大幅降低运输整体成本。 二、智能运输 二、智能运输 从商业化的进程来看，以图森未来为代表的L4级别自动驾驶卡车已经率先进入到了试运营阶段，无人卡车的商业化序幕正在缓缓拉开。 二、智能运输 二、智能运输 2.货物转运 （1）高速货物转运 无人卡车通过传感器（摄像头和激光雷达）对路况进行识别和判断。无人卡车融合视觉高精度定位和多传感器融合技术，在山区、隧道都能达到10厘米的定位精度。 （2）港口货物转运 通过对接TOS（码头管理系统），无人卡车获得相应运输指令后，实现码头内任意两点间的水平移动、岸吊、轮胎吊、正面吊、堆高机处等自动收送箱功能。 二、智能运输 3.车队管理系统 形式 区别 形式 目前，国内人工智能赋能物流运输的主要形式是基于计算机视觉技术与AOT技术在车队管理系统中实现车辆行驶状况、司机驾驶行为、货物装载情况的实时感知功能，使系统在车辆岀现行程延误、线路异常和司机危险行为时进行风险报警、干预和取证判责，并