人工智能近年来的迅猛(měng)发展,预示(shì)着其将为仓库运作方(fāng)式(shì)带来革命性的变革。但在企业决定在(zài)运(yùn)营实践中引入并实(shí)施这一新技术之前(qián),必须要(yào)确保已拥有相(xiàng)关数据及所需(xū)人才。
对相关企业而(ér)言(yán),即时关注并对供应(yīng)链技术的进步(bù)具(jù)有敏感性几乎(hū)已经成为必须(xū)。机(jī)器人(rén)技术、自动(dòng)化(huà)、数据分析和工(gōng)业物(wù)联网等(děng)各种(zhǒng)新技术,正在逐步(bù)展示(shì)出(chū)其在提升货物运(yùn)输,处理,存储和配送效(xiào)率方面的潜力。这些新技术的(de)不断涌现,使得我们很难确认究竟(jìng)应把注(zhù)意(yì)力(lì)集中在哪一方面。
在这其中(zhōng)一项值(zhí)得仔细研究的新技(jì)术是(shì)人工(gōng)智能(néng)(AI)。简单而言, 人工智能(néng)是计算机系(xì)统(tǒng)发展到一定阶段的(de)产物,即代为执行(háng)通常需要人类智能(néng)参与的任(rèn)务(如视(shì)觉(jiào)感知、语音识别、决策和(hé)语言翻(fān)译)。人工(gōng)智能(néng)出现于1956年,但绝大多(duō)数(shù)情况(kuàng)下(xià),我们都必须(xū)将智能(néng)程序明确(què)地输入到计算(suàn)机中。
近年来(lái),机器学习作(zuò)为一种典型的人(rén)工智能技术。机器学(xué)习主要是探索如何(hé)可以使计算机程序通过对输入数据的学习(xí)来提高其(qí)输出性(xìng)能。这(zhè)些(xiē)程序(xù)可以嵌入在机(jī)器中,也可以在服务器或云(yún)端(duān)操(cāo)作。亚马逊(Amazon)、谷(gǔ)歌、Facebook、微软(Microsoft)等(děng)大型科技公司已经将机器(qì)学习融入到他们的产品和服务中,为用户提供:相关度更(gèng)高的(de)网络搜索(suǒ)内容,更好的(de)图像与语音识别技术以(yǐ)及更(gèng)智能化的设(shè)备。
机器(qì)学习与数据分(fèn)析(收集、转换及数据分析的流程)之间有一(yī)些相似之处。两者(zhě)都需要一个经(jīng)过清理(lǐ)的、多(duō)样(yàng)化的、大型的(de)数据(jù)库才能有效地运作。然(rán)而,主(zhǔ)要的区别在(zài)于,数据分析允许用户从数据中得出结论,进而要求用户采取相应措施来改善其供应链。相(xiàng)比较而言,对于已处于可(kě)解决范畴内的问(wèn)题,机器学习(xí)可以基于“训练数据(jù)库”自动执(zhí)行操作(本文后续关于监(jiān)督学习的部分将对(duì)此进行讨论)。基于(yú)其允许任务自动执行这一特性,人工智能 — 尤其是机器学习 — 对许多(duō)供应链管理(lǐ)人员来说都是一项(xiàng)值得关注的重要技术。对于今天的(de)许多企业来讲,制定并实施供应链相(xiàng)关(guān)的(de)人工(gōng)智能战略,将使其随着技术的逐(zhú)渐成熟,提升自身的(de)生产力(lì)、速度与效率。
一、人工智(zhì)能的发(fā)展现状
人工智能近期的迅猛(měng)发展,得益于以下因素的共(gòng)同作(zuò)用(yòng)。第一(yī),各种设备的互通互连(lián)而产生的数(shù)据量的增长以(yǐ)及促使(shǐ)日常生活数(shù)字化的高级传(chuán)感(gǎn)器的使用的增长。第二,从移动设备到云计(jì)算,各种设备的计算(suàn)能力也在持续增长。因(yīn)此,机器学(xué)习可(kě)以(yǐ)运行在最新的硬件运(yùn)算(suàn)设备上,同(tóng)时获取大批量、多样化及高质量的(de)数(shù)据库,进而自动执行各种任务。
案例一(yī):
下(xià)面是(shì)一个众(zhòng)多(duō)消费者将逐渐(jiàn)熟悉的(de)场景。如果你有(yǒu)一个(gè)iphoness而且每天早晨通(tōng)勤上下班, 最近(jìn)一段时间你可(kě)能留意到了以下(xià)情况:当你(nǐ)坐进(jìn)汽车的时候,你(nǐ)的手机将自动提示你开车去公司将需要多少(shǎo)时间,根据(jù)实时的路况信息给出最(zuì)佳行车(chē)路线(xiàn)的建议(yì)。当这一现(xiàn)象第一(yī)次发生时,你可能会有这样的疑惑:“手机怎么会知道我要去(qù)上(shàng)班?感觉很酷,但也有一点点恐怖”。
因为内置了机器(qì)学习功能,手机可以根据你过去(qù)做过的事情来预(yù)测你将要什么。如果(guǒ)你换了新工作或者开车去了另(lìng)外一(yī)个目的地,设备会(huì)自动调整它的预测,并根据(jù)新的(de)目的地发出新的通知。这一(yī)应用场景(jǐng)的特别(bié)强大之处在于:设备对用户来说越(yuè)来越有帮助,而用户或(huò)软件开发人员不必(bì)采(cǎi)取任何(hé)行动。
另一个场景是自(zì)动驾驶汽车。目前(qián)路面(miàn)上行驶的自动(dòng)驾(jià)驶汽(qì)车正(zhèng)在(zài)被(bèi)用来收集(jí)数据(jù),用来改进(jìn)下一代自(zì)动驾驶汽车的技(jì)术。当人工操作人员直接对车(chē)辆进行(háng)控制时,相关的数(shù)据就会与(yǔ)其他车辆的数(shù)据汇(huì)集起来并(bìng)进行对比分析(xī),以确定在(zài)何种情况下自(zì)动驾驶汽(qì)车将切换到(dào)由人工(gōng)驾驶模(mó)式。这样的数(shù)据收集与分(fèn)析将使(shǐ)得自(zì)动驾驶汽车变(biàn)得更加智能。
虽然人们(men)很容易被(bèi)今天人工智能相关的令人(rén)兴奋的发展所鼓舞,但了解人工智能的局限性也很重(chóng)要。在《哈佛商(shāng)业(yè)评论》(Harvard Business Review) 2016年(nián)的一篇文(wén)章中,《人工(gōng)智能(néng)现阶段的(de)能与(yǔ)不能》,斯坦福人(rén)工智能(néng)实验(yàn)室前(qián)负责人、跨国(guó)科(kē)技(jì)公司百度的人工智(zhì)能(néng)团队前首席科学(xué)家Andrew Ng明确表示,“人(rén)工智能(néng)将变革许多行业,但它并不具有无所不能的(de)魔力(lì)。”
Ng强调,虽(suī)然人工智能已经有很多成功的实施(shī)案例(lì),但(dàn)大多数都是在监督学习(xí)的场景下展开应用。在这一模(mó)式下,每一(yī)个训练输入数(shù)据(jù)库与正确的输出决策(cè)相关联。机器(qì)学习算法通过比对这个训练库的(de)信(xìn)息来根据新的输(shū)入(rù)数据做出决策。监督(dū)学习的一些常(cháng)见应用包括照片(piàn)标(biāo)记、贷(dài)款处理与语音识别。在每(měi)一个(gè)应用案例中,系统都会接收输(shū)入信息 — 比如照片标签应用中的图(tú)片(piàn) — 并基于它(tā)从训(xùn)练数据(jù)库中学到(dào)的信(xìn)息做出决定或做(zuò)出反应。
如果拥有一(yī)个(gè)足够大的输入数据库(kù),并用对应的人工响(xiǎng)应 (或输出) 做以注释(shì) ,那么就可以(yǐ)构建一个(gè)人工智能应用程序,允许(xǔ)计算机系(xì)统接收新的输(shū)入数据(jù)并自行做出决定。这可以使过去不(bú)容易自(zì)动化的流程变(biàn)的可以自动运作,最终提升仓库啊的运营效率(lǜ)。而(ér)实现这一(yī)目的的关键(jiàn)就是辅助做出决策的(de)数(shù)据库(kù)的大小、质量与多样性的程度。训练输入数据库越大、越多(duō)样化,机器学习算法做出的决(jué)策(cè)就越优化。
二、选择可参照案例
当考虑在供(gòng)应链中应(yīng)用人工智能的(de)各种(zhǒng)方案时,直接应用相应技术然后确定应用方(fāng)案或许很有(yǒu)吸引力。但是,如果你首先分析一(yī)下公(gōng)司(sī)业务面对的挑战与机遇,然后再选择相(xiàng)匹配的人工智能技术来解决相(xiàng)关问题,这样的流程会(huì)有(yǒu)助于你选择更有效率(lǜ)、更适合的应用方案(àn)。
就仓库及其运作而言,人(rén)工(gōng)智能的应用应该(gāi)以企业(yè)所关注并不断(duàn)优(yōu)化(huà)的关(guān)键性能指标(KPI)为指导(dǎo)(订单准确性(xìng)、安全性、生产率、履行时间、设施损坏或库存准确性等)。仓库通(tōng)常已经拥有大量与KPI指标相关的(de)数(shù)据,这些(xiē)都(dōu)可以被人工智能应用程序用于自动完成任务或做出决策。然而,这些(xiē)数据由于数据类(lèi)型(xíng)的原因并不能直(zhí)接用于人(rén)工智能技术,并且通(tōng)常分布在不同的仓库(kù)管理系统中。因(yīn)此(cǐ),在正式应用之前,许多人工智能应用程序需要对(duì)不同仓(cāng)库(kù)管理信息系统中的数(shù)据进行整合。
下面的(de)3个案例(生(shēng)产力、设备利用率、效率(lǜ))说(shuō)明(míng)了人工智能在仓(cāng)储(chǔ)运营(yíng)场(chǎng)景中的(de)应用潜力。虽(suī)然这些案例可能(néng)并(bìng)不适用于所有仓库,但(dàn)它(tā)们(men)确实展示了企业如何将自己已有的数据整(zhěng)合成可以应用机器学习技术的(de)形式。
案(àn)例一、生产力
在拣选订单的环节,所有的仓库都存在不同员工的生产(chǎn)力(lì)不同(tóng)这一现象(有效率最高的订(dìng)单拣选员(yuán)也有变(biàn)现一般的员工)。但是相对于使用(yòng)系统引导进行拣(jiǎn)选的仓库而言,员工在生产力方面的差异(yì)在不使用系统引导的仓库中表现(xiàn)更(gèng)为明显。
对于那些不使用系统引导进行拣选的仓库,机器学习提供了(le)一个可以更好推广最(zuì)高效员工经验的机会,并将(jiāng)系统引导模式引入到所有员工的(de)工作中。如果联(lián)系(xì)到上文提到(dào)的监(jiān)督学习,最高效员工的拣选列表(biǎo)将作为人工(gōng)智能应用的输入数据;这些员(yuán)工在(zài)拣选列表中(zhōng)货物的顺序决策即为输出数据(jù)(基于条(tiáo)码(mǎ)扫描或其他可获取信(xìn)息)。除(chú)了最(zuì)短(duǎn)拣(jiǎn)选距离这一指(zhǐ)标(biāo)之(zhī)外,避免拥(yōng)挤通常是(shì)提升生产(chǎn)力的另外一个重(chóng)要指标(biāo)。因为最佳(jiā)拣选员工通常会同时考(kǎo)虑这(zhè)两个因素,因此上面的输入输出(chū)数(shù)据库应(yīng)该已包含这些信(xìn)息。
基于这(zhè)些精准(zhǔn)标注的数据,机器学习算法在接收新的订单数据后案最(zuì)佳原则进(jìn)行归类。通过(guò)这种方(fāng)式,算法可以(yǐ)复制最(zuì)有效员工的拣(jiǎn)选操作,并(bìng)提高所有员工的生产(chǎn)力。
案例二、设备利用率
某一仓库一天内需要搬运的容器或托盘数(shù)量与所需(xū)的搬(bān)运设备数量之间有一(yī)定的关系。在大多数情况下,两(liǎng)者之间是(shì)一种线性关系。但是,某些因素(例如操作(zuò)人员的技能水(shuǐ)平或货物的混合存放等)也可(kě)能会影响到所需(xū)搬运(yùn)设备的佘亮。
在这(zhè)种情况下,输入数据就需要包括所有可(kě)能影响设备需求的数据(从仓库管理系统中调用(yòng)的(de)拣(jiǎn)选订单清单以及从员工管理(lǐ)系统(tǒng)中获取的操作(zuò)人员生产力(lì)水(shuǐ)平等信息)。输出信(xìn)息包括从升降(jiàng)搬(bān)运车管理系统中获得的搬运设备(bèi)使用(yòng)率(lǜ)信(xìn)息。
基于这一精准标注的(de)数据库,机器学习算(suàn)法将可以接收未来数星(xīng)期或数月的订单预测信息和现有(yǒu)员工的技能水平信息,进而预估出所需搬运设备的数量。升降搬运车车队(duì)经理将在同设备供应商的协商中(zhōng)采纳这些信息作为决策参考,以确保通过短期(qī)租赁(lìn)或新(xīn)设备购买的方(fāng)式(shì)来(lái)确保在某一期限内获(huò)取合适数量的搬运设备进(jìn)行拣选操作。
案例三、效率
一(yī)个(gè)好(hǎo)的货位策略应该是将高(gāo)需(xū)求(qiú)的SKU尽量集(jí)中放在最佳位(wèi)置但同时又要适当的分散摆放,以降低拥堵程度来提高拣选(xuǎn)效(xiào)率。但由于需求的不断变化以及SKU的(de)数量(某些仓库中可(kě)能有数千个(gè)SKU),仓库(kù)很难仅仅依靠(kào)员工来判断(duàn)SKU的需求(qiú)量来实(shí)现最佳存放(fàng)。因(yīn)此一(yī)些仓库运营商(shāng)会(huì)使用(yòng)货位(wèi)分配软件来帮助(zhù)确定SKU摆放(fàng)位置。这些软件会提供操作界面允许客户修改(gǎi)运作规则。当接(jiē)收到销售(shòu)历史(shǐ)数据或未来(lái)销(xiāo)售预测信息后,软件(jiàn)就会推荐相应的(de)货位策(cè)略。但是,负责软(ruǎn)件的人员经常会依据(jù)自己的经(jīng)验来修改策略(luè),而(ér)这些经(jīng)验却往往不能(néng)反(fǎn)应出(chū)拣选操作的真实情况。
在(zài)这(zhè)种情况下(xià),输入(rù)数据就(jiù)是软件所(suǒ)推(tuī)荐的货位(wèi)策(cè)略。输出数据是(shì)最终决定执行的策略。机器学习算法可以和(hé)货位(wèi)分配软件结(jié)合,通过对实施最终货位(wèi)摆放(fàng)策略的员工的倾向性进(jìn)行不断的学习,最终实现自动调整(zhěng)。
三、制定(dìng)策略
明确仓储相关(guān)领域(yù)可以从(cóng)人工(gōng)智能技(jì)术获益之后,制定相关的应(yīng)用策略将非常重要。在其发表于《哈佛商业评(píng)论》的(de)文(wén)章中,Andrew Ng对高管(guǎn)们应该如何定位公司的人工智能(néng)策略(luè)提出了一些有(yǒu)益的看法(fǎ)。他写道(dào),制定一个成(chéng)功战略(luè)的关键是(shì)“理(lǐ)解(jiě)在哪里创造价值,什么是很难复制的”。
Ng指出,人工智能研(yán)究人员(yuán)经常发布和分享(xiǎng)他们(men)的想法,并公布他们的代码(mǎ),因此我(wǒ)们可以很便捷地接(jiē)触到最新理念及进展。相反,“稀缺资源(yuán)”是数(shù)据和(hé)人才,而这(zhè)两(liǎng)点对企业制定人工智(zhì)能策略获(huò)取(qǔ)竞争优势极为关(guān)键。在数据源已经被精确连接到了对应的输出信息的情况下(xià),复制一款(kuǎn)软件比获得原始(shǐ)数据要简单的(de)多。因此,具有鉴别(bié)与获取有价(jià)值的数(shù)据并有能力(lì)根据实际情况(kuàng)修改软件参(cān)数以最大化利用(yòng)这些数(shù)据的人员,将是制定(dìng)人工智能策略过程(chéng)中关(guān)键而具(jù)有差异性的组成部分。也就是说,如果一(yī)个企(qǐ)业(yè)向推进人工智(zhì)能在仓储(chǔ)场景下的(de)应用,那么它(tā)就必须将重点放(fàng)在提高数据和人才(cái)的(de)质量这两方面。
关于数据,要明确的一个关(guān)键(jiàn)问题是:哪些数据是(shì)你的公司所独有而且可以用来提(tí)高与业务相关(guān)的KPI?这一点(diǎn)明确之后(hòu),就需(xū)要提高仓储管理(lǐ)系统中的(de)数据(jù)的质量。这一步(bù)通常被称为数据(jù)管控,来确保供(gòng)应(yīng)链运作相关的数据(jù)具有一(yī)个(gè)可以“真实(shí)反映(yìng)客观事实的来源”。
举(jǔ)例来讲。叉车司机(jī)的信息可以存(cún)储在(zài)不同的信息(xī)系统(tǒng)中,包括人力资源系统(tǒng)、员工管理系统、仓库管理系统、叉车车(chē)队管理系统等(děng)。如(rú)果司机信息被分别录(lù)入以(yǐ)上系统,那(nà)么同一(yī)员工的姓名及(jí)身份号码就可(kě)能出现不(bú)匹配(pèi)的情况。比如,一个人(rén)可以在WMS中被标识为Jo Smith, #01425; 在(zài)LMS系统中为(wéi)Joanne Smith, #1425; 而在(zài)车队(duì)管理系(xì)统中则只登记为Joanne Smith,同时没有认可身(shēn)份号码。
对于(yú)跨系统整合数据的机器学习应用案例(lì)来说,数据(jù)必(bì)须(xū)是干(gàn)净的。具有良好数(shù)据管控能力(lì)的企业(yè)可以将其中(zhōng)某一系统定义为存(cún)有(yǒu)主要数据的系统,并(bìng)在需要时通过应用程序编程接口(API)将这一数(shù)据导入其他任意系统(tǒng)中。
如(rú)果需(xū)要整合来(lái)源(yuán)于多个系统的(de)数据(jù),那接下(xià)来要(yào)面对的挑战就是数据集成。也就是说,要确保(bǎo)所(suǒ)有来源于不同仓储运作相关的系(xì)统中(zhōng)的数据可以被整合成一种可以用(yòng)来机(jī)器学习(xí)的(de)形式(shì)。这就需要与供应商紧密合作,以(yǐ)了解对方(fāng)的运营能力(lì)以及整合来(lái)自车(chē)队管理、员工管理(lǐ)、仓库管理、企业资源(yuán)管(guǎn)理等不同系统的数据的(de)潜力(lì)。这就为支持数据(jù)分析以及客(kè)户(hù)定制化(huà)的人工智能应用奠定了数字化基础。在技术上具有挑战(zhàn)性,但(dàn)许多系统中(zhōng)嵌入的(de)API接口简化了这(zhè)一任务。
一(yī)个更大的挑(tiāo)战可能(néng)来自于人才领域。在你的(de)公司中有多(duō)少(shǎo)人(rén)专职进行管控、集成于抓取正在创建的数据信息?如果答案是“还(hái)不够(gòu)”,那么你就要考虑设置一个高管(guǎn)级别的职(zhí)位,致力于在董事会层(céng)面(miàn)来积极推动以公司数据资(zī)产为来源来建立企业竞争(zhēng)优势。
这种高(gāo)级别的助(zhù)推策略,可以从确定公司(sī)如何在这一(yī)领域(yù)构建能力开始。对大多数公司来讲,也可以通过内部员工和(hé)外(wài)部顾问的组合(hé)来(lái)实现。甚至有一些众筹的机器学习平台(tái)(例如Kaggle和Experfy)可以协助你将你在数据方(fāng)面要面(miàn)对的挑战(zhàn)与世界(jiè)各(gè)地的专家(jiā)之间建(jiàn)立(lì)起联系。因为(wéi)今天你所获得(dé)的(de)数据可能(néng)会对(duì)未来的机器(qì)学(xué)习(xí)应用产生深远影响,因(yīn)此建立数据(jù)能力是一个优先需(xū)要考虑的事项。许多(duō)大型企业已经在(zài)内(nèi)部成立了专门部门(mén)来引导人工智(zhì)能及数据分析方面的工作(zuò),这一需(xū)求也使(shǐ)得这(zhè)一领域的专业人才(cái)变的炙手可热。
四、感想总结
虽然(rán)供应链(liàn)经理需要评估各种技术以及(jí)指导(dǎo)以(yǐ)科技为(wéi)基础的革新,但人工智(zhì)能不应因此被忽略(luè)。但它(tā)也不应该(gāi)被视作可以瞬间(jiān)完成供应链(liàn)变革的万灵药。相反地,人工智能应该被定义为一个可以提升与企(qǐ)业成功密切相关的(de)KPI指标的工具(jù)。使用这一工具(jù)并不(bú)需要成为人工智能领域的专(zhuān)家,但必须确保你的企(qǐ)业(yè)满足了(le)前文所提到的三个基本要求:确定与提升企业绩效相关的高价(jià)值(zhí)应用案例(lì);创(chuàng)立(lì)可以整合这些高价值数据的数字基础设施;开(kāi)始建(jiàn)立一(yī)个由(yóu)内(nèi)部与(yǔ)外部专家组成的(de)专(zhuān)业团队(duì)。