第7章 物流大數(shù)據(jù)

第7章物流大數(shù)據(jù)本章內(nèi)容7.1物流大數(shù)據(jù)的構(gòu)成7.2物流大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域7.3物流大數(shù)據(jù)的應(yīng)用案例本章小結(jié)本章練習7.1.1云倉儲數(shù)據(jù)云倉儲數(shù)據(jù)需求在開發(fā)云倉儲管理平臺時，倉儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需要滿足以下功能需求:系統(tǒng)的用戶包括超級管理員、城市運營商、代理商、供應(yīng)商、商店等，每個角色都具有不同的職能，為保證系統(tǒng)具有較高的安全性，必須對各個角色所擁有的權(quán)限進行嚴格規(guī)劃;云倉儲是企業(yè)供應(yīng)鏈中最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)之一，云倉儲平臺需要與商城系統(tǒng)和店鋪ERP系統(tǒng)相連接;云倉儲平臺需要實現(xiàn)倉庫管理系統(tǒng)的主要功能系統(tǒng)必須能夠?qū)?shù)據(jù)進行分析，以便管理員能夠及時發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)。7.1.1云倉儲數(shù)據(jù)云倉儲數(shù)據(jù)構(gòu)成類別系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)組織機構(gòu)與用戶信息管理數(shù)據(jù)權(quán)限管理數(shù)據(jù)商品存儲管理數(shù)據(jù)商品管理出入庫管理數(shù)據(jù)退貨管理數(shù)據(jù)盤點任務(wù)數(shù)據(jù)商品調(diào)撥數(shù)據(jù)人工調(diào)撥系統(tǒng)智能調(diào)撥商品配送功能對車輛的管理完成配送任務(wù)優(yōu)化調(diào)整配送路線7.1.2配送大數(shù)據(jù)配送數(shù)據(jù)的構(gòu)成（1）配送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)配送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是快遞企業(yè)某一時間段內(nèi)的物流配送信息，包括待配送的快遞包裹數(shù)量、正在配送路上的快遞包裹數(shù)量、配送員配送快遞包裹的詳細記錄等，其作用是實時監(jiān)控快遞包裹的動態(tài)以及配送員配送的實時情況。（2）客戶特征數(shù)據(jù)客戶特征數(shù)據(jù)是接收用戶的個性化數(shù)據(jù)，包括用戶要求的上門配送時間、用戶接收快遞時的即時位置等，其作用是幫助企業(yè)了解用戶的自然行為習慣，為配送路徑的調(diào)度優(yōu)化收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（3）配送員配送軌跡配送員配送軌跡是配送員進行快遞包裹的配送路線，包括配送員按照個人經(jīng)驗自主選擇的配送路線以及由系統(tǒng)給出的建議配送路線，其作用是為配送路線的調(diào)度優(yōu)化收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（4）實時環(huán)境數(shù)據(jù)實時環(huán)境數(shù)據(jù)是指配送員配送快遞過程中的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括配送時的天氣環(huán)境數(shù)據(jù)、配送路線的地理環(huán)境數(shù)據(jù)等，其作用是減小環(huán)境對調(diào)度優(yōu)化的影響。7.1.2配送大數(shù)據(jù)物流中心大數(shù)據(jù)特征大數(shù)據(jù)時代，物流配送中心具有以下幾點特征:1）響應(yīng)速度快。在大數(shù)據(jù)時代，物流配送中心作為物流網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點，對上游的制造商和下游的顧客的響應(yīng)速度都加快，一方面依據(jù)大數(shù)據(jù)的預(yù)測功能，提前做好資源調(diào)配，另一方面依據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)，對大交易數(shù)據(jù)、大感知數(shù)據(jù)和大交互數(shù)據(jù)的處理結(jié)果更加精準，處理時間縮短。2）服務(wù)個性化。物流配送中心不僅滿足原有的倉儲、運輸、加工、裝卸服務(wù)外，還可以根據(jù)貨物的類別、顧客的需求增加個性化服務(wù)，如貨物的個性化包裝、配送的個性化定制等。3）作業(yè)規(guī)范化。傳統(tǒng)的物流倉儲和裝卸等環(huán)節(jié)很多依靠老員工的經(jīng)驗或者通用式的操作辦法，但對于每個物流配送中心來說，這種作業(yè)辦法往往不是最適合、最有效的方式。針對每個物流配送中心，分析其歷史的交易數(shù)據(jù)和感知數(shù)據(jù)，建立各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化模型，使作業(yè)具有更規(guī)范、更實用。4）配送數(shù)據(jù)化。在大數(shù)據(jù)時代，所有的信息都是數(shù)字化的，配送過程中產(chǎn)生大量的感知數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)提供了對感知數(shù)據(jù)的存儲和分析方法，保證產(chǎn)品配送過程中的全方位、智能化的技術(shù)支持，決策過程、決策方案以數(shù)據(jù)為依據(jù)，避免主觀決策的盲目性。7.1.2配送大數(shù)據(jù)配送數(shù)據(jù)的功能需求大數(shù)據(jù)時代，物流配送中心具有以下幾點特征:1）響應(yīng)速度快。在大數(shù)據(jù)時代，物流配送中心作為物流網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點，對上游的制造商和下游的顧客的響應(yīng)速度都加快，一方面依據(jù)大數(shù)據(jù)的預(yù)測功能，提前做好資源調(diào)配，另一方面依據(jù)大數(shù)據(jù)技術(shù)，對大交易數(shù)據(jù)、大感知數(shù)據(jù)和大交互數(shù)據(jù)的處理結(jié)果更加精準，處理時間縮短。2）服務(wù)個性化。物流配送中心不僅滿足原有的倉儲、運輸、加工、裝卸服務(wù)外，還可以根據(jù)貨物的類別、顧客的需求增加個性化服務(wù)，如貨物的個性化包裝、配送的個性化定制等。3）作業(yè)規(guī)范化。傳統(tǒng)的物流倉儲和裝卸等環(huán)節(jié)很多依靠老員工的經(jīng)驗或者通用式的操作辦法，但對于每個物流配送中心來說，這種作業(yè)辦法往往不是最適合、最有效的方式。針對每個物流配送中心，分析其歷史的交易數(shù)據(jù)和感知數(shù)據(jù)，建立各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化模型，使作業(yè)具有更規(guī)范、更實用。4）配送數(shù)據(jù)化。在大數(shù)據(jù)時代，所有的信息都是數(shù)字化的，配送過程中產(chǎn)生大量的感知數(shù)據(jù)，大數(shù)據(jù)技術(shù)提供了對感知數(shù)據(jù)的存儲和分析方法，保證產(chǎn)品配送過程中的全方位、智能化的技術(shù)支持，決策過程、決策方案以數(shù)據(jù)為依據(jù)，避免主觀決策的盲目性。7.1.2配送大數(shù)據(jù)配送數(shù)據(jù)的功能需求（1）配送單元管理（2）運營監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析（3）任務(wù)調(diào)度管理（4）環(huán)境管理（5）路徑規(guī)劃和優(yōu)化（6）遠程操控（7）消息通信功能（8）狀態(tài)同步和校正（9）安全監(jiān)控和異常處理7.2.1智能倉儲管理系統(tǒng)系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計1）整體架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)基于WMS操作系統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)模式，C/S結(jié)構(gòu)模式要求在客戶端安裝專用的客戶端軟件，從而真正體現(xiàn)硬件環(huán)境的有效性，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性為達到使用便利的效果，服務(wù)器必須采取集中分布方式。2）功能架構(gòu)系統(tǒng)功能架構(gòu)主要包括:系統(tǒng)管理模塊、出入庫管理模塊、基礎(chǔ)資料管理模塊、庫存管理模塊、配送任務(wù)模塊、退貨管理模塊以及智能調(diào)撥模塊。3）數(shù)據(jù)庫設(shè)計智能倉儲物流管理平臺系統(tǒng)根據(jù)自身架構(gòu)，覆蓋系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)流程，將系統(tǒng)內(nèi)部重要流程中的用戶及倉庫商品等實體屬性進行排列，再與業(yè)務(wù)流程之間進行抽象性的聯(lián)系，形成實體管理平臺架構(gòu)。7.2.1智能倉儲管理系統(tǒng)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)（1）權(quán)限管理的設(shè)計與實現(xiàn)權(quán)限管理模塊主要對系統(tǒng)中新的角色和訪問權(quán)限進行管理，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的用戶需求標準在業(yè)務(wù)流程之間分配不同的權(quán)限和功能。（2）出入庫模塊的設(shè)計與實現(xiàn)1）出庫模塊。2）入庫模塊。（3）庫存管理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)1）盤點任務(wù)。2）庫存調(diào)整。（4）配送任務(wù)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)智能倉儲物流管理平臺的配送任務(wù)模塊主要負責貨品的配送服務(wù)，因此，必須保證庫存滿足相關(guān)訂單要求，這就需要對庫存進行核算。1）路線規(guī)劃。2）配送任務(wù)管理。7.2.2物流中心選址物流選址的數(shù)據(jù)需求在對配送中心選址問題進行研究的過程中可發(fā)現(xiàn)，起到?jīng)Q定性作用的便是配送中心建設(shè)成本、物流運輸成本以及分撥中心需求量三個因素，因此可研究以上三個因素與數(shù)據(jù)交互強弱相關(guān)性、大感知數(shù)據(jù)以及大交易數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。對于大交易數(shù)據(jù)來說，可分為兩個部分行業(yè)內(nèi)的大交易數(shù)據(jù)，例如物流流通加工作業(yè)量、裝卸搬運、包裝以及運輸?shù)戎笜?。其次是派生行業(yè)大交易數(shù)據(jù)，其他行業(yè)的派生需求也可看作為物流需求，與物料市場、消費品生產(chǎn)以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有一定聯(lián)系，因此可使用日用品行業(yè)、醫(yī)學、工業(yè)以及農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)的物料存儲、加工和生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析。大感知數(shù)據(jù)技術(shù)可對運輸成本造成較大影響，對于傳統(tǒng)的物流運輸來說，對其運輸成本造成影響的因素有配送能力、配送時間以及地理距離等。7.2.2物流中心選址物流中心選址的影響因素相關(guān)數(shù)據(jù)分析自然環(huán)境數(shù)據(jù)氣象條件數(shù)據(jù)地質(zhì)條件數(shù)據(jù)水文條件數(shù)據(jù)地形條件數(shù)據(jù)經(jīng)營環(huán)境因素經(jīng)營環(huán)境數(shù)據(jù)商品特性數(shù)據(jù)物流費用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)水平數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)交通數(shù)據(jù)公共設(shè)施相關(guān)數(shù)據(jù)其他因素與數(shù)據(jù)國土資源利用數(shù)據(jù)環(huán)境污染數(shù)據(jù)臨近設(shè)施數(shù)據(jù)7.2.2物流中心選址地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系，包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等，用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程，解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。它的基本功能是將表格型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地理圖形顯示。GIS通過地理空間拓撲結(jié)構(gòu)建立地理圖形的空間數(shù)據(jù)模型并定義各空間數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，從而實現(xiàn)地理圖形和數(shù)據(jù)庫的結(jié)合。7.2.2物流中心選址物流中心選址方法目前關(guān)于物流中心的選址已經(jīng)有很多方法，大致可分為定性和定量兩大類。定性方法是指憑借個人或集體的經(jīng)驗來做出決策，它的執(zhí)行步驟一般是先根據(jù)經(jīng)驗確定評價指標，對各待選中心利用評價指標進行優(yōu)劣性檢驗，根據(jù)檢驗結(jié)果做出決策。定性方法的優(yōu)點是注重歷史經(jīng)驗、簡單易行，其缺點是容易犯經(jīng)驗主義和主觀主義的錯誤，并且當可選地點較多時不易做出理想的決策。定量方法根據(jù)各種約束條件和所要達到的目標，把選址問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)，再利用合適的算法進行求解，求出最符合條件的解（即具體的地點）作為將建物流中心的位置。7.2.2物流中心選址物流中心選址方法（1）層次分析法（2）模糊聚類法（3）重心法（4）交叉中值法（5）加權(quán)評分法（6）P－中值法（7）網(wǎng)絡(luò)覆蓋模型（8）系統(tǒng)模擬法（9）遺傳算法（10）模糊品質(zhì)機能法（11）最短路徑法（12）雙層模擬退火算法7.2.3智慧配送物流配送假想有供應(yīng)商，配送中心,以及客戶（零售商或最終客戶）如圖所示，現(xiàn)某零售商需要一定單位的商品G，物流供應(yīng)商（這里指第三方物流）接到訂單之后，首先必須確定哪個配送中心擁有所需商品的庫存（在信息共享的條件下，甚至可以知道那個工廠擁有庫存以及數(shù)量多少），確定由哪個配送中心發(fā)貨之后，在貨源地和客戶目的地之間計算出貨物最優(yōu)的配送路徑，最后派出車輛完成任務(wù)。7.2.3智慧配送大數(shù)據(jù)下的智慧配送特征智慧配送是智慧物流體系中的核心功能，借助集成智能化技術(shù)，讓配送系統(tǒng)模仿人的智能，具備思維、學習、感知、推理判斷、解決問題等能力，以對配送過程中出現(xiàn)的各種難題進行分析判斷進而自行解決。也就是利用各種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從接收訂單開始，自動化處理備貨、存儲、分揀及配貨、配裝、配送運輸、送達服務(wù)及配送加工，讓信息流快速流動，以便在各操作環(huán)節(jié)及時獲取信息，對信息進行分析做出決策。簡單而言，智慧配送就是借助傳感器、RFID、移動通信技術(shù)讓物流配送實現(xiàn)自動化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化。配送過程的智慧性應(yīng)具有以下特征:自動感知。整體規(guī)劃。智能分析。決策優(yōu)化。修正與反饋。7.2.3智慧配送智慧配送體系7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度在應(yīng)急指揮中心對事件進行分級后，根據(jù)情景分析及應(yīng)急物資的需求預(yù)測，如等級在一定的范圍內(nèi)，就直接調(diào)用當?shù)貎鋷炖锏膽?yīng)急物資;當?shù)燃壋^一定范圍后，儲備庫內(nèi)的物資無法滿足需求，政府將與合作的供應(yīng)商聯(lián)系進行市場采購、生產(chǎn)，或者直接征用當?shù)氐奈镔Y設(shè)備等;同時在互聯(lián)網(wǎng)媒體的宣傳下，個人和社會組織進行社會捐贈。在各方的積極行動下，各類應(yīng)急物資匯集到應(yīng)急物資調(diào)度中心;然后統(tǒng)一調(diào)運到各分發(fā)點，派送給災(zāi)區(qū)的群眾;最后根據(jù)當?shù)鼐葹?zāi)情況將資源信息反饋到應(yīng)急指揮中心。在災(zāi)情得到控制后，即進入應(yīng)急物資的逆向物流過程，此時的物資已沒有了應(yīng)急特性，只需按照一般性物資處理。7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度大數(shù)據(jù)環(huán)境下應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)功能分析應(yīng)急物資的管理涉及救援過程的前、中、后三個階段，主要內(nèi)容有:應(yīng)急物資的儲備、需求預(yù)測、調(diào)度配送和災(zāi)后災(zāi)情評價等。其中，應(yīng)急物資的儲備是屬于前期的管理行動，應(yīng)急物資的需求預(yù)測、籌集和調(diào)度配送則是應(yīng)急物資管理的核心內(nèi)容，屬于事中、后的管理行動。目前，在應(yīng)急救災(zāi)的過程中，由于捐贈給受災(zāi)地區(qū)的各類物資質(zhì)量各不相同，又缺少統(tǒng)一的科學管理，為物資的調(diào)度和配送增加了很多負擔，也使得應(yīng)急物資的使用價值得不到最大化，同時還會給救災(zāi)的質(zhì)量造成一定的影響。故本文研究如何在大數(shù)據(jù)和現(xiàn)代物流的發(fā)展下，利用大數(shù)據(jù)和供應(yīng)鏈物流等思想，設(shè)計應(yīng)急物資管理各環(huán)節(jié)集成于一個系統(tǒng)而又可以相對獨立運行的模式。在應(yīng)急物資管理行動中，在最大的資源利用效率下實現(xiàn)最低的資源運輸損失，實現(xiàn)應(yīng)急物資的最大價值。

根據(jù)前文的研究分析，大數(shù)據(jù)環(huán)境下應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)的主要功能有:應(yīng)急物資需求預(yù)測、選擇應(yīng)急物資調(diào)運線路、應(yīng)急物資的定向分配、能力績效和滿意度評估。7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度大數(shù)據(jù)環(huán)境下的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建大數(shù)據(jù)環(huán)境下應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)的主要功能框架圖7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度大數(shù)據(jù)環(huán)境下的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)急物資的需求預(yù)測7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度大數(shù)據(jù)環(huán)境下的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)急物資調(diào)運線路7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度大數(shù)據(jù)環(huán)境下的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)急物資定向分配7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度大數(shù)據(jù)環(huán)境下的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)急物資定向分配7.2.4應(yīng)急物資調(diào)度大數(shù)據(jù)環(huán)境下的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)急物資定向分配7.3.1物流中心選址實例大數(shù)據(jù)環(huán)境下的應(yīng)急物資調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)急物資定向分配7.3.1物流中心選址實例僅考慮地理分布的配送點聚類結(jié)果綜合考慮商家分布與訂單信息的配送點聚類結(jié)果7.3.1物流中心選址實例綜合聚類結(jié)果與商業(yè)分區(qū)之間的關(guān)系綜合聚類結(jié)果與地理分區(qū)之間的關(guān)系7.3.1物流中心選址實例基于配送地理聚類信息的網(wǎng)點聚類劃分結(jié)果基于配送綜合聚類信息的網(wǎng)點聚類劃分結(jié)果7.3.1物流中心選址實例基于兩種聚類結(jié)果的網(wǎng)點劃分分析圖（縱坐標為綜合聚類結(jié)果，橫坐標為地理聚類結(jié)果）7.3.1物流中心選址實例物流節(jié)點節(jié)點編號網(wǎng)點（地理聚類）網(wǎng)點（綜合聚類）配送區(qū)域商戶區(qū)域1A020C1C5P3S32A099C1C4P3S33A093C2C1P1S34A045C2C7P1S15A009C3C2P2S16A116C3C8P2S17A094C4C3P1S18A007C4C8P1S19A012C5C5P1S110A082C5C6P1S211A108C6C5P2S212A021C6C6P2S213A066C7C6P4S27.3.1物流中心選址實例物流節(jié)點輻射圖7.3.2物流配送路徑優(yōu)化實例一個配送點用多輛車或者一輛車向n個客戶送貨，其中客戶的需求量和位置坐標是確定的，車輛的載重量和單次配送的最大行駛距離也是有限的。如何安排配送車輛的行駛路線才能使所用的配送總成本最少、延誤的懲罰費用最低，還必須同時滿足以下約束條件:1）配送車輛的總載重量要大于不同客戶群體的需求量。2）配送車輛一次能配送的最大行駛路程距離大于各條路徑的距離。3）必須滿足每個客戶的需要，并且送貨只能由一輛車配送車進行。4）必須在客戶規(guī)定的時間內(nèi)送到。7.3.2物流配送路徑優(yōu)化實例其中采用的方法主要包括導入地理信息數(shù)據(jù)的ArcGIS數(shù)據(jù)庫、求解物流節(jié)點到配送點優(yōu)化路徑的Dijkstra法，以及計算共同配送運量分配的表上作業(yè)法。1）基于GIS的物流節(jié)點與交通路網(wǎng)數(shù)據(jù)信息導入。GIS通過管理數(shù)據(jù),借助插值與統(tǒng)計分析功能,來實現(xiàn)對物流量的預(yù)測。此外,也能夠通過調(diào)用外部的預(yù)測模型來分析,按照時間順序,直觀顯示地圖或?qū)ｎ}地圖。將網(wǎng)點與配送點基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導入到編輯好的路網(wǎng)中，為后續(xù)最優(yōu)路徑計算提供依據(jù)。2）基于表上作業(yè)法的共同配送供需分配。在基于表上作業(yè)法計算共同配送供需分配時，主要用到了運籌學中的最小元素法和位勢法。具體步驟可分為以下幾步：第一步：列出運價表和調(diào)運物資平衡表第二步：編制初始調(diào)運方案第三步：初始方案的檢驗與調(diào)整3）基于Dijkstra的共同配送路徑優(yōu)化。通過Dijkstra算法將各個網(wǎng)點到與之對應(yīng)的所有網(wǎng)點之間的最短時間計算出來。7.3.2物流配送路徑優(yōu)化實例

A020A038A117A099A018A087需求量B61485740513540334B495161465541443620B443552363210181537B28075542433340363B13005543423240356B32535135378181866B3644543739102021220B39235034376161774B17825542391216171