【快递物流展资讯】复杂货运规则下的大规模海运集拼装箱优化解决方案

蓝胖子机器智能是一家行业领先的智能无人仓整体解决方案供应商,提供包含分拣、运输、拆码垛、入库、装卸载及优化调度等全流程工作模块,应用场景包括智能制造、快递物流、电商零售、空港海港等多个行业领域。

已落地的技术简介

蓝胖子自研人工智能算法引擎“蓝胖智汇 Doraopt”拥有全球领先的智能算法架构,可有效结合 AI 数据驱动技术与传统运筹优化能力,实现高弹性、高柔性、高安全、高实时的多目标时间-空间组合优化。“蓝胖智汇 Doraopt”系列产品面向供应链物流领域,可赋能“仓-箱-垛-运-碳”五大核心场景,助力客户建设更加绿色、经济、可持续的供应链。

 

基于“蓝胖智汇 Doraopt”算法架构研制的“装满满”智能装箱平台,可为用户提供快速求解集装箱配载优化问题的能力,擅长处理复杂货运业务规则与大规模数据场景,有效提升客户货运载具利用率,严格遵循各项装载规范与货运要求,降低客户供应链物流成本和管理成本,提升上下游信息透明度。

使用该项技术所解决的问题描述:

“装满满”智能装箱平台主要用于货运集装箱配载决策优化,特别针对带有复杂货运规则的大规模海运集拼场景,可批量、高效生成分柜装箱执行方案。面对全球新冠疫情蔓延和供应链碳中和目标的双重压力,提升货运环节资产利用率、保障货运安全合规性、降低供应链运营成本、提高供应链流程透明已成为各大企业的战略目标。然而,传统集装箱配载方案的制定,特别是涉及多订单多品类混拼、多点集货送货等复杂规则的海运拼柜场景,往往面临数据规模大、约束条件复杂、计算工具落后等挑战。大量业务需要依靠人工经验处理,货运安全规范难以保障,一旦发生人员流失,业务稳定性和可持续性堪忧。

“装满满”智能装箱平台针对上述挑战,为企业提供货运集装箱配载决策优化服务。通过运用自研核心算法,“装满满”智能装箱平台可严格依据货运业务规则,批量、高效生成订单的分柜装箱执行方案,提高货柜装载率和合规性、降低物流运营管理成本。

该技术在目前行业的研究现状

供应链决策优化问题是由现实业务驱动的,包含不同时间、空间要素的复合优化问题的代表,也是研究具有现实意义的复杂系统的经典场景之一。学术界通常将其中的某个部分作为子问题研究,如旅行商问题,装箱问题等。这些子问题一般具有离散的数学结构和指数级增大的搜索空间,其中绝大多数有价值的优化问题都是Strongly NP-hard 问题,难以被当前优化技术直接求解。学术界在这些子问题上有长期大量的研究,其中部分问题(如旅行商问题)的可行解求解方案已经被工业界广泛接受与应用;然而,还有相当一部分针对此类问题的传统算法在现实商业场景中难以落地。从系统层面看,能有效解决此类复杂约束条件下的决策优化问题,仍是行业的一大挑战。

除去离散优化问题的自然属性外,现实物流运营中的装箱问题因容器和物品的物理几何属性、装载设备的运动学属性、差异化的业务要求和法规限制等变得更加复杂,且往往与运输路径优化、劳动力排班等问题深度耦合。比如在海运运领域,我们就归纳出5大类,几十个子类的约束条件。学术界往往从解决其中一部分约束条件开始尝试。这些尝试包括了数学优化、搜索、AI 规划、元启发以及数据驱动类技术,但大部分情况下无法在可接受的运算时间内获得比人工经验规划更好的方案. 对现实装箱问题有效求解的探索,是供应链决策优化技术进步的一个缩影,相关技术可有效拓展至其他供应链物流决策优化场景。

技术应用前景

市场及行业潜力

海运集拼一直以来都是各大跨国企业进行跨区域生产备货、销售配送的主要货运方式之一。该方式拥有货运吞吐量大、运价低廉、运输时间相对可控、可配套多点集散等有优点。一般来说,企业在规划海运运输时需要考虑的业务限制条件可划归为三个方面:

1) 时间约束:包括货物本身的保质期、发货船期和头程运输时间、到港日期和终端配送运输时间等。

2) 空间物理约束:包括集装箱种类大小、承重对货物体积、重量、形状等方面的物理约束。

3) 装载规范约束:包括常见规则约束,如货物堆叠承重要求、摆放朝向要求、货柜整体重心配平要求、装卸顺序要求、集装箱高装载率要求等,也包括一些特殊规则约束,如特种货物禁止混放、散货打托后再装箱、货物需成套装载摆放等。

在处理类似业务场景时,企业需要面对海量业务数据,按照以上维度约束设计正确的货物配载方案。传统来说,以人工方式进行此项工作容易凸显出耗时长、易出错的业务痛点,如果遇到突发性订单增减或取消的情况,方案进行临时修改的难度也很大。方案输出方面,通过人工设计的装载方案一般以2D CAD图或手绘呈现,绘制过程不但费时费力,对装载作业的实际指导效果也比较有限。

利用“装满满”智能装箱平台,企业可根据实际的业务情况,灵活设置组合装载要求。平台能快速生成高质量的装载方案,配合 3D 直观视图,有效指导现场作业。经多家世界500强企业实际业务场景检验,使用“装满满”智能装箱平台可提升集装箱装载率 3%~10%,较传统人工作业效率提高 5~10 倍,每年可为客户节约数百万运输费用,并有效提升货运装载的流程合规性和透明性。

中国港口2021年外贸集装箱吞吐量已达1.6亿标准箱,拼箱业务占整体集装箱业务的17%(体量约为3千万标准箱)。随着近年集装箱运价攀升以及疫情影响下跨境电商业务的不断崛起,越来越多的中小型企业更青睐可处理小批量、多SKU的海运拼箱模式优化出口业务,体量较大的行业头部企业也持续依赖海运拼箱运输进行内部订单整合。同时,拼箱业务历来利润较整箱业务高,全球著名船司如马士基也在积极布局海运拼箱业务,利用其常年积累的航线优势,为货主提供一站式海运拼柜订舱服务,简化业务流程。“装满满”以行业头部企业为切入点,与其开展一系列合作,深入验证产品在大规模海运集拼场景下应用效果。此外,我们还提供了以“装满满”为核心的产-销-运协同解决方案,例如世界化工巨头巴斯夫,在保证化工危险品安全装载的基础上,利用“装满满”成为其信息沟通平台,衔接上游客户订单信息与下游货柜预估预订流程,实现高效装载规划和精准订柜。我们预计,“装满满”能为市场上 30%的海运集拼业务提供服务,每年可覆盖约十万标准箱。按装满满平均可提升约 3%~10%装载率的效用测算,我们的产品每年可创造约3亿美元的运费削减,明显提升行业成本效益,市场潜力可观。

技术方案成熟度

1) 技术思路:Doraopt 的技术实现基于对人工智能,运筹学,复杂系统,与认知科学等多学科科研成果的融合创新。其依托高性能计算框架,通过系统性的分而治之,高效解决工业界中规模巨大,约束复杂的决策优化问题。该技术思路已经在多个成功的商业项目中得到有效验证。

2) 产品化程度:目前“装满满”智能装箱平台已作为一款标准 SaaS 产品推向市场,可以实现数据导入处理、规则定义、后台计算、结果可视化、标准报告导出等功能;同时,“装满满” 智能装箱平台支持在不同垂直领域的快速算法定制和业务接入,已成功应用于家居、化工、零售、重型装备等场景。

产品销售数据:“装满满”智能装箱平台自 2020 年起正式投放市场。经过近两年的运营,目前已累积用户近千名,且在不断增加当中。重点用户涵盖机械重工、外贸零售、家居家电、汽车零配、化工行业头部企业约10余家,大部分为世界500强企业。产品使用方面,某跨国零售巨头在其一年的“装满满”使用过程当中,共计利用平台完成44万立方米货物排柜计算,排柜量超过7000个,提高作业效率一倍以上,所有方案均被成功用于仓库实际装柜,用户使用反馈良好。

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2022上海国际快递物流展

快递物流与供应链|自动分拣|智能搬运|自动识别|智慧仓储|智能配送|智慧物流|绿色包装

时间:2022年9月20-22日

地点:上海新国际博览中心

快递物流展参展、参观:周彬18721959001

文章转载自公众号:运筹OR帷幄,快递物流展周彬整理发布

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