智慧物流發展的動因、架構和建議

王 帥，林 坦

（1.中國人民大學經濟學院，北京市100872；2.同濟大學中國交通研究院，上海市200092）

一、引言

智慧物流的概念自2009年一經提出，即引起了我國學術界的高度關注，并圍繞概念特征、體系結構、實施框架、發展趨勢等方面問題進行了一系列研究。

胥軍等[1]對智能物流的概念和特點進行了分析，并基于案例分析了智能物流系統在現實生活中的實施情況。石亞萍[2]構建了沙漏型的智慧物流架構，該結構以物聯網技術為基礎，由感知互動層、網絡傳輸層、應用服務層等共同構成，以循環控制模型進行運作。董淑華等[3]以倉儲監控中射頻識別（RFID）技術的應用為例，分析了智能物流系統發展和應用過程中存在的問題。張向陽等[4]認為，隨著網絡購物和云計算技術的蓬勃發展，智慧物流系統可以更好地整合各種資源，可以推動商業模式創新。王之泰[5]認為，智慧物流并不僅僅是一個技術問題，更是一個系統、綜合的概念，特別是應當與城鎮化建設相結合。邵廣利[6]提出了政府推動、產業化推進、企業主導、標準引領、市場化推廣應用的智慧物流發展模式。張玲玲等[7]提出了建立在云計算技術平臺上的智慧物流架構，用以解決信息共享和協作問題。何黎明[8]指出了智慧物流未來發展的趨勢，認為智慧物流將促進產業結構調整，深刻影響社會生產與流通方式。

政府的高度重視、學術界的高度關注、企業界的積極推動使得近兩年智慧物流迎來了爆發式發展，新技術、新業態、新模式不斷涌現，實現了從概念設想到普遍認同的根本轉變。這種加速轉變既是資源整合需要、物流需求升級、智能技術成熟等因素影響下的必然結果，也對物流業發展模式、競爭策略甚至產業屬性產生了重大影響，大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈等對物流的影響已經初見端倪。不過，無論是物流企業的科技之路還是科技企業的物流之路，最終的競爭結果都將取決于物流與科技的深度融合，加快推進業務流程的數字化改造以應對智慧物流時代的科技競爭將成為物流企業未來發展的必然選擇。當前，在物流行業達到規模經濟拐點、資源整合紅利吸引科技企業進入、物流需求快速迭代升級、智能技術逐步實現商業化應用、人工智能替代勞動力以應對勞動力供給長期短缺等五大因素驅動下，智慧物流時代將加速到來。

智慧物流時代具有科技密集型的顯著特征。在智慧物流領域，傳統物流企業之間不再是直接競爭對手，物流活動將由基礎層、作業層、感知層、傳輸層、分析層、決策層組成核心邏輯框架，具有自動感知、自我判斷、智慧決策、自動執行、深度協同、智能學習等特點。智慧物流不僅將對現代物流運作模式產生重大影響，而且將給企業經營管理和政府監管帶來重大變革，加快完善智慧物流標準體系建設、推動物流企業數字化改造、充分利用智慧物流協作共享空間、加強物流數據政企合作應用、向多式聯運上下游產業鏈延伸是應對智慧物流時代到來和加快智慧物流發展的重要對策。

二、我國物流信息化發展階段

我國的物流信息化始于20世紀80年代，根據經濟社會發展水平、信息化發展水平、物流業發展水平的不同，我國物流信息化發展可分為四個階段。具體參見表1。

（一）以單點信息化為主的業務流程改造階段

這是物流信息化建設發展的起步階段，以物流企業為主體的單點信息化建設為主要特征。隨著全社會信息化意識的整體加強，信息化作為提高生產力水平的必要手段受到了普遍重視，開始以各類大中型物流企業為龍頭進行信息化建設，物流信息化發展實現了從無到有的轉變。這一階段物流信息化的主要目的是借助信息化技術提高企業自身業務能力和規范化程度，致力于對原有業務流程進行信息化改造升級，應用信息化管理手段實現各類單據的電子化、辦公的自動化以及流程的可視化，信息化建設內容通常包括運單管理、運輸管理、倉儲管理、人力資源財務管理系統等軟件建設。

（二）以網絡信息化為主的綜合服務發展階段

這是物流信息化建設發展的深化階段，以網絡信息化建設為主要特征，物流業發展成為經濟新的增長點，物流業需求的外部期望值更高，信息技術對行業發展的支撐作用更加明顯。此外，物流企業間信息往來日益密切，物流作業網絡化特征更加明顯。傳統單點信息系統的應用已經難以滿足新形勢下業務形態的需要，物流企業開始追求網絡化物流信息服務手段，企業間信息網絡化傳遞需求呈爆發式增長態勢。以公共服務為主的物流公共信息平臺開始涌現并不斷發展，全球定位系統（GPS）/地理信息系統（GIS）、條碼等新技術得以廣泛普及，物流需求響應的時效性進一步增強，物流過程的透明化程度進一步提高，對物流成本控制的要求進一步提高。

（三）以供應鏈互聯互通為主的服務融合升級階段

這是物流信息化建設發展的升華階段，以供應鏈互聯互通建設為主要特征。在這一階段，市場競爭逐步由企業單體競爭向供應鏈整體競爭轉變，物流企業與供應鏈中上下游企業的業務融合程度成為衡量物流企業綜合競爭實力和服務水平的重要指標。物流信息化呈現出立體式、多維化、跨行業、供應鏈縱深發展特征，跨企業、跨行業、跨平臺的信息整合開始出現，物流企業主動規范自身信息化建設標準，并以開放式思想實現自身業務系統與上下游企業間信息系統對接，物流信息集中度迅速提升。行業管理部門政務系統加快建設，提供政務信息查詢服務。

（四）以智慧物聯網為主的數字物流服務提升階段

隨著物聯網技術和硬件設備在物流領域的普及，信息化的重點轉向物流數據分析與應用，致力于提高智慧物流服務水平，這是物流信息化發展的高級階段。在智慧物聯網階段，受物聯網、大數據、云計算、機器人等技術推動，物流信息化進一步朝模塊化、自動化、智慧化方向發展，物流系統思維、感知、學習、分析決策、智慧執行能力迅速提高，社會物流成本隨之降低，而效率則得以極大提高。物流場景的數字化、物流要素的互聯互通、數據驅動下的決策機制、跨組織的深度協同、全局優化智能算法調度下各參與方的高效分工協作成為這一階段的主要特點。

表1 我國物流信息化發展階段和發展重點

三、我國智慧物流快速發展的原因

2016年普華永道針對全球26個國家186位運輸和物流高管的調研結果顯示，未來五年數據分析對物流業的重要性遠高于其他行業。[9]考慮到近幾年我國物流業發展面臨的內外部環境變化，智慧物流之所以會迎來爆發式增長有其必然性。

（一）規模和網絡經濟效應達到拐點是根本動因

物流行業具有規模經濟效應，業務規模、人員數量和機構網點的擴大能顯著降低物流企業單位運營成本并有效提高單位收益。物流業的規模經濟效應主要由物流業資產沉沒成本和網絡經濟特征決定。物流設施和設備一旦投入使用即無法轉作其他用途，會產生巨額的沉沒成本。隨著企業經營網點的擴大，通道線路與多元服務邊際成本下降，從而呈現出網絡經濟特性。隨著物流基礎設施的日益完善和企業規模的不斷擴張，物流行業規模經濟效應和網絡經濟效應達到質變拐點，開始改變物流行業競爭格局。中國物流與采購聯合會的統計顯示，我國A級以上規模物流企業數量已經超過5 000家，全國物流企業50強入圍門檻（年營業收入）已經從2004年的2.6億元提高到了2017年的28.5億元。由于規模效應和網絡經濟，現代化信息技術使得智慧化網絡控制成為可能，可以在物流網絡中嵌入更多的資源和服務[10]。也是由于規模和網絡效應，物流APP、物流網絡、物流園區等通過搭建具有資源聚集效應的平臺，改變了傳統物流行業競爭模式。

（二）物流需求加速升級是物流智慧化的重要動力

與消費升級趨勢一致，物流行業客戶的期望也不斷提高，希望以更低的價格和更透明的流程獲得更高效更便捷的物流服務。在工業物流領域，“工業4.0”“中國制造2025”等工業互聯網的發展不僅改變了制造業的流程和產出，而且重新定義了供應鏈物流的方式。制造革命引發流通革命，制造業與物流業將深度融合發展。智慧物流是“工業4.0”的核心組成部分，是構建智慧工廠的基石。在消費物流領域，隨著我國人均GDP超過8 800美元，電子商務年均增長率超過40%，更快、更便宜、更靈活的收貨方式更受歡迎，顧客對工廠（C2M）與新零售模式興起帶來的個性化、數字化、體驗式消費將更加流行，各環節數據貫通與整合將更加重要。物流服務提供商在降低成本的基礎上，更關注消費市場與用戶體驗，提高可追溯性和可預測性，提供以智慧技術為支撐的物流解決方案變得不可或缺。

（三）市場整合紅利吸引科技企業進入是主要誘因

我國物流市場供給零散，需求分散，存量資產使用效率不高，蘊含著巨大的資源整合紅利。在供給方面，物流市場產業集中度不高。道路貨運業共有營運貨車2 000萬輛左右，運輸經營業戶718萬家，從業人員超過3 000萬人[11]，其中超過90%為個體經營，前10名所占市場份額之和僅為1.8%。零散的物流市場供給使得現有存量資源利用效率偏低，車均實載率只有60%左右，日均有效行駛里程為330千米。我國和美國卡車運輸效率的對比可參見表2。在需求方面，社區、鄉村物流需求崛起，需求分布更加廣泛且不均勻，碎片化發展態勢將更加嚴重。通過互聯互通、數據賦能和協同共享，智慧物流可有效解決信息不對稱問題，實現分散需求集中整合與閑置供給有效利用，促進物流的組織化和集約化，在提高市場效率的同時釋放整合紅利。

（四）智能技術日趨成熟并實現商業化應用是重要基礎

信息技術基本覆蓋運輸、倉儲、配送等物流領域全部作業流程，如運輸環節的車貨匹配平臺、無人駕駛、車聯網等重大技術，智能倉儲環節的自動貨架等自動化技術，末端配送環節的送貨機器人、無人飛機、3D打印、智能快遞柜等。大數據、物聯網、人工智能等各領域科技的發展對物流行業的影響已經顯現，未來極具發展前景[12-14]。

各項科技的適用范圍因技術發展進程與政策不同而有所差異，現階段車貨匹配、無人倉、智能機器人、智能快遞柜等技術的商業化應用已經比較成熟，可穿戴設備、3D打印、無人駕駛、人工智能、區塊鏈等技術有望在未來3～10年左右逐步成熟，并廣泛應用到物流的倉儲、運輸、配送、末端等各環節。屆時，互聯網將全面整合物流人員、裝備以及貨物，鏈接數量將呈現指數級增長，形成全覆蓋、廣連接的智慧物流互聯網。

（五）人工智能替代勞動力應對勞動力供給長期短缺

長期以來，我國的物流業一直屬于典型的勞動密集型行業，從收貨、運輸、倉儲到最后一公里交付環節均是如此，人口紅利是物流行業長期保持低成本高速擴張的重要原因。但是，隨著勞動力供給的日益短缺，未來這一趨勢將被迫中斷。

2017年，我國15～59歲人口總量為90 199萬人，較2016年減少548萬人，自2013年開始統計15～59歲勞動人口數量以來，已經連續四年下降。而與之相對應的是，2011—2016年間我國快遞業務量以超過50%的平均速度增長，2017年快遞業務量增速有所降低，但仍然達到28.06%，估計2018年底快遞總量會達到441.6億件。我國快遞與勞動人口增長率情況可參見表3。隨著人口紅利的消失，依靠人力資源投入的物流發展模式將難以為繼，且無法滿足日益高速發展的物流業的需要，智能化技術+自動化裝備將成為應對勞動力短缺的長期之道，物流各環節正在部分或全部實現自動化[8]。目前，無人飛機、智能快遞柜等智能化、自助化手段在配送場景中已經得到應用，上海洋山四期全自動碼頭已經開港運營，智慧裝卸、無人碼頭、零排放全面實現，碼頭的日常管理僅僅需要九個人。

四、智慧物流邏輯框架體系及其影響

（一）智慧物流核心框架

表2 中美卡車運輸效率對比

表3 快遞與勞動人口增長率變化 %

智慧物流呈現出科技密集型特征。在智慧物流領域，競爭對手不再是傳統的物流企業，且真正的競爭對手越來越難以辨認。科技型企業隨時可能從其他行業切入并獲取物流價值鏈的部分環節。智慧物流框架內，物流活動由基礎層、作業層、感知層、傳輸層、分析層、決策層組成。具體參見圖1。

1.基礎層

這是智慧物流的基礎設施，包括物流基礎設施的智能化改造以及地理信息數據、貨物數據、數據交換等行業基礎標準的建立。

圖1 智慧物流的核心框架

2.作業層

這是智慧物流的物理活動，既是一切物流活動的起點，也是智慧物流決策反饋作用的終點，形成智慧物流系統閉環。

3.感知層

這是智慧物流的數據入口，是實現物流全程可視、可控、可追溯的基礎和前提，通過射頻識別（RFID）、二維碼、傳感器、音視頻處理等技術捕捉物流運作過程中的流體、流速、流向、流量、環境等各種基礎數據參數，實現物流業務數字化。

4.傳輸層

這是智慧物流的神經網絡，利用各種傳輸網絡和通信技術，及時、安全傳輸所收集信息。用于傳輸的數據通路主要包括互聯網、局域網、移動通信技術等。

5.分析層

這是智慧物流的決策大腦，對感知層獲取的數據進行處理和加工，把各種物流信息數據集中到云存儲中，利用信息整合、分類與智能處理技術，按照預先設定的邏輯和規則，利用大數據、云計算、人工智能等技術進行分析處理，產生決策指令，進而通過感知通信技術向執行系統下達。

6.決策層

這是智慧物流的執行系統，包括數據互換系統、公共信息平臺、企業服務系統等，接收和執行分析層決策命令，現在和未來主要應用于多式聯運、車貨匹配、需求預測、路徑優化、流程可視化、空閑資產協同共享、信用評價等領域。

（二）智慧物流的特點

1.自動感知

智慧物流利用物聯網技術實現所有物流要素的數字化和業務的數據化，并實現各類數據信息的自動感知、傳輸和存儲，實現智慧物流網與實體網的實時互聯互通。

2.自我判斷

智慧物流實時監測物流活動，并根據預設的邏輯和規則及時分析數據，發現物流過程中的薄弱環節或漏洞，預測問題的潛在影響。

3.智慧決策

在信息分析和判斷基礎上，根據約束條件提出應對方法、措施和方案，實現物流系統程控化與自動化發展。

4.自動執行

在人的授權范圍內，由數據驅動決策實施與執行，將風險降到最低，減少人工干預。

5.深度協同

跨企業、跨流程深度協同，基于物流系統全局優化智能算法實現整體最優，調度整個物流系統各參與方高效分工協作。

6.智慧學習

在執行中學習，在學習中優化，通過主動學習新的知識，創造適應環境的語言和思維能力，在物流實際運作中不斷升級。

（三）智慧物流的影響

1.對物流組織模式的影響

（1）回歸物流本質。在現代物流模式下，物流企業受有限的基礎設施、時間、成本等資源約束，通過班線班列、運輸工具、物流園區、運輸組織等現代物流管理手段集中集約利用資源，在滿足客戶需求的前提下盡可能降低成本，衍生出了中轉、分撥、倉儲、集拼等作業。在智慧物流模式下，需求即時響應，供需自動匹配，資源智慧整合，可突破現有集約集中利用有限資源的解決形式，產生更多的點到點運輸，減少衍生作業，越來越多地參與商品價值創造。智慧物流使貨物能夠以最優的路徑、最經濟的方式、最合理的時間配送到目的地，回歸物流創造時間價值和空間價值的本質。

（2）從局部最優向全局最優轉變。在現代物流模式下，物流企業邊界清晰。企業作為決策主體，其關注的重點是內部流程優化與資源整合以實現企業個體決策最優。盡管有些企業嘗試組建物流企業聯盟，但由于資源共享、利益分配機制不明晰，導致有限的聯盟并未真正取得成功。在智慧物流模式下，物流全過程的信息開放與資源整合使得企業邊界越來越模糊，行業發展重點轉變為跨企業、跨流程的網絡、設施、信息共享協作整合以實現共贏，有利于實現整個物流鏈條的全局最優。

（3）從運力主導向信息主導轉變。在現代物流模式下，由于信息不對稱，大企業在網絡、運力、信息、信譽等方面具有天然優勢，能夠發揮網絡優勢，從而占據市場主導地位。在智慧物流模式下，信息不對稱問題隨著現代信息技術的應用得到有效解決，物流業務呈現出去中心化、去中介化趨勢，平臺型企業因擁有數據資源而占主導地位，推動線上線下實現無縫協作，行業集約程度大幅提高。

（4）從重資產向輕資產轉變。在現代物流模式下，存在物流資產總體產能過剩與結構性短缺并存的矛盾，資源利用效率不高，存在大量的存量資源和閑置資源。在智慧物流模式下，依托現代技術推動資源使用權共享，實現存量資源的社會化轉變與閑置資源的最大化利用。一批物流裝備提供商將出現，提供專業化裝備租賃服務，推動資產所有權與使用權分離，此外還會出現一批專業化的物流運輸組織服務商和物流數據運營商。

（5）從滯后應對向動態前瞻轉變。利用大數據能夠對資源利用情況進行更為準確而全面的分析和預測，能夠通過動態調度、智能排班等運營策略顯著緩解資源布局不平衡狀態，實現包括干線運輸網絡、末端配送網絡等的多網絡、多類型資源銜接整合。目前，已有部分領先物流公司建立了智能報價系統，通過動態報價機制實現資源供需平衡。

2.對企業管理的影響

在現代物流模式下，企業管理的重點在于尋找市場，以滿足客戶需求為前提，通過內部流程優化和管控盡可能降低成本，制定物流解決方案并在執行過程中強化對物流過程的控制。在智慧物流模式下，企業管理的重點在于全流程的透明化改造，為滿足數字化運營要求再造物流流程，并注重物流運作過程中的在線控制與實時決策，強化對風險的自動干預。

3.對政府監管的影響

在現代物流模式下，政府監管主要面向實體物流企業，并采用垂直式組織架構進行集中型、地域型監管，監管重點為以審批為主的事前資質監管，監管手段以行政化為主。在智慧物流模式下，監管手段逐步趨于智能化、透明化，政府面對的更多是各類虛擬平臺，而虛擬平臺面向各類供需主體。離散型、網絡化監管要求與傳統監管體制之間的矛盾越來越突出，未來監管的重點將從以審批為主的事前資質監管轉向以信用為主的事中事后監管。隨著區塊鏈技術的商業化，物流信用記錄方式和契約規則將徹底得到改變，物流信用系統、物流金融創新在政府治理方面的發展潛力將變得更大[15]。

五、我國智慧物流發展面臨的主要障礙及對策建議

當前，我國物流行業正處在智慧物流加速變革的前夕，物流企業正處在由懂科技的物流企業向做物流的科技企業轉變的十字路口。智慧物流技術將構筑起物流企業競爭的護城河，改變物流行業進入壁壘與競爭模式。目前，我國智慧物流的發展仍然面臨很多障礙，與美國、日本等發達國家相比還存在很大差距，只有理清障礙，認清差距，才能有的放矢地加快推動我國智慧物流發展。

（一）我國智慧物流發展面臨的主要障礙

1.智慧物流信息基礎標準體系落后

目前，以信息化為主體的智慧物流遍地開花，但智慧物流仍然處于局域網狀態，各智慧物流系統之間不能實現協同共享。智慧物流運行實現的一個必要條件就是建立統一的基礎標準體系，只有如此才能真正做到物與物、數據與數據的相互聯通，進而實現信息共享與智慧應用。發揮智慧物流作用的核心是將物流企業的局域網打造成智慧物流的互聯網，其關鍵在于制定智慧物流互聯網的TCP/IP標準化協議，而目前我國在智慧物流信息的基礎標準體系建設方面明顯落后于發達國家。

2.傳統物流企業思想不夠解放，轉型速度較慢

面對新一輪技術革命，傳統物流企業觀念轉變與戰略轉型速度略顯不足，對智能信息技術重視程度不夠。盡管個別物流企業開始引進智慧物流技術，但由于缺乏配套的基礎設施與人才儲備，無法顯著提高企業效益。因此，如何推動物流企業擁抱智能技術，加入智慧物流生態體系構建行列，形成協同共享的產業新生態是智慧物流下一步發展面臨的艱巨挑戰。

3.智慧物流可持續發展模式尚處于探索階段

許多初創的技術公司依靠資本市場融資，紛紛進入物流領域，但智慧物流取得成功的關鍵依然在于物流需求與智能科技的深度融合。現有的許多概念仍然處在試運行階段，智慧物流可持續發展模式仍處于探索之中。

4.物流行業小、散、亂

物流行業的企業規模普遍不大，整個行業小、散、亂現象明顯，有效管理手段不足，存在諸多難以治理的狀況。這種狀況的存在導致生產要素難以自由流動，資源配置效率低下，難以形成統一、開放、有序的市場。

5.信息技術落后，信息系統不完善

信息技術落后，信息系統欠完善，導致目前我國擁有信息系統的物流企業難以形成物流信息資源整合能力，貨物跟蹤、倉儲管理、運輸管理能力均受到嚴重制約。如果信息技術不能實現對物流全程作業的覆蓋和跟蹤，那么信息化和物流數據的應用價值將大打折扣。

（二）推動智慧物流發展的對策建議

1.推動建立智慧物流標準化體系

智慧物流標準化是未來競爭中物流企業必須搶占的第一戰略高地，物流企業應從戰略角度出發進行布局，積極實施或引領標準的制定，而這需要加快物流信息采集、信息系統對接、信息交換規范等方面標準的制定，大力推動倉儲、物流、配送等物流業務中物流技術標準的統一。此外，還要加快智慧物流標準化體系建設，形成物流作業跨部門、跨行業、跨企業的標準化運作，推動智慧物流業務流程標準化管理和營運。

2.加快推動物流企業數字化改造

首先，必須解決傳統物流企業的業務數據化問題，而這就需要加快云計算、大數據、物聯網等現代基礎設施建設，把物流各環節信息轉化為數據，并進一步將這些數據打通實現在線化。其次，按照數字化的要求重組業務流程及組織管理體系，讓數據影響業務，通過智能化技術賦能物流各環節，實現效率的提高和成本的降低，實現數據的業務化。

3.充分利用智慧物流協作共享空間

物流資源共享合作是智慧物流的重要理念，因此需要在相互信任的基礎上推動企業物流信息透明化、公開化，同時借助信息技術實現倉庫、車輛、托盤、集裝箱等閑置物流設施資源的合理配置與有效整合。此外，智慧物流通過數據產品開發應用于生產制造、物流、金融、商貿等諸多產業，能夠產生新型智慧物流生態系統。無論是物流行業內部資源整合，還是上下游產業深度延伸，都將帶來新的機遇。物流企業應充分把握智慧物流模式變革機遇，助力智慧物流生態系統，在存量資源整合、智能裝備研發、信用評價體系、政府治理合作等領域大顯身手。

4.加強政企物流數據共享合作應用

物流信息化在改變商業模式和服務產品的同時，為政府監管提供了新的技術手段，有望解決物流行業諸多領域存在的治理難題，使行業治理變得更加透明，更加有效，更加智慧。未來，政府監管重心需要轉移，將監管重心由過去面向集體的標準化監管轉為面向個體的零散個性化監管，由對實體認證、審批的監管轉為對虛擬認證、備案的監管，由資質監管轉為市場引導下的信用監管，而政府監管重心的轉移也為政企物流數據共享合作創造了新的空間。目前，政府部門在物流規劃、設施布局、服務評價、標準建設、信用體系建設等方面存在迫切的信息化應用需求。物流科技企業應抓住機會，建立良好的政商關系，加強在物流數據領域的共享合作與產品開發，提升行業影響力。

5.向多式聯運上下游產業鏈延伸

推動物流信息服務向多式聯運上下游產業鏈延伸，將供應鏈中所有成員的所有物流環節緊密聯系在一起，以此實現供應鏈一體化運作。目前，多式聯運信息化正在積極推進，鐵路、水運、港口、公路企業在物流信息互聯互通方面均存在迫切需求。物流企業可通過基于物聯網、云計算等先進物流技術構建的智慧物流云平臺，跨部門、跨行業、跨企業提供配送車輛、貨物、客戶等各類物流信息服務，有效解決傳統上存在的物流信息不對稱與資源配置不合理問題，促進生產、流通、消費無縫對接，實現供應鏈一體化高效運作，推動物流業務流程實現標準化管理與智能化運營，積極向多式聯運信息集成服務提供商轉型。