电力物资智能配送实现路径

岳 衡,骆国荣,薛娟萍

（国网浙江省电力有限公司宁波供电公司，浙江 宁波 315010）

1 引言

2014年，国务院印发的《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》明确提出了随着信息技术的不断增强，云计算和物联网等技术在物流活动中开始应用并迅速推广，要求开发新的物流技术并投入使用，并加快智能物流平台的建设。2015年，商务部办公厅印发的《商务部办公厅关于智慧物流配送体系建设实施方案的通知》以“互联网+”为基础，应用智能化、信息化设备或技术，建设智能末端配送网络、智慧化的物流分拨系统、智能物流信息平台，并给出了智慧物流配送体系是运用智能化的技术对配送业务的感知、分析与处理的定义。2017年，工信部印发的《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-2020年）》指出要重点发展人工智能产业，推动人工智能的发展能够催生出一系列智能产品，提升服务水平，将人工智能技术应用在配送领域中可以推动配送业务智能化改造升级，完善配送领域发展的环境。2019年国家电网提出了“三型两网”的发展战略，即“坚强智能电网”与“泛在电力物联网”，其目的是为了加速电网企业的智能化发展，以信息平台为支撑，高度融合产业，坚强网架。

从国家及电网企业出台的一系列政策与目标来看，智能化是未来配送业务发展的方向，电力物资的智能配送能够为电网企业带来巨大的便利。本文首先总结国内外对于智能配送的研究现状，然后分析我国电力物资配送的工作流程与模式，找出存在的不足，最后应用现代技术与方法对电力物资的智能配送实现路径进行研究。

2 文献综述

2.1 国外研究

Andrzej Adamski[1]提出为满足产品在物流过程中的管理与控制，建立集成式智能物流系统，应用射频技术、地理信息系统、全球通讯系统、人工智能等满足物流的智能化以及现代化。Aleksey Brilevski[2]在第四届控制论与信息学问题的国际会议上，为方便大型企业配送车辆的跟踪监控与路线控制，考虑目标点的交付次序与交付时间等问题的基础上，提出了将GPS技术或GLONASS卫星监控系统与企业的配送计划相结合，建立一个智能配送系统的方案。Rashid Mehmood[3]提出将大数据技术应用在医疗器械的配送中，并探讨了大数据应如何提高配送能力，如何与医疗配送数据共享，借助GPS定位传感器与物联网连接器，定位配送车辆并获取相关数据提供给大数据平台，实现智能配送。Petroni[4]探讨了区块链、物联网、大数据等技术在配送中的应用，对产品从生产到配送最后到消费者手中使用加密的区块链技术对配送进行大数据分析，提示道路拥堵情况，并确保配送过程的安全与完整性。

2.2 国内研究

陈建明[5]针对连锁超市构建了一个智能配送系统，此配送系统可以对连锁超市实现主动配送，满足各个超市的需求。陈丰照[6]提出了一种智能物流配送系统，它是利用全球定位系统、地理信息系统、无线通讯技术等物联网技术对配送车辆进行实时监控、路线优化并进行配送数据的收集与管理。左平等[7]运用大数据技术、传感器技术、人工智能技术构建了“互联网+物流”的智能物流系统，该系统将传统的配送模式与互联网相结合，提高了烟草配送的效率与服务质量。李岩[8]设计了一种基于云平台的智能配送系统，借助云计算与强化学习的技术构建云计算架构，满足智能配送的需求。罗家富[9]针对烟草配送过程中无法实时监控与跟踪、配送操作缺少信息化校验等问题，提出了把大数据信息时代的思想应用到传统物流体系中的智能烟草配送体系。

3 电力物资配送状况分析

3.1 工作流程

将范江东[10]提出的电力物资配送业务流程进行归纳，将电力物资配送工作总结为订单处理、备货、分拣与配货、装配、物资运输等活动（如图1所示）。

图1 电力物资配送工作流程

（1）订单处理。电力物资的配送是供应商或电网企业上级仓库接到电网企业的需求后，根据需求点的位置与需求量、电力物资的性质来制定切实可行的计划，将订单依据地区或电力物资类别分类，将任务传递给库存部门。

（2）备货。接下来就是备货，库存部门检查配送中心电力物资的存储量，若出现物资不足的现象，则及时补充。备货是配送的基础作业，也是配送的预备作业。

（3）分拣与配货。分拣与配货是根据需求单将电力物资按需求点进行分拣，然后将分拣完成的电力物资进行组盘与包装，生成配送明细单。

（4）装配。根据分拣包装后的物资规格、重量与性质选择合理的配送车辆，可以根据物资的多少选择不同的配送模式，以最低的成本保质保量的完成配送作业。

（5）物资运输。待电力物资装配完毕后将配送明细单转交给承运人，由承运人安全准时地运送到需求点，电网企业验收完毕后，完成整个配送过程。

3.2 配送模式

电力物资的配送模式主要分为三种：独立配送、第三方配送与共同配送。在电网企业中，使用独立配送模式的较多，第三方配送与共同配送模式的应用较少。

（1）独立配送。由供应商或者电网企业中心库、周转库根据物资的特点进行电力物资配送，这种配送模式是电网企业较为普遍的一种配送方式。独立配送一般是针对运维物资、基建工程类物资，采用供应商或电网公司仓库直接将电力物资配送至需求点的方式。

（2）第三方配送。电网公司的主营业务是保障社会发展对能源电力的需求，因此很多电网企业就会将仓储与配送外包给第三方物流公司，借助物流公司的优势，实现电力物资的配送。

（3）共同配送。有些供应商企业或电网中心库在电力物资配送量较少或配送周期比较长时采用共同配送的模式，多家企业一起配送的模式能够降低供应商的成本，而且可以有效地减少资源的浪费，提高配送效率。

3.3 配送技术

3.3.1 物联网技术。物联网技术被应用在了各个领域中，它是在互联网基础上，将各种信息传感设备、定位设备、射频识别技术与互联网结合起来，从而实现人、机、物的互联互通，以达到对物的实时连接、监控与互动。在配送方面，物联网技术主要应用在物资的追溯、运输的可视化、智能分拣等领域。在配送领域主要通过以下三种物联网技术对配送活动进行服务与支持：

（1）射频识别技术（RFID）。射频识别技术是通过射频识别的方式与电力物资上的RFID标签进行非接触式通讯，从而达到对电力物资的识别。当贴有RFID标签的电力物资通过射频识别阅读器时，阅读器就会接收到RFID标签中存储的关于电力物资的信息，然后对这些信息进行解读，并将解码的信息传递给处理器，处理器会进行相关数据的处理。目前射频识别技术被广泛用于产品分拣、交通管理、身份识别等领域。

（2）全球定位系统（GPS）。全球定位系统主要应用在运输过程中的监控方面，可以对运输车辆进行精准的地理位置定位，并对运输车辆的行驶速度与时间进行监控。目前全球定位系统的应用较为广泛，也相对成熟。

（3）地理信息系统（GIS）。地理信息系统能够运用超强的信息处理能力，对配送活动中关于地理空间的信息进行处理与反馈。地理信息系统可以对道路拥挤程度进行预测，与全球定位系统结合构成车辆导航系统，而且可以对配送环境进行监控。

3.3.2 大数据与云计算。电力物资的大数据是对电力物资日常管理中的一系列数据的集成，这些数据极其庞大，是超出传统数据处理能力的数据合集，具有海量的数据规模、快速的数据流转等特点。云计算是通过网络“云”将海量的电力物资配送数据进行处理，分解成无数个小的单元，然后通过这些小的单元进行数据处理，最后经过多台服务器组成的系统进行结果反馈，然后将反馈的结果应用于电力物资的配送活动。

（1）大数据。大数据能够提高配送的智能化水平，通过对配送活动中的数据进行分析与处理，可以对配送活动的决策提出智能化的建议。大数据通过数据挖掘技术对配送信息进行处理，对道路拥挤情况进行提前预测，然后制定出规避拥堵道路的配送线路，为电力物资的配送提供强有力的保障，从而有效地降低电网企业的配送成本，提高电网企业的服务水平。

（2）云计算。电力物资配送的智能化离不开相关的智能技术，在我国运算能力与信息处理能力不断增强的背景下，云计算技术也日趋完善，通过云计算强大的计算与匹配能力，集成众多的配送需求，形成配送需求信息的集成平台，为电力物资的智能配送提供服务。

3.3.3 人工智能。人工智能（AI）是通过语音或图像的识别，经过机器或计算机的信息处理来模拟人的思维或活动的一项技术。目前人工智能已经得到较为广泛的应用，在配送活动中的应用主要体现在机器视觉与机器学习中。

（1）机器视觉。机器视觉就是利用机器来代替人的眼睛来进行信号的传达。目前机器视觉在配送中的应用主要体现在无人车配送中，随着5G技术的日趋成熟，无人驾驶技术也日趋完善，但是在电力物资的配送中，无人车还未得到应用。

（2）机器学习。机器学习是人工智能最前沿与核心的科技，是可以根据自身的检验进行自动改进的计算机算法研究。在电力物资的配送活动中，机器学习主要应用于配送路径的优化、自动分拣等方面。

3.4 电力物资配送中的不足

（1）配送车辆无法实时监控与跟踪。目前电力物资配送模式多样，配送车辆也鱼龙混杂，缺少统一的管理。电力物资配送车辆虽然配备有全球定位系统，但是管理不够规范，而且具有标准化程度较低、配送管理体制不完善、配送基础设施落后等问题，从而导致配送车辆信息无法与配送管理信息系统相匹配，无法实时的对配送车辆进行监控与跟踪，电力物资出现问题时也不好进行责任的追踪，这些问题都是由于配送车辆无法进行监控与跟踪造成的。

（2）配送质量与效率低。由于电力物资配送车辆没有统一的管理，物资配送时间一般由管理人员或配送人员的配送经验决定，对配送时间没有十足的把握，会导致电力物资需求点等待配送车辆到达或配送车辆等待电力物资需求点卸货的现象。另外就是电力物资的配送时间管理没有硬性的规定，对于运维物资、废旧物资、施工预料物资等没有具体时间要求的物资配送效率得不到保障，而且应急物资的配送效率也有待高，应急物资的配送时间往往消耗在配货的环节上。

（3）浪费人力与物力。电力物资的规格往往较大，传统的机械可能无法满足电力物资作业的需求，所以需要消耗大量的人力物力去完成分拣、配货、装配等作业，不仅效率低下，而且增加作业的错误率，不利于电力物资智能配送的展开。

（4）缺少智能化电力物资配送系统。目前电网企业的管理系统一般为企业原计划（ERP）或库存管理系统（WMS），而且库存管理系统不是十分完善，缺少智能化的模块，传统的库存管理系统无法满足现代高要求的物资配送需求。电网企业“三型两网，世界一流”的战略背景下，传统的管理信息系统与配送模式无法与之匹配，需要更加智能化的配送系统来满足电网企业物资配送的需求，提高配送的服务质量。

4 电力物资智能配送的实现方法

将人工智能、物联网、大数据与云计算有机的结合起来，设计出一套电力物资智能配送系统，用于电力物资的智能配送。

电力物资的智能配送需要先进的技术支持，首先，通过物联网将电力物资与互联网连接起来，首先在电力物资上设置RFID标签，便于物资的分拣与信息管理，配送车辆配备全球定位系统，实时监控配送车辆位置，然后将电力物资配送的过程可视化后，进行配送过程中的数据采集，大量的数据采集后存储于云计算平台中，云计算通过数据分析后，将分析结果反馈到大数据与人工智能系统中，管理人员就可以通过云计算后反馈的信息对库存量加以控制，对电网企业电力物资需求程度进行测评，最后，人工智能会根据云计算分析后的数据进行配送路径的优化。

4.1 物联网技术的应用

物联网在物流配送中的应用能够实现电力物资的实时跟踪、监控、数据采集等。物联网在电力物资配中的应用分别体现在物资分拣、责任追溯、配装与运输监控中。

（1）物资分拣。物资的配送首先需要进行分拣作业，而智能化的分拣工作需要借助物联网技术，通过对电力物资配置RFID标签，在接到电网企业的需求单后，库存管理信息系统进行订单处理，借助自动分拣设备与RFID设备进行电力物资的拣选。自动化的拣选不但节省了人力与物力，而且大幅减少了电力物资的拣选时间与差错率。

（2）责任追溯。电力物资上配备RFID标签，其作用可以贯穿电力物资制造、存储、配送、使用等各个环节，RFID标签中存储着电力物资从生产到物流再到使用中的所有信息。如果电力物资在配送中有损坏，就可以根据RFID标签中的信息追溯到配送车辆，然后进行责任追查。

（3）运输监控。将地理信息系统(GIS)与全球定位系统（GPS）相结合应用到电力物资配送系统中，能够加强对电力物资配送车辆的监管与控制。在电力物资配送车辆上配备全球定位系统，电力物资智能配送系统就可以对配送车辆进行实时跟踪与控制，结合地理信息系统对配送路径与周围环境进行判断，提供最优路线，以此提高电力物资配送车辆的管理能力，降低配送成本，提高配送效率，提高客户满意度。

（4）物资装配。在电力物资进行装配时，物联网技术通过对自动引导运输车（AGV）的控制进行装车，能极大地降低电力物资装配时对人力的需求，也能提高装车效率，节省电力物资整体配送的时间。

4.2 大数据技术的应用

大数据技术可以通过对历史物流配送的数据进行分析，然后对未来的需求进行预测。分析电力物资历史需求量，可以进行合理的提前补货，如果仓库中的电力物资低于大数据平台分析的电网企业所需的物资时，可以提前采购物资，以缩短配送的时间。还可以通过对配送时间以及装卸车时间的分析，计算出平均配送时间与装卸车时间，合理分配配送时间，减少双方的时间等待成本，使配送更加便捷与智能。

（1）精确配送时间。大数据技术在电力物资配送中的应用可以有效预测配送车辆路程所消耗的时间。大数据分析平台根据电力物资的分拣与配货时间、配送路况、天气、物资性质、客户要求等多种因素进行预测，得出电力物资配送所需时间，然后通知仓库人员提前分拣与配货，待装车后，配送人员依据大数据预测的时间进行配送作业（如图2所示）。

图2 大数据分析平台框架

（2）物资需求预测。大数据分析平台对电网企业的历史物资需求量、物资需求频率与时间间隔等数据进行分析，然后提供有效的采购清单，采购部门依据分析的数据进行合理采购，可以缩短电力物资的配货时间，便于电力物资采购配送的管理。

4.3 云计算的应用

云计算技术是以数据为基础，通过虚拟化的技术将各个服务器的资源链接起来，具有很强的数据存储能力、数据分析与系统管理的能力。云计算技术能够为电力物资智能配送提供技术支撑，电力物资智能配送系统的云计算模块可以为配送提供相应的信息，借助大量的云资源可以提高电网企业的核心竞争力，提高配送效率，降低配送的运营成本。

（1）智能配送数据的管理。搭建电力物资配送的专属云计算平台有助于电力物资企业应对多变的市场环境，专属的云计算平台在专业IT人员的维护下，能够保护企业的核心数据安全，保证电力物资配送活动中采集的各项数据的安全。而且电力物资的专属云计算平台还可以存储海量的物流信息，并具有数据备份与恢复的功能，保障电网企业的数据安全。

（2）配送资源的整合。云计算技术在电力物资智能配送平台中的应用可以有效地将各企业的配送数据资源进行整合，然后经过云计算的数据分析与整理，为电力物资的配送提供参考，也便于各行业物资配送方式的交流与共享。

（3）智能路径规划。电力物资智能配送系统根据云端的数据，匹配现有物资配送的起始点，进行配送路径的智能规划，最终实现对电网企业智能配送路径网络的优化。在云计算平台下采集的海量实时信息，能够为云计算提供准确的数据，系统根据这些数据按实际情况提供最佳的配送路径，根据电力物资所在地的交通状况可实时变更路线，以提高配送效率，降低成本，满足智能化配送的需求。当然，电力物资智能配送系统还可以制定特殊的配送路线来满足客户个性化的需求。

4.4 人工智能的应用

人工智能在物流领域中主要用于拣选、配送、智能搜索等方面。人工智能能够借助抽象的数学模型，模仿生物学或人类的智能机制进行算法的学习，目前较为成熟的包括进化计算、粒子计算、神经网络等。

（1）智能分拣。在电力物资分拣时，不仅仅借助无线射频技术，同样有人工智能的影子，借助人工智能的机器视觉，进行机器人的智能分拣。由于有些电力物资规格较大，不适宜在自动分拣装置上作业，电网企业可以借助具有机器视觉的机器人进行拣选，这样不仅大大节约了拣选时间，而且避免了大量的人员浪费。

（2）无人驾驶。随着5G技术的日趋成熟，人工智能背景下的无人驾驶技术也逐渐完善，无人驾驶借助人工智能的机器视觉与传统的定位导航系统来完成汽车的行驶，通过智能的算法来完成路径的规划与障碍物的避让，通过定位导航系统进行车速与方向的控制，使电力物资配送无人化成为可能。虽然目前电力物资配送的无人化很难实现，但这是未来发展的趋势。

（3）智能路径规划。人工智能技术的路径规划可以为电力物资的配送车辆提供耗时最短或路径最短的配送路径。人工智能通过对配送距离、速度、十字路口等待时间、道路状况、司机状态等多方面的感知，依据成熟的智能算法，借助高精度的地图、路网以及宏观的数据，为电力物资设备提供精确有效的配送路径。

4.5 电力物资智能配送系统

将物联网技术、大数据与云计算、人工智能技术有机的结合在一起，升级原来的物流管理信息系统，将各项技术最智能化的部分应用于电力物资的配送中，形成电力物资智能配送系统。电力物资智能配送系统技术应用图如图3所示。电力物资智能配送系统技术框架图如图4所示。

图3 电力物资智能配送系统技术应用图

图4 电力物资智能配送系统技术框架图

电力物资智能配送系统借助物联网、大数据与云计算、人工智能等先进技术，为电力物资的配送提供智能化的策略与指导。首先在订单处理后的备货上，大数据模块在发现库存量较少的电力物资时会发出报警，提醒电网企业进行短缺物资的采购，包括采购时间与采购量；在分拣作业上，通过物联网与人工智能结合进行自动化或智能化的电力物资分拣；在物资运输上，云计算与人工智能技术相结合，为电力物资配送车辆选择最优的配送路径。将各种先进技术在电力物资智能配送系统中有机的结合，通过配送数据将其关联在一起，以云平台为媒介，进行数据的存储，在电力物资的配送环节上发挥各项技术的最大优势，为电力物资的智能配送提供方案。

电力物资智能配送系统将各项先进技术汇聚于一身，能够为运维物资的配送提供智能化的方案，也可以缩短应急物资的调度时间。大数据背景下，各物流企业的云端互联互通，可以快速搜索到匹配物资，进行应急电力物资的调度。

将以上五条关于电力物资智能配送实现方法进行总结，结合各项技术在电力物资配送流程中所起的作用，得到电力物资智能配送实现路径图（如图5所示）。

图5 电力物资智能配送实现路径图

5 总结

电力物资智能配送是基于物联网技术的应用，大数据作为智能配送的能源，云计算作为智能配送的引擎，人工智能作为智能配送的神经，各项技术互联互通，推动电力物资配送朝着数字化、程序化与智能化方向发展。智能配送可以全面提高电力物资配送的效率，以及电力物资配送作业的自动化与智能化水平，全面提升电力物流资源的利用率。