什么是調(diào)度?
“調(diào)度” 這個概念狹義上講可以說是屬于運(yùn)營的范疇,其目的主要是為了合理并優(yōu)化利用資源。每個公司所擁有的資源永遠(yuǎn)是有限的,一般人會認(rèn)為“調(diào)度”資源的更進(jìn)一步的目的是為了提高效率,節(jié)省成本,但實(shí)際上,它具有更深層次的意義——經(jīng)濟(jì)成本或經(jīng)濟(jì)價(jià)值。簡單的說就是,調(diào)度所節(jié)省下來的所有形式的資源都有機(jī)會進(jìn)行再分配與再生產(chǎn),為公司尋求新的增長點(diǎn)與利潤點(diǎn)提供可能。即省下來的1塊錢可以用來再干別的更有價(jià)值的事情。
“調(diào)度”可以在各行各業(yè)都有應(yīng)用。比如公交公司需要調(diào)度來安排車輛的發(fā)車班次,航空公司需要調(diào)度來安排飛機(jī)的班次,機(jī)場需要調(diào)度來安排飛機(jī)的起落,火車、輪船也是一個道理,這些例子都是屬于交通運(yùn)輸業(yè)。如果延伸到其他的行業(yè),比如,制造業(yè)在早期沒有完全自動化時,各條生產(chǎn)線之間的銜接需要調(diào)度來把控,便利店超市如何安排貨物的擺放,銀行ATM機(jī)里面何時補(bǔ)充與運(yùn)走里面的現(xiàn)金,以上這些所有的“安排”也都是某種程度上的“調(diào)度”。
所以“調(diào)度”從廣義上講就是一種“安排”和“計(jì)劃”,這也應(yīng)了它在不同場景下有兩種常用的翻譯“Planning”和“Scheduling”。
什么是智能?
這個話題挺大,也許在這個領(lǐng)域的專家都需要幾本書才能把這個話題講清楚。我這里只簡單說說自己對智能的理解:
智能通常是指的“人的智慧和行動能力”,而這里的智能指的是計(jì)算機(jī)所能實(shí)現(xiàn)的或模擬的智能,也就是——
計(jì)算機(jī)智能或人工智能(Artificial Intelligence)。
為什么需要(計(jì)算機(jī))智能?
計(jì)算機(jī)智能比單個人在有限時間內(nèi)處理的信息會更快,信息量會更大。人的智能通??拷?jīng)驗(yàn)積累,難以延續(xù)與傳承,而計(jì)算機(jī)可以將這些經(jīng)驗(yàn)積累下來不容易丟失,也容易復(fù)制。在處理某一類問題上,計(jì)算機(jī)智能有其無與倫比的效率優(yōu)勢。
如何實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度?
要想實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度總體上說需要以下幾步:
- 首先需要有經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域?qū)<以O(shè)定一系列規(guī)則,然后用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)它。
- 將這一系列用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的規(guī)則應(yīng)用到具體的領(lǐng)域,并查看結(jié)果。
- 邀請不同的專家來判斷結(jié)果的有效性和質(zhì)量,并提出修改意見及反饋。
- 修改計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的規(guī)則,并如此往復(fù)。
以上是規(guī)則定義方式的智能,而具有自我學(xué)習(xí)能力的人工智能與上面的方式也基本類似,不同的是專家在反饋環(huán)中修改的不是用來解決問題的規(guī)則本身,而是計(jì)算機(jī)如何學(xué)習(xí)和應(yīng)用規(guī)則方式本身,更高級的就是計(jì)算機(jī)自己能在一定的約束下歸納,推倒,演算并創(chuàng)造出新的規(guī)則。
調(diào)度員會不會失業(yè)?
會。但是,調(diào)度員是人,不是機(jī)器,所有調(diào)度員會被解放出來做只有人才能完成的工作,這些工作會更有意義與價(jià)值。這正如我們之前所談到的,調(diào)度所解放出來的資源是為了提高其 經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
所以,智能調(diào)度 就是提供一種運(yùn)用IT技術(shù)來替代人工調(diào)度的一種現(xiàn)代化的調(diào)度方式。
物流行業(yè)的智能調(diào)度
物流行業(yè)的智能調(diào)度應(yīng)用極其廣泛。筆者目前公司涉足的業(yè)務(wù)主要包括快遞、快運(yùn)、倉儲??爝f、快運(yùn)的路徑規(guī)劃,長途運(yùn)輸貨物裝載與班次的規(guī)劃,倉儲中針對不同品類商品的揀貨規(guī)劃,不同類型倉儲醫(yī)藥、冷鏈、生鮮、高值物品的揀貨規(guī)劃也都不一樣。別忘了,路上跑的不止是卡車還有火車。別忘了,還有天上飛的飛機(jī)(包括小型無人機(jī)),海里“游”的輪船,內(nèi)陸河運(yùn)輸、近海運(yùn)輸、與遠(yuǎn)洋運(yùn)輸?shù)囊?guī)劃也都不一樣,船上擺放集裝箱的規(guī)劃與倉庫中貨品擺放的規(guī)劃既有相似也有不同。這些也都只是小網(wǎng)絡(luò),小規(guī)劃,小調(diào)度。還有網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò),各種物流方式組合起來運(yùn)輸——多式聯(lián)運(yùn)網(wǎng)。還有更大的網(wǎng)絡(luò),不同生產(chǎn)制造企業(yè)上下游的流水線、倉儲及運(yùn)輸——供應(yīng)鏈網(wǎng)絡(luò)。
沒有最大,只有更大:)
這些網(wǎng)絡(luò)都需要智能調(diào)度來優(yōu)化,所以說,智能調(diào)度在物流及供應(yīng)鏈上無處不在。
快運(yùn)業(yè)務(wù)的智能調(diào)度
回到公司的主營業(yè)務(wù),聯(lián)系上述智能調(diào)度的一般解決思路,在快運(yùn)業(yè)務(wù)下其具體的步驟可以是抽象成如下幾步:
- 首先需要有經(jīng)驗(yàn)領(lǐng)域?qū)<以O(shè)定一系列規(guī)則,然后用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)它。也就是說需要根據(jù)路程、貨物裝載情況、車型和箱型、某一區(qū)域內(nèi)的車量和箱量,甚至是當(dāng)前區(qū)域內(nèi)的擁堵狀況等等因素來綜合考慮。
- 將這一系列用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的規(guī)則應(yīng)用到具體的領(lǐng)域,并查看結(jié)果。這個結(jié)果通常都需要量化指標(biāo)來衡量,這個指標(biāo)可以是一個,也可以是多個。如果是一個通常會將行駛距離,耗油量等因素?fù)Q算為成本金額來計(jì)算,如果是多重指標(biāo),也可以用層次分析法(AHP)來做平衡記分。
- 邀請不同的專家來判斷結(jié)果的有效性和質(zhì)量,并提出修改意見及反饋。這些專家或者是有經(jīng)驗(yàn)的調(diào)度可以根據(jù)他們自己的經(jīng)驗(yàn),做相同問題域的規(guī)劃,然后對比結(jié)果。具體操作可以用Delphi的方式來進(jìn)行,來排除相互間的干擾。最后綜合多為專家的結(jié)果和反饋意見,修改規(guī)則或因素。
- 修改計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的規(guī)則,并如此往復(fù)。直到找到適合公司當(dāng)前狀態(tài)的智能調(diào)度方式。
以上的這個過程不會存在一個終點(diǎn),它會始終貫穿整個公司的經(jīng)營和運(yùn)營,它會隨著流程的變化而變化,與業(yè)務(wù)是一個動態(tài)優(yōu)化適應(yīng)的過程。
關(guān)于主營業(yè)務(wù)的智能調(diào)度具體的實(shí)施和優(yōu)化方案,后續(xù)會再出專題來討論。
智能調(diào)度背后的IT技術(shù)
智能調(diào)度背后的IT技術(shù)核心是算法。這些算法很多,有二維的,三維的,也有多維的;有基于模型關(guān)系的,也有基于數(shù)據(jù)的;有基于規(guī)則的,也有基于學(xué)習(xí)的;還有不同思路組合使用的,就像混合動力車一樣。
記得智能調(diào)度在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域里的典型案例就是:一個牛奶工如何安排他送牛奶的路徑規(guī)劃,怎樣在最快的時間內(nèi),跑最少的路,將牛奶送到每家每戶。這也是后來在物流領(lǐng)域里出現(xiàn)的一個名詞叫 “Milkrun”,這個詞其實(shí)就是當(dāng)期物流與新零售緊密聯(lián)系的城市配送,簡稱城配。
具體應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域的算法比較常用的是蟻群算法和遺傳算法,這類動態(tài)規(guī)劃算法,這些算法都不是某一種具體的規(guī)則或計(jì)算方式,而是一種解決問題的方式方法。就像小學(xué)生寫作文一樣,會先寫提綱,梳理段落大意,然后分別填充各段的內(nèi)容,與這樣的總分治之的方式類似。
但是比較遺憾的是,目前這類問題在具有一定規(guī)模的和有限的處理時間的情況下,憑現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)水平是無法獲得最優(yōu)的結(jié)果的。
所以,智能調(diào)度這個問題是:一個業(yè)務(wù)問題,一個技術(shù)問題,一個數(shù)學(xué)問題,它是一個動態(tài)的問題,也一個在有限資源下不可能得到最優(yōu)結(jié)果的問題。
這些都是需要付費(fèi)的高質(zhì)量的前沿研究結(jié)果(IEEE,SAGE,Springer),如果需要可以先打賞后私信:)
附:
