赵磊教授讲课(报道清华大学副教授赵磊)
赵磊教授讲课(报道清华大学副教授赵磊)运筹优化赋能物流业但是,物流业正在加速成长为高科技产业,在运筹学等一系列先进科技的助力下,一线卡车司机、快递员、送餐员的行驶路径不断优化,工作更有效率,物流成本进一步降低。物流业本身也发展成为了技术驱动型产业。清华大学副教授赵磊:当朴实的快递小哥遇上精深的运筹学 奇迹发生了当你每次订餐或收寄快递时,可曾想到有一门高深的科学——运筹学正默默无闻地为你的包裹加油、提速。在普通人印象中,物流业是劳动密集型产业,3000万卡车司机,数百万的快递员、送餐员共同构成了这个行业的底色。
『运筹OR帷幄』转载
作者:装备委
由中国物流与采购联合会主办的“全球物流技术大会”已成功举办了四届,在国内外顶尖物流技术开发与应用企业、研究机构、专家学者的积极支持和参与下,对物流技术的全面提升、发展与应用起到了积极的推动和促进作用,成为全球最前沿物流技术开发和应用成果的全景展现平台。
2020全球物流技术大会 大咖说系列报道
清华大学副教授赵磊:当朴实的快递小哥遇上精深的运筹学 奇迹发生了
当你每次订餐或收寄快递时,可曾想到有一门高深的科学——运筹学正默默无闻地为你的包裹加油、提速。
在普通人印象中,物流业是劳动密集型产业,3000万卡车司机,数百万的快递员、送餐员共同构成了这个行业的底色。
但是,物流业正在加速成长为高科技产业,在运筹学等一系列先进科技的助力下,一线卡车司机、快递员、送餐员的行驶路径不断优化,工作更有效率,物流成本进一步降低。物流业本身也发展成为了技术驱动型产业。
运筹优化赋能物流业
清华大学工业工程系副教授、运筹学研究学者赵磊介绍说,近年来,电子商务、快递、餐饮外卖、众包等的发展速度很快。一方面,消费者对配送时效的要求越来越高,次日达、当日达、乃至即时达的诉求不断升级。另一方面,物流业规模越来越大,中国很多快递企业、餐饮外卖企业的日订单处理数量达到了千万级别,远超其他国家。
一般来说,规模越大、场景越复杂,优化算法所需要的求解时间就会越长,但实际业务(例如,计算快递员将包裹送达消费者的最佳配送路线)留给平台求解的时间越来越短,形成了很大挑战,传统的算法研究已无法解决如此大规模的优化问题。在这种矛盾的情况下,基于企业的实际运营模式,进行运筹优化的研究越来越重要。事实上,近年来运筹优化研究在物流行业的应用越来越多,赵磊列举了UPS的“在途整体(配送路径)优化和导航”项目(On-Road Integrated Optimization and Navigation ORION)。
UPS在业务飞速发展过程中,包裹量越来越多,如何计算出最佳的运输路径,让包裹以最快的速度到达消费者手中,成为迫切需要解决的问题。进入21世纪后,UPS开始着手研发ORION项目,并于2016年获得运筹学与管理科学应用成就奖Franz Edelman Award,成为运筹优化研究在物流业应用的经典案例。
ORION项目是世界上规模最大的运筹学优化项目,花费了10年时间、2.95亿美元进行研发、测试和推行,致力于为美国本土的55 000名司机指导包裹配送线路。项目实施后,每年可以节省3至4亿美元,减少1.6亿公里的车辆行驶里程,节约1000万加仑汽油,降低10万吨碳排放。
在如此显著的成果背后,ORION项目面临了诸多挑战。挑战之一是电子地图准确度。电子地图是配送路径优化的基础。为此,UPS在商业地图数据库的基础上,通过手持机(Delivery Information Acquisition Device DIAD)和车载GPS,对商业地图进行了2300万处修正,存储了2.5亿顾客地址。挑战之二是可“执行”的优化算法。在优化算法的设计中,需考虑配送路线的一致性与最优化之间的平衡,还需要考虑诸如避免学校放学时间,避免频繁穿越马路之类的业务规则。即,优化算法要“像司机一样思考”。为此,UPS花费了4年时间(2003-2007年)进行探索和研究。
挑战之三便是测试、推行/部署和变革。UPS于2008年至2011年进行测试,并让司机充分参与测试过程,让司机眼中的算法“黑盒子”变为“透明盒子”;推行/部署团队由425人增加为700人,并设计了一系列配送站准入指标和部署考核指标。通过不懈的努力,UPS在2016年底完成了55 000名司机的全面推行/部署,ORION项目获得巨大商业成功。
从主观臆测到有据可循
现在,很多企业都在进行数字化转型,IBM于2015年提出四类分析方法,描述分析(descriptive analytics)、诊断分析(diagnosis analytics)、预测分析(predictive analytics)、决策分析(prescriptive analytics),奠定了数字化分析的理论基础。描述分析将企业的操作、记录、指令进行数字化,来描述企业的生产经营现状,在此基础上进行诊断分析,了解事情发生的原因,并进一步通过预测分析对未来的情况进行预测,以更好地协助企业的决策分析。
近年来,中国的物流业与制造业,得益于信息通讯、云计算、物联网技术奠定的基础(例如,物联网使得原来没有数据信息的物体实现了数字化),可以进行数字化决策。企业的数字化转型沿着从数据(data)到信息(information)到洞见(insight)再到决策(decisions)的趋势,不断进行业务优化,让企业能够基于数据(data driven)和客观业务场景(fact based)进行决策优化,而不仅仅通过主观臆断进行决策。
赵磊表示,要想实现数字化智慧决策,必须建立在企业流程化、规范化、标准化作业的基础上,才能进一步达成数字化/信息化、智能化与自动化。然而,目前国内有一些企业在流程化、规范化、标准化方面,相对来说做得不如欧美国家成熟。如果做得不够扎实,得到的数字信息可能是错误信息,那么智慧决策的结果也会打折扣。赵磊认为,企业的流程化、规范化、标准化需要更多的工业工程人才参与梳理。
下沉到基础理论
赵磊认为,统计和运筹优化理论是大数据和人工智能的底层理论基础。近年来,把传统的运筹优化方法和深度学习(强化学习)相结合,已经成为热点问题。同时,如何在大数据分析场景中融合与拓展传统的统计方法,也成为了热点问题。
从企业端来看,企业对运筹优化的重视程度越来越高。近年来,清华大学运筹优化领域的毕业生就业机遇也越来越好。此次参会的企业(百世、京东、顺丰、华为、货拉拉等企业)都在大量招聘运筹优化的人才。前几年,企业都在招聘人工智能方面的人才,但近两年,企业招聘涉及运筹优化、统计学习等的需求更多了,说明企业的技术研究越来越认识到统计和运筹优化基础理论的重要性。
赵磊副教授将参加2020全球物流技术大会,并将在运筹学物流应用论坛深度分享运筹优化研究在物流行业的应用体会。
来自荷兰的运筹管理学研究学者Jan C. Fransoo教授也将参加2020全球物流技术大会,并在主论坛发表主题演讲,阐述从全球供应链角度看中国的“一带一路”倡议,分享德国、荷兰企业的供应链实践案例,并带来新冠疫情对国际供应链影响的最新观点。同时他还将在运筹学物流应用论坛发表主题演讲,阐述运筹管理的前沿理念以及在物流与供应链领域的最新实践。
此外,来自
华为2012中央研究院,运筹与系统工程首席科学家 张广铭
京东物流技术发展部运筹优化算法总监 王煜
顺丰速运营运规划负责人 惠雷
百世集团运筹研究团队负责人 龚鑫
货拉拉CTO 张浩
将参加2020全球物流技术大会,分享企业中运筹优化方法的最新实践和成果。
Jan C. Fransoo
Jan C. Fransoo教授与赵磊副教授学术交流密切,共同在供应链风险管理、物流配送优化、面向传统小零售商户的供应链与物流管理等多个研究项目中进行长达11年的学术合作。
Jan C. Fransoo教授拥有荷兰埃因霍芬理工大学工业工程硕士学位和运筹管理及物流博士学位(Eindhoven University of Technology,埃因霍芬理工大学是世界百强大学,位于荷兰科技中心埃因霍芬市,是荷兰乃至全欧洲最负盛名的理工科大学之一,其高质量的教学、科研在荷兰国内和国际上都享有极高的知名度,与代尔夫特理工大学,特温特大学,瓦赫宁根大学构成荷兰顶级理工大学联盟4TU)。Jan C. Fransoo教授在荷兰埃因霍芬理工大学任职22年后,于2018年加入德国库恩物流大学(Kuehne Logistics University),目前担任德国库恩物流大学研究院院长与执行委员会委员,至今仍担任荷兰埃因霍芬理工大学工业工程学院(School of Industrial Engineering)的客座教授。
Jan C. Fransoo教授的研究方向是零售、化工、食品、制药和运输行业的运营、物流和供应链管理决策,在学术期刊上已发表超过130篇文章。在埃因霍芬理工大学任职期间,Jan C. Fransoo教授是运筹管理与物流硕士项目的创始项目主管,随后担任该大学研究生院院长和荷兰4TU技术设计学院院长。Jan C. Fransoo教授共同创立了荷兰先进物流研究所(Dutch Institute for Advanced Logistics,荷兰杰出的供应链研究中心),并担任物流战略平台(Strategic Platform for Logistics)的学术成员,制定了荷兰政府授权的国家物流研究和创新议程。作为学术活动的一部分,他与学生一起主导进行了工业界数十个运筹管理项目,并担当世界银行和多个发达国家及发展中国家政府的顾问。Jan C. Fransoo教授到多所大学进行过学术访问,包括斯坦福大学、加州大学洛杉矶分校、麻省理工学院、清华大学。
华为2012中央研究院,运筹与系统工程首席科学家 张广铭
张广铭,美国麻省理工学院(MIT)运筹学博士,擅长大规模,跨领域算法实践:
现任:华为2012中央研究院,运筹与系统工程首席科学家 - 数字化供应链;曾担任:顺丰战略资源规划部总监 - 鄂州顺丰机场与国际货运枢纽获取与建设,中长期快递网络规划;曾担任:新加坡国立大学助理教授 - 在 Operations Research,Transportation Science 和 European Journal of Operational Research 等顶级学刊发表过学术论文;曾担任:新加坡国防部指挥、控制及通信(C3)系统 - 项目经理及系统工程师。
京东物流技术发展部运筹优化算法总监 王煜
王煜,清华大学机械工程系本科、硕士,美国匹兹堡大学运筹学博士。曾任美国 CSX 公司运筹规划组高级研发经理,Walmart 公司供应链分析组首席数据科学家。现任京东物流技术发展部运筹优化算法总监,负责物流网络规划和运营的智能决策工具打造。
顺丰速运营运规划负责人 惠雷
2007年毕业于清华大学工业工程系,2009年获清华大学工业工程系硕士学位。现任顺丰集团速运事业群营运规划处负责人,全面统筹端到端路由、班次、场地的管理与优化、完善陆运干支线及航空网络规划及效益提升等工作,同时建立并完善网络规划方法论和系统工具,通过系统模型优化网络布局。在物流、仓储、供应链等领域有丰富的行业运营和管理经验。
百世集团运筹研究团队负责人 龚鑫
龚鑫,百世集团运筹研究团队负责人,浙江大学理学硕士。聚焦于运筹优化技术在物流场景中的实际应用,成功策划并推动多个运筹研究和应用项目并取得很好的实际效果。
货拉拉CTO 张浩
货拉拉 CTO 张浩,资深数据专家,拥有十余年机器学习、数据挖掘、分布式经验,曾任饿了么技术副总裁、滴滴研究院高级总监、美国 Uber 大数据部、LinkedIn 搜索与分析部、Microsoft Bing 语音组等从事机器学习与大数据工作。