在互聯網、大數據、人工智能的推動下，快遞業與其他行業的深度融合對于加速快遞企業發展起到了決定性的作用。未來快遞業的滲透性將更強，其服務領域也將更加泛在化。
01
什么是“數字孿生”?
2019年巴黎圣母院的一場大火無不讓世界嘆息，很多人感嘆到，還沒親眼去參觀呢，就這么毀了，哎!
等等，先別急著悲痛惋惜。據最新消息，巴黎圣母院修復工作正有條不紊地進行中，并有望達到100%還原。
什么?100%?不可能吧。
Anything is possible.
這其中的奧秘就是“數字孿生(Digital Twin)”。
“孿生”一詞很好理解，即雙胞胎的意思。數字孿生簡單來說，就是一個是存在于現實世界的實體，而另一個則是存在于數字世界的虛擬模型，是1:1的完美鏡像復刻。
數字孿生，也被稱為數字雙胞胎和數字化映射，其是充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數據，集成多學科、多尺度的仿真過程，它作為虛擬空間中對實體產品的鏡像，反映了相對應物理實體產品的全生命周期過程。
將現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析，技術實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，從而對生產運行起到決策性作用。
該思想由密歇根大學的Michael Grieves 教授于2002年提出，命名為“信息鏡像模型”(Information Mirroring Model)，而后演變為“數字孿生”的術語。
那么它應用場景有哪些呢?
事實上，除了上述巴黎圣母院的修復外，數字孿生技術還在其他領域有著深入的應用，包括工業領域或智慧城市領域，借助于該項技術完成模擬、實驗與預測等功能。
比如智慧城市，數字孿生技術通過滲透到城市的規劃、建設以及應用等場景之中，同時基于高性能的協同計算、對現實中海量數據的處理等，為孿生城市的高效運行及城市治理等提供智能化的決策。
在2018年雄安新區規劃綱要中就提出，要定位于綠色、智能的數字孿生城市。
02
“數字孿生”建構的意義
正如上文所提到的，作為建筑史上的經典、國際最知名的世界文化遺產之一，巴黎圣母院的大火堪稱人類文明歷史上的一次巨大“災難”。不過好在巴黎圣母院的各種平面圖像、3D圖像等均保留的比較豐富，因此，為其恢復原型提供了操作的可行性。
可以看到，新技術正帶領我們走向一個數字孿生的新世界。伴隨著新技術、新方法、新模式的持續創新，物理世界與數字世界的交互將實現從靜態、動態向實時地不斷演進，基于“數字孿生”的資源優化配置將成為數字經濟的終極版圖。
當下，“新基建”是一個熱頻詞。未來十年也將是新型基礎設施的安裝期，全球數字經濟最重要的主題之一是數字基礎設施的重構、切換與遷徙，以及基于新型數字基礎設施的商業生態再造。
以物聯網、云計算、邊緣計算、人工智能、移動化、數字孿生等為代表的智能技術群落，在不斷融合、疊加和迭代升級中，為未來經濟發展提供高經濟性、高可用性、高可靠性的技術底座。
新一代信息技術發展將推動人類社會進入一個全面感知、可靠傳輸、智能處理、精準決策的萬物智聯(Intelligence of Everything)時代。
03
中通基于“數字孿生”的智慧物流園區需求分析
隨著生產設備的小型化和智能化，快遞企業將很有可能更快地進入空間地理信息數據生產領域，可以說只要有小包裹流動的地方，就會有時空數據服務的需求。
而數字孿生技術就是通過在網絡空間構建一個與物理世界相匹配的孿生城市(園區)，以數字為基礎，對城市(園區)治理進行運營、決策。
1.海量快遞業務處理的需要
隨著經濟社會的飛速發展，人們對于快遞物流的需求越來越強烈。2019年快遞業務量達到635.2億件，營業規模達到7497.8億元。2020年1-7月，快遞業務量完成408.2億件，超過2017年全年業務量400.6億件。快遞物流企業面臨著前所未有的機遇和挑戰。
中通快遞2020年第二季度市場占有率已達21.5%，連續5年處于行業領先地位，日均處理量已超5000萬件。截止2020年6月底，中通快遞在全國遍布91個分揀中心，全國營業網點接近30000個，從業人數超過40萬。如何讓大量的人員從勞動密集型工作中解放出來，進而轉向技術密集型工作中，采用自動化、智能化、可視化的園區管理方式已勢在必行。
2.智慧園區管理的需要
今天看來，如何實現分揀中心園區內資源的最優配置，對園區內車輛、人員、資產實現自知自愈的智慧調度運行，園區內設備如何進行預測性維護，如何實現自動化、智能化、可視化的園區管理，這些問題是今天建設園區智慧系統推進物流互聯網變革所面對的主要挑戰。
數字孿生技術提供了非常重要的資源管理及能效優化的決策依據，基于數字孿生技術在智慧園區管理平臺內建立的各子系統算法模型，并通過各種復雜場景的沙盤推演實現最優化的能源配置方案，有效幫助園區實現用能效率的最大提升，為智慧物流建設開啟面向未來智慧管理的創新模式。
3.業務模塊集成的需要
業務集成是數字孿生價值創新的紐帶，能夠打通產品全生命周期、生產全過程、商業全流程的價值鏈條。如今，中通快遞已不是一個單純“寄存取”的快遞公司，而是一家集快遞、快運、跨境、商業、云倉、航空、金融、智能、傳媒等生態版塊于一體的綜合物流服務企業。數字孿生技術可通過設計適當的接口，連接不同的系統，如后端的業務應用，可以很容易的與各模塊進行交互，并可對模塊設計詢問假設條件，來模擬現實中無法創建的各種問題。
04
中通基于“數字孿生”的智慧物流園區應用
目前，中通快遞已完成了上海總部園區的實景三維模型，通過接入園區內在線傳感器，根據現有園區各功能區的區位布局，基于此三維模型開展園區內生產規劃、調度運行和維護管理的全過程應用，從而實現園區內人、車、物在精準運行、資源優化和配置服務中的全過程精益化管理。
1.基于三維實景的可視化仿真管理
通過對中通總部園區進行三維實景模型創建，可以從宏觀角度查看基于三維場景下的園區地圖，進行生產布局設計、區位規劃和資源統籌。同時，通過接入園區內攝像頭等傳感器，實現了對出入車輛、生產區、服務區、生活區的無死角監控，了解當前區域資源利用情況，分揀區倉庫、分揀設備還剩下多少空間可利用，是否有貨件積壓或空間空置等情況，從而實現資源的充分利用，提升設備利用效率。
另外，三維模型導航比二維電子地圖導航多出其他高階屬性，比如樓層高度、樓層層數、每層樓層部門分布等。在大型場景、復雜的戶型的情況下，需更加全面、精細的信息和直觀的畫面才能快速導航，使用戶準確無誤到達目的地。
中通園區主要劃分為操作區、生活區、辦公區。其中，辦公區域分布較為零散，主要分布在東西兩側，每棟樓每層樓又分布著不同職能部門，為園區人員和車輛提供導航指引作用。
2.總部園區空間區位布局優化
園區的區域空間是有限的，如何最大程度利用園區的空間資源，需要基于在三維模型成果的基礎上開展量算，從而根據分揀設備的大小、物流車輛的長度、倉庫的大小進行設備的布局和規劃設計。
準確標識園區內的道路、運轉、分揀場地的位置和容量，為貨運車輛在運轉、分揀時提供調度優化服務，更精細化的節能降耗，全面提升貨運效率。
3.生產作業區無死角監控
基于三維實景模型、地理信息系統、各類傳感器，包括園區內建構筑物(如分揀中心、中轉站)、機動目標、管線設施等園區基礎信息，全方位匯集呈現于系統之上。
例如包括園區門衛、醫療、道路、車輛、人員等方面數據融合呈現，園區分揀中心、辦公中心等的地標點數據展現，機動目標實時位置數據展現等，將一個完整、鮮活的園區全景呈現于系統之上。有利于對園區內的人、車、物的工作活動和資源配置進行合理化分配。
4.基于三維模型的資產管理
隨著物流企業規模的不斷擴大，企業的資產管理必須提升到通過采用基于地圖的動態管理模式上來。現有的很多企業，尤其是規模體量十分龐大的企業，大到廠房、分揀設備，小到電腦、桌椅板凳等固定資產，僅是處于登記階段，對于設備的流動性等缺乏一個很好的追溯系統。
而基于地圖的物流快遞企業資產管理是實現三維空間管理的基礎，能夠為企業對固定資產的利用狀態、流轉狀態、所在位置等方面提供全生命周期的追溯和管理。
5.基于三維模型的園區盲區預警
基于物流園區的三維場景，結合道路實況，為貨運車輛在進行運轉、分揀時提供盲區預警、安全提醒等功能。全面提升貨運安全等級，確保物流車輛在運轉、分揀時的安全性，防止因盲區存在導致的安全事故發生。
6.無人機飛行器安全電子圍欄
2020年6月，中通快遞在上海總部已開展基于無人機的產、學、研一體化創業基地建設，目前已取得了民航頒發的無人機運營許可證，正逐步擴大物流無人機運營許可資質地域范圍。那么對于無人機的飛行來說，安全問題一直以來都是備受關注的，也是制約無人機廣泛應用的因素之一。
而基于訓練場地的三維實景模型，將飛行高度、訓練場的建筑物高度、飛行區域范圍，通過設置安全電子圍欄，確保了學員在飛行過程中的飛行和人身安全。
7.多源數據互聯互通
基于三維模型的地圖可視化呈現開展數字孿生的應用還遠遠不夠，通過業務需求的不斷深入了解，我們還將不同平臺數據、不同業務數據融合貫通，綜合匯集于三維模型之上，以全方位掌控園區態勢，包括道路信息、物流車輛信息、調度月臺數據、分揀設備數據等多領域數據，集成地理信息、GNSS數據、統計數據、園區視頻數據多類型數據的融合，實現互聯互通。
05
中通快遞與地理信息跨界融合發展
1.物流與地理信息融合
目前，中通快遞集團已陸續與測繪地理信息產業上游、中游、下游企業建立聯系，加快推進測繪地理信息數據從獲取到應用的產業融合，探索研究泛在測繪的業務發展新模式，形成涵蓋測繪地理信息獲取、處理、分析和應用的完整產業鏈，為迎接物流快遞業務的快速發展構建基礎設施，為國家“新基建”戰略思路下的時空信息建設做好保障，為“實景三維中國”、“自動駕駛”、“數字城市”等應用體系提供有力的基礎服務支撐。
2.中通快遞三維模型內外業全流程作業
3.基于“數字孿生”時空信息的全產業鏈發展
依托中通快遞集團的資本實力和先進的物流快遞全產業鏈技術優勢，積極抓住“智慧物流”、“大數據”、“人工智能”、“無人駕駛”等產業爆發的市場機會，致力于打造以無人機、無人車、物流末端配送為主體，運用新科技、投入新裝備、發展新業務，構建基于無人機、測繪地理信息、人工智能、無人駕駛等產業鏈，打造科技引領、行業領先的商業價值，為中通集團實現從“大”向“大而強”高質量發展，努力成為行業系統解決方案提供商而奮斗。
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在互聯網、大數據、人工智能的推動下，快遞業與其他行業的深度融合對于加速快遞企業發展起到了決定性的作用。未來快遞業的滲透性將更強，其服務領域也將更加泛在化。
01
什么是“數字孿生”?
2019年巴黎圣母院的一場大火無不讓世界嘆息，很多人感嘆到，還沒親眼去參觀呢，就這么毀了，哎!
等等，先別急著悲痛惋惜。據最新消息，巴黎圣母院修復工作正有條不紊地進行中，并有望達到100%還原。
什么?100%?不可能吧。
Anything is possible.
這其中的奧秘就是“數字孿生(Digital Twin)”。
“孿生”一詞很好理解，即雙胞胎的意思。數字孿生簡單來說，就是一個是存在于現實世界的實體，而另一個則是存在于數字世界的虛擬模型，是1:1的完美鏡像復刻。
數字孿生，也被稱為數字雙胞胎和數字化映射，其是充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數據，集成多學科、多尺度的仿真過程，它作為虛擬空間中對實體產品的鏡像，反映了相對應物理實體產品的全生命周期過程。
將現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析，技術實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，從而對生產運行起到決策性作用。
該思想由密歇根大學的Michael Grieves 教授于2002年提出，命名為“信息鏡像模型”(Information Mirroring Model)，而后演變為“數字孿生”的術語。
那么它應用場景有哪些呢?
事實上，除了上述巴黎圣母院的修復外，數字孿生技術還在其他領域有著深入的應用，包括工業領域或智慧城市領域，借助于該項技術完成模擬、實驗與預測等功能。
比如智慧城市，數字孿生技術通過滲透到城市的規劃、建設以及應用等場景之中，同時基于高性能的協同計算、對現實中海量數據的處理等，為孿生城市的高效運行及城市治理等提供智能化的決策。
在2018年雄安新區規劃綱要中就提出，要定位于綠色、智能的數字孿生城市。
02
“數字孿生”建構的意義
正如上文所提到的，作為建筑史上的經典、國際最知名的世界文化遺產之一，巴黎圣母院的大火堪稱人類文明歷史上的一次巨大“災難”。不過好在巴黎圣母院的各種平面圖像、3D圖像等均保留的比較豐富，因此，為其恢復原型提供了操作的可行性。
可以看到，新技術正帶領我們走向一個數字孿生的新世界。伴隨著新技術、新方法、新模式的持續創新，物理世界與數字世界的交互將實現從靜態、動態向實時地不斷演進，基于“數字孿生”的資源優化配置將成為數字經濟的終極版圖。
當下，“新基建”是一個熱頻詞。未來十年也將是新型基礎設施的安裝期，全球數字經濟最重要的主題之一是數字基礎設施的重構、切換與遷徙，以及基于新型數字基礎設施的商業生態再造。
以物聯網、云計算、邊緣計算、人工智能、移動化、數字孿生等為代表的智能技術群落，在不斷融合、疊加和迭代升級中，為未來經濟發展提供高經濟性、高可用性、高可靠性的技術底座。
新一代信息技術發展將推動人類社會進入一個全面感知、可靠傳輸、智能處理、精準決策的萬物智聯(Intelligence of Everything)時代。
03
中通基于“數字孿生”的智慧物流園區需求分析
隨著生產設備的小型化和智能化，快遞企業將很有可能更快地進入空間地理信息數據生產領域，可以說只要有小包裹流動的地方，就會有時空數據服務的需求。
而數字孿生技術就是通過在網絡空間構建一個與物理世界相匹配的孿生城市(園區)，以數字為基礎，對城市(園區)治理進行運營、決策。
1.海量快遞業務處理的需要
隨著經濟社會的飛速發展，人們對于快遞物流的需求越來越強烈。2019年快遞業務量達到635.2億件，營業規模達到7497.8億元。2020年1-7月，快遞業務量完成408.2億件，超過2017年全年業務量400.6億件。快遞物流企業面臨著前所未有的機遇和挑戰。
中通快遞2020年第二季度市場占有率已達21.5%，連續5年處于行業領先地位，日均處理量已超5000萬件。截止2020年6月底，中通快遞在全國遍布91個分揀中心，全國營業網點接近30000個，從業人數超過40萬。如何讓大量的人員從勞動密集型工作中解放出來，進而轉向技術密集型工作中，采用自動化、智能化、可視化的園區管理方式已勢在必行。
2.智慧園區管理的需要
今天看來，如何實現分揀中心園區內資源的最優配置，對園區內車輛、人員、資產實現自知自愈的智慧調度運行，園區內設備如何進行預測性維護，如何實現自動化、智能化、可視化的園區管理，這些問題是今天建設園區智慧系統推進物流互聯網變革所面對的主要挑戰。
數字孿生技術提供了非常重要的資源管理及能效優化的決策依據，基于數字孿生技術在智慧園區管理平臺內建立的各子系統算法模型，并通過各種復雜場景的沙盤推演實現最優化的能源配置方案，有效幫助園區實現用能效率的最大提升，為智慧物流建設開啟面向未來智慧管理的創新模式。
3.業務模塊集成的需要
業務集成是數字孿生價值創新的紐帶，能夠打通產品全生命周期、生產全過程、商業全流程的價值鏈條。如今，中通快遞已不是一個單純“寄存取”的快遞公司，而是一家集快遞、快運、跨境、商業、云倉、航空、金融、智能、傳媒等生態版塊于一體的綜合物流服務企業。數字孿生技術可通過設計適當的接口，連接不同的系統，如后端的業務應用，可以很容易的與各模塊進行交互，并可對模塊設計詢問假設條件，來模擬現實中無法創建的各種問題。
04
中通基于“數字孿生”的智慧物流園區應用
目前，中通快遞已完成了上海總部園區的實景三維模型，通過接入園區內在線傳感器，根據現有園區各功能區的區位布局，基于此三維模型開展園區內生產規劃、調度運行和維護管理的全過程應用，從而實現園區內人、車、物在精準運行、資源優化和配置服務中的全過程精益化管理。
1.基于三維實景的可視化仿真管理
通過對中通總部園區進行三維實景模型創建，可以從宏觀角度查看基于三維場景下的園區地圖，進行生產布局設計、區位規劃和資源統籌。同時，通過接入園區內攝像頭等傳感器，實現了對出入車輛、生產區、服務區、生活區的無死角監控，了解當前區域資源利用情況，分揀區倉庫、分揀設備還剩下多少空間可利用，是否有貨件積壓或空間空置等情況，從而實現資源的充分利用，提升設備利用效率。
另外，三維模型導航比二維電子地圖導航多出其他高階屬性，比如樓層高度、樓層層數、每層樓層部門分布等。在大型場景、復雜的戶型的情況下，需更加全面、精細的信息和直觀的畫面才能快速導航，使用戶準確無誤到達目的地。
中通園區主要劃分為操作區、生活區、辦公區。其中，辦公區域分布較為零散，主要分布在東西兩側，每棟樓每層樓又分布著不同職能部門，為園區人員和車輛提供導航指引作用。
2.總部園區空間區位布局優化
園區的區域空間是有限的，如何最大程度利用園區的空間資源，需要基于在三維模型成果的基礎上開展量算，從而根據分揀設備的大小、物流車輛的長度、倉庫的大小進行設備的布局和規劃設計。
準確標識園區內的道路、運轉、分揀場地的位置和容量，為貨運車輛在運轉、分揀時提供調度優化服務，更精細化的節能降耗，全面提升貨運效率。
3.生產作業區無死角監控
基于三維實景模型、地理信息系統、各類傳感器，包括園區內建構筑物(如分揀中心、中轉站)、機動目標、管線設施等園區基礎信息，全方位匯集呈現于系統之上。
例如包括園區門衛、醫療、道路、車輛、人員等方面數據融合呈現，園區分揀中心、辦公中心等的地標點數據展現，機動目標實時位置數據展現等，將一個完整、鮮活的園區全景呈現于系統之上。有利于對園區內的人、車、物的工作活動和資源配置進行合理化分配。
4.基于三維模型的資產管理
隨著物流企業規模的不斷擴大，企業的資產管理必須提升到通過采用基于地圖的動態管理模式上來。現有的很多企業，尤其是規模體量十分龐大的企業，大到廠房、分揀設備，小到電腦、桌椅板凳等固定資產，僅是處于登記階段，對于設備的流動性等缺乏一個很好的追溯系統。
而基于地圖的物流快遞企業資產管理是實現三維空間管理的基礎，能夠為企業對固定資產的利用狀態、流轉狀態、所在位置等方面提供全生命周期的追溯和管理。
5.基于三維模型的園區盲區預警
基于物流園區的三維場景，結合道路實況，為貨運車輛在進行運轉、分揀時提供盲區預警、安全提醒等功能。全面提升貨運安全等級，確保物流車輛在運轉、分揀時的安全性，防止因盲區存在導致的安全事故發生。
6.無人機飛行器安全電子圍欄
2020年6月，中通快遞在上海總部已開展基于無人機的產、學、研一體化創業基地建設，目前已取得了民航頒發的無人機運營許可證，正逐步擴大物流無人機運營許可資質地域范圍。那么對于無人機的飛行來說，安全問題一直以來都是備受關注的，也是制約無人機廣泛應用的因素之一。
而基于訓練場地的三維實景模型，將飛行高度、訓練場的建筑物高度、飛行區域范圍，通過設置安全電子圍欄，確保了學員在飛行過程中的飛行和人身安全。
7.多源數據互聯互通
基于三維模型的地圖可視化呈現開展數字孿生的應用還遠遠不夠，通過業務需求的不斷深入了解，我們還將不同平臺數據、不同業務數據融合貫通，綜合匯集于三維模型之上，以全方位掌控園區態勢，包括道路信息、物流車輛信息、調度月臺數據、分揀設備數據等多領域數據，集成地理信息、GNSS數據、統計數據、園區視頻數據多類型數據的融合，實現互聯互通。
05
中通快遞與地理信息跨界融合發展
1.物流與地理信息融合
目前，中通快遞集團已陸續與測繪地理信息產業上游、中游、下游企業建立聯系，加快推進測繪地理信息數據從獲取到應用的產業融合，探索研究泛在測繪的業務發展新模式，形成涵蓋測繪地理信息獲取、處理、分析和應用的完整產業鏈，為迎接物流快遞業務的快速發展構建基礎設施，為國家“新基建”戰略思路下的時空信息建設做好保障，為“實景三維中國”、“自動駕駛”、“數字城市”等應用體系提供有力的基礎服務支撐。
2.中通快遞三維模型內外業全流程作業
3.基于“數字孿生”時空信息的全產業鏈發展
依托中通快遞集團的資本實力和先進的物流快遞全產業鏈技術優勢，積極抓住“智慧物流”、“大數據”、“人工智能”、“無人駕駛”等產業爆發的市場機會，致力于打造以無人機、無人車、物流末端配送為主體，運用新科技、投入新裝備、發展新業務，構建基于無人機、測繪地理信息、人工智能、無人駕駛等產業鏈，打造科技引領、行業領先的商業價值，為中通集團實現從“大”向“大而強”高質量發展，努力成為行業系統解決方案提供商而奮斗。
本文來源于物流指聞，并不代表九州物流網(http://www.ruyi818.com)觀點，文章如有侵權可聯系刪除