行业白皮书首发！看物流数字孪生如何撬动行业新未来

如何缩短新策略的设计和验证周期？如何实现高效优化？如何灵活调配资源......面对变化的市场，物流行业正面临着比以往更加迫切的创新和降本提效需求。

在发展变革过程中，从画图到模型，到3D仿真，企业一直试图通过模拟的手段来突破现实业务的瓶颈。直到数字孪生技术的出现，作为新一代数智技术的集大成者，能够对复杂的物理状态做到1:1完美镜像复刻，具备高效的验证能力、持续的分析能力和智慧的决策能力，成为企业数字化转型中的一支重要支撑力量。相比模拟仿真，数字孪生不是通过人工构想出来相应的虚拟世界来进行离线模拟，而是使用现实世界数据进行99%以上高逼真度的数字孪生体构建，在建立与真实世界一样的虚拟世界的同时，更有意义和价值的是，利用数字孪生引擎进行现实世界与虚拟世界的实时或分时同步，并实现虚拟世界与真实世界的交互，进而以现实世界映像开展逼真测试、算法验证、现实控制和用户服务等,以虚拟世界“升维方式”去解决现实问题。

在物流与供应链领域的预测、规划、决策等方面，数字孪生技术能带来显著的改善和提升。数字孪生可以模拟完整的物流履约链路，以及模拟物资在各物流节点和各物流通道的运营结果，尤其在以中转为核心的相对标准化的物流履约体系中，由于具备更高确定性的场景，数字孪生能提供更具价值的解决方案。应用物流数字孪生，识别潜在的干扰，有助于发展更强大、更有弹性和更高效的物流网络。

顺丰科技在其与罗戈研究联合发布的《物流数字孪生白皮书2024》中创新性提出了物流数字孪生的概念：物流数字孪生（LDT）是对应物流实体和流程的虚拟数字表示/模型。它是数据对象之间各种关联的动态、实时和分时的表示，这些关联最终构成了物流实体的运营方式。物流数字孪生来源于整个对应物流实体及其运营环境的所有相关数据。考虑到物流行业作业场景与业务需求特点，定义强调物流实体和数字表示在整个生命周期中以指定的频率和保真度同步，而并不强调实时交互和双方数据的自动交换。   

图：物流数字孪生概念架构

随着技术的持续发展与推广，我们已经看到物流数字孪生越来越多的应用于厂内物流、智慧仓储、智慧运输、港口航运等场景，物流数字孪生解决方案玩家也持续涌现。

图：物流领域数字孪生图谱（来源：罗戈研究）

作为物流科技的探索者，顺丰科技以前瞻性的战略思维，专业专注的务实精神，在提出先进研究成果的同时，率先将数字孪生技术研发应用于物流核心场景中，打造了不仅可以可视可交互，而且算法验证效率能提升600倍、逼真度高达99%的数字孪生仿真系统，同时突破了数字孪生复制难、落地难的问题，成为第一个在物流行业规模化研发应用数字孪生技术的企业。

顺丰的三个核心物流场景的数字孪生落地实践包括数字孪生中转场、数字孪生物流网络以及数字孪生货运机场：

· 从点开始：数字孪生中转场

对于物流行业来说，中转分拨是其普遍面临的复杂的场景之一，尤其是小件包裹波动性强，分拣计划需高频调整，是影响分拣效率的关键因素。行业传统做法是，依赖经验丰富的资深管理人员人工制定分拣计划，但受限于验证环境的缺乏、验证周期较长等，效率低下。

顺丰科技给在这一重要课题中，率先给出了答案：建立高度真实的中转场数字孪生体，为物流中转场提供了端到端的高度逼真的孪生验证环境，在高度真实的虚拟环境中评价、验证真实环境中难以评价的策略、算法、方案，基于数字孪生中的评价、验证结果，优化对应的策略、算法、方案，提升对应指标、性能，解决了业务中的诸多实际问题。   

图：顺丰物流数字孪生应用-小件分拣计划优化

顺丰科技自研构建出高逼真度的数字孪生中转场，不仅仅是看起来长得像，内里的数据核心、机理核心都达到了高度的逼真程度，整体逼真度达到了99%以上，足以反映现实世界真实的物理情况。只需要在虚拟世界进行参数调整，便能快速验证新策略的可行性和有效性。顺丰已经通过这个数字孪生中转场，验证了一系列的问题，例如：新做的分拣计划好不好用；件多人少的情况下能否在规定时间内把快件分拣完；件量少时能否少开一台分拣机等等。现在，利用该技术，可以1天在虚拟环境中迭代验证并优化1,000次分拣计划，实现了几乎零成本、高质量的切换。快速的反馈、优化，让数字孪生场地输出的分拣计划工序更流畅、布局更合理，中转场的产能得到了迅速的提升，包裹在中转场流转的速度大幅提升。

截至2023年11月，顺丰基于数字孪生技术的小件分拣计划优化已实现广泛落地：已完成上百个数字孪生分拣机模型搭建，小件分拣计划优化数字孪生解决方案已在全国数十家中转场部署应用。   

· 由点及面：数字孪生物流网络

在物流网络优化这一场景中，顺丰科技给出的解决方案是：将网点、站点、中转场等现实中的物理实体，在虚拟世界抽象为一个个具备各自不同特征的节点，并将其按照现实中的样子串联，形成数字孪生的物流网络。当一票票同样具有重量、体积、时效等特征的虚拟快件流转于这个数字孪生物流网络时，就能模拟出这些快件的完整轨迹。通过这个孪生体反馈的数据，顺丰就能够让智能算法计算推理出快件最佳的运输路径，合理的安排车辆、场地、人员等资源。

图：顺丰物流数字孪生应用-物流网络优化数字孪生体仿真建模

顺丰通过综合应用基于数字孪生的运筹优化技术，平均一个城市一个月可以节省500条以上的线路，孪生推荐的网络策略被采纳率达到95%以上。   

· 横向拓展：数字孪生货运机场

在智慧货运机场这一场景中，顺丰给出的解决方案是：融合应用大数据、仿真、AI、VA视觉分析等技术，自主研发构建智慧机场数字孪生系统——云镜，通过对地理信息、建筑模型、作业实体、航班/物流、分拣设备及业务规则等物理机场运作数据的全流程数字化映射，使得物理机场与数字孪生机场数据同频交互和同步迭代优化，实现机场空侧机坪、快件分拣中心、机场陆侧交通运输三大业务板块的打通与协同联动，打造“事前规划预演、事中动态调整、事后复盘优化”的完整闭环。

图：顺丰物流数字孪生应用-云镜整体框架

云镜数字孪生系统广泛应用于花湖机场从规划、建设到运营阶段的多种场景，为机场设计选型方案评估验证、资源优化配置、安全高效运行等重要决策提供有力支撑。

长远来看，顺丰数字孪生愿景为：用数据替代经验，让算法验证未来。顺丰团队认为，随着数字孪生技术在物流行业的应用越来越成熟，趋向规模化，数字孪生的场景也将从单点场景逐步扩展至全流程，甚至将从物流场景，扩展至上下游更为复杂的供应链场景中，通过建立可以控制、诊断、优化物理世界的数字世界，实现供应链全流程可视、可控、高效协同和持续优化。

未来，物流与供应链数字孪生将连接更广泛价值链、全域的物理世界，现实世界的每个企业和个人的行为，都将对虚拟世界造成影响。随着两个世界不断地相互监测、相互学习、相互影响，并且做出适应性调整，物流与供应链数字孪生将创造无尽可能的价值，不仅为物流领域发展带来全新的生产力驱动，更将为用户、企业、价值链乃至整个世界带来巨大影响。朝着可以预见的物流生产力快速变革的未来！

《物流数字孪生白皮书2024》：

顺丰科技联合罗戈研究，结合多年的数字孪生理论研究、技术追踪与躬身实践，发布了《物流数字孪生白皮书2024》。白皮书围绕物流数字孪生的发展背景、概念特征、应用实践、领先创新和发展空间展开，为物流业提供了物流数字孪生的全景呈现，期望以此推动行业生产力创新变革加速，实现数字孪生的共性价值。

注：点击即可获取《物流数字孪生白皮书（2024）》