前言：

在互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能的推動下，快遞業(yè)與其他行業(yè)的深度融合對于加速快遞企業(yè)發(fā)展起到了決定性的作用。未來快遞業(yè)的滲透性將更強，其服務(wù)領(lǐng)域也將更加泛在化。

01 什么是“數(shù)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(jù)最新消息，巴黎圣母院修復(fù)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(shù)字孿生（Digital Twin）”。

“孿生”一詞很好理解，即雙胞胎的意思。數(shù)字孿生簡單來說，就是一個是存在于現(xiàn)實世界的實體，而另一個則是存在于數(shù)字世界的虛擬模型，是1:1的完美鏡像復(fù)刻。

數(shù)字孿生，也被稱為數(shù)字雙胞胎和數(shù)字化映射，其是充分利用物理模型、傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)，集成多學(xué)科、多尺度的仿真過程，它作為虛擬空間中對實體產(chǎn)品的鏡像，反映了相對應(yīng)物理實體產(chǎn)品的全生命周期過程。將現(xiàn)有或?qū)⒂械奈锢韺嶓w對象的數(shù)字模型，通過實測、仿真和數(shù)據(jù)分析，技術(shù)實時感知、診斷、預(yù)測物理實體對象的狀態(tài)，從而對生產(chǎn)運行起到?jīng)Q策性作用。

該思想由密歇根大學(xué)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?yōu)椤皵?shù)字孿生”的術(shù)語。

那么它應(yīng)用場景有哪些呢？

事實上，除了上述巴黎圣母院的修復(fù)外，數(shù)字孿生技術(shù)還在其他領(lǐng)域有著深入的應(yīng)用，包括工業(yè)領(lǐng)域或智慧城市領(lǐng)域，借助于該項技術(shù)完成模擬、實驗與預(yù)測等功能。比如智慧城市，數(shù)字孿生技術(shù)通過滲透到城市的規(guī)劃、建設(shè)以及應(yīng)用等場景之中，同時基于高性能的協(xié)同計算、對現(xiàn)實中海量數(shù)據(jù)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(qū)規(guī)劃綱要中就提出，要定位于綠色、智能的數(shù)字孿生城市。

02“數(shù)字孿生”建構(gòu)的意義

正如上文所提到的，作為建筑史上的經(jīng)典、國際最知名的世界文化遺產(chǎn)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(zāi)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(fù)原型提供了操作的可行性。

可以看到，新技術(shù)正帶領(lǐng)我們走向一個數(shù)字孿生的新世界。伴隨著新技術(shù)、新方法、新模式的持續(xù)創(chuàng)新，物理世界與數(shù)字世界的交互將實現(xiàn)從靜態(tài)、動態(tài)向?qū)崟r地不斷演進，基于“數(shù)字孿生”的資源優(yōu)化配置將成為數(shù)字經(jīng)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(chǔ)設(shè)施的安裝期，全球數(shù)字經(jīng)濟最重要的主題之一是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的重構(gòu)、切換與遷徙，以及基于新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的商業(yè)生態(tài)再造。以物聯(lián)網(wǎng)、云計算、邊緣計算、人工智能、移動化、數(shù)字孿生等為代表的智能技術(shù)群落，在不斷融合、疊加和迭代升級中，為未來經(jīng)濟發(fā)展提供高經(jīng)濟性、高可用性、高可靠性的技術(shù)底座。新一代信息技術(shù)發(fā)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(lián)（Intelligence of Everything）時代。

03 中通基于“數(shù)字孿生”的智慧物流園區(qū)需求分析

隨著生產(chǎn)設(shè)備的小型化和智能化，快遞企業(yè)將很有可能更快地進入空間地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)領(lǐng)域，可以說只要有小包裹流動的地方，就會有時空數(shù)據(jù)服務(wù)的需求。而數(shù)字孿生技術(shù)就是通過在網(wǎng)絡(luò)空間構(gòu)建一個與物理世界相匹配的孿生城市（園區(qū)），以數(shù)字為基礎(chǔ)，對城市（園區(qū)）治理進行運營、決策。

1、海量快遞業(yè)務(wù)處理的需要

隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，人們對于快遞物流的需求越來越強烈。2019年快遞業(yè)務(wù)量達到635.2億件，營業(yè)規(guī)模達到7497.8億元。2020年1-7月，快遞業(yè)務(wù)量完成408.2億件，超過2017年全年業(yè)務(wù)量400.6億件。快遞物流企業(yè)面臨著前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。

中通快遞2020年第二季度市場占有率已達21.5%，連續(xù)5年處于行業(yè)領(lǐng)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(yè)網(wǎng)點接近30000個，從業(yè)人數(shù)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(zhuǎn)向技術(shù)密集型工作中，采用自動化、智能化、可視化的園區(qū)管理方式已勢在必行。

2、智慧園區(qū)管理的需要

今天看來，如何實現(xiàn)分揀中心園區(qū)內(nèi)資源的最優(yōu)配置，對園區(qū)內(nèi)車輛、人員、資產(chǎn)實現(xiàn)自知自愈的智慧調(diào)度運行，園區(qū)內(nèi)設(shè)備如何進行預(yù)測性維護，如何實現(xiàn)自動化、智能化、可視化的園區(qū)管理，這些問題是今天建設(shè)園區(qū)智慧系統(tǒng)推進物流互聯(lián)網(wǎng)變革所面對的主要挑戰(zhàn)。

數(shù)字孿生技術(shù)提供了非常重要的資源管理及能效優(yōu)化的決策依據(jù)，基于數(shù)字孿生技術(shù)在智慧園區(qū)管理平臺內(nèi)建立的各子系統(tǒng)算法模型，并通過各種復(fù)雜場景的沙盤推演實現(xiàn)最優(yōu)化的能源配置方案，有效幫助園區(qū)實現(xiàn)用能效率的最大提升，為智慧物流建設(shè)開啟面向未來智慧管理的創(chuàng)新模式。

3、業(yè)務(wù)模塊集成的需要

業(yè)務(wù)集成是數(shù)字孿生價值創(chuàng)新的紐帶，能夠打通產(chǎn)品全生命周期、生產(chǎn)全過程、商業(yè)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(yè)、云倉、航空、金融、智能、傳媒等生態(tài)版塊于一體的綜合物流服務(wù)企業(yè)。數(shù)字孿生技術(shù)可通過設(shè)計適當?shù)慕涌冢B接不同的系統(tǒng)，如后端的業(yè)務(wù)應(yīng)用，可以很容易的與各模塊進行交互，并可對模塊設(shè)計詢問假設(shè)條件，來模擬現(xiàn)實中無法創(chuàng)建的各種問題。

04 中通基于“數(shù)字孿生”的智慧物流園區(qū)應(yīng)用

目前，中通快遞已完成了上海總部園區(qū)的實景三維模型，通過接入園區(qū)內(nèi)在線傳感器，根據(jù)現(xiàn)有園區(qū)各功能區(qū)的區(qū)位布局，基于此三維模型開展園區(qū)內(nèi)生產(chǎn)規(guī)劃、調(diào)度運行和維護管理的全過程應(yīng)用，從而實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)人、車、物在精準運行、資源優(yōu)化和配置服務(wù)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(qū)進行三維實景模型創(chuàng)建，可以從宏觀角度查看基于三維場景下的園區(qū)地圖，進行生產(chǎn)布局設(shè)計、區(qū)位規(guī)劃和資源統(tǒng)籌。同時，通過接入園區(qū)內(nèi)攝像頭等傳感器，實現(xiàn)了對出入車輛、生產(chǎn)區(qū)、服務(wù)區(qū)、生活區(qū)的無死角監(jiān)控，了解當前區(qū)域資源利用情況，分揀區(qū)倉庫、分揀設(shè)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(xiàn)資源的充分利用，提升設(shè)備利用效率。

另外，三維模型導(dǎo)航比二維電子地圖導(dǎo)航多出其他高階屬性，比如樓層高度、樓層層數(shù)、每層樓層部門分布等。在大型場景、復(fù)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(dǎo)航，使用戶準確無誤到達目的地。中通園區(qū)主要劃分為操作區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)。其中，辦公區(qū)域分布較為零散，主要分布在東西兩側(cè)，每棟樓每層樓又分布著不同職能部門，為園區(qū)人員和車輛提供導(dǎo)航指引作用。

2、總部園區(qū)空間區(qū)位布局優(yōu)化

園區(qū)的區(qū)域空間是有限的，如何最大程度利用園區(qū)的空間資源，需要基于在三維模型成果的基礎(chǔ)上開展量算，從而根據(jù)分揀設(shè)備的大小、物流車輛的長度、倉庫的大小進行設(shè)備的布局和規(guī)劃設(shè)計。準確標識園區(qū)內(nèi)的道路、運轉(zhuǎn)、分揀場地的位置和容量，為貨運車輛在運轉(zhuǎn)、分揀時提供調(diào)度優(yōu)化服務(wù)，更精細化的節(jié)能降耗，全面提升貨運效率。

3、生產(chǎn)作業(yè)區(qū)無死角監(jiān)控

基于三維實景模型、地理信息系統(tǒng)、各類傳感器，包括園區(qū)內(nèi)建構(gòu)筑物（如分揀中心、中轉(zhuǎn)站）、機動目標、管線設(shè)施等園區(qū)基礎(chǔ)信息，全方位匯集呈現(xiàn)于系統(tǒng)之上。

例如包括園區(qū)門衛(wèi)、醫(yī)療、道路、車輛、人員等方面數(shù)據(jù)融合呈現(xiàn)，園區(qū)分揀中心、辦公中心等的地標點數(shù)據(jù)展現(xiàn)，機動目標實時位置數(shù)據(jù)展現(xiàn)等，將一個完整、鮮活的園區(qū)全景呈現(xiàn)于系統(tǒng)之上。有利于對園區(qū)內(nèi)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(chǎn)管理

隨著物流企業(yè)規(guī)模的不斷擴大，企業(yè)的資產(chǎn)管理必須提升到通過采用基于地圖的動態(tài)管理模式上來。現(xiàn)有的很多企業(yè)，尤其是規(guī)模體量十分龐大的企業(yè)，大到廠房、分揀設(shè)備，小到電腦、桌椅板凳等固定資產(chǎn)，僅是處于登記階段，對于設(shè)備的流動性等缺乏一個很好的追溯系統(tǒng)。

而基于地圖的物流快遞企業(yè)資產(chǎn)管理是實現(xiàn)三維空間管理的基礎(chǔ)，能夠為企業(yè)對固定資產(chǎn)的利用狀態(tài)、流轉(zhuǎn)狀態(tài)、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(qū)盲區(qū)預(yù)警

基于物流園區(qū)的三維場景，結(jié)合道路實況，為貨運車輛在進行運轉(zhuǎn)、分揀時提供盲區(qū)預(yù)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(zhuǎn)、分揀時的安全性，防止因盲區(qū)存在導(dǎo)致的安全事故發(fā)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(chǎn)、學(xué)、研一體化創(chuàng)業(yè)基地建設(shè)，目前已取得了民航頒發(fā)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(zhì)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(guān)注的，也是制約無人機廣泛應(yīng)用的因素之一。

而基于訓(xùn)練場地的三維實景模型，將飛行高度、訓(xùn)練場的建筑物高度、飛行區(qū)域范圍，通過設(shè)置安全電子圍欄，確保了學(xué)員在飛行過程中的飛行和人身安全。

7、多源數(shù)據(jù)互聯(lián)互通

基于三維模型的地圖可視化呈現(xiàn)開展數(shù)字孿生的應(yīng)用還遠遠不夠，通過業(yè)務(wù)需求的不斷深入了解，我們還將不同平臺數(shù)據(jù)、不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合貫通，綜合匯集于三維模型之上，以全方位掌控園區(qū)態(tài)勢，包括道路信息、物流車輛信息、調(diào)度月臺數(shù)據(jù)、分揀設(shè)備數(shù)據(jù)等多領(lǐng)域數(shù)據(jù)，集成地理信息、GNSS數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、園區(qū)視頻數(shù)據(jù)多類型數(shù)據(jù)的融合，實現(xiàn)互聯(lián)互通。

05 中通快遞與地理信息跨界融合發(fā)展

1、物流與地理信息融合

目前，中通快遞集團已陸續(xù)與測繪地理信息產(chǎn)業(yè)上游、中游、下游企業(yè)建立聯(lián)系，加快推進測繪地理信息數(shù)據(jù)從獲取到應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)融合，探索研究泛在測繪的業(yè)務(wù)發(fā)展新模式，形成涵蓋測繪地理信息獲取、處理、分析和應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈，為迎接物流快遞業(yè)務(wù)的快速發(fā)展構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施，為國家“新基建”戰(zhàn)略思路下的時空信息建設(shè)做好保障，為“實景三維中國”、“自動駕駛”、“數(shù)字城市”等應(yīng)用體系提供有力的基礎(chǔ)服務(wù)支撐。

2、中通快遞三維模型內(nèi)外業(yè)全流程作業(yè)

3、基于“數(shù)字孿生”時空信息的全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

依托中通快遞集團的資本實力和先進的物流快遞全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)優(yōu)勢，積極抓住“智慧物流”、“大數(shù)據(jù)”、“人工智能”、“無人駕駛”等產(chǎn)業(yè)爆發(fā)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(fā)展新業(yè)務(wù)，構(gòu)建基于無人機、測繪地理信息、人工智能、無人駕駛等產(chǎn)業(yè)鏈，打造科技引領(lǐng)、行業(yè)領(lǐng)先的商業(yè)價值，為中通集團實現(xiàn)從“大”向“大而強”高質(zhì)量發(fā)展，努力成為行業(yè)系統(tǒng)解決方案提供商而奮斗。