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【物流】窦宝:全球实物互联网(PI)发展分析与中国实物互联网(PI)创新实践

  在全球经济一体化与数字化加快速度进行发展的时代背景下,物流作为经济运行的重要支撑,其效率与可持续性非常关注。实物互联网(Physical Internet,简称PI)概念的提出,为物流领域的变革带来了新的方向与机遇。实物互联网旨在借鉴互联网传输信息流的架构、模式和理念,对实体物流网络进行再造,构建一个虚实融合、高效协同的超链接物流智能网络。这一创新理念不仅有望解决当前物流行业面临的诸多挑战,如成本高企、效率低下、资源浪费等,还将对全球供应链的重构与升级产生深远影响。

  中国作为全球最大的货物贸易国和制造业大国,物流市场规模庞大且需求多样。实物互联网在中国的实践与发展,对于提升中国物流行业的竞争力、推动经济高水平质量的发展具备极其重大意义。2025年3月2日傍晚18:18,位于上海虹桥国家中央商务区的实物互联网联盟大楼举行命名和招牌亮灯仪式,标志着中国实物互联网发展进入新阶段,拥有了实体发展基地与场所。在此背景下,深入研究全球实物互联网的发展形态趋势,总结中国实物互联网的实践经验,分析面临的问题并提出发展路径与措施,具备极其重大的理论与实践价值。

  实物互联网由欧美科学家Benoit Montreuil、Russell D. Meller、Eric Ballot等发起,其定义是以提升效率和可持续发展为目的,通过一整套标准的协作协议、模块化(标准组件化)容器,以及智能接口,构建开放的、融合多式联运的全球物流系统 。它通过开放的协议栈(PI/π Protocol)、标准化的容器(PI/π Container)、开放高效的节点(PI/π Node),将独立/隔离的物流资源网络相互连通,以支撑巨量的物流和新商业模式。

  谈到实物互联网,很多人容易与物联网概念混淆,物联网(Internet of Things,简称IoT)是将物品与信息网络进行连接,主要进行还是信息方面的交换,即物的信息互联网。物联网实现物与物、人与物之间的通信 ,物品通过嵌入的传感器、软件等实现信息的收集和传输。而实物互联网则是将实物的物流在现实中所有场景,如:园区、仓储、分拣、运输、配送的全链路物理网络,仿照互联网的传输数据包的高效流动与协同的机理进行标准化和规范化整合,把集散中心、配送中心和港口等物流节点按特定逻辑连接,有序地安排货运网络、仓储网络、城市配送网络等供应链体系,实现虚实融合的实体货物全网络化的高效流通与协同运作。简单来说,物联网侧重于实物的信息的互联互通,实物互联网则聚焦于实体物流网络的优化、再造与虚实融合。

  实物互联网概念自提出以来后,受到了全球各国物流业界的广泛关注,各国纷纷结合自己真实的情况,积极探索实物互联网的发展路径,在实践中不断推动物流行业的变革与升级。

  美国期望借助实物互联网实现降本增效和促进消费,将其视为减少基础设施重复投资、提高物流连通性、提升美国经济实力的关键手段。美国国家科学基金会(NSF)在推动实物互联网发展中发挥了及其重要的作用,积极资助相关研究项目,促进学术界与产业界的合作。

  在高校研究方面,众多知名高校如麻省理工学院、佐治亚理工学院等,纷纷开展实物互联网相关理论与技术探讨研究。学者们从物流系统优化、信息技术应用、供应链协同等多个角度进行探索,为实物互联网的发展提供了坚实的理论基础。例如,麻省理工学院的研究团队在物流网络建模与优化方面取得了重要成果,提出了一系列创新的算法和模型,有助于提高实物互联网中物流资源的配置效率。

  企业界也热情参加实物互联网的发展。像Amazon、Americold、Flexe、UPS等行业巨头,凭借自身强大的物流资源和技术实力,进行了诸多实践探索。Amazon通过一直在优化其物流配送网络,引入先进的仓储管理系统和智能物流设备,实现了物流环节的高效运作,提升了客户体验。同时,Amazon还积极探索与别的企业的合作模式,共同构建实物互联网生态系统,推动物流行业的创新发展。

  欧洲物流创新联盟(ALICE)是欧洲实物互联网的核心组织,该组织致力于实现货运和物流的零排放,实物互联网为这一目标的实现提供了经济实惠的方式。

  在发展规划方面,ALICE制定了详细的路线年基本实现可运转的实物互联网。围绕从物流节点到实物互联网节点、从物流网络到实物互联网网络、物流网络系统、切入和采用、治理五个发展领域,规划了欧洲实物互联网的发展路径。在物流节点标准化方面,欧盟积极推动物流节点的改造升级,使其符合实物互联网节点的要求。例如,在荷兰的一些物流园区,通过引入标准化的物流设备和信息管理系统,实现了货物的快速装卸和信息的实时共享,提高了物流节点的运作效率。

  在物流网络协同方面,欧盟鼓励企业之间加强合作,实现物流资源的共享与优化配置。通过建立物流信息共享平台,公司能够实时了解物流资源的分布和使用情况,从而更好地协调运输计划和配送任务。一些物流公司还通过联合运营的方式,共同开展多式联运业务,提高了物流网络的连通性和运输效率。

  欧盟还通过政策引导和资金支持,推动实物互联网的发展。制定相关的法律和法规,规范物流市场秩序,为实物互联网的发展创造良好的政策环境。设立专项基金,支持实物互联网有关技术的研发和应用示范项目,鼓励企业热情参加实物互联网建设。

  日本在2022年设计了本国实物互联网发展路线图,从政府治理、贸易运输数据平台、横向合作、纵向一体化、物流枢纽、运输设备六个领域规划了实现实物互联网的愿景,路线图具有较强的可操作性。

  日本政府格外的重视实物互联网的发展,将其作为提升国家物流竞争力的重要举措。在政府治理方面,加强对物流行业的统筹规划和管理,制定有关政策法规,带领企业参与实物互联网建设。经济产业省从2021年开始推动各行业的实物互联网服务发展,通过政策扶持和资金补贴,鼓励企业组织实物互联网相关的研发技术和应用试点。

  在企业合作方面,日本企业积极开展跨行业合作,共同推进实物互联网的发展。伊藤忠商事株式会社、KDDI株式会社、株式会社丰田自动织机、三井不动产株式会社、三菱地所株式会社就2024年度内推进实物互联网商业化的一同研究达成协议,并签署了备忘录。五家企业将共同推进物流改革,通过整合各自的资源和优势,实现物流业务的标准化和高效化。他们计划设立新公司,具体商讨实物互联网服务的商业化运营,并与托运企业和运输企业合作,构建物流运输网络。

  日本还注重物流技术的创新与应用,积极引入先进的信息技术和智能物流设备,提升物流运作的智能化水平。在物流枢纽建设方面,加强对港口、机场等物流枢纽的智能化改造,引入自动化装卸设备、智能仓储系统等,提高物流枢纽的解决能力和运作效率。利用物联网、大数据等技术,实现物流信息的实时监控和管理,优化物流配送路线,提高物流服务质量。

  除了美国、欧盟和日本,其他一些国家也在关注和探索实物互联网的发展。韩国在物流信息化和智能化方面取得了一定进展,通过加大对物流技术研发的投入,推动物流公司应用先进的信息技术,提升物流运作效率,致力于实物互联网落地。新加坡作为重要的国际物流枢纽,积极推动实物互联网在国际物流领域的应用。通过加强与四周的国家的物流合作,构建区域物流网络,提高物流服务的辐射范围与影响力。新加坡的港口通过使用先进的物流信息技术,实现了货物的快速通关和高效转运,为实物互联网的发展提供了良好的实践基础。

  一些发展中国家也开始认识到实物互联网的潜力,逐步加大对物流基础设施建设和技术创新的投入。印度通过改善物流基础设施,提高物流信息化水平,为实物互联网的发展创造条件。印度政府推出了一系列政策措施,鼓励企业投资物流基础设施建设,加强物流园区和配送中心的规划与建设。同时,印度也在积极推动物流技术的创新应用,提高物流运作效率和服务质量。

  不同国家在发展实物互联网方面呈现出各自的特点。美国凭借强大的科研实力和企业创造新兴事物的能力,在研发技术和应用方面处于领头羊;欧盟注重整体规划和政策引导,通过联盟组织推动各国之间的合作与协同发展;日本则强调路线图的可操作性和企业间的合作,以解决实际物流问题为出发点。

  各国的发展经验为中国提供了诸多启示。中国应加强政策引导和支持,制定适合国情的实物互联网发展的策略和规划,明确发展目标和重点任务。加大对物流技术研发的投入,鼓励高校、科研机构与企业组织产学研合作,突破关键技术瓶颈,提高实物互联网的技术水平。要注重物流标准体系的建设,推动物流设施设备、信息接口等的标准化,提高物流系统的兼容性和协同性。加强国际合作与交流,热情参加全球实物互联网标准的制定,学习借鉴其他几个国家的先进经验和技术,推动中国实物互联网的国际化发展。

  互联网是建立在标准化基础上的创新,实物互联网借鉴互联网的信息传输模式与机理,对应于传输数据流的信息互联网,实物互联网核心也在于货物单元化标准化、物流实体网络系统接口标准化,物流全链路货物流动的流的标准化、打通智慧物流孤岛效应的实物互联网超链接标准化,以及在这些标准化基础上的智慧物流创新。

  2013年11月,习来在山东临沂金兰物流基地考察时指出,物流业一头连着生产、一头连着消费,在市场经济中的地位越来越凸显。要加快物流标准化信息化建设,提高流通效率,推动物流业健康发展。习关于物流的论述,恰恰符合实物互联网的本质,实物互联网就是标准化的创新,是物的标准化和流的标准化基础上,通过信息化建设实现虚实融合,建立的智慧化高效协同超链接的智能化物联网。可以说,习指示,指明了实物互联网在中国的落地发展的根本路径。

  十多年来,商务部联合国家各个部委,陆续推进了中国物流标准化行动计划、供应链体系建设试点示范、以托盘标准化为抓手推进单元化物流等重要物流工程,为中国实物互联网发展架设了桥梁与道路;在此基础上,商务部大力推进商贸物流高水平质量的发展,开展现代商贸流通体系建设,推动智慧物流创新,这些工作很多内容都是推动实物互联网在中国创新发展的基础,其中很多内容也与推动实物互联网创新发展直接相关。具体如下:

  物的单元标准化,打通物流全链路系统接口,为实物互联网创新发展打下坚实基础。在商务部开展的商贸物流标准化行动计划中,明确了以托盘标准化为抓手,在此基础上确定物流基础载具的标准规格、模数等,推动物流全链路各个物流系统物流装载单元保准统一。

  大家知道,托盘标准是实体物流网络最基础的核心标准,它是PI跨系统接口,是物流超链接的核心单元。把托盘作为信息单元、计量单元、交接单元、数据单元、追踪单元、装载单元等,围绕托盘单元建立物流包装单元、货物周转箱单元、集装箱单元、卡车车厢单元、仓储储存单元、分拣输送单元、搬运装载单元的全系列标准协同,是推动实物互联网落地的根本路径,世界各国建设实物互联网,也是从实物物流包装单元起步的。

  商务部联合了很多部委,通过商贸物流标准化行动计划,供应链体系建设试点示范,在此基础上国家启动资金补贴推动试点示范城市与企业,大幅度提升了企业物流标准化发展,推动了物流单元化标准的应用水平。此外,商务部还在此基础上联合九部委发布文件,以托盘标准化为抓手推动单元化物流发展,为实物互联网落地实施创造了良好的环境。

  中国大力推进的托盘标准规格是1000mmX1200mm,这个规格标准是世界最主流托盘规格,它既可以与全球通用产品包装模数600X400mm协同,犹豫海运集装箱国际标准协同,海域全球最主流的物流周转箱标准模数一致,是能成为全球实物互联网的底层标准,也是世界实物互联网的发展路径。

  在物的标准化基础上,大力推进流的标准化,建立统一的物流流程接口标准,确保物流各环节之间信息流畅通、操作协同,是实物互联网实现相互连通超链接的重要措施。实现从货物的收、集、寄、分、拨、转、运、接、散、派等全流程的标准化运作 ,提高物流系统整体效率,需要大力推进流的标准化,这是商务部大力推进商贸物流标准化行动计划的重要内容。在这方面商务部总结归纳了很多企业创新,如:免验货交接、三次不倒筐、电子商务电子面单国家标准英语、托盘全链条循环共用等等,尤其是电子商务的电子面单标准,相当于互联网超链接的基础标准,可以在确保五六个系统间信息安全基础上,实现物流全流程一切数据流程化,一切流程数据化,成为虚实融合高效协同的实物互联网大系统。这也是对世界发展实物互联网的巨大贡献。

  链的标准化,即实物的供应链网络的标准化,对供应链的所有的环节进行规范与整合,是形成真正实物互联网的重要举措。链的标准化包括供应商管理、生产计划、库存管理、物流配送等,实现供应链的标准化运营,增强供应链的稳定性与竞争力 。商务部在大力推进供应链体系建设试点示范中,聚焦一个体系,实物互联网的供应链体系;提升量和实力:重点提升实体物流硬实力和供应链管理软实力;物、流、链三层标准递进;实现商贸物流网络标准化、智慧化、协同化、绿色化四化;这也是中国实物互联网发展的现实路径。

  十多年来,在上述工作基础上,商务部总结归纳了来自实践第一线的推进物流标准化五大成功模式和十个成功经验,这应该是推进实物互联网发展创新的重要成果,也是中国对推进全球实物互联网发展创新的重要贡献。

  实物互联网的中国发展,除了上述国家层面的全方面推进以外,还得到了中国仓储与配送协会、上海市闵行区政府、上海虹桥国际中央商务区管理委员会、马桥镇人民政府、马桥人工智能实验区等多方的扶持 。这些组织和政府部门通过政策支持、资源协调、平台搭建等方式,为实物互联网的研究、试点与推广创造了良好的环境。

  王继祥:王继祥是中国实物互联网早期主要研究和落地推进者之一,2014年初在他就在《物流技术与应用》杂志发表了《物流4.0:中国物流互联网时代大幕开启》论文,在文章中正式提出就是实物互联网,在这篇文章中王继祥指出物流互联网借助互联网的技术架构基础原理,集成物联网、云计算、大数据技术,应用于现代物流实体物理网络,实现互联网向物流实体网络延伸,创建现代智慧物流的技术体系框架的设想。此后,针对实物互联网他也发表了系列研究文章,参与了实物互联网的系列讨论,在众多研讨会发表了关于实物互联网的系列演讲。

  更重要的是,王继祥教授并不止步于理论探讨,他还亲身推动并全面参与了商务部推进商贸物流标准化行动计划,参与了供应链体系建设的试点示范等工作,在实践中全面推动实物互联网落地。王继祥认为单元化物流的标准体系相当于互联网的TCP/IP标准体系,推动实物互联网创新绕不过托盘标准化 。在此基础上大力推进物的单元标准化,流的链路标准化和链的超链接标准化等是中国乃至世界实物互联网发展的必经之路。

  田民博士:田民博士最早引进实物互联网理念,将国际先进的实物互联网研究成果和实践经验引入中国,促进了国内对实物互联网的了解与关注 。他推动了实物互联网在中国的学术研究与产业对接,为后续的研究与实践奠定了基础。

  马宏先生:马宏先生作为实物互联网投资人和推进者,积极投入资金支持实物互联网相关项目的研发与试点应用 。他参与产业实践,推动实物网络技术在物流公司中的应用,促进了实物互联网从理论到实践的转化,助力企业提升物流效率与竞争力。

  刘世宏秘书长:刘世宏作为中国实物互联网联盟秘书长,积极组织行业力量,推动实物互联网联盟的建设与发展 。他参与制定行业发展规划,促进企业、科研机构等之间的合作与交流,搭建产学研用合作平台,推动实物网络技术创新与应用推广。

  全球各国物流发展水平和标准体系差异较大,要实现实物互联网所需的全球统一标准,包括物的单元、流传输接口、供应链等标准,面临诸多利益协调与技术难题,如不同国家托盘标准不同,难以短期内统一 ,阻碍了实物互联网全球网络的构建。

  实物互联网涉及实体货物的流通,每个实物都有产权归属和市场属性,不同所有者之间有竞争,这带来了安全与保密问题 。如何在保障实物各自主体安全性的同时,实现实物互联网全链路的超链接与相互连通,是要解决的关键问题。

  要实现实物互联网,需要对现有的物流基础设施进行大规模改造升级,如物流节点的智能化改造、物流设备的更新等 ,这需要大量的资产金额的投入,对于许多企业和地区来说是巨大的负担。

  实物互联网的发展需要云计算、物联网、人工智能等多种技术的协同创新,但目前各技术之间的融合应用还存在不足,技术创新成果在实际物流场景中的应用推广也面临挑战 ,影响了实物互联网的发展进程。

  积极参与全球实物互联网标准制定,结合中国真实的情况,提出中国的标准建议与方案 。推动国内物流标准的统一与优化,以托盘标准化为核心,逐步实现物的单元、流传输接口、供应链等全流程的标准化,为实物互联网发展奠定基础。

  政府和企业加大对实物互联网有关技术研发的投入,鼓励高校、科研机构与企业组织产学研合作 ,突破关键技术瓶颈,如智能物流设备研发、物流信息安全技术、物流大数据分析与应用等,推动技术创新成果在物流领域的转化与应用。

  制定物流基础设施智能化升级规划,带领企业对物流园区、配送中心、仓储设施等进行智能化改造 ,引入自动化、智能化设备,建设智能物流信息平台,提高物流设施的运作效率和信息化水平,适应实物互联网发展需求。

  支持和培育实物互联网相关企业的发展,形成涵盖设备制造、技术服务、物流运营等多个环节的产业生态 。鼓励企业组织商业模式创新,探索实物互联网在不一样的行业的应用场景,如电商物流、制造业物流等,促进产业协同发展。

  在高校和职业教育中设置相关专业和课程,培养实物互联网领域的专业人才 ,包括物流管理、信息技术、标准化等方面的复合型人才。同时,加强企业员工素质培训,提高从业人员对实物互联网的认识与应用能力。

  实物互联网作为未来物流发展的重要方向,具有巨大的发展的潜在能力与变革力量。全球各国都在积极探索实物互联网的发展路径,中国在实物互联网的研究与实践方面也取得了一定进展,实物互联网联盟大楼的启用更是一个重要的里程碑。然而,全球实物互联网发展仍面临诸多困难与挑战,需要各国一起努力,加强合作,在标准统一、技术创新、基础设施建设等方面协同推进。中国应抓住机遇,充分的发挥自身优势,通过加强标准体系建设、加大研发技术投入、推进基础设施智能化升级、培育产业生态和加强人才教育培训等措施,加快实物互联网的发展步伐,提升中国物流行业的竞争力,为全球实物互联网的发展做出贡献,推动全球物流与供应链的变革与升级,实现经济的可持续发展。