数字孪生将如何重塑卡车运输行业

对于卡车运输行业来说，运营成本已经成了2024年最紧迫的问题，甚至比司机短缺和司机保留问题更为紧迫，这是因为尽管需求下降，费率暴跌，但自2022年以来成本一直在大幅上升。

据美国运输研究所（ATRI）的报告显示，过去两年，包括柴油价格、保险费、司机费率以及拖车和卡车费用在内的所有成本要素都在增加。2022年，运营成本首次超过每英里2.00美元。这一趋势在2023年继续，运营一辆卡车的总边际成本上升至每英里2.27美元，创下新的历史新高。与此同时，干货集装箱的平均现货价格为每英里2.02美元，这意味着卡车运输公司以现货价格运输干货集装箱每英里要损失0.25美元。

这些高成本给卡车运输公司的运营带来了沉重的负担，过去两年中，对财务可持续性提出了挑战，导致2023年约有8000名经纪人和88000家卡车运输公司停止运营，其中包括一些知名公司例如Yellow和Convoy，以及成立了数十年的企业例如Matheson Trucking和Arnold Transportation Services。

卡车运输公司比以往任何时候都更需要提高资产利用效率并降低运营成本。那么，卡车运输公司该怎么做呢？技术就是答案！鉴于这个问题的性质，技术主导的创新对于确保企业能够通过高效运营平衡不断上升的成本来说至关重要。

一项可以解决卡车运输行业许多问题的技术就是数字孪生。数字孪生是真实系统的虚拟模型，可以模拟真实系统的物理状态和行为。随着物理系统状态的变化，数字孪生也会跟上现实世界的变化，提供基于数字模型的预测和决策能力。

DHL公司在2023年发布的白皮书中指出，由于物联网、云计算、人工智能、高级软件工程范式和虚拟现实等技术的成熟，数字孪生也已经发展成熟，可以应用于包括运输在内的多个领域。我们同意这一评估结果，并认为，数字孪生对于从根本上改善车队规划和调度流程至关重要。

自动化的必要性

除了实现采购效率外，卡车运输企业还可以通过专注于关键运营杠杆来降低成本，例如最大限度地减少空载、减少驾驶员停留时间、以及最大限度地提高驾驶员和资产利用率。

但是，手动的规划和调度方法无法最佳地平衡这些杠杆以实现效率和成本控制。即使规划人员非常努力、企业极力改进流程，优化车队规划也不是人类可以常规解决的问题。规划是一项计算密集型活动。为了实现车队级效率，规划人员必须实时考虑卡车与负载所有可能的组合，解决许多运营约束问题，例如驾驶员的服务时间、客户窗口和驾驶员回家时间等。如果再加上现实世界条件的动态因素，例如卡车被困在交通阻塞中或发生故障或订单延迟，这些计算会变得更加复杂。这不是人类最擅长的任务！对于这类任务来说，技术占了上风。

当一家企业打造了卡车运输网络的数字孪生时，就会得到一个实时模型，模型会考虑卡车位置、驾驶员的服务时间、正在执行和计划中的负载。然后，规划人员可以使用这个数字模型来评估可能的决策，选择那些可以提高资产利用率、提高客户和驾驶员满意度并降低成本的决策。

例如，网络的数字孪生可以提供对网络状态的重要洞察和分析，包括延迟提货和交货、未分配的负载和需要分配的卡车等例外情况。在考虑业务规则的AI的支持下，数字孪生可以让企业通过找到最有效的负载分配并实时动态调整，以适应交通模式和天气的变化、客户延误、卡车问题等来优化车队绩效。

借助数字孪生，承运商可以优化资产、司机和货物的匹配。通常，对这项创新技术的投资会使每辆卡车的生产里程增加20%多，同时提高司机的工资并显著减少司机流失。司机按行驶里程获得报酬，因此当他们行驶时间更长的时候，就能赚更多的钱。

其他好处

数字孪生还可以解决空载问题，这是导致驾驶员不满和成本效率低下的另一个原因。平均而言，长途驾驶的驾驶员有17%-20%的路程是空载行驶的。企业使用数字孪生可以搜索多个货运来源，找到与空载行程完美匹配的货物，而不会影响下游承诺。这些额外的收入里程将帮助驾驶员最大限度地提高在路上的收入，帮助承运人最大限度地提高资产利用率和盈利能力。

传统的手动调度规划模型正变得越来越过时——每个规划师和车队经理要负责监督30到40辆车。承运人试图通过将车队划分为多个可管理的部分来解决这个问题，导致跨车队效率低下。这样的系统是不可扩展的。数字孪生则可以充当中小型车队的均衡工具，使承运人能够在固定的路线和网络之外进行投资以扩展业务，而以前他们出于担心额外的物流复杂性不得不运行这些路线和网络。

数字孪生还可以为组织提供发现和解决效率低下问题所需的透明度和可视性。成功的承运商将利用数字孪生技术，从运营遇到的障碍中吸取教训。虽然这种可视性本身是有益的，但也为实现无缝数字化运营迈出了第一步。“数字革命”是运输行业大会上经常听到的流行词。然而，没有太多组织致力于将自己的运营数字化，超越可视性阶段。最终目标应该是使用决策支持系统来自动化系统的关键元素，从而将规划人员从日常的死板任务中解放出来，专注于只有人类才能解决的问题。

最后，采用数字孪生还可以帮助卡车运输企业朝着打造更绿色供应链的趋势努力。由于采用数字孪生的卡车运输企业拥有更少的空载和更短的停留时间，因此对于那些寻求更高效的运营以满足环境、社会和治理（ESG）目标的托运人来说，是更具吸引力的。

未来已来

需要注意的是，这里提到的好处并不是未来的梦想，数字孪生技术已经存在了。事实上，选择数字孪生似乎有点难，因为市场上有众多的选择。首先，组织必须确保他们选择的数字孪生与自己的运营目标和范围是一致的。

此外，理想的数字孪生应该：

• 近乎实时地运行。数字孪生应该能够随着网络的变化而频繁更新。
• 能够考虑特定的客户交付要求，以及资产和运营商特定的约束。
• 计算效率高、全面，因为数字孪生可以在几毫秒内考虑数千种排列。数字孪将能够动态地重新优化整个车队的多日路线计划。

在实施数字孪生之前，承运商需要确保他们已经建立了强大的数据管理流程。电子记录设备（ELD）、客户招标、账单、发货等已经让承运商被大量数据所淹没。然而，很多承运商的运营都是手动的，会导致数据质量不佳。承运商需要在数据管理方法上投资以提高数据质量，支持高保真数字孪生的生成和使用。否则，数字孪生将无法代表现实，企业将面临“垃圾进，垃圾出”的问题。

重塑和转型

数据管理至关重要，但通过调度运营进行变革管理通常是一项艰巨的任务。事实上，承运商在进行数字化转型时面临的最大障碍，就是缺乏变革的意愿，而不是技术本身。许多承运商仍然使用过时的规划方法。规划人员习惯于根据陈旧的业务规则和部落知识进行运营，他们可能会对技术持谨慎态度并抵制变革。虽然每个卡车运输网络都是独一无二的复杂网络，但打造数字孪生可以模拟特定调度操作的复杂性并为网络带来价值。同时，也需要花费大量的时间和资源进行变更管理。否则，即使卡车运输企业可能投资了尖端技术，也无法充分利用技术所能提供的附加价值。

随着卡车运输行业经历当前的货运周期，重要的是，意识到变化是不可避免的。承运商需要重塑自己的运营方式并投资于技术，以度过未来货运周期的萧条和繁荣。最近的全球事件表明，全球运输网络可能以多种方式受到干扰，而且这种波动性将持续存在。数字孪生可以为企业提供可视性，以应对此类变化。但最重要的是，使用数字孪生推动决策，可以让客户和司机感到满意，帮助承运商在当前时期保持领先地位。