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算法技术与物流正在影响现代生活……

文章来源:天际留学学校网时间:2023-03-15我要收藏

 经历了学生时代令人抓耳挠腮的数学考试,再被“狡猾的”算法无情哄骗以后,你我或多或少都有过这样的疑惑。

 
然而在巴斯的学者眼中,对数学与算法的创意应用,能决定它究竟是“善良”,还是“冰冷”。通过一个叫做“SWALOS”的仓储与物流研究中心,巴斯大学的学者们——

改进了癌症化疗的分配方式,为患者免去了80%之多的等待时间;
研究全球疫情期间爆发出的供应链环节问题,试着推广最新物流技术的实地使用;
了解飞机延误事件中没被注意到的更大诱因,寻找更高效和精准的疫苗运输路径……
 
 
 
在你我看得到和看不到的方面,数学计算和算法在默默地影响现代的生活。巴斯大学的学者们,则正在致力于将其积极影响的一面放到最大。
 
SWALOS
 
SWALOS是巴斯大学智慧仓储与物流系统中心(The Centre for Smart Warehousing and Logistics Systems)的简称,主要由学者组成并共同研究如何利用我们现有的知识与科研资源,为行业、政策制定者与社会大众解决实际问题。
 
 
01
算法与癌症化疗,如何联系到一起?

 
化疗是目前最普遍的延缓癌细胞扩散的治疗方式,虽然行之有效,但患者通常要经历异常难捱的身体反应,有时还要面对过长的等待时间。
 
SWALOS正在进行的研究,能最小化癌症化疗病人的治疗等待时间。
 
 
“化疗的诊疗室,通常资源极度有限,并且日程非常紧张。对化疗室治疗档期的设计,决定了能否最有效地利用资源。在土耳其一所大学里的化疗室里,我们看到他们仍在用模模糊糊的惯例来给病人预约就诊的时间。”
 
——DrMelih Celik,巴斯大学管理学院副教授
 

 
想要改善这个问题,我们需要考虑医院和病人双方的满意度。站在医院的角度,需要保证医护人员有平衡的工作与休息时间,但也同时希望能保持较高的出诊率、缩短等待时间,以获得更高的病人满意度。
 
根据Dr Melih Celik,想要在公共资源的排兵布阵上获得最佳结果,需要建立复杂的数学模型,运算时间也会很长。因此,在总是需要快速进行治疗决策的医院环境里,这类算法还没有被使用。
 
研究了200多个癌症病患的治疗后,他们发现,每次“治疗实际所用的时长”与“预约时医护人员估算的时长”之间,有着明显的差距。例如,有39位患者的预计注射时长为150分钟,然而最终实际治疗的时长在61-196分钟内不等。他们也发现,现行的分配方式,对实际所需的治疗时间有不同程度的低估和高估。
 
积少成多,一些病患可能早早到达,却要忍受漫长的等待时间;原本可以被高效利用的医疗设备,可能因为前一位病人提前结束治疗而闲置,医护人员也随之被迫加班。
 
Dr Melih Celik和他的团队共同开发的简便算法,让医院能够在几分钟之内计算出每位患者最佳的治疗档期,尽量缩小预估与实际之间的误差。经过实践证明,他们的算法为化疗患者节省了80%的等待时间,为护士减少了30%的加班时间,并将器械使用率提升了5%。
 

 
02
算法与航班延误,寻找深层原因

 
由于前序航班延迟,由于机场流量过大,由于交通管制……你乘坐的航班延误了。”
 
经常坐飞机出行的大家,可能已经习惯了飞机延误的场景。但除了极端天气、意外事件等不可抗力的原因,你有没有想过所谓的“前序延迟”、“流量过大”等原因的根源可能是什么?
 
巴斯大学Dr Giannikas与波音公司、剑桥大学的一项合作研究表明,对于机场,尤其是枢纽机场(hub-and-spoke airport)来说,旅客连接是航班延误中一个至关重要的原因。
 
他们的研究方法由数据主导,主要分为两个步骤:模拟航线的排布网络,然后提取出航班延误传导的模式与深层诱因。

因此,如果改善旅客连接的部分,例如旅客引导和行李追踪的环节,就能有效减少延误的进一步扩大。
 
“我们数据主导的研究方法,使用了多层次的航班排布网络,意味着能将飞机、机组人员、乘客都纳入分析。这样,我们能更全面地去理解航空延误,不再是像以前那样只看航班方面的数据。

结果表明,如果只看飞机而不管乘客和机组人员,而研究和避免延误的扩大,几乎是不可能的。” 

——Dr Vaggelis Giannikas,巴斯大学管理学院副教授


 
03
算法与物流,将研究进展落向地面

 
2022年2月之前的两年内,美国的消费者大概一共看了6000万条“out-of-stock(缺货)”的消息。全球疫情以前,可能每翻200页才会看到一条缺货信息,后来每59页就会有一条。
——Adobe
 
我们正在经历的全球供应链瓶颈,是从一些元部件开始的。在所有的物品短缺里,目前最严重的一定是芯片。就像过去两年的生活里其他不方便的事情一样,Covid-19是物品短缺的最大原因,并且还在不断延长。
——Graham Scott
捷普科技(Jabil Inc)全球采购副总裁
 
 
 
如果大家还记得全球疫情期间“大堵车”的海峡、周转不灵的大型港口、无限期暂停的物流和快递,那么你可能已经感受到,行业技术再次亟待更新的时刻已经来临。
 
SWALOS已经与大型物联网公司Logidot合作开发新技术,利用数学与算法的最新研究,开发出更快、更科学的仓储与供应链管理模式,以应对新冠疫情带来的物流压力。
 

“如何用最前沿的学术专业知识,解决实际的行业问题?我们的合作就是一个很好的例子,这样的结合能同时让行业和学者受惠,因为不仅可以加强从业者的创意深度,也可以让研究者接触到实践领域才会遇到的问题。”

——DrNiccolò Corsini,Logidot公司创始人兼CEO
 
 
具体来讲,SWALOS团队负责这项技术的算法和模型,Logidot则进一步将它用于追踪分拣员、叉车、手持扫描器等仓储内的主要硬件环节。
 
这项技术将为传统的仓储设置节省成本,并帮助都市里新兴起的小型仓储,以及遍布英国的“幕后商场”(dark stores,指仅为拣货员开放、专门为线上订单备货的仓储式商场)更好地运营。

这类小型空间能够大大提升线上订单的配送速度,但通常都配置不足,无法应对大量涌入的订单和供应链变动。
 
这类问题的解决方法,就是基于 Logidot 的室内/室外跟踪技术,持续监控物料搬运车辆(叉车)、设备(条形码扫描机)和拣货员在仓库中的位置移动。为了便于安装、降低维护成本,SWALOS与Logidot的合作项目已经开发出极低功耗的无线硬件,同时还开发了创新的动态路由算法。
 


我认为巴斯大学在这个领域表现得非常出色,因为我们总是在关注真实的世界。我们不是在研究什么抽象的、理论上的解决办法,我们是在解决问题,并且保证研究成果有真正被采纳。

——Dr Giannikas

_
 
除了以上这些方面,我们正在研发的其他算法技术,还能为NHS分配疫苗提供精准性、公平性更强的参考,能在真实世界的更多方面,带去积极的改变。
 

如果你对数学和相关研究感兴趣,或是想利用算法打造一个更好的世界,巴斯大学希望与你并肩同行。

 
相关课程
 
Operations, Logistics and Supply Chain Management MSc, 1 year
运营,物流与供应链管理硕士,1年
 
Innovation and Technology Management MSc, 1 year
创新与科技管理硕士,1年
 
International Management BSc (Hons), 4 years
国际管理学本科,4年(含1年海外交换学习或实习)

 
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