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物流硬件时代即将来临,物流装备企业如何应对?

2018-12-12 11:11
来源: 亿欧网

随着现代物流进入智慧时代,就像人类的进化主要是智慧进化一样,未来物流装备技术发展也将重点体现在智慧的进化上。根据判断,从智慧物流思维体系角度看,目前已经进入数字化时代,正在向程控化(软件程序主导物流系统)的方向进化,程控化的特点就是软件可以对硬件起到主导和定义的作用,并且可以快速的迭代升级。从今年上海CeMAT展会上已经看出软件定义物流硬件的发展趋势,当软件定义物流硬件时代来临的时候,物流装备企业准备好了吗?

一、物流硬件技术即将面临重大变革

近年来,智慧物流获得了快速发展,从智慧物流执行系统来看,物流技术装备正全面向智能化方向进化。2018年年11月上海举办的CeMAT亚洲国际物流技术与运输系统展览会上,物流自动化设备展台最多,智慧物流是最大的亮点。甚至个人感觉物流机器人市场已经出现过热,资本过度介入已出现泡沫化趋势。

我在最近演讲中有一个基本判断,就是中国智慧物流的思维系统已经进入了数字化阶段,正在向程控化阶段进化,未来是全面智慧化。当智慧物流思维系统向程控化阶段发展的时候,物流技术装备硬件系统就必然呈现思维与执行的融合,向智能硬件进化,其中智慧物流思维系统将逐步成为硬件系统的大脑,成为硬件系统的控制中枢,成为硬件系统进化与升级的主导。

我们知道,人类进入智慧化阶段后,最主要的进化就是我们的大脑软件系统进化了。几千年来,我们的手与脚的执行系统几乎没有多大进化,甚至还有一定的退化,但是我们的大脑却飞速进化,成为我们人的主导系统,可以讲:人类的大脑系统才是人的本质,决定了你是你,我是我,而不是人类的躯体决定的。

从物流硬件角度看,物流机器人和各种自动化设备都是智慧物流体系中的执行系统,很多产品十几年前就已经出现,并在工业领域获得应用。多年来除了机器性能不断提高以外,基本功能也没有更多的颠覆性变革了。那么,当物理世界进入到智慧阶段,未来的主体进化路径是不是也会切换到“软件系统”,软件程序全面控制物流系统运作,进入到程控化阶段呢?

2018年年11月上海举办的CeMAT亚洲国际物流技术与运输系统展览会上,我们已经看到很多机器人系统的进化和技术亮点开始聚焦在导航系统进化、智能操控进化等方面了;很多输送分拣系统已经开始推动功能模块化、系统灵活组合,向更智能的柔性化方向发展了;从最近菜鸟、京东发布的无人仓与智能仓技术进展上看,柔性自动化也已经成为一个发展方向了,等等。种种迹象表明,我判断的软件定义物流硬件的时代即将来临,这将是物流技术装备业非常大的变革,会带来很多颠覆式的创新。

面对这一大变革的趋势,物流技术装备企业准备好了吗?

二、软件定义物流硬件的基本特征

软件定义物流硬件的基本特征是硬件资源虚拟化,管理过程可编程,硬件智能可升级,系统维护智慧化。硬件资源虚拟化的过程就是硬件资源数字化的过程,因此数字物流是软件定义物流硬件的基础;管理过程可编程就是硬件资源调度和控制软件化的过程;硬件智能可升级指的是硬件系统迭代进化可以通过实时升级软件来实现;系统维护智慧化是的是硬件系统可以根据场景需求自动通过程序调动资源,可以预测性维护系统,可以异地维护系统,可以异地升级系统,让硬件系统可以自我智慧升级。

关于物流系统数字化的一个精确地概括性描述是:一切流程数字化,一切数字流程化,也就是说首先要实现物流流程数字化描述,通过对物流流程数据提取、分析、优化,再引导流程实现数字化作业。

在物流硬件领域,我们按照物流作业功能模块,可以把物流硬件按照物流功能抽象成虚拟资源,在此基础上实现硬件资源虚拟化,通过编写系统应用程序,对虚拟的、模块化的物流硬件进行更开放、更灵活的智能管理调度,实现硬件智能化,硬件系统智慧化。这就是软件定义物流硬件发展路径。

软件定义硬件不仅仅是物流装备行业的一个趋势,在很多最早进入信息化与智能化的领域,软件定义硬件早已成为主流创新趋势,只不过我们司空见惯,日用而不知。

如:计算机实际上就是操作系统给了你一台软件定义的计算机,向下通过计算机硬件资源的虚拟化管理各种各样资源调度,向上通过管理功能编程提供各种计算机服务。此外,当我们的手机呈现电脑化趋势,变成智能手机后,也是一个最经典由软件定义的硬件产品了。在手机操作系统上安装一个导航软件就成为了导航仪,安装了计步软件成为了计步器,安装计算软件就成为计算器,安装一个照相软件就是照相机,通过管理功能的编程软件可以把手机定义成很多产品,并可以不断地系统升级。

当然,软件定义硬件还有很多经典例子和应用,我们物流装备行业如果向软件定义硬件方向发展,需要广泛借鉴其他领域软件定义硬件的创新模式,推动物流领域软件定义硬件的创新与应用。

三、软件定义物流硬件的基本原则

我认为推动软件定义物流硬件创新,一定要注意采用硬件层、控制层与数据层逻辑分层的原则(不是物理分离)。如果把控制软件与硬件融合,软件完全固化在硬件系统中,虽然也可以实现一些功能判断,但未来系统无法升级,物流硬件的大脑不能进化,将带来严重的方向错误。如果把数据层与硬件层或控制层融合,也同样会带来很多问题。只有实现了控制层、数据层与硬件层逻辑分层,控制层系统软件可以通过网络系统链接互联网,并可以对软件系统随时升级和迭代更新;数据层数据可以实时接收互联网数据,实施识别自动感知的流程数据,随时调动软件处理数据,这样的模式才是适合软件定义物流硬件的发展路径

1、硬件层:物流硬件虚拟化:在硬件层作业设施设备主要包括:仓储设施、仓储设备、货运装备、搬运设备等;按照单元化思想,物流设施设备资源的虚拟化是通过定义物流作业的标准功能模块来实现的。

随着智慧物流发展,自动化与无人化等智能物流设备的硬件资源虚拟化更有意义。我们可以把机器人、无人机等独立的终端设备按照现代最新的“智能物件”技术理念,定义为单元级智慧物流功能模块,把由各类单元级智慧物流模块编程组合的系统定义为系统级智慧物流模组,把网络化和平台化的智慧物流大系统定义为平台型智慧物流系统。

2、控制层:管理功能可编程:在控制层需要全面推动物流流程标准化和物流服务标准化,需要把物流知识和作业流程软件化,实现管理功能可编程,对物流设施设备作业功能进行模组化编程和智能控制。控制层的可编程需要推动大数据应用,实现一切流程数据化,一起数据流程化。在编程过程中要全面应用人工智能的最新成果,需要借鉴各类适合于物流行业分析的数学模型研究成果,根据物流作业实际落地应用。

3、数据层:一切流程数字化,一切数据流程化:把物流硬件资源虚拟化的数学模型可以采用现代数字孪生技术,即以数字化方式为物理对象创建的虚拟模型,来模拟其在现实环境中的行为。通过搭建整合物流作业流程中数字孪生物流系统,能实现从取货、集货、入库、库存管理、分拣、出库、配送的全过程数字化,将物流模式创新、物流效率提升和智慧物流体系建设提升至一个新的高度。此外,数据系统开放,实时写入预处理感知数据,依据状态感知,进行实时分析与科学决策,为智慧物流系统精准执行打下基础。

4、执行层:万物互联,硬件觉醒:执行层首先需要实现万物互联,把控制层的软件运行产生的智慧决策实时传导到设施设备功能模块,激发作业设施设备和作业对象等硬件资源的智慧觉醒,经过软件的控制与赋能,对各类物流作业场景与应用环境实现智慧化管控,并推动物流网络的天网与地网融合,实现全网运作的智慧化。

四、软件定义物流硬件的进化方向

我认并首先要分析哪些物流装备最适合向软件定义硬件方向发展,并不是所有的物流产品都必须成为智能硬件的独立单元。如托盘、货架可以组成物流智能系统,但至少目前看这些产品还不具备成为物流智能硬件的独立单元。但无人叉车、搬运机器人、配送机器人、无人卡车、物流输送分拣设备等均是单元级的软件定义物流硬件的最主要创新方向;智能仓储系统与配送中心是系统级的软件定义物流硬件创新方向;物流仓储设施网络、云仓资源系统均可以成为软件定义物流设施的创新方向。

从综合角度看,软件定义的物流硬件可以分为单元级、系统级和平台级。

通过软件定义的单元级物流硬件。单元级物流硬件应该是具有不可分割性的智能物流硬件最小单元。可以是一个部件或一个产品;通过“一硬(硬件)”和“一软(软件)”构成“感知-分析-决策-执行”的数据闭环,具备了可感知、可计算、可交互、可延展、自决策功能的物流硬件。如:AGV、物流机器人、配送机器人、无人叉车等。

通过软件定义的系统级物流硬件系统,是“一硬、一软、一网”有机组合。是多个最小单元的物流智能硬件,通过网络实现更大范围、更宽领域的数据自动流动,实现了多个单元级物流硬件的互联、互通和互操作。系统级物流硬件基于多个单元级物流硬件的状态感知、信息交互、实时分析,实现了局部自组织、自配置、自决策、自优化。如:由机器人、AGV小车、传送带等构成的智能物流系统是系统级智慧物流系统;

通过软件定义的平台级智慧物流系统,是多个系统级智能硬件集成系统的有机组合,涵盖了“一硬、一软、一网、一平台”四大要素,通过大数据平台,实现了跨系统、跨平台的互联、互通和互操作,在全局范围内实现信息全面感知、深度分析、科学决策和精准执行。菜鸟智慧物流系统、京东智慧物流系统具备了初级智能的平台级智慧物流系统。

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