最近菜鳥、京東發(fā)布的無人倉與智能倉技術(shù)進展上看，柔性自動化也已經(jīng)成為一個發(fā)展方向了。種種跡象表明，軟件定義物流硬件的時代即將來臨，這將是物流技術(shù)裝備業(yè)非常大的變革，會帶來很多顛覆式的創(chuàng)新。

圖片來自“東方IC”

隨著現(xiàn)代物流進入智慧時代，就像人類的進化主要是智慧進化一樣，未來物流裝備技術(shù)發(fā)展也將重點體現(xiàn)在智慧的進化上。根據(jù)判斷，從智慧物流思維體系角度看，目前已經(jīng)進入數(shù)字化時代，正在向程控化（軟件程序主導(dǎo)物流系統(tǒng)）的方向進化，程控化的特點就是軟件可以對硬件起到主導(dǎo)和定義的作用，并且可以快速的迭代升級。從今年上海CeMAT展會上已經(jīng)看出軟件定義物流硬件的發(fā)展趨勢，當(dāng)軟件定義物流硬件時代來臨的時候，物流裝備企業(yè)準(zhǔn)備好了嗎？

一、物流硬件技術(shù)即將面臨重大變革

近年來，智慧物流獲得了快速發(fā)展，從智慧物流執(zhí)行系統(tǒng)來看，物流技術(shù)裝備正全面向智能化方向進化。2018年年11月上海舉辦的CeMAT亞洲國際物流技術(shù)與運輸系統(tǒng)展覽會上，物流自動化設(shè)備展臺最多，智慧物流是最大的亮點。甚至個人感覺物流機器人市場已經(jīng)出現(xiàn)過熱，資本過度介入已出現(xiàn)泡沫化趨勢。

我在最近演講中有一個基本判斷，就是中國智慧物流的思維系統(tǒng)已經(jīng)進入了數(shù)字化階段，正在向程控化階段進化，未來是全面智慧化。當(dāng)智慧物流思維系統(tǒng)向程控化階段發(fā)展的時候，物流技術(shù)裝備硬件系統(tǒng)就必然呈現(xiàn)思維與執(zhí)行的融合，向智能硬件進化，其中智慧物流思維系統(tǒng)將逐步成為硬件系統(tǒng)的大腦，成為硬件系統(tǒng)的控制中樞，成為硬件系統(tǒng)進化與升級的主導(dǎo)。

我們知道，人類進入智慧化階段后，最主要的進化就是我們的大腦軟件系統(tǒng)進化了。幾千年來，我們的手與腳的執(zhí)行系統(tǒng)幾乎沒有多大進化，甚至還有一定的退化，但是我們的大腦卻飛速進化，成為我們?nèi)说闹鲗?dǎo)系統(tǒng)，可以講：人類的大腦系統(tǒng)才是人的本質(zhì)，決定了你是你，我是我，而不是人類的軀體決定的。

從物流硬件角度看，物流機器人和各種自動化設(shè)備都是智慧物流體系中的執(zhí)行系統(tǒng)，很多產(chǎn)品十幾年前就已經(jīng)出現(xiàn)，并在工業(yè)領(lǐng)域獲得應(yīng)用。多年來除了機器性能不斷提高以外，基本功能也沒有更多的顛覆性變革了。那么，當(dāng)物理世界進入到智慧階段，未來的主體進化路徑是不是也會切換到“軟件系統(tǒng)”，軟件程序全面控制物流系統(tǒng)運作，進入到程控化階段呢？

2018年年11月上海舉辦的CeMAT亞洲國際物流技術(shù)與運輸系統(tǒng)展覽會上，我們已經(jīng)看到很多機器人系統(tǒng)的進化和技術(shù)亮點開始聚焦在導(dǎo)航系統(tǒng)進化、智能操控進化等方面了；很多輸送分揀系統(tǒng)已經(jīng)開始推動功能模塊化、系統(tǒng)靈活組合，向更智能的柔性化方向發(fā)展了；從最近菜鳥、京東發(fā)布的無人倉與智能倉技術(shù)進展上看，柔性自動化也已經(jīng)成為一個發(fā)展方向了，等等。種種跡象表明，我判斷的軟件定義物流硬件的時代即將來臨，這將是物流技術(shù)裝備業(yè)非常大的變革，會帶來很多顛覆式的創(chuàng)新。

面對這一大變革的趨勢，物流技術(shù)裝備企業(yè)準(zhǔn)備好了嗎？

二、軟件定義物流硬件的基本特征

軟件定義物流硬件的基本特征是硬件資源虛擬化，管理過程可編程，硬件智能可升級，系統(tǒng)維護智慧化。硬件資源虛擬化的過程就是硬件資源數(shù)字化的過程，因此數(shù)字物流是軟件定義物流硬件的基礎(chǔ)；管理過程可編程就是硬件資源調(diào)度和控制軟件化的過程；硬件智能可升級指的是硬件系統(tǒng)迭代進化可以通過實時升級軟件來實現(xiàn)；系統(tǒng)維護智慧化是的是硬件系統(tǒng)可以根據(jù)場景需求自動通過程序調(diào)動資源，可以預(yù)測性維護系統(tǒng)，可以異地維護系統(tǒng)，可以異地升級系統(tǒng)，讓硬件系統(tǒng)可以自我智慧升級。

關(guān)于物流系統(tǒng)數(shù)字化的一個精確地概括性描述是：一切流程數(shù)字化，一切數(shù)字流程化，也就是說首先要實現(xiàn)物流流程數(shù)字化描述，通過對物流流程數(shù)據(jù)提取、分析、優(yōu)化，再引導(dǎo)流程實現(xiàn)數(shù)字化作業(yè)。

在物流硬件領(lǐng)域，我們按照物流作業(yè)功能模塊，可以把物流硬件按照物流功能抽象成虛擬資源，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)硬件資源虛擬化，通過編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，對虛擬的、模塊化的物流硬件進行更開放、更靈活的智能管理調(diào)度，實現(xiàn)硬件智能化，硬件系統(tǒng)智慧化。這就是軟件定義物流硬件發(fā)展路徑。

軟件定義硬件不僅僅是物流裝備行業(yè)的一個趨勢，在很多最早進入信息化與智能化的領(lǐng)域，軟件定義硬件早已成為主流創(chuàng)新趨勢，只不過我們司空見慣，日用而不知。

如：計算機實際上就是操作系統(tǒng)給了你一臺軟件定義的計算機，向下通過計算機硬件資源的虛擬化管理各種各樣資源調(diào)度，向上通過管理功能編程提供各種計算機服務(wù)。此外，當(dāng)我們的手機呈現(xiàn)電腦化趨勢，變成智能手機后，也是一個最經(jīng)典由軟件定義的硬件產(chǎn)品了。在手機操作系統(tǒng)上安裝一個導(dǎo)航軟件就成為了導(dǎo)航儀，安裝了計步軟件成為了計步器，安裝計算軟件就成為計算器，安裝一個照相軟件就是照相機，通過管理功能的編程軟件可以把手機定義成很多產(chǎn)品，并可以不斷地系統(tǒng)升級。

當(dāng)然，軟件定義硬件還有很多經(jīng)典例子和應(yīng)用，我們物流裝備行業(yè)如果向軟件定義硬件方向發(fā)展，需要廣泛借鑒其他領(lǐng)域軟件定義硬件的創(chuàng)新模式，推動物流領(lǐng)域軟件定義硬件的創(chuàng)新與應(yīng)用。

三、軟件定義物流硬件的基本原則

我認(rèn)為推動軟件定義物流硬件創(chuàng)新，一定要注意采用硬件層、控制層與數(shù)據(jù)層邏輯分層的原則（不是物理分離）。如果把控制軟件與硬件融合，軟件完全固化在硬件系統(tǒng)中，雖然也可以實現(xiàn)一些功能判斷，但未來系統(tǒng)無法升級，物流硬件的大腦不能進化，將帶來嚴(yán)重的方向錯誤。如果把數(shù)據(jù)層與硬件層或控制層融合，也同樣會帶來很多問題。只有實現(xiàn)了控制層、數(shù)據(jù)層與硬件層邏輯分層，控制層系統(tǒng)軟件可以通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)鏈接互聯(lián)網(wǎng)，并可以對軟件系統(tǒng)隨時升級和迭代更新；數(shù)據(jù)層數(shù)據(jù)可以實時接收互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，實施識別自動感知的流程數(shù)據(jù)，隨時調(diào)動軟件處理數(shù)據(jù)，這樣的模式才是適合軟件定義物流硬件的發(fā)展路徑

1、硬件層：物流硬件虛擬化：在硬件層作業(yè)設(shè)施設(shè)備主要包括：倉儲設(shè)施、倉儲設(shè)備、貨運裝備、搬運設(shè)備等；按照單元化思想，物流設(shè)施設(shè)備資源的虛擬化是通過定義物流作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)功能模塊來實現(xiàn)的。

隨著智慧物流發(fā)展，自動化與無人化等智能物流設(shè)備的硬件資源虛擬化更有意義。我們可以把機器人、無人機等獨立的終端設(shè)備按照現(xiàn)代最新的“智能物件”技術(shù)理念，定義為單元級智慧物流功能模塊，把由各類單元級智慧物流模塊編程組合的系統(tǒng)定義為系統(tǒng)級智慧物流模組，把網(wǎng)絡(luò)化和平臺化的智慧物流大系統(tǒng)定義為平臺型智慧物流系統(tǒng)。

2、控制層：管理功能可編程：在控制層需要全面推動物流流程標(biāo)準(zhǔn)化和物流服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化，需要把物流知識和作業(yè)流程軟件化，實現(xiàn)管理功能可編程，對物流設(shè)施設(shè)備作業(yè)功能進行模組化編程和智能控制?？刂茖拥目删幊绦枰苿哟髷?shù)據(jù)應(yīng)用，實現(xiàn)一切流程數(shù)據(jù)化，一起數(shù)據(jù)流程化。在編程過程中要全面應(yīng)用人工智能的最新成果，需要借鑒各類適合于物流行業(yè)分析的數(shù)學(xué)模型研究成果，根據(jù)物流作業(yè)實際落地應(yīng)用。

3、數(shù)據(jù)層：一切流程數(shù)字化，一切數(shù)據(jù)流程化：把物流硬件資源虛擬化的數(shù)學(xué)模型可以采用現(xiàn)代數(shù)字孿生技術(shù)，即以數(shù)字化方式為物理對象創(chuàng)建的虛擬模型，來模擬其在現(xiàn)實環(huán)境中的行為。通過搭建整合物流作業(yè)流程中數(shù)字孿生物流系統(tǒng)，能實現(xiàn)從取貨、集貨、入庫、庫存管理、分揀、出庫、配送的全過程數(shù)字化，將物流模式創(chuàng)新、物流效率提升和智慧物流體系建設(shè)提升至一個新的高度。此外，數(shù)據(jù)系統(tǒng)開放，實時寫入預(yù)處理感知數(shù)據(jù)，依據(jù)狀態(tài)感知，進行實時分析與科學(xué)決策，為智慧物流系統(tǒng)精準(zhǔn)執(zhí)行打下基礎(chǔ)。

4、執(zhí)行層：萬物互聯(lián)，硬件覺醒：執(zhí)行層首先需要實現(xiàn)萬物互聯(lián)，把控制層的軟件運行產(chǎn)生的智慧決策實時傳導(dǎo)到設(shè)施設(shè)備功能模塊，激發(fā)作業(yè)設(shè)施設(shè)備和作業(yè)對象等硬件資源的智慧覺醒，經(jīng)過軟件的控制與賦能，對各類物流作業(yè)場景與應(yīng)用環(huán)境實現(xiàn)智慧化管控，并推動物流網(wǎng)絡(luò)的天網(wǎng)與地網(wǎng)融合，實現(xiàn)全網(wǎng)運作的智慧化。

四、軟件定義物流硬件的進化方向

我認(rèn)并首先要分析哪些物流裝備最適合向軟件定義硬件方向發(fā)展，并不是所有的物流產(chǎn)品都必須成為智能硬件的獨立單元。如托盤、貨架可以組成物流智能系統(tǒng)，但至少目前看這些產(chǎn)品還不具備成為物流智能硬件的獨立單元。但無人叉車、搬運機器人、配送機器人、無人卡車、物流輸送分揀設(shè)備等均是單元級的軟件定義物流硬件的最主要創(chuàng)新方向；智能倉儲系統(tǒng)與配送中心是系統(tǒng)級的軟件定義物流硬件創(chuàng)新方向；物流倉儲設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、云倉資源系統(tǒng)均可以成為軟件定義物流設(shè)施的創(chuàng)新方向。

從綜合角度看，軟件定義的物流硬件可以分為單元級、系統(tǒng)級和平臺級。

通過軟件定義的單元級物流硬件。單元級物流硬件應(yīng)該是具有不可分割性的智能物流硬件最小單元?？梢允且粋€部件或一個產(chǎn)品；通過“一硬（硬件）”和“一軟（軟件）”構(gòu)成“感知-分析-決策-執(zhí)行”的數(shù)據(jù)閉環(huán)，具備了可感知、可計算、可交互、可延展、自決策功能的物流硬件。如：AGV、物流機器人、配送機器人、無人叉車等。

通過軟件定義的系統(tǒng)級物流硬件系統(tǒng)，是“一硬、一軟、一網(wǎng)”有機組合。是多個最小單元的物流智能硬件，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)更大范圍、更寬領(lǐng)域的數(shù)據(jù)自動流動，實現(xiàn)了多個單元級物流硬件的互聯(lián)、互通和互操作。系統(tǒng)級物流硬件基于多個單元級物流硬件的狀態(tài)感知、信息交互、實時分析，實現(xiàn)了局部自組織、自配置、自決策、自優(yōu)化。如：由機器人、AGV小車、傳送帶等構(gòu)成的智能物流系統(tǒng)是系統(tǒng)級智慧物流系統(tǒng)；

通過軟件定義的平臺級智慧物流系統(tǒng)，是多個系統(tǒng)級智能硬件集成系統(tǒng)的有機組合，涵蓋了“一硬、一軟、一網(wǎng)、一平臺”四大要素，通過大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了跨系統(tǒng)、跨平臺的互聯(lián)、互通和互操作，在全局范圍內(nèi)實現(xiàn)信息全面感知、深度分析、科學(xué)決策和精準(zhǔn)執(zhí)行。菜鳥智慧物流系統(tǒng)、京東智慧物流系統(tǒng)具備了初級智能的平臺級智慧物流系統(tǒng)。

五、軟件定義物流硬件的創(chuàng)新模式分析

1、軟件定義無人叉車

叉車AGV系統(tǒng)是符合軟件定義硬件的創(chuàng)新方向。在叉車上加載各種導(dǎo)引技術(shù)，構(gòu)建地圖算法，輔以避障安全技術(shù)，可以實現(xiàn)叉車的無人化作業(yè)。其中叉車導(dǎo)引系統(tǒng)、構(gòu)建地圖算法、安全避障系統(tǒng)、自動感知系統(tǒng)等是無人化叉車的技術(shù)進化主體，需要實現(xiàn)控制層、數(shù)據(jù)層、與硬件層的邏輯分層，可以實現(xiàn)相關(guān)軟件系統(tǒng)的迭代升級和不斷進化。

叉車智能化技術(shù)是將數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和自動化等先進技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)叉車，以提高駕駛安全、提高工作效率和降低保養(yǎng)維修費用等運營費用，實現(xiàn)更全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集和分析應(yīng)用，進而實現(xiàn)與其他物流設(shè)備、倉儲設(shè)備之間的互聯(lián)，從單一產(chǎn)品走向系統(tǒng)化應(yīng)用的智能硬件系統(tǒng)。

與傳統(tǒng)叉車相比，智能化和無人化叉車主要有四個方面的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢：一是叉車的感知技術(shù)，如車載超高頻RFID讀寫技術(shù)，與巷道標(biāo)簽、貨位標(biāo)簽、貨物標(biāo)簽有效識別感知，實現(xiàn)出入庫系統(tǒng)自動確認(rèn)。二是與信息系統(tǒng)調(diào)度指令的交互技術(shù)，最典型的是車載電腦和手持的應(yīng)用，大大提高物流效率。三是叉車的各類傳感器的應(yīng)用，如速度、重量、碰撞、溫度、油壓、電量等傳感技術(shù)，使得叉車總線控制數(shù)據(jù)更加豐富，配以系統(tǒng)安全預(yù)警，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)控。四是將智能化叉車的位置、任務(wù)、狀態(tài)、效率等信息匯集“工業(yè)車輛遠(yuǎn)程平臺”，進行大數(shù)據(jù)處理和輸出，實現(xiàn)叉車的遠(yuǎn)程運維和租賃運營。

作為獨立的智能單元的無人叉車，應(yīng)該具有操作系統(tǒng)和計算系統(tǒng)，有軟件運算的內(nèi)存和數(shù)據(jù)存儲空間，其智慧晉級方向是不斷升級控制系統(tǒng)軟件，優(yōu)化導(dǎo)航系統(tǒng)，升級調(diào)度和運作的算法，通過軟件升級不斷進化大腦系統(tǒng)。當(dāng)然，目前的智能叉車不僅僅需要軟件進化，更需要硬件的不斷進化。

作為智能單元的無人叉車，還應(yīng)該具有物聯(lián)網(wǎng)全面感知與硬件單元互聯(lián)與互操作功能，當(dāng)多臺無人叉車組建叉車車隊系統(tǒng)時，可以實現(xiàn)系統(tǒng)級的進化，形成叉車車隊智慧系統(tǒng)；此外，叉車還應(yīng)該可以與其他的物流智能硬件互聯(lián)互通與互操作。

在上海CeMAT亞洲國際物流技術(shù)與運輸系統(tǒng)展覽會上，林德等許多叉車企業(yè)展示了自己的叉車智能硬件系統(tǒng)。

2、軟件定義輸送分揀

通過軟件定義的理念，可以讓物流分揀更智慧，讓分揀機械更智能。先進的智能物流輸送分揀系統(tǒng)應(yīng)該是一個智慧化、相互高度協(xié)同的有機整體，它由許多個智能單元設(shè)備和智能零部件組成，在大數(shù)據(jù)分析和指導(dǎo)下，各個單元自主而協(xié)同地完成復(fù)雜任務(wù)。

軟件定義智能分揀系統(tǒng)，首先需要將分揀系統(tǒng)按功能模塊分類，設(shè)計智能分揀模塊和智能零部件。智能零部件要包含感知系統(tǒng)實現(xiàn)可感知，使每個包裹成為可感知的智能網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，實現(xiàn)自動識別物料、自動揀選物品，讓每件貨物沿著智能規(guī)劃后的路徑，找到工位上的操作人員。聰明的物流機器人就像貼心管家一樣，代替人工完成物流中心一系列繁瑣的揀選及搬運工序，高效省心。

根據(jù)我的了解，目前中國智能輸送分揀領(lǐng)域，蘇州金峰物聯(lián)網(wǎng)、華南新海等企業(yè)正在大力推進的智能分揀系統(tǒng)功能的模塊化分類、管理過程的可編程調(diào)度，向根據(jù)不同的場景隨時排列組合成滿足需求的智能分揀系統(tǒng)方向發(fā)展，具有了軟件定義物流分揀系統(tǒng)的先進理念。

在國際上，最近看到“軟件定義”思想在萬向細(xì)胞傳送帶Celluveyor上有充分體現(xiàn)，比較經(jīng)典推薦給大家。這一技術(shù)是德國不萊梅大學(xué)生產(chǎn)與物流研究所（BIBA）創(chuàng)造性的發(fā)明，是一套極為靈活的模塊化輸送和定位系統(tǒng)，它借助單元化與軟件定義思想，實現(xiàn)了分揀系統(tǒng)的高度柔性化。一是以單元理念為基礎(chǔ)，設(shè)計了單元化的六邊形細(xì)胞模塊，每個模塊都包含了三個特定安排的全向輪，每個輪子都可以單獨和有選擇性的工作，便于被軟件控制與調(diào)用。二是將萬象細(xì)胞傳送到的模塊化智能硬件虛擬化，通過通訊網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)（大腦）鏈接，通過對各個六邊形細(xì)胞模塊的編程控制，實現(xiàn)了各種分揀需求場景下的分揀方案自動生成，自動組合，自動運作。

這個分揀系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢： 

一是輸送過程的靈活性，整體功能僅僅需要按一個鍵盤按鈕就可以進行調(diào)整和適應(yīng)。不需要任何的機械改變，只需要簡單的軟件調(diào)整和升級。 

二是布局的靈活，添加和分離都極為容易。另外，其布局的變化完全依靠控制軟件的操作和調(diào)整，將可以大大減少停機時間， 

三是吞吐量的靈活性，你只需要通過增減模塊，就可以適應(yīng)不同的運送量。 

四是運送對象的靈活性，輸送的對象可以是多種形狀和尺寸，僅僅只需要它擁有平坦的接觸表面即可五是維保極為方便，哪塊壞了會立馬被控制電腦偵測到，出問題的細(xì)胞模塊或被貨物繞行，而不影響整條線的持續(xù)運作。六是節(jié)能高效，只有在和貨物短暫接觸的時候才會運作耗能，機械部件之間的內(nèi)部摩擦非常小，可以說是能源友好型系統(tǒng)的典范之作。

再看一個具有軟件定義理念的一個輸送分揀系統(tǒng)的重大發(fā)明：不久前的歐洲最大自動化展會SPS IPC Drives上，德國倍福（beckhoff）發(fā)布了創(chuàng)造性的XPlanar平面輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于倍福的 TwinCAT 自動化軟件平臺來進行編程控制，移動托盤利用磁懸浮技術(shù)自由懸浮在由傳輸平面模塊拼接組成的任意形狀的傳輸平面上運動，可以實現(xiàn)極其靈活、精確且高動態(tài)的定位任務(wù)。每個模塊的尺寸為 240 x 240 mm，用戶可以根據(jù)具體的應(yīng)用需要自由拼接成任意幾何形狀。每個平面模塊都配有完整而獨立的電子元器件，并支持 EtherCAT G 通信協(xié)議，動子托盤內(nèi)集成了永磁體，因此其上方可以懸浮任意數(shù)量的動子。動子不僅可以水平運動，也可以垂直運動，甚至還可以上下晃動。

XPlanar平面磁懸浮輸送系統(tǒng)的靈活度極高，可以在二維平面上進行無摩擦、無接觸的運動，最高速度可達(dá) 4 m/s，加速度可達(dá) 2 g，重復(fù)定位精度可達(dá) 50 μm；運行過程中幾乎不會產(chǎn)生任何噪音或機械磨損，動子托盤有四種不同規(guī)格可供選擇。該系統(tǒng)適用于通用機械制造領(lǐng)域，尤其適合用于實現(xiàn)包裝、裝配、分揀和訂單揀選過程的自動化。

 3、軟件定義物流機器人

軟件定義物流硬件在物流機器人領(lǐng)域是引導(dǎo)創(chuàng)新的重要理念，物流機器人是一個智能單元，是由一硬（硬件）和一軟（軟件）組成，目前硬件在機器人設(shè)計中已經(jīng)不占據(jù)主導(dǎo)地位了，機器人的軟件系統(tǒng)才是決定機器人水平高低的根本。

機器人的軟件系統(tǒng)主要有控制系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)與計算系統(tǒng)，算法分為感知算法和控制算法，導(dǎo)航技術(shù)目前有定位導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、視覺輪廓的自然導(dǎo)航等等；機器人的智能作業(yè)包括搬運、分揀、拆垛、碼垛、上料、混雜物體分類。

目前機器人在軟件系統(tǒng)進化很快，在3D視覺分辨、高速分揀、無序堆碼垛、復(fù)雜場景導(dǎo)航與調(diào)度等方面新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。此外，通過一硬、一軟、一網(wǎng)集成的物流機器人作業(yè)系統(tǒng)也成為電子商務(wù)物流黑科技的關(guān)注焦點。

4、軟件定義柔性自動化

傳統(tǒng)的物流自動化系統(tǒng)具有整體性、系統(tǒng)性，具有牽一發(fā)而動全身的剛性，對物流自動化的實際應(yīng)用帶來阻礙。如果一個物流處理量非常巨大的物流自動化配送中心，僅僅因為某一個零部件的損壞就可能帶來全系統(tǒng)的癱瘓，這對物流系統(tǒng)的應(yīng)用方就是個災(zāi)難。

如何提升物流自動化柔性，讓物流自動化系統(tǒng)也具有智能，這就需要應(yīng)用軟件定義理念，將硬件資源虛擬化，將管理過程可編程，實現(xiàn)軟件系統(tǒng)可以隨機、柔性的調(diào)度與管理整個物流自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)物流作業(yè)場景的柔性切換和自動的調(diào)整，讓系統(tǒng)單個節(jié)點出現(xiàn)問題不影響整個系統(tǒng)。

基于軟件定義物流硬件的理念，對物流系統(tǒng)采取模塊化設(shè)計，實現(xiàn)易搬遷與部署；通過排列組合式擴展，可以很快部署新的機器人與自動化設(shè)備，處理更多訂單，同時單節(jié)點出現(xiàn)故障不影響整個系統(tǒng)；通過業(yè)務(wù)流程的程序化管控與調(diào)整，可根據(jù)訂單商品的特點，不停地改變物流作業(yè)模式，以快速適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展變化，讓物流作業(yè)更靈活和智能。

根據(jù)報道，菜鳥無人倉就已經(jīng)實現(xiàn)全鏈路柔性自動化。菜鳥利用了計算機的軟件定義硬件的思路，提出了模塊化的多區(qū)并行的自動化物流解決方案，將大數(shù)據(jù)處理框架映射到倉儲系統(tǒng)中，將倉儲作業(yè)中不同的分區(qū)、不同的作業(yè)模式，以及不同的自動化模式進行并行操作、并行生產(chǎn)后再合并打包出庫。

軟件定義無人倉項目既不是純軟件工程，也不是純硬件工程，而是一個系統(tǒng)工程，從流程設(shè)計到硬件設(shè)計、軟件設(shè)計，都需要綜合考慮，才能夠?qū)崿F(xiàn)高效率作業(yè)。物流柔性自動化技術(shù)具體包括軟硬件協(xié)同、端到端設(shè)計，以及可轉(zhuǎn)換性、魯棒性、靈活性等。

大規(guī)模多智能體規(guī)劃和調(diào)度技術(shù)是柔性自動化的重要技術(shù)，智能規(guī)劃調(diào)度部分涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要包括Swarm Intelligence（群體智能）、Resource Allocation（資源配置）、Path Planning（路徑規(guī)劃）、TrafficControl（流量控制）等，未來大規(guī)模智能體的技術(shù)會向群體智能方向發(fā)展。如：優(yōu)化算法里的蟻群算法便是通過模擬螞蟻行為進行的算法——單個螞蟻不會搭橋，但是螞蟻之間可以互相搭橋讓其他螞蟻通過。這些概念可以引入智能體在倉庫中的應(yīng)用，未來當(dāng)每一個智能體有了足夠強大的智能導(dǎo)航及決策功能后，群體智能將成為柔性自動化技術(shù)的發(fā)展方向。

軟件定義無人倉儲，實現(xiàn)柔性自動化物流作業(yè)，具有擴展性強、易部署、模塊化、算法高效智能、魯棒性強等突出優(yōu)勢，將會對整個物流行業(yè)帶來巨大革命。