前言
2016年我参观汉诺威展览,听到了德国物流研究院专家对未来物流的几点看法,很受启发。其中第一个观点是,批量是1(batch size 1),道出了未来大规模定制化的基本形态,印象深刻。另一个观点是德国物流研究院院长michael ten hompel先生的观点,没有物流就没有工业4.0,他还特别强调,德国未来的研究重点将放在软件方面,硬件的研发不再是重点。我当时听到这一观点时,下意识的理解是软件的利润比较高,而制造业的利润太低,所以他们会选择软件作为研究重点。但实际情况却并非如此。hompel先生也许透露了一个重大的机密,即软件才是物流的核心。
在现代物流系统中,硬件和软件都是不可缺少的。但长期以来给人的印象是,企业无论从投资还是从管理岗位设置,都对硬件比较重视,而对软件的价值却并不认可。这是一种误解,也是一种无知的表现。从现在和未来发展看,软件比硬件更重要是毋庸置疑的。本文就这个问题进行简单分析。
二、物流系统的硬件
狭义的定义,硬件即指所有看得见的设施设备。物流硬件可以理解为物流系统中的各种设施设备。包括自动化立体库、分拣机、拆零拣选系统、输送系统、托盘、料箱、叉车、agv、机械手、自动包装设备等,也包括建筑、消防、照明、月台等基础设施,当然还包括各种重要的零部件、元器件和辅助设备,计算机、打印机、网络、3d机器视觉相机、条码阅读器、不间断电源、rf终端、电子标签等也属于硬件的范畴。硬件的基本形态是可见的,固定不变的,其功能是完成或协助完成物流过程中各种动作,如收货、搬运、组盘、拆盘、储存、拣选、分拣、包装、装车、发运等。
硬件的一大特点是可视。不仅外观好坏可视,其性能表现也可视。正是这种可视的存在,是人们更容易接受。
三、物流系统的软件
软件的范围,既包含通常所说的计算机软件,也包括方法、流程、思想等看不见的东西。有时,人们把知识也划归软件一类。本文以狭义的计算机软件为主要内容定义软件。
物流系统相关联的软件也是多种多样。其中最核心的软件包括erp系统、wms系统、wcs系统、tms系统、wes系统等,自动控制系统也属于物流软件的范畴。随着人工智能的兴起,软件的范畴大大扩展,比如,3d视觉系统,就包含了很多的软件。如图像识别和处理,图像比对,图像修复等,均通过软件予以实现。更多的以订单处理、路线优化、图像识别、设备控制、车辆管理的专业软件层出不穷。软件本身是看不见的,但却在物流系统中发挥着至关重要的作用。所有的物流决策和实现,都离不开软件的参与。
在ai时代,软件的范围可能更为广阔。物流系统的总体设计最终就可能由ai完成,很多软件编制工作也可以由ai完成。
从一定意义上讲,物流系统是由软件驱动的。关于软件在现代物流系统中的作用和重要性,它不仅仅关乎物流系统的效率,实际上,如果没有软件系统的支撑,物流系统根本无法工作。而一旦软件系统和数据库系统发生故障,也往往是灾难性的,其恢复难度将无法想象。所以,在软件设计上,必须要考虑双机备份等冗余措施。越是重要的系统,冗余备份的方案越复杂可靠。
软件本身是不可视的,看不见摸不着的。但它的性能也可以通过一定的方式展示出来。这是其不为人所认可的主要原因。虽然软件已经受到越来越多的企业关注和重视,但还有很多企业不了解软件,更不了解软件的作用和价值,因此也就不愿意为软件付费。改变这种状况还需要很长时间。
四、硬件的局限性
硬件的设计是为某一项目的而进行的。其功能和参数一旦确定,就不容易改变。如尺寸、重量、载荷、速度、加速度、精度、效率等。这是硬件的局限性之一。
机械设备一旦参数确定,就很难改变。以物流系统中的高速分拣系统为例,一旦分拣系统设计完成,它的分拣能力,分拣精度,可靠性,分拣货物尺寸要求,分拣效率,均已被定义和设计所限制。这是硬件的局限行所决定的。没有无所不能的硬件设备。
我们设计一座立体库,一旦设计完成,其库容量、最大入出库能力、设备数量、设备参数等即已经确定,而且无法改变。除非重新定义或设计。
硬件的局限性还表现在改善其性能是有限的。以托盘堆垛机(as/rs)速度为例,就目前的技术来说,其运行速度达到300米/分钟已经是极限,其存取能力也是如此,一般情况下,一台堆垛机完成一存取所需要的时间大致为1分钟,要大幅度提升这个效率几乎是不可能的。
硬件的局限性的另一个表现,还在于要改变其性能,需要付出更大的成本和更多的时间。如果要设计一台高性能的新型堆垛机,不仅要采用新技术,更为重要的是,要进行反复的实验才有可能实现。
五、软件的优越性
软件也有局限性。为某一项任务而开发的软件系统,具有定制化的特点,它一旦确定下来,其基本功能、适应场合、处理能力等就基本确定。
然而,软件的优越性更加突出。抛开软件的不可或缺性不谈,但就软件本身,就具有明显的特点和优越性。
首先,软件具有卓越的可复制性。软件一旦开发出来,它可以低成本复制成千上万套,其增加的成本几乎为0。这是所有硬件无法达到的。
其次,软件可以通过网络部署到云端,从而实现远程下载和远程控制,既能以较低成本迅速部署到世界各地,也能通过网络实现远程控制,共享资源。这也是硬件所无法达成的。
第三,虽然软件自身并不生产产品(未来ai大概可以,如产生文档、报告、乐曲、绘画等,但大多数仍然需要硬件支持),但却可以产生巨大的价值。如大幅度提升生产力水平,提升劳动效率。在物流系统中,通过优化流程,有效的管理库存,提供报表等手段,软件不仅可以大幅度提升物流作业效率,还可以提升库存周转速度,降低库存,其价值是巨大的。
第四,软件具有很高的投入产出性价比。相对来说,通过软件所达到的效率和效益提升,比通过硬件来实现要简单的多,成本要低得多。如果要量化的化,可能是1:5,甚至是1:10或更大。
此外,在物流领域,软件对于提升服务水平,提升用户的满意度,第一时间获得用户体验,实现透明化管理,预测市场,预测库存等,均具有无可替代的优越性。
六、软件定义
近年来,软件定义异军突起,成为热议的话题,更是在各行各业成为现实。比如智能手机就是一个典型的应用,可以是条码阅读器,可以是手电筒、照相机,也可以是录音机、投影仪、计算器、笔记本等等,数不胜数。在物流领域,是否也存在软件定义的应用呢?我想应该是的。比如智能手机在远程诊断和服务的应用,就是一个典型的例子。在未来,人形机器人的应用,将更加具有一机多用的可能,可以是装卸机器人,也可以是搬运机器人,拣选机器人,分拣机器人,包装机器人等。目前,具有多种用途的agv已经开始应用,可以在地面行走,也可以进入货架实现空中作业,既是输送设备,也是存储设备。这些设备的多种用途和多种功能,主要是通过软件定义的。可以肯定的说,软件定义在未来将发挥更加重大的作用。
七、ai的核心是软件
人工智能也是如此。机器人通过自主学习,自主识别,自主判断,形成自主决策,所有这些过程,实际上均由软件来完成。
从本质上讲,人工智能是一套具有复杂算法的软件系统,本质上它并不依赖硬件设备。比如,在我们日常生活中,可以利用人工智能辅助决策,而行动则可以由人类或辅助设备完成。在人工智能里,如何决策是重要的,由谁执行并不重要。这也可以理解为什么ai的核心是软件。我们熟知的围棋ai系统-alphago,它与人类顶尖棋手下了60盘棋,无一败绩,主要依赖的是其算法,至于由谁去移动棋子,并不是问题的关键。
在物流系统中,硬件的改变可以提升效率,比如通过提升堆垛机的速度,可以有限的提升作业的能力。但这种改变是有限的。而流程的改变,策略的改变,尤其是算法的改变,可能会使得效率得到几倍甚至几十倍的提升。
当然,运算速度也是非常重要的前提。而要提升运算速度,可能需要更高性能的芯片。这可以看作是软件和硬件相辅相成的例子。
八、硬件是肢体,软件才是灵魂
如果以人类自身来打个比方,硬件是我们的肢体,软件是我们的思想和灵魂。硬件也许是不可或缺的,但如果没有软件的驱动,没有软件的内核支撑,硬件应有的作用将无法发挥。从另一个角度看,硬件是为软件服务的,即完成由软件所定制的动作指令,为软件所驱动。在物流系统中,所有硬件设备都是在软件的驱动下,完成存取和拣选配送的一系列动作。
为什么软件具有如此大的威力?这是因为计算机具有人类无可比拟的计算力和储存能力,而且不会因为劳累、身体不适、思想不集中等人类无法克服的问题,其稳定性是人类所无法达到的。而算力、存储能力以及运算速度,都是人类望尘莫及的。以围棋为例,计算机可以储存数以亿计的历史数据和典型案例,可以在1秒时间内,完成超亿次的计算,并且在一晚上完成数百万盘的练习,这是人类无法想象的。
虽然说硬件和软件在很多情况下都是不可或缺的。但实际上也并非如此。只不过离开软件的硬件,其效率和能力将大打折扣。在人类社会的几千年上万年历史中,只有最近的几十年才有计算机和软件。尽管第一次工业革命带来了工业化,但整个人类社会事实上长期处于饥饿状态,如果没有计算机的诞生,世界80多亿人口的生存是不可想象的。现在,由于计算机的诞生,人类的生产力水平达到了从所未有的高度,地球也就可以承载更多的人类。在人类即将达到的智能化时代,硬件已经离不开软件的加持,硬件和软件也已经密不可分,我们的日常无时无刻不处在软件的世界中,软件已经深入到世界的每一个角落。
我们是时候重新认识软件的重要性了。
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