软件定义有三大特点,即:硬件资源虚拟化、系统软件平台化、应用软件多样化。硬件资源虚拟化是指将各种实体硬件资源通过IOT标识后抽象化和标准化,可通过API接口供应用软件调用。系统软件平台化,是指通过基础软件对硬件资源进行统一管控,应用软件和硬件资源之间解除紧耦合关系后,可以实现各自独立进化,大大提升了硬件资源的公用性。而应用软件则不受硬件资源的约束,可以实现更多的功能,对外提供更为灵活高效的和多样化的服务。软件定义的系统,将随着硬件性能的不断提升,算法效能的不断改进,应用数量的不断增多,逐步向智能系统演变。
按照软件定义一切的基本逻辑,未来完全可以实现软件定义仓储系统SDW,所有的关于仓库系统的硬件,包括货架、立体库、输送机、分拣机、穿梭车、AGV、机械手等,均可以通过IOT实现数字化,从而成为虚拟的和标准的单元,通过软件定义,实现更高效、更智能、更低成本的目标。
04、智能化在仓储系统中的具体应用
要论述智能化在仓储系统中的应用,可以从一个系统全生命周期出发进行论述。一般来说,一个系统的全生命周期可以分为两个阶段。
4.1规划设计及实现阶段
一般来说,智能化对于系统设计和产品设计的指导,主要体现在两个方面:即多方案的比较和计算机仿真。这是目前能够看到的和正在进行的工作。
迄今为止,由于人类脑力和体力的限制,在多方案比较方面,人类与计算机不在一个层面上面。人工智能在很短时间内几乎可以穷尽各种可能,其中有些方案和设计将是颠覆性的,超出人类认知水平的。譬如两台AI计算机互弈,可以完成10000000盘围棋对弈,对于人类来说,几乎是不可想象的,穷其一生也不能完成。
计算机的另一巨大优势是仿真和数字孪生。这对于系统设计来说,是一种颠覆性的方法。在传统设计中,可以通过简化系统或局部实验,但限制于成本、时间、能力等因素,都是非常有限的。而计算机仿真则完全可以模拟真实环境下的系统反应。不仅大大节约了时间,尤其重要的是节约了成本,避免了灾难性的结果。
3D打印技术的诞生,给产品的试制带来了革命性的变革。一方面是大大压缩了试制成本和周期,另一方面则是完成了传统工艺不可能完成的复杂构建的加工。
智能化的生产制造是未来制造业的主要方式之一,工业4.0的概念可以认为是智能制造的雏形。智能制造远比智能仓储复杂得多,范围也广得多,但这不是本书要论述的范畴。
也许未来的智能仓储系统的实现并非传统意义上的实现,如软件定义仓储就有可能会颠覆传统的观念。而具体如何实施软件定义仓储系统,还有很多的基础性工作要做。
4.2运营维护阶段
智能仓储系统一方面表现在仓储作业的各个环节。技术的应用包括自动装卸,自动存储,自动拣选,自动包装,自动输送和自动集货、发货等多个方面。这是作业层面看到的现象。而在后台,则是各环节的自动监控、调度与管理,柔性化的系统提供了系统均衡各环节作业的能力,可视化系统则将现场作业的全景呈现在管理者面前,故障的发现、预警、提前解除可保证系统的正常运转。另一方面则是基于订单的运营管理各方面,包括采购预测,库存预测,订单预测,客户预测,库存分配,订单执行等多个方面,网络使智能仓储插上了翅膀,可以从更加广阔的视角优化系统,做出决策。
作为一套智能化的仓储系统来说,持续改进仍然是必要的,并且是常态。有两个方面的原因支持这一论述,其一是业务可能发生的变化,是智能化的系统,也有一个适应的过程,自我完善或升级不可避免,柔性化的设计可以使升级变得可行和相对简单;其二是技术的进步,比如有新的技术或装备的加入,原系统是否可以接受?按照软件定义仓储的设想,这样的情况并不构成系统的困难。
在运维管理方面,国外的探索也许值得借鉴,即集成商建设一个统一的远程运维中心,通过网络将所有系统连接在一起,在AI的帮助下,实施远程监控与预警。这样的运维中心正在逐步建设,将来也许会成为一个共识。