“软件定义××”,最初是从计算机开始的,叫作“软件定义存储(Software Defined Storage,SDS)”。软件定义存储SDS是一种能够将存储软件与硬件分隔开来的存储架构,通过存储硬件虚拟化技术,将存储硬件中典型的存储控制器功能,抽出来放到软件上,消除了软件对于专有硬件的依赖性,以达到在任何存储上运行的应用——都能在用户定义策略的驱动下自动工作的目的。这一变革的核心价值,在于硬件变成了一种基础资源,可以不受版本/品牌/性能的影响,充分发挥其作用。后来,“软件定义”的范围迅速扩大:在计算机领域,有软件定义网络、软件定义芯片、软件定义数据中心等等延申;在计算机领域之外,出现了软件定义汽车、软件定义建筑,甚至有人提出软件定义世界、软件定义一切,其基本概念也远远超出了最初的定义范畴。
信息时代,互联网(Internet)改变了世界。
因为这种去中心化的网络(网间网),使世界连接在了一起。人类历史上,还从来没有象现在这样,联系紧密,互联互通。除开政治因素,地球上的大多数人,可以很方便地与其他人,进行实时对话和通讯。
互联网破除了过去几千年来,人类交流的时空局限性。人们可以在网络上,随时发布身边的信息,包括突发事件/日常生活/美图美景,也可以随时发表自己的看法,或表演一段节目。这些信息会在短时间内,迅速扩散到全世界。自媒体使得过去需要专门机构和专业人才才能完成的工作,变得简单通俗,几乎人人可以担当;微信让远隔千里万里的人们,获得实时通讯的便利;视频聊天可以使人们身临其境,甚至连语言的隔阂,也因为AI的自动翻译而被消除;电子商务应运而生,城乡购物的隔阂基本消除——身处偏僻的山村,也可以通过电子商务,迅速购买到几乎全世界的产品,身处闹市的人们,亦可轻松地品尝到生产于全世界的新鲜的地方特产……
世界变得如此透明,以至于人们可以毫不费力地,在网络上浏览全世界,获得想要的几乎所有东西。这完全有赖于互联网Internet的功劳。
互联网带来了分工的日益细化。今天,单个企业只能在某一细分领域取得相对优势,系统集成显得尤为重要,智能物流领域亦是如此。要在所有细分领域取得优势,几乎是不可能的,即使是物流系统集成商,也只可能在其中的一类或几类获得优势。
物流系统集成,包括规划设计/标准化/产品选型/新产品研发/软件选型和研发/项目管理/安装指导/风险控制/工期控制/质量管理/系统联合调试/售后服务等一系列过程工作;
智能物流系统:产品方面,可以分为存储设备/搬运设备/拣选设备/分拣设备/包装设备/装卸设备/软件产品等几大类,每一大类均包含众多品类和规格,有些设备还是跨类的——典型的如AMR机器人,既可以作为搬运设备,也可以作为储存设备,还可以作为分拣设备和装卸设备;应用行业方面,大的可分为制造业和流通业,其中制造业对应了众多的子类(如饮料/酒水类/食品类/机电设备类等,其生产模式和物流型式千差万别),流通业也是如此(如连锁店和电商,就是典型的两大类,其差异非常大。电商本身还有非常多的子类)……
(“伍强科技”从事智能物流系统集成已经20余年,有超过600个物流配送中心的集成经验,自研产品包括AS/RS巷道堆垛机、miniload、四向穿梭车、WMS/WCS软件等,已出版专著《现代物流系统集成——方法、实践与思辨》,填补了行业空白,其在医药/电商/服装/工业制造/图书/实训中心等细分领域有一定优势。)
物联网(Internet of Things,IoT)是互联网的延伸,是互联网在数字化时代的必然呈现。
物联网打破了人与物的界限,使得万物之间/人与物之间,连接到了一起。这是从未有过的事情。在现实世界中,物联网不仅仅是扩展了互联网的边界,更重要的是,催生出了数字化的世界。我们今天所描绘的数字化的前景,皆因为有了物联网的支持。
物联网的应用,最简单的,是我们可以通过远程控制大部分的实体,可能是家居的电器,如电视/空调/摄像机/电饭煲/窗帘等,也可能是汽车,或者是其他已经完成数字化的任何实体。
网络使物流和供应链变得如此重要。以至于人们在研究未来世界的变化时,已经习惯于将物流和供应链,放在最重要和优先的位置加以考虑。如果说互联网Internet和物联网IoT,是基于信息世界(虚拟的和现实的)的话,在电子商务领域,正是物流,同步了信息世界和实体世界,使两者实现了完美的结合。
PI(Physical Internet,实物互联网)概念的提出,可以理解为是物流和供应链专有的,也可以理解为是物流与供应链之外的。它是一种关于实体世界的互联网络。PI借鉴Internet的工作原理/协议和架构,把物理世界不同地域/不同企业/不同类型的物流节点和物流网络,无缝连接起来,从而实现一个全局的/开放的/互联互通的物流网络。
事实上,这一网络在现实中已经存在,或者说已经具备其雏形。在实物互联网Physical Internet的世界中,各种物流资源,主要是数字化的仓库/车站/码头/机场/道路/空中航线等,构成了“网络”部分,而商品(各种包裹/集装单元),则构成了“数据”部分。
需要指出的是:实物互联网PI与物联网IoT是两个不同的概念——
物联网IoT,虽然也是关于物的,却仅仅是将信息搭载在Internet上,通过Internet传送物的信息,其本质是通过Internet控制和联通万物。IoT是互联网的自然延申。
实物互联网PI,是关于供应链物流的实体网络,是道路/仓库/车辆,以及与供应链物流相关的各种资源。
Internet是虚拟的网络,传送的是数据包,主要是解决信息的互联互通,也即数据包的路由问题;Physical Internet则是实体的网络,传送的是实际的包裹,主要解决的是包裹(标准单元)的路由问题,主要是要解决路径优化/时效性/安全性/成本与可靠性等问题。
Physical Internet的实际架构与Internet无关,只是借用了互联网Internet的架构形式和工作原理,但却离不开Internet的支持,因为实物互联网Physical Internet的信息,部分还需要互联网Internet作为载体。
(2022年7月17日,顺丰鄂州花湖货运机场建成并投入使用。这是全国第一座以货运为主的民用机场。设计货邮吞吐能力:近期330万吨,远期765万吨。在机场内,设计有大型分拣系统,日处理能力达1000万件以上。具体运作上,分为空对空、空对陆、陆对空几大模式,作为顺丰集团负责全国业务的快递邮包处理和转运中心。从全国各地收集的包裹和邮件,首先按照目的地站点组集成邮包,然后集合成集装箱,全部汇集到转运中心;在货运机场,既可以处理邮包的路由,也可以处理集装箱路由,然后发往个目的机场或陆侧转运站。在未来,这样的货运机场还将建设多座,以满足大量增长的航空货运的需求。航空网络将成为PI网络的重要组成部分。)
很显然,以我们今天的眼光,理解实物互联网Physical Internet,会有一定的局限性。完全从互联网Internet的理念出发,去定义和理解实物互联网Physical Internet,总会有生搬硬套的嫌疑。以物流系统为例,实物互联网Physical Internet的物流节点和网络,显然不同于互联网Internet的节点和网络;实物互联网Physical Internet的物流路由,也完全不同于互联网Internet的路由——这是虚与实/软与硬的差异,是不可简单类比的。
但有一点是可以预期的,即Physical Internet所定义的物理网络,将使人们摆脱目前的相对固化的业务模式,使未来的物流资源获得更大程度的共享,从而得以充分利用,最终达到效率和效益的大幅度提升,这应是其核心价值所在。
从互联网的定义可以看出,要实现最大范围的共享,网络底层的协议非常重要。由此可见,定义统一的关于实物互联网Physical Internet的TCP/IP协议(当然,TCP/IP也只是借用其名字而已),是一项重要的基础性工作。假使全国乃至全球的物流节点和物流网络,都遵从统一的标准(底层协议),则物流资源的共享,将会成为现实。否则,所有的憧憬都将只是空中楼阁。
关于实物互联网Physical Internet的应用,目前已经可以看出某些迹象。但这,远远不是其全部,甚至可能只是假象。很显然,我们目前所提倡的物流资源共享/单元化物流/标准化的概念,均将适应于实物互联网Physical Internet,但又不是其全部。
也许,距离实物互联网Physical Internet规模化的应用还遥遥无期,甚至遥不可及,但探讨实物互联网Physical Internet,仍然具有划时代意义。
“软件定义物流”的思想,将是实物互联网Physical Internet的一个具体体现,也是未来实物互联网Physical Internet发展的基本途径。PI中的网络和节点,不仅仅是指现实中的物流节点和网络,其未来的形式更可能的是:这个节点和网络是通过软件定义的。
(最早将存储软件与硬件分隔开的存储架构——“软件定义存储SDS”,不同于传统的网络附加存储(NAS)或存储区域网络(SAN)系统,一般都在行业标准系统或x86系统上执行,从而消除了软件对于专有硬件的依赖性。软件定义存储,一方面解除了过去储存器软硬件一体化的设计模式,把软件和硬件进行解耦分离;另一方面,是将硬件虚拟化,通过中间层接口(API)与软件进行互动,软件则通过API,对硬件进行访问和控制。硬件具有标准接口,没有品牌和版本规格的差异,仅仅通过API接口接受软件的控制。硬件资源虚拟化、系统软件平台化、应用软件多样化,这是软件定义的三大趋势——硬件资源虚拟化,是指将各种实体硬件资源抽象化,打破其物理形态的不可分割性,以便通过灵活重组/重用发挥其最大效能;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/按需分配/按需配置,并通过标准化的编程接口,解除上层应用软件和底层硬件资源之间的紧耦合关系,使其可以各自独立演化;应用软件多样化,即在成熟的平台化系统软件解决方案基础上,应用软件不受硬件资源约束,将得到可持续地迅猛发展,整个系统将实现更多的功能,对外提供更为灵活高效和多样化的服务。软件定义的系统,将随着硬件性能指标的提升、算法效能的改进、应用数量的增多,逐步向智能系统演变。)
按照“软件定义物流”的思想,物流系统中各种各样的硬件设施与设备——典型的物流设施,如物流仓库/车站码头/机场等;物流设备,如货架/托盘/叉车/堆垛机/输送机/分拣机/穿梭车/AGV/机器人/码垛机/包装机/无人机,以及汽车/轮船/飞机/火车等,以及网络/计算机/服务器/交换机/IoT等。这些不同门类的设施设备,均有其不同形态/性能和应用场合,共同完成物流过程中的各种工作。这是物流系统的硬件部分。
随着物流系统的进化,尤其是人工智能的应用,越来越出现硬件系统的数字化/虚拟化/标准化倾向,这为软件定义提供了基础。无论是物流基础设施,还是物流设备,其基本功能主要由软件来定义——物流建筑,无论是用作存储,还是用作分拣作业,或者是交叉作业场所,将由软件来定义;物流设备,如AGV,可以用作搬运设备,也可以用作存储设备或分拣设备,还可以用作集货设备或其它设备等,亦将由软件来定义。
这就要求硬件的基本功能要多样化/虚拟化。软件本身,则将有更大的灵活性和创造性。
最后,软件赋予物流系统新的功能/新的能力,软件将大幅度提升物流系统的效率。决定物流系统性能的是其软件,硬件仅仅只是软件的执行者。软件在物流系统中扮演的角色将越来越重要。
“单元化物流”可以认为是“软件定义物流”的一个典型应用,也是实物互联网Physical Internet的一个典型底层协议。存储和作业单元的虚拟化/标准化,是软件定义物流的基础——无论什么单元,它的表现,都是通过数字化的手段来完成的;在整个流转过程中,单元始终保持其物理形态和内容的稳定;上层软件对其流转进行有效管控,使其在装卸/储存/搬运/运输/配送等过程中,保持高效。
整个物流系统作业的效率,主要是由软件决定的,硬件则扮演了执行者的作用。
实物互联网Physical Internet给人们描述了一个未来可能的物流场景:这个场景中的物流设施设备,是标准化的,也是虚拟化的,他们的功能由软件来定义。物流设施设备形成了物流网络中的一个个具有独立性的节点,节点与节点之间又通过网络实现互联互通——当一项物流活动发起时,网络中的节点会按照AI的指引,给出一个既经济又可靠的路由,从而实现最大程度的效率提升。
(智能物流配送中心,可以视为实物互联网Physical Internet的一个节点。物流配送中心的构成,分为收发区域/储存区域/分拣区域等多个功能区,配有自动装卸系统/AGV自动搬运系统/机器人作业系统/自动化存储系统/自动分拣系统/自动包装系统等设备,可以处理各式各样的物料,并将它们组集成一系列单元,并通过电子标签赋予其ID和路由,从而形成实物互联网Physical Internet的标准实物“数据包”(实物及其信息)。这样的“数据包”,将被自动送往下一个节点,并进行自动处理,直至最后到达目的地。物流配送中心规模可大可小,型式多样,如可以适应常温/低温环境的物流配送中心,基于标准单元/散件单元处理的物流配送中心等。在未来,这样物流节点数量众多,是实物互联网Physical Internet的重要组成部分。)
当然,实物互联网Physical Internet的未来远不止如此。
随着大数据的深入应用,以及人工智能的普及化,人类的活动方式将会产生重大变化。比如,未来的出行方式,就很有可能不会是我们今天熟知的模式,自动驾驶汽车可能会取代当前的人工驾驶汽车,甚至在公共道路上不允许人工驾驶汽车;我们就医的方式也会变得简单,每个人的身体会时刻处于被监控状态,一旦出现问题,系统会及时提示,并将得到及时有效治疗,AI自动诊断会取代医生的人工诊断,看病已不再需要去医院,也不再需要医生。
在一个高度信息化和人工智能时代,很多我们今天不敢想象的东西,将会成为日常,机器人会帮助人类完成大部分工作。有人预测,人类甚至不需要学习,可以直接通过外部输入方式,在极短的时间内,获得海量科学知识。
当然,我们也要清醒的认识到,这样一个时代的到来,并不意味着人类会更加幸福和快乐。世界甚至可能会变得更加动荡和不安全——因为,人类的自私和贪婪本性,将不会发生根本改变。关于这一点,就如同人类担忧AI和机器人的未来一样。
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