收藏我們
Industry Information
編者按:本期內(nèi)容來(lái)源于《倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)管理(第三版)》中第七章,刊登時(shí)有修改?!秱}(cāng)儲(chǔ)作業(yè)管理(第三版)》一書(shū)主編薛威,副主編尹軍琪,本書(shū)曾獲首屆全國(guó)優(yōu)秀教材獎(jiǎng)。
要深刻理解智能倉(cāng)儲(chǔ)的含義,首先要理解智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成。從系統(tǒng)本身而言,智能倉(cāng)儲(chǔ)由自動(dòng)化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)組成,這是沒(méi)有疑義的。然而,容易被忽視的一點(diǎn)是:智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及裝備制造體系也應(yīng)該被包括在其中。運(yùn)用人工智能完成倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),使其在多方案的選擇中,通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真,更容易找到最佳的解決方案;另一方面,對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備而言,也存在與智能制造一致的概念,即充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)人工智能技術(shù),完成物流裝備的智能制造。關(guān)于這一點(diǎn),有專門(mén)的著作論述,不在本書(shū)中單獨(dú)討論
01 自動(dòng)化作業(yè)技術(shù)
自動(dòng)化作業(yè)技術(shù)是智能倉(cāng)儲(chǔ)的基礎(chǔ)和執(zhí)行部件,智能化首先是體現(xiàn)在自動(dòng)化方面。具體來(lái)說(shuō),自動(dòng)化技術(shù)分布在物流倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)之中,如輸送、儲(chǔ)存、揀選、包裝、裝卸、配送等。以下逐一說(shuō)明。
1.1自動(dòng)輸送
自動(dòng)輸送是物流倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其范圍非常廣泛,設(shè)備種類(lèi)也豐富多彩。分布在收貨、入庫(kù)、揀選、配送等多個(gè)環(huán)節(jié)。典型的設(shè)備包括各種輸送機(jī)、提升機(jī)、穿梭車(chē)。此外,各式各樣的自動(dòng)叉車(chē)、AGV等也屬于自動(dòng)輸送范圍。
在各種輸送設(shè)備中,自動(dòng)叉車(chē)和AGV當(dāng)然是未來(lái)最重要自動(dòng)化設(shè)備之一。自動(dòng)叉車(chē)的歷史非常短,它的誕生完全是受AGV的影響。事實(shí)上,所謂的自動(dòng)叉車(chē)就是AGV的一種。
有關(guān)AGV的應(yīng)用,可以追溯到1970年代。在德國(guó)和日本的物流系統(tǒng)中(主要是制造業(yè))均已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用AGV。開(kāi)始的AGV主要應(yīng)用于托盤(pán)的搬運(yùn),到了2010年前后,隨著導(dǎo)航技術(shù)的飛速發(fā)展,亞馬遜推出了著名的KIVA機(jī)器人,這是一種非常靈活的背馱式AGV,并可進(jìn)行小型化,以適應(yīng)周轉(zhuǎn)箱之類(lèi)的單元輸送,開(kāi)啟了AGV應(yīng)用的新的時(shí)代。
AGV的發(fā)展主要體現(xiàn)在導(dǎo)航技術(shù)方面,最早的AGV系統(tǒng)主要是以磁力線作為導(dǎo)引的,這一技術(shù)到現(xiàn)在仍然在使用。此后,陀螺導(dǎo)航,圖像導(dǎo)航也相繼被采用。直到90年代中期,以激光導(dǎo)引為代表的新一代導(dǎo)航技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用。激光導(dǎo)航系統(tǒng)借用了衛(wèi)星導(dǎo)航GPS的基本算法,改變了過(guò)去需要預(yù)埋導(dǎo)引線的剛性做法,使路線設(shè)置和調(diào)整僅僅需要在軟件上就可以完成,大大方面了實(shí)際應(yīng)用。時(shí)間進(jìn)入到21世紀(jì),新一代的導(dǎo)航技術(shù)又有重大突破,這就是所謂自然導(dǎo)航技術(shù)。受汽車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)的啟發(fā),自然導(dǎo)航依賴的技術(shù)僅僅是攝像機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng),通過(guò)安裝在設(shè)備的上的攝像機(jī),可以獲得周邊道路的基本情況,從而為完成自動(dòng)駕駛提供判斷條件。自然導(dǎo)航系統(tǒng)徹底舍棄了傳統(tǒng)的導(dǎo)航思想--即通過(guò)預(yù)設(shè)路線來(lái)獲得自動(dòng)駕駛的輸入條件,使AGV的控制已經(jīng)基本上升到軟件控制階段,接近于人工智能的水平。
圖1:具備自然導(dǎo)航的智能叉車(chē)系統(tǒng)
1.2 自動(dòng)存儲(chǔ)
最典型的自動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備莫過(guò)于自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)(AS/RS),隨著物流倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展,無(wú)論是存儲(chǔ)形式,還是存儲(chǔ)技術(shù)都發(fā)生了根本性的改變。從存儲(chǔ)形式分類(lèi),可以分為托盤(pán)式存儲(chǔ)和箱式存儲(chǔ)兩大類(lèi)。每個(gè)大類(lèi)下,又有多種技術(shù)應(yīng)用。
圖2 自動(dòng)存儲(chǔ)分類(lèi)
AS/RS系統(tǒng)的誕生被稱為倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的革命性成果,尤其是四向穿梭車(chē)的誕生,使得AS/RS技術(shù)得到了充分的發(fā)揮,在德國(guó),甚至誕生了可自行穿層的蜘蛛型穿梭車(chē)。四向穿梭車(chē)有兩套輪系,可以在水平面內(nèi)沿著X方向和Y方向兩個(gè)方向運(yùn)行,可以適用于任何形狀的場(chǎng)地,徹底解決了傳統(tǒng)AS/RS對(duì)于規(guī)范場(chǎng)地的要求。
圖3: 四向穿梭車(chē)系統(tǒng)
1.3自動(dòng)揀選
倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的揀選分為“貨到人”揀選和“人到貨”揀選兩大類(lèi)。所謂“人到貨揀選”即貨不動(dòng)人動(dòng),揀選人員(也可以是機(jī)器人)行進(jìn)到揀選貨位,按照系統(tǒng)要求進(jìn)行揀選作業(yè),這是一種典型的“人到貨”揀選作業(yè)。另一種揀選是“貨到人”揀選,即人不動(dòng)貨動(dòng),自動(dòng)化系統(tǒng)將貨物送到揀選人員面前,由人工完成揀選作業(yè)。
最典型的自動(dòng)揀選系統(tǒng)如A字架揀選系統(tǒng)和機(jī)器人揀選系統(tǒng)。前者的應(yīng)用已經(jīng)有數(shù)十年的歷史,后者由于技術(shù)的局限則剛剛開(kāi)始。機(jī)器人揀選的巨大困難在于對(duì)復(fù)雜環(huán)境的識(shí)別和定位,目前的應(yīng)用還僅僅局限于現(xiàn)場(chǎng)局面非常簡(jiǎn)單的情形,如單一品種且擺放相對(duì)整齊的情形。
圖4:機(jī)器人自動(dòng)揀選系統(tǒng)
在實(shí)際應(yīng)用中,“貨到人”揀選更加普遍一下,主要是因?yàn)榧夹g(shù)更簡(jiǎn)單一些,而效率也更高一些。
未來(lái)的揀選更多采用的將是半自動(dòng)化的揀選,即最后的揀選動(dòng)作由人工完成。這樣可以大大降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和提升系統(tǒng)的適應(yīng)性。目前流行的“貨到人”揀選絕大部分采用半自動(dòng)方式。
圖5:貨到人揀選系統(tǒng)
1.4自動(dòng)包裝
自動(dòng)包裝也是非常重要的自動(dòng)化技術(shù),與此關(guān)聯(lián)的設(shè)備還包括自動(dòng)纏膜、自動(dòng)開(kāi)箱、自動(dòng)裝箱、自動(dòng)貼標(biāo)、自動(dòng)封箱等技術(shù)。作為自動(dòng)化物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的重要一環(huán),自動(dòng)包裝技術(shù)越來(lái)越受到重視,其應(yīng)用前景也更加廣泛。
圖6:自動(dòng)封箱系統(tǒng)
1.5自動(dòng)分揀
自動(dòng)分揀在很多物流中心已經(jīng)廣泛采用,尤其隨著電子商務(wù)的發(fā)展,快速分揀已經(jīng)越來(lái)越受到重視。
目前主要的分揀技術(shù)有交叉帶分揀、托盤(pán)分揀、滑塊式分揀、模組分揀、AGV分揀等。
隨著AGV技術(shù)的深入應(yīng)用,采用AGV進(jìn)行分揀已經(jīng)在電商和郵政系統(tǒng)中開(kāi)始應(yīng)用,開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的分揀技術(shù),對(duì)于未來(lái)的自動(dòng)化分揀作業(yè)有很大的示范作用。
傳統(tǒng)的分揀系統(tǒng)有一個(gè)最大的局限性是分揀格口和分揀效率受限,以交叉帶分揀系統(tǒng)為例。一套系統(tǒng)的小時(shí)分揀能力最大僅為10000件左右,即使通過(guò)分區(qū)投放和預(yù)分揀處理,其能力也不過(guò)每小時(shí)20000~30000件,格口受到場(chǎng)地和分揀機(jī)長(zhǎng)度的限制,最大也不過(guò)200~300個(gè),可以突破的可能性非常小,這對(duì)于動(dòng)輒幾十萬(wàn)件甚至上百萬(wàn)件的分揀要求來(lái)說(shuō),實(shí)在是難以適應(yīng)。AGV分揀從理論上完全可以突破這一限制,無(wú)論是分揀效率,還是分揀格口,僅僅受到場(chǎng)地的限制,這是分揀技術(shù)的一大突破。
圖7:分揀AGV
1.6 自動(dòng)裝卸
裝卸一直是物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié),而自動(dòng)裝卸,自動(dòng)碼垛/拆垛更是物流倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)中最難實(shí)現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)之一?;?D視覺(jué)技術(shù)的自動(dòng)裝卸技術(shù),對(duì)于提升整個(gè)物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的效率,起到了至關(guān)重要的作用。
1.7自動(dòng)配送
配送機(jī)器人已經(jīng)開(kāi)始研發(fā),隨著自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)的日臻完善,自動(dòng)配送機(jī)器人的商業(yè)化只是時(shí)間問(wèn)題。此外,無(wú)人機(jī)的應(yīng)用也在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,據(jù)亞馬遜報(bào)道,其無(wú)人機(jī)配送已經(jīng)克服了技術(shù)上的障礙。未來(lái)自動(dòng)配送和無(wú)人配送將有很大的應(yīng)用前景。
02互聯(lián)網(wǎng)及信息技術(shù)
2.1 AI技術(shù)
沒(méi)有什么技術(shù)比人工智能(Artificial Intelligence)更令人著迷和期待了。人工智能技術(shù)首先是一個(gè)系統(tǒng)問(wèn)題,包括信息的接收、分析、處理、反饋,形成系統(tǒng)自主作業(yè)的指令。人工智能應(yīng)用于物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng),不僅在于指導(dǎo)系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計(jì),更在于規(guī)劃和指導(dǎo)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)。目前,人工智能在深度學(xué)習(xí),模式識(shí)別等多個(gè)方面已經(jīng)取得重大突破,其應(yīng)用已經(jīng)在某些領(lǐng)域展開(kāi),可以期望,其在物流系統(tǒng)中的全面應(yīng)用,必將開(kāi)啟一個(gè)全新物流倉(cāng)儲(chǔ)時(shí)代。
2.2云計(jì)算Cloud computing
云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式,通常涉及通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)的一種形象說(shuō)法。過(guò)去在示意圖中往往用云來(lái)表示電信網(wǎng),后來(lái)也用來(lái)表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎(chǔ)設(shè)施的抽象。云計(jì)算通過(guò)分布式的并行計(jì)算來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)算請(qǐng)求,從而獲得快速的反應(yīng)。云計(jì)算甚至可以讓你體驗(yàn)每秒10萬(wàn)億次的運(yùn)算能力。擁有這么強(qiáng)大的計(jì)算能力可以模擬核爆炸、預(yù)測(cè)氣候變化和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。用戶通過(guò)電腦、筆記本、手機(jī)等方式接入數(shù)據(jù)中心,按自己的需求進(jìn)行運(yùn)算。
對(duì)云計(jì)算的定義有多種說(shuō)法?,F(xiàn)階段廣為接受的是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)定義:云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式,這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn), 進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件、服務(wù)),這些資源能夠被快速提供,只需投入很少的管理工作,或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。
隨著電子商務(wù)的快速發(fā)展,海量訂單和數(shù)據(jù)的處理已經(jīng)成為家常便飯,可以預(yù)見(jiàn),云計(jì)算將會(huì)在物流倉(cāng)儲(chǔ)信息處理方面和庫(kù)存決策方面發(fā)揮巨大作用。
2.3大數(shù)據(jù)(Big data)
麥肯錫全球研究所給出的定義是:一種規(guī)模大到在獲取、存儲(chǔ)、管理、分析方面大大超出了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件工具能力范圍的數(shù)據(jù)集合,具有海量的數(shù)據(jù)規(guī)模,快速的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn),多樣的數(shù)據(jù)類(lèi)型和價(jià)值密度低等4大特征。
大數(shù)據(jù)技術(shù)的意義不在于掌握龐大的數(shù)據(jù)信息,而在于對(duì)這些含有意義的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化處理。換而言之,如果把大數(shù)據(jù)比作一種產(chǎn)業(yè),那么這種產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)盈利的關(guān)鍵,在于提高對(duì)數(shù)據(jù)的“加工能力”,通過(guò)“加工”實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的“增值”。而事實(shí)上也是如此,數(shù)據(jù)已經(jīng)越來(lái)越重要,甚至可以說(shuō)已經(jīng)成為一種關(guān)鍵的商業(yè)資源。
從技術(shù)上看,大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分。大數(shù)據(jù)必然無(wú)法用單臺(tái)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,必須采用分布式架構(gòu)。它的特色在于對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)挖掘。但它必須依托云計(jì)算的分布式處理,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和云存儲(chǔ)、虛擬化技術(shù)。
隨著云時(shí)代的來(lái)臨,大數(shù)據(jù)也吸引了越來(lái)越多的關(guān)注。有學(xué)者認(rèn)為,大數(shù)據(jù)通常用來(lái)形容一個(gè)公司創(chuàng)造的大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)在下載到關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)用于分析時(shí)會(huì)花費(fèi)過(guò)多時(shí)間和金錢(qián)。大數(shù)據(jù)分析常和云計(jì)算聯(lián)系到一起,因?yàn)閷?shí)時(shí)的大型數(shù)據(jù)集分析需要向數(shù)十、數(shù)百或甚至數(shù)千臺(tái)的計(jì)算機(jī)分配工作。
大數(shù)據(jù)需要特殊的技術(shù),以有效地處理大量的互不關(guān)聯(lián)和離散的數(shù)據(jù)。適用于大數(shù)據(jù)的技術(shù),包括大規(guī)模并行處理數(shù)據(jù)庫(kù),數(shù)據(jù)挖掘,分布式文件系統(tǒng),分布式數(shù)據(jù)庫(kù),云計(jì)算平臺(tái),互聯(lián)網(wǎng)和可擴(kuò)展的存儲(chǔ)系統(tǒng)。
大數(shù)據(jù)的基本特征:
容量(Volume):數(shù)據(jù)的大小決定所考慮的數(shù)據(jù)的價(jià)值和潛在的信息;
種類(lèi)(Variety):數(shù)據(jù)類(lèi)型的多樣性和非結(jié)構(gòu)性;
速度(Velocity):數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的速度非??欤?
可變性(Variability):妨礙了處理和有效地管理數(shù)據(jù)的過(guò)程。
真實(shí)性(Veracity):如何甄別數(shù)據(jù)的真?zhèn)问且粋€(gè)難題,比如一個(gè)調(diào)查的結(jié)果;
復(fù)雜性(Complexity):數(shù)據(jù)量巨大,來(lái)源多渠道;
價(jià)值(Value):合理運(yùn)用大數(shù)據(jù),以低成本創(chuàng)造高價(jià)值。
大數(shù)據(jù)的價(jià)值體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
對(duì)大量消費(fèi)者提供產(chǎn)品或服務(wù)的企業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)營(yíng)銷(xiāo);
做小而美模式的中小微企業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)做服務(wù)轉(zhuǎn)型;
面臨互聯(lián)網(wǎng)壓力之下必須轉(zhuǎn)型的傳統(tǒng)企業(yè)需要與時(shí)俱進(jìn)充分利用大數(shù)據(jù)的價(jià)值。
當(dāng)然,“大數(shù)據(jù)”在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的巨大意義并不代表其能取代一切對(duì)于社會(huì)問(wèn)題的理性思考,科學(xué)發(fā)展的邏輯不能被湮沒(méi)在海量數(shù)據(jù)中。
大數(shù)據(jù)對(duì)物流倉(cāng)儲(chǔ)而言是一個(gè)適逢其時(shí)的技術(shù)。其應(yīng)用將非常廣泛,如通過(guò)大數(shù)據(jù)分析,可以完成貨物的有效采購(gòu)(包括品種,采購(gòu)時(shí)機(jī),采購(gòu)數(shù)量等),并根據(jù)銷(xiāo)售預(yù)測(cè),完成貨物的前置布局,這是新零售的一個(gè)重要特點(diǎn)。
2.4區(qū)塊鏈BLOCK CHAIN
隨著比特幣的火爆,區(qū)塊鏈技術(shù)變得炙手可熱。
從定義上看,區(qū)塊鏈?zhǔn)欠植际綌?shù)據(jù)存儲(chǔ),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸,共識(shí)機(jī)制,加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式。所謂共識(shí)機(jī)制是區(qū)塊鏈系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間建立信任、獲取權(quán)益的數(shù)學(xué)算法。
區(qū)塊鏈的基本原理理解起來(lái)并不難?;靖拍畎ǎ?
交易(Transaction):一次操作,導(dǎo)致賬本狀態(tài)的一次改變,如添加一條記錄;
區(qū)塊(Block):記錄一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的交易和狀態(tài)結(jié)果,是對(duì)當(dāng)前賬本狀態(tài)的一次共識(shí);
鏈(Chain):由一個(gè)個(gè)區(qū)塊按照發(fā)生順序串聯(lián)而成,是整個(gè)狀態(tài)變化的日志記錄。
如果把區(qū)塊鏈作為一個(gè)狀態(tài)管理機(jī)制,則每次交易就是試圖改變一次狀態(tài),而每次共識(shí)生成的區(qū)塊,就是參與者對(duì)于區(qū)塊中所有交易內(nèi)容導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)改變的結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。
區(qū)塊鏈的主要特征表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
去中心化
由于使用分布式核算和存儲(chǔ),不存在中心化的硬件或管理機(jī)構(gòu),任意節(jié)點(diǎn)的權(quán)利和義務(wù)都是均等的,系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊由整個(gè)系統(tǒng)中具有維護(hù)功能的節(jié)點(diǎn)來(lái)共同維護(hù)。
開(kāi)放性
系統(tǒng)是開(kāi)放的,除了交易各方的私有信息被加密外,區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)對(duì)所有人公開(kāi),任何人都可以通過(guò)公開(kāi)的接口查詢區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)和開(kāi)發(fā)相關(guān)應(yīng)用,因此整個(gè)系統(tǒng)信息高度透明。
自治性
區(qū)塊鏈采用基于協(xié)商一致的規(guī)范和協(xié)議(比如一套公開(kāi)透明的算法)使得整個(gè)系統(tǒng)中的所有節(jié)點(diǎn)能夠在去信任的環(huán)境自由安全的交換數(shù)據(jù),使得對(duì)“人”的信任改成了對(duì)機(jī)器的信任,任何人為的干預(yù)不起作用。
信息不可篡改
一旦信息經(jīng)過(guò)驗(yàn)證并添加至區(qū)塊鏈,就會(huì)永久的存儲(chǔ)起來(lái),除非能夠同時(shí)控制住系統(tǒng)中超過(guò)51%的節(jié)點(diǎn),否則單個(gè)節(jié)點(diǎn)上對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改是無(wú)效的,因此區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)穩(wěn)定性和可靠性極高。
匿名性
由于節(jié)點(diǎn)之間的交換遵循固定的算法,其數(shù)據(jù)交互是無(wú)需信任的(區(qū)塊鏈中的程序規(guī)則會(huì)自行判斷活動(dòng)是否有效),因此交易對(duì)手無(wú)須通過(guò)公開(kāi)身份的方式讓對(duì)方自己產(chǎn)生信任,對(duì)信用的累積非常有幫助。
區(qū)塊鏈技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用
目前形成公認(rèn)的意見(jiàn)中,認(rèn)為區(qū)塊鏈對(duì)新零售產(chǎn)生三個(gè)相對(duì)確定的技術(shù)應(yīng)用:優(yōu)化供應(yīng)鏈管理,商品溯源,消費(fèi)者身份確認(rèn)。
沃爾瑪公司發(fā)明了一個(gè)名叫“智能包裹(smart package)”的區(qū)塊鏈技術(shù),利用區(qū)塊鏈技術(shù)完善更智能的包裹交付追蹤系統(tǒng)。這個(gè)專利技術(shù),還有一個(gè)記錄包裹信息(比如包裹內(nèi)容、環(huán)境條件、位置信息等)的設(shè)備。沃爾瑪?shù)倪@個(gè)技術(shù),甚至還有一個(gè)基于區(qū)塊鏈技術(shù)的無(wú)人機(jī)包裹寄送追蹤系統(tǒng)。能實(shí)現(xiàn)包括賣(mài)家私人密鑰地址,快遞員私人密鑰地址和買(mǎi)家私人密鑰地址等,一系列用于監(jiān)管配送地址的加密技術(shù)。
在跨境供應(yīng)鏈管理上,利用區(qū)塊鏈技術(shù),商品的全球鏈路可追蹤技術(shù),會(huì)更加精準(zhǔn)無(wú)誤。分布式紀(jì)錄讓商品的全鏈路過(guò)程,從匯集生產(chǎn)、運(yùn)輸、通關(guān)、報(bào)檢、第三方檢驗(yàn)等信息,全部得到加密確證,不僅不可更改,每個(gè)流程還能清晰可追蹤、可監(jiān)控。
因?yàn)槭侨ブ行幕植际綌?shù)據(jù)庫(kù),區(qū)塊鏈的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易和私密性,可能對(duì)現(xiàn)有零售業(yè)的整個(gè)業(yè)務(wù)體系,存在顛覆性沖擊。如S2b2C交易模式。既然區(qū)塊鏈能查詢到商品從源頭、制作、出廠、上架銷(xiāo)售所經(jīng)歷的所有歷程。那么品牌商也能看到每件商品的流向,以及終端消費(fèi)者的分布情況。從這個(gè)技術(shù)角度來(lái)說(shuō),品牌商完全可以直接觸達(dá)每一個(gè)精準(zhǔn)又私密的終端消費(fèi)者。
注:S2b2C交易模式:一種新型的電子商務(wù)交易模式,其中S一般理解為供貨商或廠家;b則是指直接服務(wù)于消費(fèi)者的商戶或者企業(yè),小寫(xiě)的b表示與傳統(tǒng)的分銷(xiāo)商不同,是社區(qū)級(jí)別的小商戶;C的話就是我們熟悉的消費(fèi)者,也可能會(huì)是采購(gòu)商。
2.5 3D視覺(jué)技術(shù)
3D視覺(jué)技術(shù)又稱為3D機(jī)器視覺(jué)技術(shù),可以簡(jiǎn)單地定義為對(duì)三維對(duì)象(或表面)進(jìn)行測(cè)量或檢查的技術(shù)。其基本原理是通過(guò)雙目相機(jī)進(jìn)行圖像信息采集,將采集的信息進(jìn)行壓縮處理,利用幾何算法,確定對(duì)象的三維坐標(biāo)。有幾種不同的方式可以實(shí)現(xiàn):
1)激光輪廓分析:激光輪廓分析是最受歡迎的3D成像技術(shù)之一。被測(cè)物體通過(guò)激光束移動(dòng),利用激光反射原理測(cè)量出物體的輪廓。
2)立體成像:另一種流行的3D成像技術(shù)是立體成像,其中兩個(gè)相機(jī)用于記錄物體的2D圖像,然后可以將其三角化并制成3D圖像。
3)條紋投影:在條紋投影中,條紋圖案投影到待測(cè)量的整個(gè)表面區(qū)域上。然后通過(guò)垂直于被測(cè)物體定位的攝像機(jī)記錄圖像。
4)飛行時(shí)間:飛行時(shí)間法測(cè)量光脈沖到達(dá)被測(cè)物體然后返回的時(shí)間。測(cè)量每個(gè)圖像點(diǎn)所花費(fèi)的時(shí)間將根據(jù)對(duì)象的大小和深度而變化,因此每個(gè)點(diǎn)將在測(cè)量時(shí)提供該信息。
3D視覺(jué)技術(shù)在物流系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景,如自動(dòng)碼垛/拆垛,自動(dòng)裝車(chē)/卸車(chē)等,此外,3D視覺(jué)還可以用于障礙物探測(cè),污損條碼分析,工件檢查等多種場(chǎng)合。是智能倉(cāng)儲(chǔ)不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù)。
2.6 SLAM自然導(dǎo)航技術(shù)
SLAM(simultaneous localization and mapping)即同步定位與映射,指在未知的環(huán)境中,移動(dòng)設(shè)備(如AGV機(jī)器人)通過(guò)自身所攜帶的傳感器(激光傳感器或者3D視覺(jué)傳感器等)來(lái)對(duì)自身進(jìn)行定位,并利用傳感器獲取環(huán)境信息,構(gòu)建增量式地圖,從而完成自動(dòng)導(dǎo)航的目的。SLAM自然導(dǎo)航是AGV系統(tǒng)采用的最新的導(dǎo)航方式之一,也是未來(lái)智能倉(cāng)儲(chǔ)采用的最主要的導(dǎo)航方式。其根本原因是自然導(dǎo)航突破了傳統(tǒng)導(dǎo)航技術(shù)(如磁線導(dǎo)航、磁釘導(dǎo)航、二維碼圖像導(dǎo)航、激光導(dǎo)航等)需要預(yù)設(shè)場(chǎng)景的限制,可以實(shí)現(xiàn)非預(yù)設(shè)路徑的導(dǎo)航。SLAM自然導(dǎo)航技術(shù)還可以用于無(wú)人駕駛汽車(chē),其原理與AGV是一致的,由于路況的原因,無(wú)人駕駛汽車(chē)面對(duì)的情況要更加復(fù)雜。
2.7 物流可視化技術(shù)
按照狹義的定義,可視化(Visualization)是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù),將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來(lái),再進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。而可視化在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍要更加寬廣,總體來(lái)說(shuō),物流可視化技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖像處理技術(shù)等,使物流過(guò)程和物流數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)可跟蹤和可監(jiān)控。物流過(guò)程包括收貨、檢驗(yàn)、存儲(chǔ)、揀選、補(bǔ)貨、輸送、包裝、集貨、發(fā)貨、運(yùn)輸?shù)?,物流?shù)據(jù)則包括物流過(guò)程中所產(chǎn)生的和攜帶的所有數(shù)據(jù),包括但不限于訂單數(shù)據(jù)、庫(kù)存數(shù)據(jù)、作業(yè)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、管理數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等。
與可視化相關(guān)的另一個(gè)概念是數(shù)字孿生(Digital Twin)。數(shù)字孿生最早是用于航空航天飛行器的健康維護(hù)與保障。首先在數(shù)字空間建立真實(shí)飛機(jī)的模型,并通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)與飛機(jī)真實(shí)狀態(tài)完全同步,這樣每次飛行后,根據(jù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)有情況和過(guò)往載荷,及時(shí)分析評(píng)估是否需要維修,能否承受下次的任務(wù)載荷等。數(shù)字孿生在物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用有兩方面,其一是在設(shè)計(jì)階段就完成數(shù)字化模型,從而在虛擬的空間中對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行仿真和模擬,并將真實(shí)參數(shù)返回以指導(dǎo)設(shè)計(jì)修正;其二則是在建成后,在日常的運(yùn)維中實(shí)際系統(tǒng)和仿真系統(tǒng)二者繼續(xù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息交互,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全生命周期的數(shù)字化監(jiān)控。
物流可視化技術(shù)為訂單跟蹤、故障處理、系統(tǒng)評(píng)估提供了依據(jù),其意義不僅在于提高客戶服務(wù)的質(zhì)量,其更大的價(jià)值在于數(shù)據(jù)可同時(shí)呈現(xiàn)于管理的各個(gè)平臺(tái),從而為同步?jīng)Q策和管理提供了可能。
2.8 RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)
RFID(Radio Frequency Identification)技術(shù),又稱無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù),被稱為智能物流倉(cāng)儲(chǔ)與倉(cāng)儲(chǔ)的關(guān)鍵技術(shù)。其實(shí),RFID是一種通信技術(shù),它可通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù),而無(wú)需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。
從概念上來(lái)講,RFID類(lèi)似于條碼掃描,對(duì)于條碼技術(shù)而言,它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫(xiě)器利用光信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫(xiě)器;而RFID則使用專用的RFID讀寫(xiě)器及專門(mén)的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽,利用頻率信號(hào)將信息由RFID標(biāo)簽傳送至RFID讀寫(xiě)器。
從結(jié)構(gòu)上講RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng),只有兩個(gè)基本器件,該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問(wèn)器和很多應(yīng)答器組成。當(dāng)然,就其技術(shù)構(gòu)成而言,RFID有很多分類(lèi),如有源RFID和無(wú)源RFID等。
RFID最重要的優(yōu)點(diǎn)是非接觸識(shí)別,它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢和條形碼無(wú)法使用的惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽,并且閱讀速度極快,大多數(shù)情況下不到100毫秒。有源式射頻識(shí)別系統(tǒng)的速寫(xiě)能力也是重要的優(yōu)點(diǎn)??捎糜诹鞒谈櫤途S修跟蹤等交互式業(yè)務(wù)。
制約射頻識(shí)別系統(tǒng)發(fā)展的主要問(wèn)題是不兼容的標(biāo)準(zhǔn)。射頻識(shí)別系統(tǒng)的主要廠商提供的都是專用系統(tǒng),導(dǎo)致不同的應(yīng)用和不同的行業(yè)采用不同廠商的頻率和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),這種混亂和割據(jù)的狀況已經(jīng)制約了整個(gè)射頻識(shí)別行業(yè)的增長(zhǎng)。許多組織正在著手解決這個(gè)問(wèn)題,并已經(jīng)取得了一些成績(jī)。標(biāo)準(zhǔn)化必將刺激射頻識(shí)別技術(shù)的大幅度發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
在物流倉(cāng)儲(chǔ)應(yīng)用方面,RFID可應(yīng)用于貨物識(shí)別。在貨物或單元中植入RFID芯片,可以使系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別貨物,尤其是有源RFID,可以自發(fā)的發(fā)射信號(hào),為智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。
此外,RFID還有很多應(yīng)用,如盤(pán)點(diǎn),貨物跟蹤與溯源管理等。