二十年多前陪兒子玩的時候有兩個玩具給我留下很深印象，一個是樂高積木，不斷的組合拼搭，可以出現各種花樣;還有一個是類似樂高積木的電子器件拼插的玩具，按照圖紙就可以搭建出收聽節目的收音機等電子產品。后來研究單元化物流，發現物流積木排列組合就類似樂高積木的思路，把物流系統機械和自動化設備按功能進行模塊化設計，也可以進行自在組合，形成適合不同需求場景的物流系統。

　　如果在與大數據、云計算、物聯網結合，通過軟件管理控制實現自動的物流搭積木，物流系統模塊化的搭積木呢?物流資源整合與創新真的很難嗎?所有的靜止空間是不是都可以作為存儲空間，如：門店、商超、便利店、居委會、甚至個人閑置房間是不是都可以作為靜止的空間，進行標準化規范和互聯網鏈接?是不是所有的移動空間都可以作為配送的送貨空間?不管是大巴車、高鐵、地鐵還是私家車后備箱等等，也都可以作為物流作業的移動空間。把這些廣泛存在的靜止空間和移動空間，利用互聯網、物聯網、大數據、云計算進行鏈接與運籌計算，通過軟件管理進行控制與優化調度，會帶來多少的物流創新?

　　一、我們進入了軟件定義物流的時代了嗎?

　　現在這個時代，新技術亂花漸欲迷人眼，新時代眾說紛紜猜不透!如今到底進入了一個什么時代?從互聯網角度，可以說進入了互聯網+的時代，互聯網已經成為從基礎設施和創新要素;從數據驅動角度，可以說進入了大數據時代;從計算的角度，可以說進入了云計算、霧計算、邊緣計算的時代;從勞動作業角度，可以說進入了自動化、無人化、智能化時代;從大變革的角度，像馬云所說進入了新零售、新物流、新制造等等的新時代。

　　上述新技術的應用雖然很重要，但是這個社會的核心控制系統更重要，從未來社會經濟核心控制系統角度看，即將進入的是：“軟件定義”的時代。互聯網系統被軟件控制、大數據是軟件計算的資源、云計算是軟件數據處理計算的模式、自動化是執行軟件控制系統的指令。因此， NetScape創始人Marc Andreessen說：軟件正吞噬世界。C++語言發明人Bjarne Stroustrup說：人類文明運行在軟件之上。

　　關于軟件定義物流，在去年已經寫了【物流】王繼祥：我們到底進入了一個什么時代?(兼談軟件定義物流)和【物流】王繼祥：“軟件定義物流”推動智慧物流全面發展兩篇文章。根據此前分析，軟件定義理念的核心是硬件資源虛擬化，管理過程可編程。通過對硬件資源建立數字孿生體，做好功能模塊的分類，通過軟件的控制與管理對硬件資源管理控制，實現資源跨界整合與高效協同。最典型的例子就是智能手機了。把手機的基本功能模塊化歸類和標準化，用軟件編程組合調度，給它裝一個地圖APP，就把它定義成導航儀了;給它一個照相軟件程序，就把它定義成照相機了;給它安裝一個攝像程序，就把它定義成攝像機了;給它安裝一個銀行APP，就把它定義成銀行操作終端了;給它裝一個游戲軟件，就把它定義成一個游戲機了…………通過軟件定義，手機已經不再是手機，可以成為100多個智能硬件新物種。

　　在物流領域，目前軟件定義物流也正在全面推動新物流的變革。在物流系統功能方面，之前把物流全流程用五字訣概括，就是分、合、搬、運、存。按照五字訣可以把物流系統定義成：分流模塊、合流模塊、搬運模塊、運輸模塊、存儲模塊，還可以進一步細分，然后研究各個功能模塊的智能和排列組合，通過軟件定義物流功能系統，進行仿真模擬和實踐驗證，實現軟件定義物流的創新。

　　在物流作業流程方面，對于物流作業對象，通過單元化物流技術與應用，也可以實現物流作業對象的單元化高效組合與裝卸搬運，實現軟件定義物流的作業模式變革。

　　目前，軟件定義物流的理念已經催生了很多新物流的變革，只不過目前還是自發的無意識的創新階段，還沒有從實踐上升到理論，再以軟件定義物流的理論去指導實踐的創新。

　　二、軟件定義物流有哪些成功案例?

　　1、智慧共配：軟件定義城市配送

　　共同配送也稱共享第三方物流服務，指多個客戶聯合起來共同由一個第三方物流公司來提供配送服務。城市共同配送有十多種創新模式，如：統倉統配模式、循環取貨直配模式、循環取貨共配模式、集貨+集倉統一配送模式、分階段JIT集貨共配模式、社區集貨+分區域循環共配模式、多工廠集貨共配模式等等。城市物流共同配送近年來獲得了巨大的發展。

　　傳統的統倉統配等共同配送模式柔性化和智能化特征不強，不同模式切換困難。目前，隨著互聯網技術發展，城市共同配送創新向著智慧共配方向發展，通過大數據、互聯網和GPS相結合，可以即時集成區域內訂單需求，智慧生成最優共配路徑，做到實時共配，隨機共配，全面共享城市物流配送資源。

　　智慧化共同配送企業，往往并不擁有車輛和倉儲資源，企業核心資產就是智慧化共同配送的軟件和平臺，通過智能配送平臺及配送的軟件系統，定義城市配送。

　　怎么實現軟件定義共同配送：一是通過建立互聯網平臺，實現配送資源鏈接。包括鏈接社會上擁有運力資源的企業與個體司機，建立運力虛擬檔案，完善運力資源池。二是對加盟司機和車輛進行技術培訓和規范，建立運力單元標準化的管控規則，規范作業流程，建立流程標準;三是廣泛征集社會化配送需求，并通過大數據、云計算等信息技術，對配送需求訂單按最優路徑和最近距離等要素進行訂單合成與優化，形成配送貨物的單元組合;四是管理調度資源池，根據需要共同配送的貨物組合，最佳匹配就近車輛，向符合條件的企業推動配送信息，用軟件智能優化車與貨的匹配，實現運力資源的統籌運作，做到管理過程軟件定義。五是不斷通過大數據分析，機器學習功能，升級軟件，優化共同配送的訂單合成與運力組合的匹配結果，優化配送路徑，實現取貨區域的智能的循環取貨，到接收貨物目的區域的共同配送，達到全面智慧化共同配送管理與控制。

　　2、智慧管理平臺：軟件定義倉庫運作

　　看了上面案例有人會說，這不就是共同配送的換一種說法嗎?

　　舉案例是為了方便說明問題，只是想說明軟件定義物流不是空中樓閣，是有很多實踐的基礎。但是軟件定義是一個變革的理念，也絕不是上面簡單地大家都是到的城市共同配送。

　　下面這個軟件定義倉庫的案例就有所不同了，這是廣州地區一家日資物流企業的真實案例。根據我們了解情況，目前這家企業根據市場上多變得倉儲配送需求，通過軟件定義倉庫的理念，建立了倉儲系統智慧管理平臺。企業首先對機器人、無人叉車、貨架、分揀設備、裝卸設備均進行了標準模塊分類，實現了物流硬件資源功能性模塊的虛擬化，在此基礎上，結合不同的物流作業要求，通過軟件編程，將積累的作業流程經驗軟件化，將標準功能模塊組合管控軟件化，建立了適應不同應用場景的物流作業管控模式。當客戶變化后，通過倉儲系統能管控平臺管控軟件的自動調度與管理，實現作業延展性，做到智慧和柔性的新倉儲作業模式的變化，適應新的客戶需求。

　　3、最新案例：菜鳥菜鳥網絡柔性自動化技術

　　傳統的自動化是剛性的自動化，利用傳送帶等固定的設備使得我們的物品在倉庫里流動。由于系統的剛性，系統的擴展性不強，不能適應電商對物流需求的快速變化。

　　根據菜鳥網絡資深算法專家，柔性自動化負責人朱禮君最近的演講分享，菜鳥針對這一問題，把機器人和自動化設備規范成不同的功能模塊，根據商品屬性多樣性對應的各種各樣的物流屬性和銷售屬性，通過模塊化的設計，可以通過軟件對功能模塊進行排列組合與模擬仿真，來滿足物流系統快速部署，適應系統的快速擴展。當商品換季，業務的發展需要改變作業的模式的時候，可以實現非常快速的改變。最后，在全鏈路的自動化下模式下，通過作業的可預測性，實現隨著訂單的增長可以快速部署機器人，部署新的自動化設備。

　　柔性的自動化和智能是天然的互相綁定的關系，柔性自動化需要非常多機器人，它需要感知，需要用到非常多的人工智能的技術，實現機器學習和迭代提升。菜鳥網絡的具體做法如下：

　　(1)模塊化的多區并行的自動化的方案

　　電商的倉庫從商品的入庫、揀選、打包、分拔等等都需要用到智慧自動化。這個鏈路中用了很多的設備，可以用自動叉車做商品入庫，然后做補貨;訂單的揀選可以用AGV揀貨;可以用自動封箱機封裝;分撥也可以用AGV技術;碼垛也有碼垛的機械手臂……整個鏈路可以自動化。

　　硬件資源虛擬化思路：倉儲的作業跟計算機做計算是非常類似的，倉庫里面做物品的存儲，和做計算機數據的存儲非常類似;訂單的生產，我們把貨物從貨架上拿下來是跟計算機做提取、計算也非常類似;倉庫的備貨區里面會存儲大量的商品，和計算機的硬盤很類似，計算機可能有很多文件，有些文件好幾個月都不會用到，和備貨區一樣;揀選區，有很多業務進行揀選，和內存差不多;電商有很多的爆品，會有爆品的區域，這相當于計算機的高速緩存，所以計算機的結構在倉儲里面有相應的映射。

　　電商時代，處理的貨物種類很多，倉庫非常大，每天要處理的訂單非常的多，映射到計算機的結構里面就相當于大數據的處理，大數據的處理上最有名的框架是MapReduce，這里面三個最重要的操作Map、Shuffle、Reduce，Map就是把工作并行化，Shuffle怎么把它再合到一起，Reduce就是最終產生結果。菜鳥把這個大數據虛擬化的處理經驗映射到倉儲里面，提出了模塊化的多區并行的自動化的方案。如下圖：

　　每個區揀選完了以后有一個合流區，合流區有不同的商品合流在一起再出庫，因為有這么一個并行的操作設計，各區可以根據商品做不同的揀選模式，并行完了以后都會流入到這個Rebin Zone，合流區做一個訂單的合流，每個區揀選完以后，然后合流到一個箱子里面進行出庫。

　　作業系統軟件定義的管控策略：爆品區需要快速出貨，需要借鑒計算機高速的緩存模式，采用揀選車到人的模式，AGV帶著裝訂單的箱子到商品附近，人不需要走，人只需要揀貨;冷品區商品品類特別多，但每件商品數量都不多，需要大量存儲區，采用了是貨架到人的模式。整個操作是模塊化并行操作，可以把上面的商品換成人或者是別的自動化的模式，不會影響其他區的作業生產。這種并行的操作可以多庫區的并行，實現超過500臺AGV的聯合調動。這里面用了非常多的算法，是整個系統效率優化的關鍵。

　　物流系統快速分撥的柔性化方案：分撥相當于真實物品的Shuffle。機器人非常適合做一個事情，它沒有固定的軌道，非常適合做點對點的傳播，我們如何設計這樣的系統呢?如下圖。

　　包裹上到傳送帶，AGV會上到一個掃描臺掃描，AGV就知道它去到什么地方，然后將包裹倒入對應的集包簍，集包簍滿了就會被另外一個AGV帶走到對應的出庫月臺。這樣AGV做簡單的處理就可以做分撥，除了上貨到出庫不需要有人的操作，這是非常柔性的自動化的系統。

　　(2)菜鳥柔性自動化關鍵技術

　　第一是軟件與硬件結合技術。物流這個行業，它不是一個純軟件工程，也不是一個純硬件工程，其實是一個系統工程，里面做很多軟硬結合、共同設計的點。從流程的設計到硬件的設計、軟件的設計這一連串都需要一起綜合考慮，你才能夠達到這么高效的效果。

　　第二是IOT技術應用，倉庫是IOT非常好的投入點，它可以做很多的線上化、數字化、可控化。

　　第三是機器人技術，最重要的三點是Perception、Planning、Execution。

　　第四是大規模的智能體規劃和調度技術，你在倉庫里面要做柔性自動化的方案需要機器人協同，大量機器人的路徑規劃是影響到效率的，所以涉及到大規模的規劃和分配技術。

　　第五是關于倉儲資源分配的軟件優化與控制問題。就是要把貨架、庫存、AGV等資源在單位時間實現產出最大。資源分配問題有兩種解法，一個是中央規劃解法，我們要建大而廣的模型，收集每一個數據，收集每一個機器人在哪里，收集每個貨在哪里。建一個很大的模型，有一個數據分布，單位時間內出庫數量最大，菜鳥在稍微小一點的倉庫里面用這種方式。

　　資源分配當中另外一種是資源分布式競價，誰出價更高就接誰的貨。特別大的倉庫里面我們有非常多的機器人，非常多的貨架，各種組合可以完成揀選任務。機器人貨架可以模擬成一個任務，誰贏了誰做這個任務，整個市場平衡了分配應該是比較高效的，涉及比較關鍵就是競價的策略設計，在大型的倉庫上下游之間銜接比較緊密、很難解耦的環境比較適合，因為你最上游的決策可能影響到最后一個決策，所以整個上下游的決策全部做下來是比較難的事情。

　　菜鳥認為在未來很多大規模智能體的技術會往群體智能的方向發展通過模擬螞蟻的行為進行的算法，比如說螞蟻是會搭橋的，單個螞蟻并不會搭橋，但是螞蟻之間可以互相地搭橋讓其他的螞蟻走，這些概念可以應用到智能體的應用當中去，實現分布式的控制的方法，當每一個智能體有了足夠的智能導航和決策的功能之后，將是未來發展的方向。

　　通過軟件定義理念，實現軟件對硬件資源的合理調度與運籌，實現柔性自動化是未來巨大的趨勢，它會對整個行業做一個巨大的革命需要硬件公司、機器人公司、物流公司一起協作。

　　三、軟件定義物流的創新思路與創新方向

　　關于軟件定義物流的創新案例很多，每一個新的案例很具體，又很現實。那么如何把握軟件定義物流的創新思路和創新方向呢?

　　在此拋磚引玉，提出幾個大的思路，希望對創新和創業者有啟發：

　　1、 所有靜止的空間均可借助軟件定義物流定義成存儲空間;

　　2、 所有移動的空間均可通過軟件定義物流定義成貨運空間

　　3、 所有的存儲空間和貨運空間均可互聯互通

　　4、 所有的存儲空間和貨運空間均需要按功能模塊標準規范

　　5、 所有物流貨物需要按單元化物流進行標準化規范

　　6、 所有的存儲空間與貨運空間均可實現軟件調度與管理

　　7、 所有的存儲空間與貨運空間均可與原有的功能場景分離實現跨界

　　8、 所有的存儲空間與貨運空間均可以與原有功能無縫融合實現創新

　　創新方向分析：

　　軟件定義云店倉：根據上述軟件定義物流的大的思路，我們可以把遍布城市中心區的原來各類門店、超市的空間，通過互聯互通、標準規范，按軟件定義物流思路，定義成物理庫節點，就形成了“云店倉”，實現貨到店取、店倉就近配送、店倉融合、店倉成為電商物流末端離客戶最近的前置倉等等，這是目前新零售帶來新物流創新的主要模式之一。

　　如果我們再把靜止的空間無界延伸呢?快遞柜、居委會、閑置廠房、限制住房等等，把遍布城市所有靜止的空間都利用軟件管理與控制起來，與線上的零售對接，會帶來什么創新?

　　軟件定義移動空間資源：如果我們把城市四通八達的公交車的移動空間進行互聯互通、調度管控、軟件定義，利用大巴車非交通高峰期的閑置移動空間作為配送資源，利用大巴車的四通八達的可控的移動網絡，又可以有什么創新呢?

　　我們還可以通過軟件定義，把每家的自駕車的后備箱進行管理與調度，這是一個既可以移動，又可以靜止的空間，把貨送到后備箱，是不是也是一個很好的創新方向?

　　關于高鐵和地鐵的空間資源，在非交通高峰階段也有大量浪費，也是完全可以用軟件定義的理念，進行硬件資源虛擬化，管理過程可編程，實現資源跨界的管理調度，高效協同運作，完成物流配送服務的。