物流自动化、智能化与智慧化发展路径与概念辨析
智慧物流已经引发社会关注热潮,特别是在物流领域,智慧物流的理念与技术的结合,已经成为了众多企业展会的重点展示内容。物流自动化系统与装备都纷纷打上了智慧物流的标签。智慧物流这个概念也早已超越纯粹的自动化范畴。关于智慧物流,很多人对其定义存在误解或混淆。那么究竟何为智慧物流?仅仅自动化就是智慧物流吗?物料搬运机器人、无人仓库是否等同于智慧物流的核心体现?这些问题需要我们一一解答。智慧物流这一概念是我于2009年正式提出的,并且从那时起,我就致力于构建智慧物流的技术架构与理论体系。
作为智慧物流概念的先驱和权威专家,我有责任和义务对智慧物流进行深入解析,厘清其与物流自动化、智能化的关系。关于智慧物流的精准定义,很多人可能并不清楚。在2009年,基于物联网技术在物流业的应用所带来的变革,我代表《物流技术与应用》杂志、中国物流技术协会信息中心以及华夏物联网研究中心提出了智慧物流理念。这一历史事实已经被记录在百度百科、360百科等资料库中。但遗憾的是,这些资料并未详细收录我对智慧物流所做的精准定义。我将在下文详细阐述我对智慧物流的理解。
在我看来,智慧物流并不仅仅是自动化或数字化、网络化的简单结合。它是基于物联网技术的运用,实现互联网与物理世界的融合创新。这种融合创新使得我们能够感知物流系统的实时状态,进行科学的决策和精准的执行。更进一步来说,智慧物流具备自主决策和学习能力,是一种拥有一定智慧能力的现代物流体系。真正的智慧物流应该是超越自动化、数字化和网络化的一种全新境界,展现出更为智能和高效的物流运营方式。我是基于物联网技术提出的智慧物流概念,并进一步构建了智慧物流的技术架构,该架构由感知层、网络层和应用层组成。我深入研究了智慧物流的理论体系,包括其大脑思维系统、络传输系统和自动执行系统。在此基础上,我详细分析了智慧物流的发展现状和智慧来源。
智慧物流是在物流自动化、网络化、数字化、智能化基础上发展而来的新兴领域。通过明确智慧物流的定义,我们可以更好地辨析物流自动化、智能物流、数字物流等概念之间的关系,并了解智慧物流的发展路径。
二、关于物流自动化
物流自动化是智慧物流的重要组成部分,但并非其全部。简单的物流自动化设备并不能等同于物流智能硬件,甚至有时都无法称为物流自动化。当这些设备接入智慧物流系统时,它们便成为智慧物流的执行单元。这是物流自动化与智慧物流之间容易混淆的地方。
按照智慧物流的定义来分析,物流自动化技术主要包括自动感知和自动执行功能。初期的物流自动化通常表现为被动感知,通过连线进行感知,并不具备主动感知功能,这被称为物流自动化1.0时代,即“被动感知,自动执行”。
随着互联网的普及和物联网技术的发展,物流自动化技术不断进步。出现了主动感知功能、无线感知功能,并且能对感知到的命令根据预设条件进行简单判断后自动执行,这被称为物流自动化2.0时代,即“状态感知、分析判断、自动执行”。
现阶段,物流自动化技术正在快速发展,具备了更加完善的感知能力和连接组网能力。借助物联网技术连接入网,可以在互联网基础设施上构建自动化系统。我们可以按照模块化理论对物流自动化系统进行柔性调整,这标志着自动化3.0时代的到来,即“状态感知、联网互动、判断决策、自动执行”。这样的自动化系统已经具备了作为智慧物流执行系统的基本功能。
物流自动化虽然能够感知自身状态,却常常缺乏实时分析、科学决策的能力,仍然停留在仅仅执行命令或根据预设条件进行判断分析的阶段。要想让自动化技术装备跃升到物流智能硬件的层次,就必须赋予其状态感知、实时分析与科学决策的能力。
当我们谈论“智能化物流”时,我们究竟在谈论什么?从字面上解读,“智”意味着知晓、理解,掌握事物的阴阳变化规律。智能的本质,即是一种领悟和知晓的能力。
在物流系统中,智能化物流是由自动化物流发展而来。当自动化系统的知晓能力上升到包括状态感知、实时分析、科学决策、精准执行时,我们可以说这个物流系统已经具备了智能。它能够感知外界信息,知道如何进行分析,并根据分析结果知道应该如何执行。
智能化物流系统,就像一个聪明的“大脑”,但它仍然是一个程控化的自动执行系统,由程序来控制与主导。其状态感知依赖于物联网感知技术,实时分析则依靠信号的实时传输和数据的计算分析,决策则由软件程序做出,执行则依靠命令的实时传输和设备的自动执行。智能化物流可以实现无人化操作,但也可以有人参与,人也可以成为智能物流执行系统的一部分。
智能物流是物流系统向智慧物流演变的重要阶段,但智能物流并不等同于智慧物流。智能物流的能力主要集中在“知晓”上,即系统的感知、分析、判断、执行形成的闭环。虽然它体现了强大的执行能力,但系统只知其然,不知其所以然,还不具备智慧能力。智能物流的进化重点主要是提高执行能力与感知能力。执行能力体现了智能硬件与智能硬件的系统集成,而感知能力则是指物联网技术的全面感知能力。
在智能物流的构成中,还有一个重要的元素——智能物流单元。这个单元由智能硬件或人组成,是不可或缺的智能物流系统最小单元。它可能是一个部件、一个产品,或者是一个人。智能物流硬件:一硬一软,构建感知-分析-决策-执行的数据闭环
智能物流系统,由智能硬件通过感知系统联网构成,堪称“一硬、一软、一网”的完美结合。多个最小单元通过网络实现更大范围的数据自动流动,互联、互通、互操作,形成了一个更为宽广的领域。系统级的智能硬件基于多个单元级最小单元的状态感知、信息交互、实时分析,实现了局部的自组织、自配置、自决策。其中,智能硬件的感知能力尤为关键,它是信息接收与传递的桥梁。想象一下,由机器人、AGV小车、传送带等构成的智能物流系统,在感知系统的指引下,实现了高效的物流运作。
当我们谈论物流智慧化时,我们是在探讨状态感知、实时分析、科学决策、精准执行,并最终实现自主决策和学习的提升。这一过程体现了物流系统从单纯的“知”到“智”再到“慧”的升华。
那么,“智慧物流”与“智能物流”有何区别?为何要发展智慧物流?我们要明确智能与智慧的区别。智能更多的是体现系统的“知”的能力,而智慧则要求系统不仅“知”,还要“明”因果,“懂”本原。也就是说,智能物流关注系统是否具备智能,而智慧物流则进一步探索这种智能如何产生,如何通过学习提升、不断进化、迭代升级。
科学界对“智能”的认识,最权威的要数人工智能创始人图灵提出的“图灵测试”。其核心理念与通过传统中国文字延伸出来的对“智”的理解基本一致。简单来说,如果一台机器在接受测试时,超过30%的测试者无法判断其是人还是机器,那么这台机器就通过了测试,被认为具有了智能。
智慧一词的本源来自佛教,它不仅仅是认知现象,更包括理解真实因果关系及本原。在物流领域,智能物流关注的是系统是否具备“智”的能力,而智慧物流则更进一步探索这个能力背后的原因,以及如何使这种能力得以提升和进化。智慧物流:定义、智慧之源与概念辨析
我提出的智慧物流,代表了一种现代物流与技术的深度融合。它不只是物流系统的智能化,更是一种知其然且知其所以然的体系。简单来说,智慧物流基于物联网技术,让互联网深入物理世界,实现与物流实体网络的融合创新。这种融合使得物流系统能够感知自身状态,进行实时分析、科学决策和精准执行,甚至具备自主决策和学习提升的能力。
那么,物流系统真的能够拥有智慧吗?它的智慧究竟从何而来?我在另一篇文章《智慧物流的智慧是如何产生的?》中进行了初步探讨,感兴趣的读者可以参阅。
接下来,我们要对智慧物流与数字物流、网络化物流的概念进行辨析。
数字物流,是物流系统的数字化。这包括物品、作业流程以及物流系统硬件的数字化。它是智慧物流的“软”的一面,体现了智慧物流的虚体和大脑特征。数字物流是智慧物流的重要组成部分,但智慧物流包含更广泛的内容,数字化只是其一部分。
网络化物流,则是物流系统的网络化。它是智慧物流信息传输系统的核心特征。智慧物流通过物联网感知技术联网,与互联网融合,形成了智慧物流的信息传输体系,如同智慧物流的神经网络。网络化物流同样是智慧物流的一部分。
智慧物流是一个综合性的概念,它涵盖了数字化和网络化物流的特点,并在此基础上进一步实现了自主决策和学习提升。智慧物流的智慧源于技术与物流的深度结合,是其发展到一定阶段的产物。六、智慧物流的两大核心支撑理论
深入探索智慧物流的奥秘,我们发现其背后有着两大不可或缺的理论基石。这两大理论不仅在智慧物流领域占据重要地位,更在整个物流行业的技术革新中发挥着关键作用。
1、信息物理系统(CPS)理论
在我看来,信息物理系统(CPS)是智慧物流的基础理论支柱。CPS,即Cyber-Physical Systems,其中“Cyber”源自希腊语,意为舵手,具有控制之意。它涵盖了网络、信息及计算等多个领域。工业领域的工业4.0,实质上就是工业CPS系统的应用。
智慧物流系统是一个软硬结合、虚实一体的先进体系。它集成了大数据、云计算、物联网、互联网及控制系统等技术,而这一切的纽带便是CPS。通俗地讲,智慧物流就是物流CPS,是物流行业与信息技术的完美结合。
2、机器智能(MI)理论
机器智能是智慧物流智能进阶的另一关键技术。智慧物流系统本质上是一个由机械或由人与机械共同组成的智慧系统。当前,人工智能理论迅速发展,被广泛应用于智慧物流系统,为智慧物流的推进提供了强大动力。
在现有的科学研究中,人们对于人工智能与机器智能的概念辨析尚显不足。人工智能主要侧重于训练机器系统的“知识”获取,模仿人的智能表现。但在智慧物流系统中,我们需要的机器智能应当是不具备人类自我情感和个性的智能。我们需要充分利用机器系统的特点,开发出超越人类智能的机器智能,并使其具备自我提升的智慧能力。
机器智能是一种网络化的智能,其感知能力是全面而广泛的。相比之下,人类的智能感知仅限于五感。在主要由机械系统组成的智慧物流系统中,机器智能理应成为提升技术支撑的关键理论。
机器人技术
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