|
|
广 告 | 点击 查 看
作为行业资深专家，本文作者曾于2014年、2019年两度参与《物流技术与应用》“柔性化”专题，引导行业对柔性的思考由表及里、由浅入深。2026年第三次执笔，作者系统回顾了仓储柔性化演进路径：早期以定制化应对需求变化、单元标准化奠定技术基础、物流机器人普及开启新纪元。展望未来，“软件定义物流”将推动物流装备及系统实现功能重构，物流系统最终将在刚性与柔性的动态平衡中，适应复杂多变的商业场景。
尹军琪
北京伍强智能科技有限公司董事长
引言
物流仓储系统的柔性化，主要表现在以下几个方面：
适应性：主要是对业务范围变化、业务流程变化、业务对象变化、订单结构变化、库存结构变化等一系列变化的适应能力。
可扩展性：主要是业务规模变化、高峰业务处理能力、系统布局及物流路线的调整等。
可迁移性：主要是系统设备可迁移性、系统部署快捷性等。
物流系统的柔性化需求，是基于现实的、在运营过程中出现的问题而提出的。其主要目的仍然是降低成本，降低投资风险，满足业务需求等。本文将对物流仓储系统柔性化的进化历程和未来发展方向进行简单梳理。
历史回顾
1.定制化：最早的柔性化思考
总体来说，物流仓储系统是一个高度定制化的系统。具体表现在以下几个方面：
（1）每个系统的需求不同。包括收发货量、库存量、存储方式、订单形式、产品形式、包装形式、单元尺寸、单元重量、储存温度、运输方式、运输车辆等。
（2）每个系统所处的环境不一样。包括地块形状、建筑限制、周边环境、道路、河流、地理位置（如南方、北方、沿海等），以及气候、地震设防等级等。
（3）每个系统对应的用户条件不一样。比如对投资的限制、对自动化的需求、自身信息化水平、现有物流仓储系统的条件、作业流程等。此外，还包括每天作业时间、高峰作业时段、高峰作业量和平均作业量等。
对于这样一个高度定制化的系统，用户普遍关心的问题是：如何应对未来的变化？如企业经营范围变化和企业业务变化（如业务增减、温度需求、产品包装形式、储存单元等），以及行业的变化、订单结构的变化、仓库迁移等。从较长时间来看，对一个企业而言，这种变化是不可避免的。其实，这就是对系统柔性化的思考。人们希望投资能够尽量具有较高的适应性，以降低可能的风险。
每个企业对于系统柔性化的追求是不一样的。例如，在汽车制造行业，人们担心的是产能变化和产品变换（尤其是频繁变换产品规格）所带来的影响。柔性生产线因此应运而生，早期的AGV就是为适应制造业而诞生的。现在的汽车生产线已经大多采用完全柔性化的生产线。对流通领域而言，要面对的问题更多一些，包括流量变化、库存变化、货物变化、订单变化等一系列问题。面对众多需求，再柔性化的设计也显得力不从心。电商的诞生，更加剧了物流系统对柔性化的需求，尤其是面对业务不断激增带来的频繁的仓库迁移和扩容，如何缩短迁移时间，减少迁移过程中的损耗等问题，成为关注的焦点，柔性化变得尤为重要。此外，对第三方仓库来说，柔性化的需求直接决定了库房建设要具有最大的适应性。然而，当一个库房建成后，其适应性总会有一定限制。
柔性化是一个有很长历史的问题，每个时代对柔性化的需求有所不同。要理解这一点并不难，因为不同时代的科技水平不同，物流形态存在重大差异，社会对物流仓储系统的期望和要求就会不同。每一项合理需求的提出，既受到时代的限制，也推动着科技向前发展。
2.单元标准化：从产品到系统的柔性化
市场需求变化莫测，为了把握世界的本质，人们在探索物流系统解决方案的过程中，提出“标准化”这一伟大的设想，既简化了纷繁的物流世界，也让柔性化有了更大空间。
物流标准化首先是从货物单元标准化开始的，此后才逐渐发展到产品标准化、流程标准化，以及信息标准化等多个方面。
单元标准化，其基本内容是托盘和料箱的标准化。在长期的生产过程中，人们发明了托盘，这是物流技术的重大创新和革命性成果。早期的物流技术，大多建立在托盘基础之上（料箱作为一种常用单元，也在物流技术中占有重要比重。相对于托盘来说，料箱的发明时间要更早一些，但对于料箱的重视，则是最近20年的事）。有了标准化的存储单元，物料的基本形态就被固化下来，从而使其适应性得到空前提升。人们不再纠结物料包装的变化，物料的包装反而被要求按照物流规则来设计，标准化的仓库系统应运而生。这是柔性化技术取得的重大突破。从此，人们的关注点从物料产品的适应性，转移到物流技术的柔性化和物流系统的柔性化。
物流技术因为单元标准化而取得蓬勃发展。AS/RS自动化立体库被最早发明出来，它虽然具有一定柔性（比如系统有很高的适应性，巷道数可以增加，堆垛机可以采用多种形式，货架层高可以调整等），但总体仍是刚性的，一旦实施则系统基本不可改变。在料箱处理方面，最早的产品是所谓的Miniload系统，这是AS/RS技术的延伸。AGV最早被应用于制造业车间的物流搬运，但因其昂贵的造价，在几十年间进展缓慢。直到2010年前后，美国的Kiva Systems公司将AGV（Kiva机器人）用于料箱货架搬运，从而改变了历史的进程。
叉车一直扮演着柔性化的最佳角色。即使在今天，叉车仍然是物流仓储系统中不可或缺的装备。然而，叉车也有其天然的缺点：空间利用率低（主要是高度限制、作业通道宽等），自动化水平低，从而使AS/RS拥有更大发展空间。
然而，有一个问题还是困扰着规划工程师和用户，这就是托盘和料箱的比重问题。当然还有更多的存储形式，如平置区等，都对系统的适应性提出挑战。
绝对的柔性并不存在。人们发现，其实最传统的仓库系统才是最柔性化的，一旦我们给仓库系统作出定义，就会削弱系统的适应性，这是显而易见的事情。
3.物流机器人：给柔性化一个新的天地
“物流机器人”概念提出的具体时间已无法考证，但其为大众所接受的时间仅仅是最近十年。最早，AGV被称为物流机器人，随后所有不依赖轨道的、具有自动导航的物流设备也被统称为“物流机器人”，再后来所有具有自动移动功能的物流设备，均被纳入物流机器人的行列。从产品柔性化的视角看，它们之间还是有重大差异的。
（1）Kiva类产品
Kiva是最早的具有高度柔性化的物流设备之一，但其弱点也显而易见，所以很快就被新技术所迭代，如AMR，CTU等产品。在料箱处理系统中，Kiva类产品因其高柔性，受到市场广泛认可；CTU的主要问题还是高度受到限制，但这一局限性并不能掩盖其高度柔性化给客户带来的巨大价值。
（2）四向托盘穿梭车
四向托盘穿梭车最早在2010年前后出现，由于成本高企，性价比不高，一开始并未引起市场重视。在2020年后，随着产品成本快速下降，其优越的性能和环境适应性迅速赢得市场青睐。相比AS/RS而言，四向托盘穿梭车对环境具有更高的适应性，对基础的要求相对较低，配置更为灵活。当然，其消防设施处理、日常维护存在一定难度。
（3）自动叉车
自动叉车主要是在现有叉车基础上实现自动导航和自动驾驶、自动操作功能，是最近几年的一个热点，在很多叉车库的改造中具有优势。从目前的实施效果看，基础改造困难，作业效率不如预期，成本较高（需要考虑系统投资），对此很多企业还缺乏全面认知，但未来可期。
（4）料箱穿梭车&飞箱系统
料箱穿梭车、飞箱系统等技术也是最近10多年来诞生的物流机器人技术，其中飞箱系统更是近几年诞生的技术，在料箱处理系统中占据重要地位。相比来说，料箱穿梭车系统在高度上具有优势，而飞箱系统具有更高的效率，各自都有其擅长的应用场景。
物流机器人为物流系统开辟了柔性化的新空间，其核心优势在于关键设备可根据需求灵活增减、便捷迁移、快速部署。以AGV为例，自动导航技术让柔性化从产品本身延伸到物流作业路线及仓库布局，从而更受到关注，也将具有更大的应用前景。
未来展望
1.单元化的哲学意义
最早的单元化是为了解决物料的有效搬运和储存。然而，谁也未曾想到，由此而引出的是一场巨大的变革。时至今日，这场变革仍然没有停歇的迹象，将继续引导物流技术未来的发展方向。
单元化的发展历经数十年，其根本内容始终没有发生变化，即单元的形态主要分为三级：以集装箱为代表的海运和航空运输单元、以托盘为代表的仓库储存和搬运单元、以箱为代表的货物的基本包装单元。
相比较而言，集装箱单元是三者中发展最成熟的，但不是本文讨论的内容。无论是托盘处理技术还是料箱处理技术，都在最近20年得到前所未有的快速发展。
物流系统柔性化需求，最初看起来是一种特例，现在看来却是一种必然和普遍现象。如果仔细分析这一现象的转变，其实与中国的经济发展存在紧密联系。2000年以前，世界经济的发展可以用平稳低速来表示；2000年后，世界经济在中国经济的带动下，进入一轮长达25年的高速发展时期，中国经济更是发生了翻天覆地的变化。2000年，世界人口66.55亿，GDP为33.72万亿美元。其中，美国GDP为10.25万亿美元，占全球经济的30.4%，中国GDP为1.21万亿美元，占全球经济的3.5%，日本为4.77万亿美元，德国为1.87万亿美元，都远高于中国，当时美国经济总量是中国的8.47倍，德国是中国的1.55倍。到了2024年，国际货币基金组织（IMF）发布的《世界经济展望》数据显示，全球人口约82亿，GDP总量为110.55万亿美元，美国为29.18万亿美元，占全球经济的26.39%，中国大陆为18.94万亿美元，德国为4.66万亿美元，日本为4.02万亿美元，美国经济总量仅为中国的1.54倍，相当于2000年德中经济的差距，而德国经济总量仅为中国的四分之一。由此可见，过去20多年中，世界经济总量增长了2.27倍，中国经济总量增长约15倍，这种快速的增长对物流的影响是巨大的。
经济的平稳发展，意味着物流需求的平稳发展，2000年以前，即使站在全球角度，物流仓储的适应性、可迁移性等并不是重点考虑的因素，物流系统的柔性化需求，仅仅是在制造业车间里发生。如前所述，AGV的发明正是这一需求的产物。然而，随着中国经济飞速发展，物流产业也发生翻天覆地的变化。企业层面，无论经营规模还是业务形态的变化，都变得难以预测。尤其是电子商务的出现，进一步加剧了这种不确定性。这一趋势下，企业对产品和系统的适应性、系统部署的紧迫性、系统迁移的可行性等，都给予高度关注，柔性化成为物流系统设计最重要的指标。
在这一过程中，正是单元化的思想，一方面使物流作业的自动化和智能化难度大大降低，另一方面使物流系统的柔性化大幅度提升。随着单元标准化实施，系统柔性化发展进入一个全新的历史时期。
中国电商的发展历史是一个奇迹。国家邮政局数据显示，2025年我国快递业务量达 1989.5亿件，同比增长12%，人均年快递使用量达141件。这一数据充分揭示了我国物流技术，尤其是物流机器人技术，从2015年开始进入爆发期的根本原因。此外，正是由于电商的带动作用，其他行业的物流系统柔性化需求也广受重视。在机器人应用和系统能力上，中国物流技术已经有超越西方发达国家的迹象，而柔性化的进步，也上升到一个全新的台阶，这是始料未及的。
2.“软件定义”物流时代的畅想
软件定义物流的基本概念，最早从软件定义存储、软件定义网络等计算机领域概念演变而来，其基本原理是通过软件的控制实现硬件设施的不同功能。以软件定义物流机器人为例，物流机器人可以从事的工作就会因软件的定义而改变，使物流机器人可以适应不同的应用场景，完成不同的工作。比如，通过软件定义，同样的一台物流机器人不仅可以完成月台上的装卸工作，也可以完成组盘、输送、储存、拣选、包装、分拣等多种工作，甚至从事其他行业工作。
我们可以想象，通过软件定义，物流设备和系统柔性将上升到一个全新高度，完全改变目前大多数物流设备只能从事单一工作的状况，使系统具有更大的柔性。
从目前的认识看，软件定义物流，最有可能在“具身智能机器人”身上实现。具身智能机器人本身具有更大的适应性，能够像人一样灵活完成不同种类的工作。当前，大多数机器人仍属于专用设备，例如焊接机器人无法直接完成码垛机器人的工作，若想执行不同工作，通常需要更换属具并重新进行训练。而未来的具身机器人将突破这一局限。通过软件定义，具身智能机器人就会像人一样，经过培训（通过软件重新定义其功能，从而具备专业的技能）胜任各种复杂工作。当然，在必要时它同样需要借助专用属具来高效完成一些特定的工作，正如人也需要工具的辅助一样。
具身机器人将彻底改变人类对机械设备固有的印象，在软件定义的加持下，其更大的适应性和学习能力，将为世界描绘出全新的机器人图景。这一时代的到来，已为期不远。
3.历史的轮回：从“刚性”到“柔性”的平衡
纵观过去几十年发展，人们在不断追求物流系统的高度柔性化。然而，“刚性”与“柔性”都是相对的。现实世界中，只有符合自然规律的才是合理的，即“刚柔并济”，取“中庸之道”。绝对的柔性是没有的，或者说绝对的柔性是没有意义的。
我们做任何一项物流系统规划，首先应有明确目标，所有的设计应在明确的目标下展开。从这一点看，一项合理的设计，最关键的衡量标准，应该是高效、高质量、高可靠性以及低成本，其次才是柔性、节能。
关于柔性化的考虑，重点应放在对未来业务变化的适应性方面，尤其是订单结构变化、业务量的变化等方面。在很多场合，刚性系统往往具有更高的效率。这样的例子非常多。比如，在大多数情况下，一套交叉带式高速分拣系统会比机器人分拣系统具有更高的性价比。很多传统仓库虽然具有更高的柔性，但在空间利用率、生产效率、自动化水平等方面，往往力不从心。
我们生活在一个由相对论控制的世界之中。快与慢，刚与柔，大与小，都具有相对性。在物流系统中，达到何种水平的柔性才是合理的，要与所处行业、所处环境、仓库性质、仓库规模等紧密联系起来才有意义。
几乎可以肯定的是，具身机器人将成为未来具有颠覆性意义的物流设备之一，但其适应性和应用范围终究有所限制，不可能“一统天下”，取代所有其他的物流设备。性价比、效率、适应性、可靠性等，都会对其应用构成现实约束。这就好比我们日常生活出行，有多种交通工具可供选择，有时步行或骑车更方便，有时开车更高效，若不问情境、不分需求，每次出行一定要选择某种交通方式，其结果只会适得其反。从这一点看，面对具身机器人和AI的时代，人们大可不必心生恐惧，人类需求的多样性与场景的丰富性，并不会让全部工作都交由AI和机器人来完成。在AI和机器人的赋能下，人类的生活只会变得更美好。
专题目录
主持人/本刊记者 任芳
柔性制造物流系统的认知重构、范式升级与进化之路（上海天睿物流咨询有限公司 邱伏生 王莉 李莉）
从刚性自动化到柔性智能化仓储物流解决方案的技术演进与实施路径（青岛蚂蚁机器人有限责任公司方案规划总监 王建新）
仓储规划的柔性进化（环球物流咨询创始人 黄尧笛）
与生产制造相生相伴，汽车生产仓储物流的柔性进化（汽车制造领域专家 杨成延）
技术升级与商业模式创新海川医药仓储物流的柔性进化实践（陕西海川医药有限公司技术总监、陕西小海智链科技有限公司总经理 任昊）
托盘物流解决方案的柔性进化——访哥伦布智能营销中心总监黄智（本刊记者 任芳）
———— 物流技术与应用融媒 ————
编辑、排版：王茜
本文内容源自，有删改。
欢迎文末分享、点赞、在看！转载请联系后台。
广告宣传
