本文摘自《雲栖戰略參考》,這本刊物由阿裏雲與钛媒體聯合策劃。目的是爲了把各個行業先行者的技術探索、業務實踐呈現出來,與思考同樣問題的 " 數字先行者 " 共同探讨、碰撞,希望這些内容能讓你有所啓發。
近年來,在電子商務需求增長的推動下,物流行業的需求呈現大幅增長,訂單和交付情況也在激增。随着雲計算、人工智能等新技術革新,物流機器人也在朝着更加智能化、自動化的方向發展。
根據 Mordor Intelligence 報告顯示,在 2021-2026 年的預測期内,全球倉庫機器人市場預計将以 11.8% 的年複合增長率增長,自動化需求的增加和電子商務行業對機器人技術需求的上升是推動市場增長的重要因素。
2015 年成立的極智嘉,作爲國内第一批研發一站式 " 貨到人揀選 " 解決方案的物流機器人公司,通過自主研發軟件 WMS(倉儲管理系統)、RMS(機器人管理系統)、算法平台與數據平台,以及自主研發生産的機器人,實現了貨品揀選、倉儲及調度效率的提升——相較傳統人工模式,物流機器人系統揀選效率提升 2-3 倍、準确率超 99.99%、庫容利用率提升 30-50%、人工成本降低 30%-50%,極大提升了快遞物流行業的作業能力,給快遞物流業和客戶電商業務都帶來颠覆性的影響。
此後,随着從垂域向通域發展,極智嘉的業務擴展到 3PL、零售、鞋服、制造等行業,覆蓋了京東國際、西門子、順豐、沃爾瑪、戴爾、寶馬等。不同區域不同行業的業務越來越多,規模化發展之下,資源需求、部署方式以及各項成本挑戰也日漸突出。
在服務大部分客戶的過程中,極智嘉主要關注如何穩定、靈活地保障智能物流機器人系統軟硬件的升級與部署。尤其作爲物流移動機器人系統 " 神經中樞 ",調度系統需要朝着更加靈活、高效和輕量化的方向發展。
2018 年,極智嘉上雲後,首先平穩應對了當年 " 雙 11" 高并發高彈性的雙重挑戰,被稱之爲 " 裏程碑式 " 的突破。此後,極智嘉與阿裏雲又逐步實現了跨區域組網的數據打通,以及物流機器人在客戶側規模化部署的效率提升,并以此支撐了從産品向服務的更多可能性,由此極智嘉走得更快。
彼時,對極智嘉來說,這是一次新的嘗試,業務提效、模式創新等确定性背後,也有新技術應用的客觀挑戰需要應對;對阿裏雲而言,在原有電商、物流領域經驗基礎上,如何對智能物流市場提供最佳技術支撐,也是一項新探索。
" 謀其上,得其中。謀其中,得其下。" 經曆了數年的深入合作,極智嘉和阿裏雲已經不僅僅是做一個技術項目,更像是兩個肩負對未來行業發展和押注長期價值使命感的夥伴在并肩前行。
" 上雲 " 做好成本與效率的平衡賬
2018 年,以電商、零售、鞋服爲主的企業智能物流需求旺盛,極智嘉由垂域向通域發展,但是電商零售等企業面臨 " 雙 11" 這類電商大促,需要面對日常流量峰值十數倍甚至數十倍的訂單履約壓力,對于當時的智能機器人與智慧物流系統來說是極大的挑戰。
此前,極智嘉采用本地部署方法,将倉儲管理系統、機器人調度系統、算法平台等系統部署在本地物理服務器,這種方式在處理日常業務運行時比較平穩。
但電商行業波峰波谷訂單差異巨大," 雙 11" 大促的業務波峰對整個系統計算的彈性能力、可靠性、安全性要求極高,需要提前規劃并增加新的資源投入(如增加服務器配置,擴充内存和硬盤,增加帶寬)來支撐業務預估量增長峰值平滑過渡,不僅費時費力,高峰過去後還會造成資源閑置浪費。
而且很多中小型企業客戶線下部署的需求很多,如果堅持本地部署,後期系統升級、運維的人工成本及安全建設更高。
那該如何平衡成本和效率呢?上雲成爲了極智嘉最急切的需求。
上雲一方面可以實現彈性擴縮容,一方面可以舍棄傳統的機房和硬件設備投入以及線下人工維護成本,把關注點更多地放在業務發展和業務創新之上。
" 技術都是把很多問題真正攻堅克難後才能真正落地的。我們與阿裏雲的合作,既是技術驅動也是必然。阿裏雲已經在支持阿裏巴巴集團的電商,對于‘雙 11 ’、‘ 618 ’等高并發和瞬間大流量有自己的技術和經驗沉澱。我們遇到的困難、痛點,與其有相似性,開展合作是水到渠成。" 極智嘉聯合創始人兼首席技術官李洪波說道。
借助阿裏雲 ECS 彈性計算,可以根據實際業務需求實現資源實時擴縮容——在高峰期,資源擴容以靈活應對 " 雙 11"、"618" 等大促時期智能倉儲平台的運營高峰;高峰之後能平滑縮容,既能滿足業務需求,又能降本增效。
此外,伴随極智嘉規模化增長的另一個問題是,如何降低在客戶側部署的人力成本問題。
據悉,極智嘉倉儲系統爲完全自研運行的業務軟件,部署一套完整業務系統,通過一鍵式初始化腳本将系統需要的中間件部署到服務器中并自動完成配置,前方實施人員将業務系統程序部署後即可完成系統運行。
相比傳統的本地物理服務器部署方式,阿裏雲計算巢的技術采用遠程方式即可輕松完成系統安裝和初始化,極大節省了安裝部署時間和部署成本。
首先,極智嘉将物流機器人的軟件交付部署自動化、服務在線化。通過計算巢平台,極智嘉的工程師用腳本的形式即可實現軟件的自動安裝以及基礎設施的打包,用戶隻需要通過一到兩步的點擊,就可以完成整個資源的創建。
其次,雲上可以實現統一的運維與軟件的升級更新。不同于過去的線下運維,通過計算巢給的 ISV 通道,極智嘉可以遠程管理所有的 Cloud 和 On-Premise 上的基礎設施,做統一的運維與軟件升級,同時還可以在雲端對資源和負載進行持續監控與管理。
值得一提的是,計算巢平台還可以通過邏輯隔離将傳統的資源共享型 SaaS 轉向客戶資源獨享的 SaaS 服務模式,用戶在後台可以清晰地看到隸屬于自己的資源列表。對于客戶來講,既享受到了 SaaS 在線化運維的便捷性,又保證了計算資源的獨享性。
最後,在底層基礎設施的建設上,過去許多極智嘉的電商客戶在各個倉庫都會獨立部署服務器,業務特征會表現出明顯的波峰波谷,就會導緻波谷資源閑置或提前爲波峰儲備資源不足的情況。通過計算巢的管理,确定服務方案之初,電商客戶就可以根據實際業務需要訂購高性價比的算力資源,保障波峰時期的業務順利開展,同時降本增效。
" 通過使用阿裏雲計算巢,我們隻要把需求提給阿裏雲,阿裏雲就會自動計算資源,自動調整資源空間,滿足了我們高峰期‘一拉充電’的需求。" 李洪波介紹到。
通過 " 上雲 + 計算巢 ",極智嘉就不再需要派工程師到現場,隻需保證現場的系統以及雲基礎設施準備好,計算巢的服務工程師來幫助做配置,極智嘉隻需根據效果進行跟進反饋,大幅提升了軟件系統的部署和運維效率。
更爲重要的是,計算巢高效的自動化部署能力與極智嘉高度模塊化的 RaaS 智能倉儲平台深度融合,讓智能倉儲平台能夠在 15 分鍾内實現部署,實現更加高效和規模化的标準交付,極大提高了交付效率。在此基礎上,極智嘉創新性拓展了 RaaS 的商業模式。
效果也顯而易見,2021 年雙十一期間,極智嘉 RaaS 智能倉在數十萬平的機器人倉群内累計發貨超 2000 萬件,發貨及時率達 100%,發貨準确率超過 99.99%,發貨效率是人工倉的 2 倍。
" 兩級模式 " 最優滿足業務需求
極智嘉在華北、華東、華南、華東四大區有明确的實時數據同步傳輸需求,每個區域有不同的客戶,業務上有臨時倉需求,倉儲業務對基礎設施也有高可用、高可靠、安全等技術要求,現場部署與維護物理服務器導緻實施和運維成本較高,上雲成爲極智嘉的剛需。
但從本地部署上升到雲部署,還需要解決一個重要問題,就是如何解決網絡傳輸中客觀存在的數據延時、丢包甚至時序錯亂的問題。" 物流機器人對于準實時調度的要求非常高。本地部署使用物理聯通,數據很穩定,但是一旦進入外部網絡通信,數據傳輸就沒有那麽穩定,這是一個非常大的問題。" 李洪波說," 上雲之後如何克服數據網絡傳輸客觀存在的本身會延時、丢包,甚至時序錯亂的問題,是一個難題。"
如何在網絡通訊不完美有差錯的情況下設計容錯機制,滿足物流機器人系統作業需求,成爲阿裏雲與極智嘉共同面臨的挑戰。
一般來說,傳統物流中心會在全國範圍劃分諸如華東、華南、華中、華北等大區,若不同的區域鏈接到同一個區域的數據中心,會導緻彼此延時的不同。例如,所有大區若都統一鏈接到北京中心,華北地區的延時相對較少,大概在一二十毫秒之間,而華南地區延時則可能高達幾十至一百多毫秒。
物流機器人系統上雲通常采用分層架構,OMS(訂單管理系統)等通常運營在頂層,不同區域部署的倉儲系統則屬于第二層。兩級間數據如何快速、可靠的傳輸是上雲核心的技術問題。
" 我們從 2018 年開始合作就遇到這個問題,因此極智嘉與阿裏雲的合作其實是高階剛需。" 李洪波說道。
對此,阿裏雲與極智嘉采用了 " 兩級模式 ",這是雙方共創合作的一個技術突破。" 兩級模式 " 是指在效率和業務之間做一個均衡,代價盡可能相對均衡。當寬帶無限寬,一二級數據之間可以直接傳輸時,成本卻無法實現最優。若讓成本達到最優,就要按照業務的要求以及數據調度的優先級選用合适的帶寬,必要的時候就需要用空間換時間。
" 把最重要的數據以第一優先級進行快速傳輸,類似于叫 Differentiate Service,不同級别的數據享受着不同級别的服務。這種差異化的服務就會使得業務數據和它的傳輸跟業務的需求高度匹配,簡單來講叫最小費用最大流的問題。" 李洪波進一步補充道。在具體的實踐和合作中,極智嘉将業務中優先級以及對于基礎設施如硬件的 IO 能力如何支撐等問題,跟阿裏雲充分探讨,雙方在技術以及硬件平台的基礎上實現了優先級的部署。
在過去,傳統的運營商組網、拉專線的方案之下,北京、天津、上海、杭州、廣州、成都、武漢、西安等多個區域的倉儲數據無法實時同步,且多家運營商協同會帶來數據安全性等隐患,數據傳輸中斷或時延、丢包等問題也會影響業務的穩定性。
遷移到雲上之後,由于阿裏雲北京、青島、上海、深圳、成都等多區域數據中心本身可以實現數據的 " 内網式 " 傳輸,避免了過去數據暴露在公網的風險,同時通過 CEN 雲企業網所構建的一個專屬于極智嘉的 " 内網 " 傳輸通道,進一步提升了數據的傳輸速度、穩定性、安全性和可靠性。因此,阿裏雲通過對極智嘉北京、青島、杭州三個區域的訂單進行實時運營支撐,進一步基于 CEN 打通了三個區域的數據,構建了一張極智嘉的彈性智能的業務核心網,有效保障了業務内網的互通帶寬,實現數據實時彙聚和分析。
從技術出發,用最優化的方式既解決業務本身的需求,又能降本增效。" 這對于我們來講,既是一個契機,也是一種嘗試和變革。" 李洪波說道。
創新是共創出來的
極智嘉通過阿裏雲的計算巢、ECS 彈性計算、CEN 内網、雲數據庫、雲安全等産品和技術,将傳統線下部署方式所存在的問題和隐患都輕而易舉地化解了。就像李洪波感受的,極智嘉享受到了雲部署以及彈性計算本身帶來的紅利,使得極智嘉的技術深度、廣度以及本身的安全性更具競争力。
從可感知的價值角度來看,雲部署的方式已經是一個發展的趨勢和必然,是一個天然的降本增效的技術手段。它帶來極大的柔性,可以用技術高度換成本,随時通過在線的管理方式解決問題。
" 技術如何去适配需求,以及如何在調度層面量體裁衣,這是屬于精打細算的技術能力。一個新的時代已經到來,雲技術對于各行各業都會帶來一個非常有颠覆性的影響。" 李洪波談及雲帶來的感受時說道。
而與阿裏雲合作,李洪波的感受更爲強烈," 阿裏雲本身的雲基礎設施、并行計算和高并發計算的調度能力,能夠支撐我們去實現智能決策和智能執行雙輪驅動,實現算力要多少切多少、用多少取多少的能力。" 基于阿裏雲成熟的業務模式和平台化的優勢,極智嘉在整個雲部署過程中,選取框架、搭建技術架構、工具支持、安全以及業務特殊性等問題都被逐一解決。
極智嘉跟阿裏雲的合作,不僅是在技術上,更是在戰略層面。雙方都站在共同培育市場、發展市場的角度出發,做一件對行業、對技術發展有長期價值的事。就如李洪波所說," 在和阿裏雲的合作上,我們彼此懷揣着理想,希望合力對行業長期創新價值産生影響,而不僅僅是站在當下一兩個項目的層面上看問題。如果我們隻盯着業務,那得到的可能就是縮減的業務,蛋糕會越來越小;但如果我們站在一起,合力開拓一個市場、打磨一個新品,并站在 1+1>2 的戰略高度上一起探索,就能得到比預期更好的業務。"
" 謀其上者得其中 " 是李洪波常用的話。李洪波認爲未來智能物流機器人有三個需要不斷提升的方向。
第一,解決方案持續創新:智能物流機器人系統本質上是解決方案的載體,如何根據不同的行業需求和業務特點持續創新,不斷提升客戶可感知價值,是物流機器人行業長期發展的基礎。
第二,技術架構不斷叠代:随着解決方案的演化和部署方式的變化,物流機器人系統的技術架構需要持續叠代以滿足産品和業務的需求。
第三,服務水平持續提升:高質量的服務是支持業務長期發展的基礎,如何讓客戶體驗到服務的及時性、高質量和前瞻性,需要極智嘉、阿裏雲和終端客戶攜手共創。
新課題已經出現,未來極智嘉和阿裏雲還将共同攻克更多、更新的行業難題。
本文摘自《雲栖戰略參考》2023 年 10 月刊
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