行业专家：推进物流鸿蒙，统一智慧物流的底层操作系统
发布时间：2021-08-09 138 次浏览
导读
利用华为鸿蒙操作系统底层架构与技术思想，统一智慧物流系统的操作系统，快速开发更有竞争力的物流智能硬件产品生态，与物流上下游产业互联网、终端用户的手机移动互联网实现智能终端操作系统的统一，具有重要的战略意义。
一、智慧物流需要物流鸿蒙
物联网技术推动了智慧物流发展，智慧物流系统需要不同品牌的搬运机器人、码垛机器人、机器臂、自动分拣系统、无人叉车、堆垛机等各类智能硬件实现互联互通、无缝衔接、协同作业。
但是，在现实中，由于没有统一的物联网操作系统和统一的标准，长期以来，物流智能硬件与智能系统的平台控制和操作一直是困扰客户和供应商的一道难题，由于系统的不兼容性，不同品牌、不同用途的各类AGV、搬运机器人和无人叉车无法协同，难以互联互通，需要运用不同的平台或者对接端口进行连接与控制。
如果智慧物流体系也有一个像电脑Windows系统，或移动互联网安卓系统这样的操作系统：智能物联网终端操作系统，统一智慧物流底层系统架构，实现不同品牌、不同类型的物流机器人与物流自动化系统智慧互联与协同作业，是目前物流技术装备行业最亟需技术支撑。
这一智慧物流系统不仅仅连接各类硬件，也需要与WMS、WCS、WES连通，需要与智能制造系统连通，需要与商贸流通系统连通，需要与物流公司的物流需求与作业要求连通，实现软硬一体、虚实融合、万物互联。
如果操作系统仅仅连通智慧物流硬件系统，仍具有很大局限性。如果物流互联网操作系统能够具有广泛适配性，便于万物互联、标准统一；不仅是物流软硬件智能终端操作系统，同时这个操作系统还可以是物流上下游各类产业互联网的操作系统，是物流公司业务管理的操作系统，那就太好了。
这样统一的操作系统在产业互联网底层架构实现标准统一；在知识产权方面实现完全自主可控，不再被西方卡脖子；在生态建设上和应用推广上走在世界前列，成为未来物联网时代全球应用最广泛的操作系统；建立在这样操作系统基础上的智慧物流操作系统必将推动智慧物流的巨大变革，为全球智慧物流发展做出贡献。
这样的操作系统在哪里？我们一直在寻找......
华为鸿蒙操作系统的发布，让老王看到了希望。华为智能终端操作系统（即“鸿蒙操作系统”）是华为研发的面向万物互联时代的全新的、独立的智能终端操作系统，为不同设备的智能化、互联与协同提供统一的语言。
该操作系统有三大特征： 一是一套操作系统可以满足大大小小设备需求，实现统一OS，弹性部署；二是搭载该操作系统的设备在系统层面融为一体、形成超级终端，让设备的硬件能力可以弹性扩展，实现设备之间硬件互助，资源共享；三是面向开发者，实现一次开发，多端部署。可以讲，鸿蒙系统的出现，完全满足了我对智慧物流底曾操作系统的各类设想与需求。
更为关键的是，华为已把该智能终端操作系统的基础能力全部捐献给开放原子开源基金会，由开放原子开源基金会整合其他参与者的贡献，形成OpenHarmony开源项目，未来可以实现全球有共建，迭代升级，技术共享。
王继祥认为：利用华为鸿蒙操作系统底层架构与技术思想，统一智慧物流系统的操作系统，快速开发更有竞争力的物流智能硬件产品生态，与物流上下游产业互联网、终端用户的手机移动互联网实现智能终端操作系统的统一，具有重要的战略意义。智慧物流需要物流鸿蒙！
二、智慧物流智能终端操作系统的痛点分析
进入物联网时代，人类一直在探索新时代的操作系统。斯坦福人工智能实验室为了斯坦福智能机器人开发了机器人操作系统(ROS)，这是是一个机器人软件系统平台，它能为异质计算机集群提供类似操作系统的功能。目前主要由威楼加拉吉继续该项目的研发。
ROS提供一些标准操作系统服务，例如硬件抽象，底层设备控制，常用功能实现，进程间消息以及数据包管理。ROS是基于一种图状架构，从而不同节点的进程能接受、发布、聚合各种信息（例如传感、控制、状态、规划等等）。目前ROS主要支持Ubuntu操作系统。
这个机器人操作系统商用并不普遍，存在很多问题，不能适应智慧物流硬件执行系统的开发应用。
2021年5月，美国MassRobotics机构在马萨诸塞发布了一款机器人互操作性标准MassRobotics ?Interoperability Standard。这一标准使来自多个供应商的自主移动机器人（AMR）能够无缝地集成和协同工作，以支持全球工厂、仓库、配送和配送中心的安全高效运营。这个标准把美国的物料搬运行业联合在一起，有大牌的物料搬运机器人和产业链的参与者联合起来共同研发与共同分享。这一进展曾被认为是物流机器人与自动化系统领域关于统一智能硬件操作系统的重大事件。
据悉，MassRobotics互操作性标准参与者包括许多美国该领域的大牌企业（如下图所示），如：VecnaRobotics, 6 River Systems, Waypoint Robotics, Locus Robotics, Seegrid, MiR,Autoguide Mobile Robots, Third Wave Automation, Open Robotics Foundation等。第一个使用案例将在联邦快递的设施中试用，来自Waypoint机器人、Vecna机器人和其他公司的AMR将在同一生产区域运行，运输和配送中心的最终用户将验证这一标准的需求。
这是一个值得关注的智慧物流操作系统的重大进展，但是这个互操作标准局限于物流搬运机器人领域，操作系统刚刚发布，还没有建成操作系统生态，在中国几乎没有影响。此外，这个系统与标准的技术理念比华为鸿蒙低一个维度，其技术思想与鸿蒙不可同日而语，推进物流鸿蒙，将对这类系统是降维打击。
物联网操作系统国内外很多企业目前都在探索，据悉，RT-Thread是一个较为知名的物联网操作系统，其具有组件完整丰富、高度可伸缩、简易开发、超低功耗、高安全性，据说目前操作系统的累积物联网硬件装机量超过2亿台，创始人认为RT-Thread会成为主流的甚至主导型的IoT OS，装机量可以达到20亿台以上。
这个操作系统广泛应用于能源、车载、医疗、消费电子等行业，成为现国内装机量最大的开源RTOS。那么这个系统能否作为智慧物流底仓操作系统呢？老王认为基于这个系统开发智慧物流操作系统也存在很多问题，其技术理念与鸿蒙系统相比相差太远，其生态拓展能力和品牌影响力也难与鸿蒙相比，更关键的这个系统是否能够自主可控也是一个最大问题。
目前，在物联网操作系统领域比较著名的操作系统还有阿里巴巴打造的AliOS Things物联网操作系统、中移动打造的OneOS物联网操作系统、腾讯打造的TecentOS tiny物联网操作系统、小米打造的Xiaomi Vela物联网操作系统等等，智慧物流操作系统是否可以基于这些操作系统基础上进行开发，进一步统一物流智能硬件互操作标准呢？我认为很难，这些操作系统不论是技术理念、开发实例、生态系统构造能力及核心技术可控等方面都有很多问题，一些系统底层技术也不完全自主开发，并不具备在万物互联时代一统江湖，成为新时代智能终端操作系统的实力。
如果只局限于智慧物流智能硬件操作系统，物流机器人与自动化领域的操作系统又是出于什么状况呢？根据相关资料，目前有德国工程联合会物料搬运领域6家无人叉车和AGV企业共同打造的VDA5050机器人共享操作平台；?日本丰田整合旗下物流系统集成部门以及丰田叉车、雷蒙德叉车和BT叉车，推出了无人搬运叉车和AGV的共用系统操作平台。中国包括旷视科技投入巨资希望打造一款共用的名为“河图”的机器人操作系统；迦智机器人联络多家机器人上下游企业意欲打造一个联盟共享的操作系统。海睿机器人正在开发全球云端物流机器人操作系统，等等。但是，这些操作系统由不同的企业牵头开发，互相存在着竞争，难以协同统一，更不符合万物互联的时代要求，难与物流上下游、物流管理与运作等系统的操作系统标准统一，无缝衔接。
老王认为，仅靠我们物流智能装备行业的企业自己搞一套底层操作系统太难，技术实力与资金实力都有很大局限，即使搞出了系统，局限与我们自身行业，也难以实现与生产制造、商贸流通产业互联网的底层操作系统统一的问题。即使物流行业内部，物流智能硬件领域开发的操作系统，也难以与车联网、货运网等无缝衔接与互联互通。基于这一原因，我认为局限于物料搬运行业开发底层智能终端操作系统几乎没有成功可能。
如果基于我们的行业特点和多年开发积累的经验与专业知识，在鸿蒙开源基础上，开发统一的物流鸿蒙操作系统，则可能是一个重要路径。比如：旷视的河图操作系统由旷视科技重金打造，如果接入鸿蒙，在鸿蒙开源技术上再开发，是不是会出现技术飞跃？
三、老王的呼吁
老王一直关注行业智慧物流硬件系统的操作系统问题，看了华为鸿蒙系统发布，感觉鸿蒙系统完美解决了我以前的各类担忧和疑虑，在鸿蒙开源基础上，推进物流鸿蒙的开发，与华为合作，打造标准统一的智慧物流底层操作系统，一统中国智慧物流操作系统江湖，意义巨大！如果这件事能够成功，将是中国物流技术发展的里程碑，并为世界智慧物流发展做出巨大贡献！
老王不是一个操作系统的技术专家，但我深知产业需求和市场痛点，针对物流鸿蒙的技术可行性问题，我请教了与华为长期合作的山东阿帕网周纪念总经理，周总是技术专家，横跨物流与IT领域。经过电话沟通，我们一拍即合。
此外，我也在机器人与物流技术发展联盟群畅谈了我的设想，得到了众多机器人企业、物流自动化企业、智能物流技术装备企业的积极响应。
基于上述原因，老王在此向行业内外企业与专家发出呼吁，让我们智慧物流企业联合起来，积极推进物流鸿蒙，在开源鸿蒙基础上开发物流鸿蒙，为统一中国智慧物流底层操作系统，进一步统一全球智慧物流操作系统，做出我们各自的贡献。
我希望通过推进物流鸿蒙：
首先实现不同品牌搬运机器人、码垛机器人、机器臂、自动分拣系统、无人叉车、堆垛机等各类智能硬件实现无缝集成，实现互联互通和协同作业。
第二实现智慧物流硬件系统与不同的物流软件、物流需求、物流管理与作业系统无缝集成，实现互联互通和高效协同。
第三，实现智慧物流体系与智能制造、数字新商贸、电子商务平台等各类产业互联网、工业互联网能够无缝集成，实现互联互通与高效协同。
我希望尽快与华为技术权威对接，在物流行业组织鸿蒙系统介绍与技术开发培训班，宣传物流鸿蒙技术理念、合作开发技术与知识，组织更多的中国物流智能硬件企业、系统集成企业加入物流鸿蒙开发伙伴，开发物流鸿蒙生态体系。
我希望尽快组建中国物流鸿蒙技术与标准推进联盟，广泛联合行业内龙头企业与华为相关部门，制定统一的标准体系，组织相关的技术推广，进行相关的评估认证，全面推进物流鸿蒙的生态体系建设。
延伸阅读：鸿蒙开源系统技术架构与技术特点
OpenHarmony是由开放原子开源基金会（OpenAtom Foundation）孵化及运营的开源项目，目标是面向全场景、全连接、全智能时代，基于开源的方式，搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台，促进万物互联产业的繁荣发展。
一、技术架构
OpenHarmony整体遵从分层设计，从下向上依次为：内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照“系统 > 子系统 > 组件”逐级展开，在多设备部署场景下，支持根据实际需求裁剪某些非必要的组件。OpenHarmony技术架构如下所示：
内核层
内核子系统：采用多内核（Linux内核或者LiteOS）设计，支持针对不同资源受限设备选用适合的OS内核。内核抽象层（KAL，Kernel Abstract Layer）通过屏蔽多内核差异，对上层提供基础的内核能力，包括进程/线程管理、内存管理、文件系统、网络管理和外设管理等。
驱动子系统：驱动框架（HDF）是系统硬件生态开放的基础，提供统一外设访问能力和驱动开发、管理框架。
系统服务层
系统服务层是OpenHarmony的核心能力集合，通过框架层对应用程序提供服务。该层包含以下几个部分：
系统基本能力子系统集：为分布式应用在多设备上的运行、调度、迁移等操作提供了基础能力，由分布式软总线、分布式数据管理、分布式任务调度、公共基础库、多模输入、图形、安全、AI等子系统组成。
基础软件服务子系统集：提供公共的、通用的软件服务，由事件通知、电话、多媒体、DFX（Design For X） 等子系统组成。
增强软件服务子系统集：提供针对不同设备的、差异化的能力增强型软件服务，由智慧屏专有业务、穿戴专有业务、IoT专有业务等子系统组成。
硬件服务子系统集：提供硬件服务，由位置服务、生物特征识别、穿戴专有硬件服务、IoT专有硬件服务等子系统组成。
根据不同设备形态的部署环境，基础软件服务子系统集、增强软件服务子系统集、硬件服务子系统集内部可以按子系统粒度裁剪，每个子系统内部又可以按功能粒度裁剪。
框架层
框架层为应用开发提供了C/C++/JS等多语言的用户程序框架和Ability框架，适用于JS语言的JS UI框架，以及各种软硬件服务对外开放的多语言框架API。根据系统的组件化裁剪程度，设备支持的API也会有所不同。
应用层
应用层包括系统应用和第三方非系统应用。应用由一个或多个FA（Feature Ability）或PA（Particle Ability）组成。其中，FA有UI界面，提供与用户交互的能力；而PA无UI界面，提供后台运行任务的能力以及统一的数据访问抽象。基于FA/PA开发的应用，能够实现特定的业务功能，支持跨设备调度与分发，为用户提供一致、高效的应用体验。
二、技术特性
1、硬件互助，资源共享
主要通过下列模块达成
分布式软总线：分布式软总线是多设备终端的统一基座，为设备间的无缝互联提供了统一的分布式通信能力，能够快速发现并连接设备，高效地传输任务和数据。
分布式数据管理：分布式数据管理位于基于分布式软总线之上的能力，实现了应用程序数据和用户数据的分布式管理。用户数据不再与单一物理设备绑定，业务逻辑与数据存储分离，应用跨设备运行时数据无缝衔接，为打造一致、流畅的用户体验创造了基础条件。
分布式任务调度：分布式任务调度基于分布式软总线、分布式数据管理、分布式Profile等技术特性，构建统一的分布式服务管理（发现、同步、注册、调用）机制，支持对跨设备的应用进行远程启动、远程调用、绑定/解绑、以及迁移等操作，能够根据不同设备的能力、位置、业务运行状态、资源使用情况并结合用户的习惯和意图，选择最合适的设备运行分布式任务。
设备虚拟化：分布式设备虚拟化平台可以实现不同设备的资源融合、设备管理、数据处理，将周边设备作为手机能力的延伸，共同形成一个超级虚拟终端。
一次开发，多端部署：
OpenHarmony提供用户程序框架、Ability框架以及UI框架，能够保证开发的应用在多终端运行时保证一致性。一次开发、多端部署。
多终端软件平台API具备一致性，确保用户程序的运行兼容性。
1、支持在开发过程中预览终端的能力适配情况（CPU/内存/外设/软件资源等）。
2、支持根据用户程序与软件平台的兼容性来调度用户呈现。
统一OS，弹性部署
OpenHarmony通过组件化和组件弹性化等设计方法，做到硬件资源的可大可小，在多种终端设备间，按需弹性部署，全面覆盖了ARM、RISC-V、x86等各种CPU，从百KiB到GiB级别的RAM。
三、系统类型
OpenHarmony支持如下几种系统类型：
轻量系统（mini system）
面向MCU类处理器例如Arm Cortex-M、RISC-V 32位的设备，硬件资源极其有限，支持的设备最小内存为128KiB，可以提供多种轻量级网络协议，轻量级的图形框架，以及丰富的IOT总线读写部件等。可支撑的产品如智能家居领域的连接类模组、传感器设备、穿戴类设备等。
小型系统（small system）
面向应用处理器例如Arm Cortex-A的设备，支持的设备最小内存为1MiB，可以提供更高的安全能力、标准的图形框架、视频编解码的多媒体能力。可支撑的产品如智能家居领域的IP Camera、电子猫眼、路由器以及智慧出行域的行车记录仪等。
标准系统（standard system）
面向应用处理器例如Arm Cortex-A的设备，支持的设备最小内存为128MiB，可以提供增强的交互能力、3D GPU以及硬件合成能力、更多控件以及动效更丰富的图形能力、完整的应用框架。可支撑的产品如高端的冰箱显示屏。
四、详细特征
在介绍OpenHarmony特性前，需要先明确以下两个基本概念：
子系统
OpenHarmony整体遵从分层设计，从下向上依次为：内核层、系统服务层、框架层和应用层。系统功能按照“系统 > 子系统 > 组件”逐级展开，在多设备部署场景下，支持根据实际需求裁剪某些非必要的组件。子系统是一个逻辑概念，它具体由对应的组件构成。
组件
对子系统的进一步拆分，可复用的软件单元，它包含源码、配置文件、资源文件和编译脚本；能独立构建，以二进制方式集成，具备独立验证能力的二进制单元。
项目地址：开源地址：
https://gitee.com/openharmony
作者 | 王继祥 来源 | 王继祥 此文系作者个人观点，不代表物流沙龙立场
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