淺析5G時代物流業的智能化發展

文/周穎，福建信息職業技術學院商貿管理系

1 引言

2019年國家提出“智能+”戰略推動傳統產業的轉型升級：“促進新興產業加快發展，深化大數據、人工智能等研發應用。“5G通訊技術的到來為人工智能、大數據云計算、物聯網以及區塊鏈等智能化核心技術的建設提供了重要保障。物流業作為服務業的一級階梯，必將引領普及5G的應用，進入以自動化與網聯化為典型特征的智能物流時代。本文將深入探討在5G技術下的物流行業智能化的發展問題。

2 國內物流行業發展現狀

表1 物流演變歷史

2.1 物流業的發展階段

物流行業的發展與零售業的變化息息相關。隨著新零售概念的廣泛推出，物流行業已經逐步從傳統物流向智能物流轉變，有相關機構預測2025年我國智能物流的市場規模將超過萬億。

與電商時代的現代物流體系相比，新一代物流業擁有短鏈、智慧以及共生的特征，具有快捷、方便、智能化的優勢。智能物流通過物聯網、云計算、大數據、人工智能、AR/VR、區塊鏈、機器人等關鍵技術，實現物流資源優化配置，提高物流系統自動化、數字化和智能化水平，從而降低社會物流成本，提高物流運行效率。目前國內物流智能化建設雖然取得了較大進步，但由于網絡基礎的限制，加之高新技術的不成熟應用，智能物流的發展仍處于初級階段，仍具有較大的提升空間。

2.2 國內物流業發展存在的問題

從2014年至今物流業的景氣指數基本保持在55%左右的高景氣水平。相關數據顯示，2018年的快遞數量達到505億件，業務收入高達6010億元，社會物流總額達266萬億元。雖然國內物流市場規模擴張迅速，但發展總體較為粗放，績效并不理想。以社會物流總費用占GDP比率這一指標來看，國內高達14.8%，遠遠高于歐美發達國家10%以下的水平，足以說明我國是物流大國，但絕不是物流強國。目前國內物流行業存在的問題主要表現在以下三個方面。

2.2.1 物流成本高

主要表現在生產要素價格持續上漲，物流各環節主要還是傳統的人工模式，物流產業機構不科學，物流資源管理成本高等方面。

2.2.2 物流效率低

主要表現在物流網絡化、集約化程度低，物流資源共享程度低，缺乏科學的物流管控。在倉儲、末端配送等物流作業環節自動化程度低，物流業整體創新能力弱等方面。

2.2.3 數字化程度低

與國際先進水平相比，我國物流業在信息化、數字化、智能化長期發展戰略上尚未形成體系，整體數字化水平較低，很難最大化的發揮出數據、人工智能等技術優勢，同時物流與人工智能、AR/VR、區塊鏈等新技術的融合創新應用水平還相對低下。

3 5G的技術優勢

5G網絡能被廣泛推行，在即將到來的2020年進行商用試行，主要原因是5G融合了很多關鍵技術，這些關鍵技術使得5G在很多方面具有得天獨厚的優勢。

3.1 高速率

相對于4G，5G的第一個優勢就在于高速度。在目前制定的標準中，5G基站檢測的帶寬峰值要求高于20Gb/s。隨著新技術的使用，到5G正式商用，這個速度還會有很大提升。這一速度意味著下載一部高清電影或者VR視頻僅需要幾秒而已。5G的高速度使得對網絡速度要求很高的業務被廣泛推廣和使用成為現實。

3.2 泛連接

泛連接有兩個層面的含義。一是廣泛覆蓋，一是縱深覆蓋。廣泛指5G不僅能夠覆蓋到我們生活的各個角落，而且可以覆蓋高山峽谷人煙稀少的地方。縱深是指網絡能夠高品質的深度覆蓋網絡死角，比如可以把以前網絡品質不好的衛生間、地下停車庫等都用很好的網絡廣泛覆蓋。一定程度上，泛連接比高速度還重要，因為隨著業務的發展，網絡業務需要無所不包，只有泛連接才能支持更加豐富的業務，才能在復雜的場景上使用。

3.3 低功耗

低功耗的特性是5G支持大規模物聯網應用的必須要求。近年來可穿戴產品發展快速，但用戶體驗并不理想，主要是因為終端設備的能源供應只能依靠壽命很短的電池。以智能手表為例，待機時間基本在一天以內。設備在通信過程若消耗大量的能量，就使得物聯網的終端設備不能在實際應用中推廣。而5G 通信框架中的核心的技術eMTC和NB-IOT可以推進5G為低功耗物聯網應用做通信支撐。5G的低功耗優勢能極大提升用戶體驗，促進物聯網產品的快速普及。

3.4 低時延

5G的一個新應用場景是無人駕駛、工業自動化的高可靠連接。無人駕駛、工業自動化等技術對時延要求極高，遠超于人與人交流的140ms的時延要求。而5G采取的移動邊緣計算等技術使得低延時成為現實。根據官方預測，未來5G的最低時延可能達到1ms，甚至有可能更低。因此5G將大大推進低時延場景的發展。

3.5 大容量

到了5G時代，終端數量將會快速膨脹，接入到網絡中的終端不僅會包括個人穿戴的眼鏡、鞋子衣服等智能產品，家庭中的門窗、門鎖、家電等智能設備，而且還會包含社會生活中的汽車、井蓋等大量公共設施。萬物可連，萬事智慧將建立在5G海量接入的特性之上。

3.6 高安全性

高安全性將是基于5G的智能互聯網重要特征之一。5G 網絡在構建時就考慮了底層安全問題，5G網絡中信息傳輸時會有嚴格的加密體制，網絡通信對外開放性不高，甚至將針對一些特殊的客戶需求設置專門的安全通道。

4 5G對物流業智能化發展的推動作用

5G通信技術的優勢也使得5G會被廣泛應用在物流行業中。物流行業的智能化離不開人工智能、大數據云計算、物聯網以及區塊鏈等核心技術，而5G技術為這些核心技術的落地實施提供了強有力的支撐。

4.1 5G助力物流各環節數字驅動

未來30年，數據將成為生產資料，其作用越來越重要，處理的難度也越來越大，而5G的高帶寬性能使得基于大數據和云計算的關鍵技術變得更加實用。一方面，通過在物理世界給物流各環節配置檢測終端，收集物流過程和環境的關鍵信息，實現從宏觀物流網絡至微觀的物流生產、上游企業到終端用戶、從軀干到毛細血管的海量數據的鏈接，并通過流程和數據平臺的無縫互聯，將非結構化的數據聚合處理，最終映射出結構化的孿生數字世界。另一方面，基于數字世界既可進行行動決策，將可執行的結果反饋到物理世界和數字流程，智能化地干預物理世界。又可通過數據分析與可視化處理，模擬不同環境下的發展情境，借助運營策略模擬、優化算法測試，績效結果分析等方法為物流過程提供決策參考。物理世界映射到數字世界，數字世界中驗證的智能決策鏡像至物流世界，閉環往復，從而高效地利用數據去掌控物流供應鏈各端，協同運作來提高物流運作效率及降低成本。

4.2 5G為智能物流運輸提供能力保障

5G技術的低延時特性能夠有效促進無人駕駛技術的應用。借助5G技術，通過收集車輛信息、車載及路側感知設備信息、交通控制信息，并對各路信息進行深度融合，實時構建出包含安全行駛區域、周圍障礙物信息、道路行駛條件等多維度信息的五維時空（三維空間+時間+環境）駕駛模型，從而實現車輛的自動化駕駛。車輛的自動化駕駛離不開車聯網技術的支撐，車聯網技術能夠使得物流中的車輛或者無人機等設備輕易接入網絡平臺，使遠程的控制中心能夠對其進行調度規劃并且下發指令。5G技術能夠滿足車聯網環境的自組織網絡構建、數據即時共享、海量傳輸以及低時延、高可靠等需求，使車輛能夠突破非視距感知等技術的智慧化進程瓶頸，助力物流運輸全面自動化的實現。業界預測2021年以后，自動駕駛卡車將開始出現在智慧高速公路上。

4.3 5G與區塊鏈共同打造智能物流可信生態網絡

5G技術的商用，將帶來規模化的物聯網應用，而物聯網則成為區塊鏈與物理世界映射的連接器。物聯網技術和傳感器設備可采集溫度、濕度、坐標等海量數據，并通過區塊鏈技術加密分布上鏈，5G技術則可以保證信息傳遞過程的實時性和高效性。5G支撐的基于區塊鏈技術物流安全體系通過智能合約實現隱私保護、自動化和智能化，使得物流過程變得透明，提升了供應鏈中數據的真實性和可信任性。這些物聯網提供的數據可以被海關、口岸辦、檢驗檢疫局等監管結構利用，進行實時監控、電子簽章、港口作業調度、事故原因追溯、運輸責任認定等。

4.4 5G推動物流倉儲環境的智能化

物流倉儲環節要實現智能化就需要5G與人工智能技術的結合。目前已經有很多機器人設備被用在倉儲環節中實現自動化分揀、自動化傳輸以及自動化出入庫等等。但很多機器人設備嵌入的硬件芯片在已有通信技術支撐下由于時延、能耗等問題往往不能發揮更多作用。5G的海量接入、低功耗等特性可以支撐倉儲環節中包括無人機、機器人、穿梭車、穿戴設備以及分揀設備等大規模終端設備的實時協同控制，實現基于云化機器的大規模的協同調度和生產，為高密度無人倉儲作業提供支撐。主要應用表現在三個方面：第一，高密度無人倉業務及布局優化，包括商品訂單分組實時優化、商品存儲布局多階段優化等；第二，大規模作業機器人的協同控制，包括機器人生產任務隨機動態分配、大規模機器人倉內交通規劃等；第三，大規模生產中機器人任務分配，包括擁堵的預測、實時識別、規避及動態疏導等。

4.5 5G深化AR/VR在物流行業的應用

目前，AR/VR技術并沒有被大量地在企業級中推廣，主要原因是現有通信技術的帶寬無法支撐AR/VR的商業應用。AR/VR需要大量的數據傳輸和計算功能，且對網絡延遲極其敏感，而5G技術的高帶寬、超低延時等特性極高提升了用戶AR/VR產品體驗感知。同時5G特性還將豐富AR/VR應用場景，拓展出全新的應用場景。在物流應用領域，主要表現在四個方面：第一，在倉儲作業方面，可基于AR眼鏡等設備提供庫內導航，可視化揀選和自動掃描、確認功能，提高揀貨效率的同時減少揀貨錯誤；通過疊加真實環境的方式實體化并驗證倉儲布局規劃和作業過程，降低成本的同時提高規劃質量。第二，在運載優化方面，通過可穿戴AR設備提示貨物裝載順序及其裝載位置，提高貨車裝載率和作業效率；基于AR擋風玻璃等終端，實時展示導航路徑和貨物狀態信息，提高運輸效率和安全性。第三，在末端配送方面，AR眼鏡等設備在提供裝載優化提示的同時提供小區輔助導航，提高末端配送效率；基于AR眼鏡還可以進行快遞確認客戶身份，提高貨物交付的安全性。第四，在支撐服務方面，員工可通過AR設備，熟悉倉庫生產各個場景，學習并快速掌握倉庫作業的全流程，提高培訓效率、降低培訓成本；基于可穿戴AR設備進行遠程協作，給出精確和直觀的可視化指導，從而提高安裝、維修效率。

5 結語

在5G技術的推動下，基于相關技術快速成熟，以及整個行業對基于供應鏈協同作業形成的認知，一個萬物互聯、自動操作的智能物流時代呼之欲出。目前各大快遞企業、物流企業、零售商企業等都站在起跑線上，為5G的全面到來做好準備。基于5G的新一代物流行業將會以全新的面貌為企業、個人提供更高質量、更加智慧的物流服務。