智能物流包裝及其主要支撐技術(shù)淺析

郝會霞　陳希榮　魏風(fēng)軍

21世紀(jì)以來，隨著像物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與云計算等人工智能技術(shù)的持續(xù)深入發(fā)展，智能化發(fā)展也變得備受關(guān)注。目前，處在“互聯(lián)網(wǎng)+”與5G技術(shù)高速發(fā)展的背景下，智能物流包裝已經(jīng)成了當(dāng)前物流新技術(shù)領(lǐng)域研究的一個熱點話題。本文試就此予以分析。

近年來智能物流包裝市場也在潛移默化中逐步發(fā)展，現(xiàn)代物流包裝承載的不僅僅是商品，更是物流、信息流、商流、資金流和供應(yīng)鏈。新概念的物流包裝技術(shù)也將出現(xiàn)。2017年8月，國務(wù)院《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)物流降本增效促進(jìn)實體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意見》，提出進(jìn)一步推進(jìn)物流降本增效，拓展物流企業(yè)融資渠道，加快推進(jìn)物流倉儲信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，大力推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)、RFID等信息技術(shù)在物流服務(wù)中的應(yīng)用。基于此，一些基于北斗和GPS定位、集成物流包裝溯源的相關(guān)研發(fā)方案、智能電子標(biāo)簽技術(shù)及其應(yīng)用等已經(jīng)在國內(nèi)外都得到了一定發(fā)展。例如美國物流第三方公司Catepillar對具體的物流與包裝輸送進(jìn)行了仿真軟件設(shè)計，能夠通過計算機(jī)仿真模型對不同庫存以及倉儲與客戶相關(guān)服務(wù)進(jìn)行評估，可以有效避開風(fēng)險，降低成本。日本AIS研究所研發(fā)的RalC系列三維物流規(guī)劃仿真軟件處于世界領(lǐng)先水平，并且得到了廣泛應(yīng)用。智能物流包裝的研發(fā)與應(yīng)用正是當(dāng)前發(fā)展熱點，本文對智能物流包裝的特點與關(guān)鍵支撐技術(shù)進(jìn)行了探析。

隨著工業(yè)4.0的不斷深入，智能化技術(shù)迅速發(fā)展，物流包裝也開始向著智能化方向延伸。雖然在現(xiàn)代包裝行業(yè)中，智能一詞已被廣泛談及，對它的論述和解釋也是多種多樣的，但還只是停留在智能系統(tǒng)這個層次上。實際上智能物流包裝本身也應(yīng)該是一個綜合性的系統(tǒng)，智能物流包裝是構(gòu)建智能型社會的一個必要根基。

智能物流包裝，簡而言之即“互聯(lián)網(wǎng)+5G+物流”，是在高速網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上運用先進(jìn)的物流包裝與信息與智能管理技術(shù)，完成被包裝產(chǎn)品從供方向需方移動的整個過程。實現(xiàn)智能物流包裝的價值在于一方面可以為供貨方爭取較低的成本消耗，另一方面為購貨方提供滿意的服務(wù)，同時又可以節(jié)約社會資源的利用及物流包裝運輸過程的物流費用，以最少的投入來獲得最大社會效益的智能型物流包裝管理體系。智能物流包裝是現(xiàn)代物流業(yè)未來發(fā)展方向的目標(biāo)之一。

1.智能化

在信息技術(shù)、自動化技術(shù)與人工智能技術(shù)不斷普及的背景下，當(dāng)代社會也變得越來越智能化。物流包裝的智能化不僅限于對包裝產(chǎn)品的溯源、管理、庫存水平的確定、輸送道路的選擇、自動分揀系統(tǒng)的運行、自動跟蹤技術(shù)的控制、物流配送中心的倉儲管理等問題，隨著時代的發(fā)展，智能化物流包裝也將不斷地被賦予新的標(biāo)準(zhǔn)、概念和功能。

2.柔性化

智能物流包裝意味著在物流包裝領(lǐng)域的運用可以依據(jù)消費者需求波動來靈活的調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝、輸送和及時跟蹤溯源。物流包裝業(yè)的發(fā)展亦如此，必須按照客戶的需求提供高度可靠、特殊的額外服務(wù)，“以顧客為中心”的服務(wù)內(nèi)容將不斷增加，服務(wù)越來越重要，假如沒有智能物流包裝系統(tǒng)的支撐，達(dá)到柔性化的目的是不可能的。

3.一體化

智能物流包裝不再僅僅局限于企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)的全部物流活動過程中，在企業(yè)與企業(yè)之間的物流活動中也普遍存在。智能物流包裝就是把被包裝產(chǎn)品的包裝、物流管理作為活動運行的中心軸，使活動過程包括包裝、輸送、倉儲和裝卸等環(huán)節(jié)變得系統(tǒng)化，最終以理論最低成本為客戶提供最為滿意的物流服務(wù)。

4.社會化

隨著物流包裝活動的不斷改善，物流包裝過程涉及的設(shè)備也開始向國際化、物流包裝技術(shù)全球化、物流包裝服務(wù)全面化靠。一個社會化智能物流包裝體系的形成可以方便貨物的智能化跨國流通，這將有利于國家資源的優(yōu)化利用帶動經(jīng)濟(jì)繁榮。

1.自動識別技術(shù)

自動識別技術(shù)是具備高度自動化數(shù)據(jù)采集的一種技術(shù)，是以計算機(jī)、光、機(jī)、電和通信等技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的。它利用具有一定識別作用的裝置，來自動識別和獲取商品的相關(guān)信息，并將物體信息傳遞給后臺的處理系統(tǒng)，以完成相應(yīng)后續(xù)處理的一種技術(shù)。條碼識別技術(shù)是當(dāng)下應(yīng)用最普遍的自動識別技術(shù)，它的運用原理是通過光電掃描設(shè)備識別并讀取條碼符號，使信息快速錄入。條碼是由一些按照一定順序列出的黑白相間的條及相應(yīng)能表達(dá)特定信息的數(shù)字構(gòu)成的。不同類型的條形碼對應(yīng)數(shù)字符號及黑白條的排列順序不同。生物識別技術(shù)是一種利用人類自身行為或生理特征進(jìn)行身份確認(rèn)的自動識別技術(shù)。像人類的說話聲音、面部輪廓、手指指紋等不同人體獨有的特征。正是因為人體特征的不可復(fù)制性，使得這一技術(shù)在安全性方面的身份確認(rèn)體制更為完善。射頻識別（RFID）技術(shù)是運用感應(yīng)技術(shù)、微波技術(shù)或者無線電波的讀寫器設(shè)備在不用直接接觸的情況下就能讀取信息并自動收錄的一種自動識別技術(shù)，該技術(shù)的保密性和精確性都相當(dāng)高。

2.數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)倉庫是一個數(shù)據(jù)集合，具有集成性、變動性和主題性。把不同類型與來源的數(shù)據(jù)在加工處理后于數(shù)據(jù)倉庫中存放、過濾和維護(hù)是數(shù)據(jù)儲存的目的，支持大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)的分析處理。數(shù)據(jù)挖掘是一個可以從大數(shù)據(jù)、隨意選取的不確定的實際應(yīng)用數(shù)據(jù)范圍中，提取出人們所不知道，但是又具有潛在價值的信息和知識的新型商業(yè)信息處理技術(shù)的過程。數(shù)據(jù)挖掘的目的是通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計歸類、分析與推理，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的相互關(guān)系，并預(yù)測未來的發(fā)展趨勢，為決策者提供可靠依據(jù)。

3.人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是探索研究用計算機(jī)模擬人類智能工作，是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計算機(jī)科學(xué)的一個分支，它意圖了解智能的實質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應(yīng)的智能機(jī)器，該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。人工智能從誕生以來，理論和技術(shù)日益成熟，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，除了計算機(jī)科學(xué)以外，人工智能還涉及信息論、控制論、自動化、仿生學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、數(shù)理邏輯、語言學(xué)、醫(yī)學(xué)和哲學(xué)等多門學(xué)科。人工智能學(xué)科研究的主要內(nèi)容包括：知識表示、自動推理和搜索方法、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計算機(jī)視覺、智能機(jī)器人、自動程序設(shè)計等方面。

4. 5G高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

根據(jù)圓通研究院發(fā)布的《5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在新一代物流行業(yè)中的應(yīng)用》，5G在各物流場景中的應(yīng)用將分為4個階段實現(xiàn)。

第一階段：基于5G的高帶寬特點，主要服務(wù)場景為eMBB（增強(qiáng)移動寬帶），具體應(yīng)用包括增強(qiáng)現(xiàn)實的物流應(yīng)用、物流數(shù)據(jù)計算平臺以及區(qū)塊鏈物流安全平臺等。其中，基于5G的增強(qiáng)現(xiàn)實物流應(yīng)用包括：①在倉儲作業(yè)中，通過AR技術(shù)完成分揀和復(fù)核，以及通過其查看三維布局幫助工程師完成倉儲設(shè)計;②在運輸環(huán)節(jié)幫助優(yōu)化配載和裝載順序，助力高效、準(zhǔn)確的裝卸貨;③在配送環(huán)節(jié)優(yōu)化配送路線，保障“最后一公里”配送。

第二階段：基于5G廣連接、海量接入的特點，主要服務(wù)場景為mMTC（大連接物聯(lián)網(wǎng)），具體應(yīng)用包括物流智能能源供給、物流智能倉儲、工業(yè)級工業(yè)級物流監(jiān)控等。5G作為傳輸層技術(shù)為智能倉儲提供了有力的通信環(huán)境，助推機(jī)器人、穿梭車、可穿戴設(shè)備、分揀設(shè)備、AGV等的使用，提高作業(yè)效率，保障作業(yè)安全。

第三階段：基于5G低時延的特點，主要服務(wù)場景為uRLLC（超高可靠超低時延通信），主要服務(wù)場景包括工業(yè)級視覺系統(tǒng)、全自動化物流運輸。其中，全自動化物流運輸包括前文提到的物流貨車自動化駕駛、物流車隊編隊行駛、無人機(jī)快遞系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程物流節(jié)點控制等等。

第四階段：在5G切片技術(shù)支撐下，5G進(jìn)入全面推廣階段，各種業(yè)務(wù)場景能夠以切片形式融入一體化的物流體系。

智能化物流包裝關(guān)聯(lián)的第一、二、三、四階段，通過目前的北斗、各種溯源開發(fā)方案、集成化的電子基因標(biāo)簽識別等創(chuàng)新研發(fā)技術(shù)，可以對物流包裝中的包裝箱、托盤等進(jìn)行智能化延伸與集成設(shè)計，從而實現(xiàn)運用物聯(lián)網(wǎng)對產(chǎn)品實施信息交換與通訊監(jiān)測，實現(xiàn)對貨物、倉儲、包裝箱的循環(huán)利用、對流通環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)控。

包裝對于人類生活而言不可或缺，智能化物流包裝在延伸包裝價值，提升包裝安全性與可達(dá)性上有著新的優(yōu)勢。可以預(yù)期的是，未來隨著5G高速網(wǎng)絡(luò)的商用，創(chuàng)新性的智能物流包裝方案將層出不窮，涉及物流包裝的多個層面，滿足其更好的物流服務(wù)功能。

作者單位：鄭州電力高等專科學(xué)校、中國智能包裝技術(shù)應(yīng)用研究中心、河南科技大學(xué)包裝工程系

責(zé)任編輯：李倩 liqian@cprint.cn