5G技術背景下智能物流的創新及發展

張倩 林美順（蘇州經貿職業技術學院）

■ 物流的現狀及發展

物流在國際貿易和區域發展中發揮著重要作用。在中國市場社會物流總額持續增長，在過去的2019年社會物流總額達298萬億元人民幣，同比增長5.9%，物流行業是重要的支撐和保障，此外優質的物流服務和高效的運營也促進了經濟商貿的進一步發展。隨著經濟貿易的深度合作和市場的擴大，商貿的供需復雜多變，商業模式呈多元化，供應商和消費者之間的交易和物品轉移對物流服務也提出了更快速和更便捷交付的要求。為滿足這些市場的需求，貼近上下游最后一公里的物流園區和配送網絡成為物流服務升級和運營優化的重點。在物流園區和配送環節上，面臨的挑戰包括工作環境差，人力勞動強度大，突發事件響應能力滯后，人員不足等及衍生的效率問題。通過數字化、自動化和智能化來提高效率已成為物流行業的首要目標。雖然智能化的技術已經相對成熟，但亟需解決的一個基本問題是連接的問題。物流行業的有效物聯難以通過傳統的通訊設施得到有效滿足，物流園區/倉內作業生產上一般都使用傳統Wi-Fi技術，易受干擾影響，導致通信不穩定和容量受限，甚至有效覆蓋收縮，移動狀態下的通信容易掉線，無法承載大規模密集的自動化應用如AGV小車作業。物流園區涉及場地、人員、車輛、貨品、作業設備的管理，消防安保是物流園區生產安全和質量保障的基礎。視頻監控被大量用于對倉內存儲環境和生產過程，以及倉外園區非法入侵的實時監控和分析，提前預判險情或及時對險情采取應對措施以防止損失進一步擴大。攝像頭目前的部署往往依賴于有線方式連接，不易于位置靈活調整。另外有布線困難情況下采用Wi-Fi無線回傳方式，同樣面臨Wi-Fi傳輸性能和穩定性的問題。

2020年，我國已累計建成5G基站71.8萬個，推動共建共享5G基站33萬個。5G終端連接數已超2億，國內上市5G新機型達199款，5G手機出貨量達 1.44億部。5G將直接帶動經濟總產出8109億元，直接帶動經濟增加值1897億元。2021年，我國將新建超60萬個5G基站，同時聚焦10個重點行業，形成20 大典型工業應用場景，開展工業5G專網試點，并適時發布部分頻段5G毫米波頻率規劃。5G 為第五代通信技術，具備超低延時(uRLLC)、高速寬帶(eMBB)和海量接入(mMTC)三大特征，其理論速度為 10Gb/s，能達到 4G 速度的百倍，穩定性可達 99.999%，并且時延不到10ms。如上述5G移動技術將整合各方的技術能力和資源優勢，可以打造全國5G智慧物流應用場景，形成“車——路——云”一體化協同的智慧物流整體解決方案，提升智能駕駛物流重卡研發測試及商業化運營能力，助推智能網聯融合物流產業標準建設與商業模式創新。

■ 變革與創新

4G改變生活，5G改變社會。5G最大的改變就是實現從人與人之間的通信走向人與物、物與物之間的通信，實現萬物互聯，推動社會發展。隨著2019年的5G技術在全球商用帷幕的拉開，5G技術在垂直行業的應用也隨即展開了大量的驗證和完善，促使AI、云計算、邊緣計算、大數據、物聯網、工業互聯網等新一代信息技術加速突破。5G技術將成為各行業數字化、自動化、智能化轉型的重要引擎。在2019年，京東物流率先在中國建設了第一個5G智能物流示范園區。依托5G網絡通信技術實現大上行帶寬、低控制時延、多設備接入的通信能力，滿足了如AI、IoT、倉儲機器人等智能物流技術對連接的要求，實現人、車、園區管理的異常預警和實時狀態監控，最終實現所有人、機、車、設備的一體互聯、整體調度及管理。園區無人倉作為5G技術發揮作用的一個重點場景，可以實現自動入倉及出倉匹配、實時庫容管理、倉儲大腦和機器人無縫銜接、AR作業、包裹跟蹤定位等場景，5G技術也將發揮重要作用。

■ 智能物流對無線場景需求

物流是物品從供應地向接收地的實體流動過程，包括運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送等功能的具體運作。隨著交通成本的下降，以及互聯網電商的發展，物流行業不斷發展壯大。物流已經成為了生活用品、生產物資等供應的核心支撐行業。縱觀全球，物流行業依然存在全球連接能力待提升、現代化程度不夠高、物流成本需要進一步降低、質量效益待提升的問題。中高端、體系化、集約式物流服務與供應鏈服務嚴重不足已成為行業發展的短板。由京東物流率先定義的5G時代的智能物流，是在物流的全環節，包括園區、倉儲、樞紐、運輸、配送場景，能夠基于5G、物聯網、人工智能、智能硬件等關鍵技術，使物流各個環節具備自感知、自學習和自反應（決策）的能力，全面提升系統預測、決策和智能執行能力，促進降本增效，最大限度滿足日益增長的客戶需求的新基礎設施。京東物流指出智能物流的特征包括泛連接、數字化和智能化。

泛連接是指基于5G+IoT技術實現人和人、人和物、物和物之間的連接，萬物互聯，連接無所不在；數字化是指物聯網作為物理世界和數字世界的連接器，將數百億的連接對象連接起來，實現數據的量變和質變；智能化是指基于高質量的海量數據，通過人工智能、數據智能、機器智能等智能技術的加持提升物流生產效率，降低物流成本。智能物流的泛連接、數字化、智能化要求依托5G網絡設施，通過互聯網和物聯網，將物流全鏈路涉及的大量人員、車輛、貨物、設備資產進行數據采集和數字化管理；進而基于數據的采集、分析、計算產生的智能決策。同時，產生的決策需要能及時分發給各個物流環節執行主體，以形成數字化、智能化的物流業務閉環管理。基于這樣的閉環，實現決策和管理水平的提高，提升物流運營效率和資產利用率。依托5G，智能物流各個環節有望得到提升。

■ 智能物流總結和未來應用展望

5G、物聯網、云計算、大數據、人工智能、運籌學、AR/VR、區塊鏈、機器人等技術將全面推動社會供應鏈物流的智能化進程，從連接到智能的。

第一，5G實現物流園區高效智能管理：5G可極大提升物流園區物聯網設備和人的連接能力和交互能力。通過5G+IoT+AI 技術融合應用，實現物流園區從“被動型傳統管理”到“主動型智能管理”的轉型；形成具有“高智能，快決策，一體化”特點的智能物流園區。

第二，5G加速智能倉庫的持續演進：5G速率、大連接、低時延的三大特點，以及高精度定位能力，能夠很好滿足倉內大規模協作機器人的云端智能協同控制，提升協作效率和容量、降低單體機器人和機器人部署成本，加速智能無人倉的推廣和應用。

第三，5G+V2X為智能物流運輸提供能力保障：通過5G+V2X，單車智能與通信技術實現優勢互補，一方面為無人駕駛提供豐富數據來源，另一方面為其智能決策提供算力支持。通過將智能駕駛算力分流到邊緣設施，降低單車的造價。5G+V2X助力物流運輸的安全與效率演進，為物流運輸網聯化、智能化、無人化的能力提供保障。

第四，5G使能基于AR的物流作業效率和質量提升：基于5G的大帶寬和低時延，AR能夠廣泛應用于倉庫規劃、貨物揀選、倉庫導航、智能裝車、運輸導航、配送交付、安裝維修等相關應用，提升物流倉庫、運輸、配送各環節的作業能力、降低培訓成本。

總之，5G將推動創建物流數字孿生世界。5G實現萬物連接，可將物流生產過程中的海量數據匯聚，通過智能平臺對這些數據加以結構化的聚合處理，映射出孿生數字世界。智能決策在數字世界快速交互與驗證，最終在物理世界落地決策，實現持續性改進設計與創新，達到降本增效、協同最優的目的。