淺析5G時(shí)代物流業(yè)的智能化發(fā)展

文/周穎，福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院商貿(mào)管理系

1 引言

2019年國(guó)家提出“智能+”戰(zhàn)略推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)：“促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展，深化大數(shù)據(jù)、人工智能等研發(fā)應(yīng)用?！?G通訊技術(shù)的到來為人工智能、大數(shù)據(jù)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及區(qū)塊鏈等智能化核心技術(shù)的建設(shè)提供了重要保障。物流業(yè)作為服務(wù)業(yè)的一級(jí)階梯，必將引領(lǐng)普及5G的應(yīng)用，進(jìn)入以自動(dòng)化與網(wǎng)聯(lián)化為典型特征的智能物流時(shí)代。本文將深入探討在5G技術(shù)下的物流行業(yè)智能化的發(fā)展問題。

2 國(guó)內(nèi)物流行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

表1 物流演變歷史

2.1 物流業(yè)的發(fā)展階段

物流行業(yè)的發(fā)展與零售業(yè)的變化息息相關(guān)。隨著新零售概念的廣泛推出，物流行業(yè)已經(jīng)逐步從傳統(tǒng)物流向智能物流轉(zhuǎn)變，有相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)2025年我國(guó)智能物流的市場(chǎng)規(guī)模將超過萬億。

與電商時(shí)代的現(xiàn)代物流體系相比，新一代物流業(yè)擁有短鏈、智慧以及共生的特征，具有快捷、方便、智能化的優(yōu)勢(shì)。智能物流通過物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、AR/VR、區(qū)塊鏈、機(jī)器人等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物流資源優(yōu)化配置，提高物流系統(tǒng)自動(dòng)化、數(shù)字化和智能化水平，從而降低社會(huì)物流成本，提高物流運(yùn)行效率。目前國(guó)內(nèi)物流智能化建設(shè)雖然取得了較大進(jìn)步，但由于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的限制，加之高新技術(shù)的不成熟應(yīng)用，智能物流的發(fā)展仍處于初級(jí)階段，仍具有較大的提升空間。

2.2 國(guó)內(nèi)物流業(yè)發(fā)展存在的問題

從2014年至今物流業(yè)的景氣指數(shù)基本保持在55%左右的高景氣水平。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2018年的快遞數(shù)量達(dá)到505億件，業(yè)務(wù)收入高達(dá)6010億元，社會(huì)物流總額達(dá)266萬億元。雖然國(guó)內(nèi)物流市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)張迅速，但發(fā)展總體較為粗放，績(jī)效并不理想。以社會(huì)物流總費(fèi)用占GDP比率這一指標(biāo)來看，國(guó)內(nèi)高達(dá)14.8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家10%以下的水平，足以說明我國(guó)是物流大國(guó)，但絕不是物流強(qiáng)國(guó)。目前國(guó)內(nèi)物流行業(yè)存在的問題主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

2.2.1 物流成本高

主要表現(xiàn)在生產(chǎn)要素價(jià)格持續(xù)上漲，物流各環(huán)節(jié)主要還是傳統(tǒng)的人工模式，物流產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)不科學(xué)，物流資源管理成本高等方面。

2.2.2 物流效率低

主要表現(xiàn)在物流網(wǎng)絡(luò)化、集約化程度低，物流資源共享程度低，缺乏科學(xué)的物流管控。在倉(cāng)儲(chǔ)、末端配送等物流作業(yè)環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度低，物流業(yè)整體創(chuàng)新能力弱等方面。

2.2.3 數(shù)字化程度低

與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)物流業(yè)在信息化、數(shù)字化、智能化長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略上尚未形成體系，整體數(shù)字化水平較低，很難最大化的發(fā)揮出數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)物流與人工智能、AR/VR、區(qū)塊鏈等新技術(shù)的融合創(chuàng)新應(yīng)用水平還相對(duì)低下。

3 5G的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

5G網(wǎng)絡(luò)能被廣泛推行，在即將到來的2020年進(jìn)行商用試行，主要原因是5G融合了很多關(guān)鍵技術(shù)，這些關(guān)鍵技術(shù)使得5G在很多方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。

3.1 高速率

相對(duì)于4G，5G的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)就在于高速度。在目前制定的標(biāo)準(zhǔn)中，5G基站檢測(cè)的帶寬峰值要求高于20Gb/s。隨著新技術(shù)的使用，到5G正式商用，這個(gè)速度還會(huì)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(duì)網(wǎng)絡(luò)速度要求很高的業(yè)務(wù)被廣泛推廣和使用成為現(xiàn)實(shí)。

3.2 泛連接

泛連接有兩個(gè)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(gè)角落，而且可以覆蓋高山峽谷人煙稀少的地方?？v深是指網(wǎng)絡(luò)能夠高品質(zhì)的深度覆蓋網(wǎng)絡(luò)死角，比如可以把以前網(wǎng)絡(luò)品質(zhì)不好的衛(wèi)生間、地下停車庫(kù)等都用很好的網(wǎng)絡(luò)廣泛覆蓋。一定程度上，泛連接比高速度還重要，因?yàn)殡S著業(yè)務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要無所不包，只有泛連接才能支持更加豐富的業(yè)務(wù)，才能在復(fù)雜的場(chǎng)景上使用。

3.3 低功耗

低功耗的特性是5G支持大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的必須要求。近年來可穿戴產(chǎn)品發(fā)展快速，但用戶體驗(yàn)并不理想，主要是因?yàn)榻K端設(shè)備的能源供應(yīng)只能依靠壽命很短的電池。以智能手表為例，待機(jī)時(shí)間基本在一天以內(nèi)。設(shè)備在通信過程若消耗大量的能量，就使得物聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備不能在實(shí)際應(yīng)用中推廣。而5G 通信框架中的核心的技術(shù)eMTC和NB-IOT可以推進(jìn)5G為低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用做通信支撐。5G的低功耗優(yōu)勢(shì)能極大提升用戶體驗(yàn)，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的快速普及。

3.4 低時(shí)延

5G的一個(gè)新應(yīng)用場(chǎng)景是無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化的高可靠連接。無人駕駛、工業(yè)自動(dòng)化等技術(shù)對(duì)時(shí)延要求極高，遠(yuǎn)超于人與人交流的140ms的時(shí)延要求。而5G采取的移動(dòng)邊緣計(jì)算等技術(shù)使得低延時(shí)成為現(xiàn)實(shí)。根據(jù)官方預(yù)測(cè)，未來5G的最低時(shí)延可能達(dá)到1ms，甚至有可能更低。因此5G將大大推進(jìn)低時(shí)延場(chǎng)景的發(fā)展。

3.5 大容量

到了5G時(shí)代，終端數(shù)量將會(huì)快速膨脹，接入到網(wǎng)絡(luò)中的終端不僅會(huì)包括個(gè)人穿戴的眼鏡、鞋子衣服等智能產(chǎn)品，家庭中的門窗、門鎖、家電等智能設(shè)備，而且還會(huì)包含社會(huì)生活中的汽車、井蓋等大量公共設(shè)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(lián)網(wǎng)重要特征之一。5G 網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建時(shí)就考慮了底層安全問題，5G網(wǎng)絡(luò)中信息傳輸時(shí)會(huì)有嚴(yán)格的加密體制，網(wǎng)絡(luò)通信對(duì)外開放性不高，甚至將針對(duì)一些特殊的客戶需求設(shè)置專門的安全通道。

4 5G對(duì)物流業(yè)智能化發(fā)展的推動(dòng)作用

5G通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)也使得5G會(huì)被廣泛應(yīng)用在物流行業(yè)中。物流行業(yè)的智能化離不開人工智能、大數(shù)據(jù)云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及區(qū)塊鏈等核心技術(shù)，而5G技術(shù)為這些核心技術(shù)的落地實(shí)施提供了強(qiáng)有力的支撐。

4.1 5G助力物流各環(huán)節(jié)數(shù)字驅(qū)動(dòng)

未來30年，數(shù)據(jù)將成為生產(chǎn)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(shù)據(jù)和云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)變得更加實(shí)用。一方面，通過在物理世界給物流各環(huán)節(jié)配置檢測(cè)終端，收集物流過程和環(huán)境的關(guān)鍵信息，實(shí)現(xiàn)從宏觀物流網(wǎng)絡(luò)至微觀的物流生產(chǎn)、上游企業(yè)到終端用戶、從軀干到毛細(xì)血管的海量數(shù)據(jù)的鏈接，并通過流程和數(shù)據(jù)平臺(tái)的無縫互聯(lián)，將非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)聚合處理，最終映射出結(jié)構(gòu)化的孿生數(shù)字世界。另一方面，基于數(shù)字世界既可進(jìn)行行動(dòng)決策，將可執(zhí)行的結(jié)果反饋到物理世界和數(shù)字流程，智能化地干預(yù)物理世界。又可通過數(shù)據(jù)分析與可視化處理，模擬不同環(huán)境下的發(fā)展情境，借助運(yùn)營(yíng)策略模擬、優(yōu)化算法測(cè)試，績(jī)效結(jié)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(shù)字世界，數(shù)字世界中驗(yàn)證的智能決策鏡像至物流世界，閉環(huán)往復(fù)，從而高效地利用數(shù)據(jù)去掌控物流供應(yīng)鏈各端，協(xié)同運(yùn)作來提高物流運(yùn)作效率及降低成本。

4.2 5G為智能物流運(yùn)輸提供能力保障

5G技術(shù)的低延時(shí)特性能夠有效促進(jìn)無人駕駛技術(shù)的應(yīng)用。借助5G技術(shù)，通過收集車輛信息、車載及路側(cè)感知設(shè)備信息、交通控制信息，并對(duì)各路信息進(jìn)行深度融合，實(shí)時(shí)構(gòu)建出包含安全行駛區(qū)域、周圍障礙物信息、道路行駛條件等多維度信息的五維時(shí)空（三維空間+時(shí)間+環(huán)境）駕駛模型，從而實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)化駕駛。車輛的自動(dòng)化駕駛離不開車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐，車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠使得物流中的車輛或者無人機(jī)等設(shè)備輕易接入網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，使遠(yuǎn)程的控制中心能夠?qū)ζ溥M(jìn)行調(diào)度規(guī)劃并且下發(fā)指令。5G技術(shù)能夠滿足車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的自組織網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、數(shù)據(jù)即時(shí)共享、海量傳輸以及低時(shí)延、高可靠等需求，使車輛能夠突破非視距感知等技術(shù)的智慧化進(jìn)程瓶頸，助力物流運(yùn)輸全面自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。業(yè)界預(yù)測(cè)2021年以后，自動(dòng)駕駛卡車將開始出現(xiàn)在智慧高速公路上。

4.3 5G與區(qū)塊鏈共同打造智能物流可信生態(tài)網(wǎng)絡(luò)

5G技術(shù)的商用，將帶來規(guī)?；奈锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用，而物聯(lián)網(wǎng)則成為區(qū)塊鏈與物理世界映射的連接器。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器設(shè)備可采集溫度、濕度、坐標(biāo)等海量數(shù)據(jù)，并通過區(qū)塊鏈技術(shù)加密分布上鏈，5G技術(shù)則可以保證信息傳遞過程的實(shí)時(shí)性和高效性。5G支撐的基于區(qū)塊鏈技術(shù)物流安全體系通過智能合約實(shí)現(xiàn)隱私保護(hù)、自動(dòng)化和智能化，使得物流過程變得透明，提升了供應(yīng)鏈中數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可信任性。這些物聯(lián)網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)可以被海關(guān)、口岸辦、檢驗(yàn)檢疫局等監(jiān)管結(jié)構(gòu)利用，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、電子簽章、港口作業(yè)調(diào)度、事故原因追溯、運(yùn)輸責(zé)任認(rèn)定等。

4.4 5G推動(dòng)物流倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境的智能化

物流倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)要實(shí)現(xiàn)智能化就需要5G與人工智能技術(shù)的結(jié)合。目前已經(jīng)有很多機(jī)器人設(shè)備被用在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分揀、自動(dòng)化傳輸以及自動(dòng)化出入庫(kù)等等。但很多機(jī)器人設(shè)備嵌入的硬件芯片在已有通信技術(shù)支撐下由于時(shí)延、能耗等問題往往不能發(fā)揮更多作用。5G的海量接入、低功耗等特性可以支撐倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中包括無人機(jī)、機(jī)器人、穿梭車、穿戴設(shè)備以及分揀設(shè)備等大規(guī)模終端設(shè)備的實(shí)時(shí)協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)基于云化機(jī)器的大規(guī)模的協(xié)同調(diào)度和生產(chǎn)，為高密度無人倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)提供支撐。主要應(yīng)用表現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，高密度無人倉(cāng)業(yè)務(wù)及布局優(yōu)化，包括商品訂單分組實(shí)時(shí)優(yōu)化、商品存儲(chǔ)布局多階段優(yōu)化等；第二，大規(guī)模作業(yè)機(jī)器人的協(xié)同控制，包括機(jī)器人生產(chǎn)任務(wù)隨機(jī)動(dòng)態(tài)分配、大規(guī)模機(jī)器人倉(cāng)內(nèi)交通規(guī)劃等；第三，大規(guī)模生產(chǎn)中機(jī)器人任務(wù)分配，包括擁堵的預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)識(shí)別、規(guī)避及動(dòng)態(tài)疏導(dǎo)等。

4.5 5G深化AR/VR在物流行業(yè)的應(yīng)用

目前，AR/VR技術(shù)并沒有被大量地在企業(yè)級(jí)中推廣，主要原因是現(xiàn)有通信技術(shù)的帶寬無法支撐AR/VR的商業(yè)應(yīng)用。AR/VR需要大量的數(shù)據(jù)傳輸和計(jì)算功能，且對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲極其敏感，而5G技術(shù)的高帶寬、超低延時(shí)等特性極高提升了用戶AR/VR產(chǎn)品體驗(yàn)感知。同時(shí)5G特性還將豐富AR/VR應(yīng)用場(chǎng)景，拓展出全新的應(yīng)用場(chǎng)景。在物流應(yīng)用領(lǐng)域，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：第一，在倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)方面，可基于AR眼鏡等設(shè)備提供庫(kù)內(nèi)導(dǎo)航，可視化揀選和自動(dòng)掃描、確認(rèn)功能，提高揀貨效率的同時(shí)減少揀貨錯(cuò)誤；通過疊加真實(shí)環(huán)境的方式實(shí)體化并驗(yàn)證倉(cāng)儲(chǔ)布局規(guī)劃和作業(yè)過程，降低成本的同時(shí)提高規(guī)劃質(zhì)量。第二，在運(yùn)載優(yōu)化方面，通過可穿戴AR設(shè)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(yè)效率；基于AR擋風(fēng)玻璃等終端，實(shí)時(shí)展示導(dǎo)航路徑和貨物狀態(tài)信息，提高運(yùn)輸效率和安全性。第三，在末端配送方面，AR眼鏡等設(shè)備在提供裝載優(yōu)化提示的同時(shí)提供小區(qū)輔助導(dǎo)航，提高末端配送效率；基于AR眼鏡還可以進(jìn)行快遞確認(rèn)客戶身份，提高貨物交付的安全性。第四，在支撐服務(wù)方面，員工可通過AR設(shè)備，熟悉倉(cāng)庫(kù)生產(chǎn)各個(gè)場(chǎng)景，學(xué)習(xí)并快速掌握倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的全流程，提高培訓(xùn)效率、降低培訓(xùn)成本；基于可穿戴AR設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程協(xié)作，給出精確和直觀的可視化指導(dǎo)，從而提高安裝、維修效率。

5 結(jié)語

在5G技術(shù)的推動(dòng)下，基于相關(guān)技術(shù)快速成熟，以及整個(gè)行業(yè)對(duì)基于供應(yīng)鏈協(xié)同作業(yè)形成的認(rèn)知，一個(gè)萬物互聯(lián)、自動(dòng)操作的智能物流時(shí)代呼之欲出。目前各大快遞企業(yè)、物流企業(yè)、零售商企業(yè)等都站在起跑線上，為5G的全面到來做好準(zhǔn)備?；?G的新一代物流行業(yè)將會(huì)以全新的面貌為企業(yè)、個(gè)人提供更高質(zhì)量、更加智慧的物流服務(wù)。