技術(shù)變革是產(chǎn)業(yè)變革的原動力，新技術(shù)的產(chǎn)生必然推動社會不斷進步，5G作為新的改變產(chǎn)業(yè)格局的突破性技術(shù)，作為“新基建”中的領(lǐng)銜領(lǐng)域，不僅是物流業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級的使能者，并且還推動著大數(shù)據(jù)、人工智能以及物流相關(guān)技術(shù)的進步，進而賦能智慧物流的發(fā)展，加快推進物流技術(shù)裝備智慧化，推動整個物流行業(yè)快速向前發(fā)展。

蓬勃發(fā)展的智慧物流

1. 智慧物流空間巨大

近年來，在國家政策的推動下，智慧物流市場需求空間巨大。隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，以及新零售、智能制造等領(lǐng)域?qū)ξ锪鞯母咭?，智慧物流市場?guī)模將持續(xù)擴大。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預計，到2023年，智慧物流裝備市場容量將超萬億元。在智能制造領(lǐng)域，智慧物流是工業(yè)4.0的核心組成部分，在工業(yè)4.0職能工廠的框架內(nèi)，智慧物流是連接供應和生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是構(gòu)建智能工廠的基石。越來越多的制造企業(yè)在積極進行數(shù)字化、智能制造轉(zhuǎn)型探索，定制化、柔性化的訂單驅(qū)動企業(yè)生產(chǎn)物流高效、協(xié)同，實現(xiàn)精細化管理水平的蓬勃需求將是智慧物流發(fā)展的強大動力。擁有一定智慧能力的物流系統(tǒng)，系統(tǒng)可以通過不斷優(yōu)化的業(yè)務規(guī)則，有效合理利用資源，提供物料需求服務，滿足企業(yè)生產(chǎn)需求，實現(xiàn)物流在供應鏈各層級的自動化、可視化、可控化。

2. 物流技術(shù)裝備是實現(xiàn)智慧物流的基礎(chǔ)

物流裝備是物流體系中的執(zhí)行系統(tǒng)，是由智能硬件或軟件系統(tǒng)組成，是智慧物流系統(tǒng)不可分割的單元，是提升物流效率的有效手段。智慧物流體系下的裝備包括堆垛機、穿梭車、AGV、AMR等物流硬件裝備，也包括設(shè)備級、車間級、企業(yè)級等物流信息軟件系統(tǒng)。隨著工業(yè)4.0的推進，智慧物流大勢所趨，物流裝備產(chǎn)品創(chuàng)新迭代快速。在智能制造能力成熟度較高的行業(yè)，如煙草、汽車、工程機械智能物流裝備應用較多。終端用戶對智慧物流的期望促進物流裝備在安全性、穩(wěn)定性、柔性化、自主性上加快更新速度，新技術(shù)、新產(chǎn)品的推廣和普及速度遠超2000年初期。物流裝備創(chuàng)新發(fā)展成為市場新的推動力，促進智慧物流從產(chǎn)線延伸到智慧工廠，從四面墻之內(nèi)發(fā)展到四面墻之外，進而擴展到產(chǎn)業(yè)物流鏈全領(lǐng)域。

3. 智慧物流對物流技術(shù)裝備要求升級

物流裝備的應用涵蓋各個領(lǐng)域，不同領(lǐng)域需要的智慧物流解決方案差異較大，總體來說智慧物流對物流技術(shù)和裝備提出了一些新的要求。

物流單元智能化：智能硬件的感知能力不斷提升，物流裝備通過狀態(tài)感知、信息交互、實時分析，實現(xiàn)了局部自組織、自配置、自決策，物流裝備從作業(yè)執(zhí)行的“功能機器”向可感知、可控制、可自主決策的“智能機器”演變。

系統(tǒng)協(xié)作高效化：在物流裝備智能化能力提升的基礎(chǔ)上，智慧物流對設(shè)備間協(xié)作、人機協(xié)作提出了更高的要求，期望通過設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與人的高效協(xié)作，將系統(tǒng)資源利用最大化，充分提高物流作業(yè)效率。

物流系統(tǒng)柔性化：隨著物流技術(shù)的變化和發(fā)展，柔性化必將成為一個重要方向。在消費者多樣化、個性化、定制化的需求影響下，面對市場端的靈活多變與巨大的業(yè)務波動性，客戶需要規(guī)劃建設(shè)柔性化的智慧物流系統(tǒng)，以實現(xiàn)物流系統(tǒng)的快速部署、快速復制、靈活擴展和異地遷移，滿足企業(yè)發(fā)展的需要。

系統(tǒng)運營智能化：客戶越來越期望建立一套IT、OT全域數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析平臺，通過數(shù)據(jù)采集、清理、融合，形成數(shù)據(jù)倉庫，實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)的全程可視化，洞察業(yè)務和設(shè)備異常，提供狀態(tài)檢測、故障診斷、預測預警、遠程運維等服務能力，提高業(yè)務和設(shè)備異常的快速定位處理能力，實現(xiàn)系統(tǒng)策略的動態(tài)調(diào)整，保證物流系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。

新技術(shù)助力下的智慧物流

1. 新技術(shù)助推行業(yè)發(fā)展

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，在智慧物流中，傳統(tǒng)的人為經(jīng)驗決策正逐步被機器替代。通過技術(shù)與技術(shù)融合、技術(shù)與業(yè)務融合建立起新模型，將實現(xiàn)物流核心業(yè)務的精準預測、優(yōu)化控制、持續(xù)創(chuàng)新。目前對物流行業(yè)影響比較大的新技術(shù)主要有物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能技術(shù)等。其中，物聯(lián)網(wǎng)可實現(xiàn)物料全程追溯、物流作業(yè)控制、環(huán)境控制、物流效率優(yōu)化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)互為依托，前者提供數(shù)據(jù)來源，后者將數(shù)據(jù)進行業(yè)務化。物流數(shù)據(jù)是企業(yè)重要的戰(zhàn)略資源，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)可以實現(xiàn)需求預測、維修預測、供應鏈預測、網(wǎng)絡規(guī)劃。人工智能是大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的升級，它是新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力。通過人工智能形成的強大引擎，將重構(gòu)物流鏈上的各個環(huán)節(jié)，提高識別、運營、調(diào)度、決策的智能水平，實現(xiàn)物流全過程智慧作業(yè)。

2. 5G技術(shù)重新定義物流

5G 是最新一代蜂窩移動通信技術(shù)，特點是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高了系統(tǒng)容量和可以進行大規(guī)模設(shè)備連接，具有大帶寬、低時延、高可靠和廣連接等優(yōu)勢。

在制造領(lǐng)域，5G將成為傳統(tǒng)制造企業(yè)在向智能制造轉(zhuǎn)型過程中的關(guān)鍵支撐，能滿足工業(yè)環(huán)境下設(shè)備互聯(lián)和遠程交互的應用需求，在協(xié)同設(shè)計、自動控制、柔性生產(chǎn)、輔助裝配等典型工業(yè)應用領(lǐng)域中起著關(guān)鍵支撐作用。

在物流裝備領(lǐng)域，5G技術(shù)可廣泛應用于物流自動搬運設(shè)備、物流輔助搬運設(shè)備，實現(xiàn)物流裝備閉環(huán)控制、物料精準識別、移動設(shè)備集群協(xié)同調(diào)度、遠程實時監(jiān)控等功能，結(jié)合虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實(VR/AR）技術(shù)實現(xiàn)協(xié)同設(shè)計、虛擬培訓、智能揀選、輔助裝配、輔助故障修復、遠程協(xié)助等創(chuàng)新應用，集成大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)共同實現(xiàn)企業(yè)智能配置生產(chǎn)方式，實現(xiàn)信息物理融合、智能故障分析診斷、系統(tǒng)策略動態(tài)優(yōu)化調(diào)整，打造智能工廠，助推智能制造。基于5G，開發(fā)應用人機料法環(huán)新連接，可以重新定義智能化物流倉儲系統(tǒng)、智能化物流配送系統(tǒng)、智能運輸管理系統(tǒng)、智能園區(qū)系統(tǒng)。

3. 5G應用場景豐富

從GSMA全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會和CAICT中國信息通信研究院聯(lián)合發(fā)布的《中國5G垂直行業(yè)應用案例2020》中我們可以看到多個中國領(lǐng)先的 5G 行業(yè)應用實踐，涵蓋工業(yè)制造、智慧物流、電力、醫(yī)療、教育和內(nèi)容等諸多領(lǐng)域。在智能制造及智慧物流領(lǐng)域，行業(yè)內(nèi)已有多家系統(tǒng)集成商（昆船、今天國際、蘭劍、中鼎集成等）積極探索5G新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域的深度融合，圍繞物流裝備、工業(yè)生產(chǎn)制造等重點環(huán)節(jié)，開展5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度協(xié)同和新業(yè)態(tài)與應用模式的創(chuàng)新研發(fā)工作，正在積極打造5G+數(shù)據(jù)采集和感知、5G+智能輔助、5G+精準操控、5G+無損檢測、5G+機器視覺、5G+集群調(diào)度、5G+云化AGV、5G+安全監(jiān)控等應用場景。

圖1 智慧物流5G應用場景及5G通訊訴求

5G技術(shù)全面助推智慧物流發(fā)展

5G 作為“新基建”中的領(lǐng)銜領(lǐng)域，不僅是物流業(yè)創(chuàng)新發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級的使能者，并且還推動著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能以及物流相關(guān)技術(shù)的進步，和在物流行業(yè)的應用創(chuàng)新。如在設(shè)計環(huán)節(jié)，推進基于模型的制造設(shè)計協(xié)同；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，推進探索網(wǎng)絡統(tǒng)一，設(shè)備敏捷溝通，協(xié)同調(diào)度；在運維環(huán)節(jié)，實現(xiàn)裝備運行狀態(tài)實時檢測及多方專家遠程支持，推進運維數(shù)字化系統(tǒng)?？偟膩砜?，5G 技術(shù)將賦能智慧物流的發(fā)展，加快推進物流技術(shù)裝備智慧化，在智慧物流中的智能裝備、智能倉儲、自動化運輸、物流追蹤等環(huán)節(jié)中將產(chǎn)生深遠影響。

具體來看，隨著5G與物流技術(shù)的深度融合，將通過連接升級、數(shù)據(jù)升級、模式升級、智能升級全面助推智慧物流的發(fā)展。

圖2 基于5G技術(shù)的網(wǎng)絡架構(gòu)

5G將加速底層通信技術(shù)的變革：5G 網(wǎng)絡切片根據(jù)時延、帶寬等不同應用場景需求可以進行網(wǎng)絡資源組合，以此來保證網(wǎng)絡服務品質(zhì)的特性，5G的無線組網(wǎng)解決方案在智慧物流的應用場景可以完美替代拖鏈電纜、漏波電纜、紅外通訊、工業(yè)Wi-Fi等傳統(tǒng)的通信方式，真正實現(xiàn)企業(yè)園區(qū)5G一張網(wǎng)，將加快物流領(lǐng)域關(guān)鍵網(wǎng)絡基礎(chǔ)設(shè)施的變革。

5G將加速物流裝備智能化變革：5G將加速人工智能技術(shù)、邊緣計算技術(shù)與物流裝備的融合進程，物流裝備通過狀態(tài)感知、信息交互、實時分析，可以具備物料識別、自助糾錯、末端導引的能力，進一步提高物流裝備的智能化水平，加快物流裝備融合創(chuàng)新研發(fā)進程。

5G將加速物流系統(tǒng)調(diào)度控制技術(shù)變革：在智慧物流領(lǐng)域，可以結(jié)合5G邊云協(xié)同特性，利用MEC邊緣計算，實現(xiàn)基于5G的移動搬運設(shè)備的云化調(diào)度控制應用，將設(shè)備定位、導航、圖像識別及環(huán)境感知等復雜計算上移到5G邊緣服務器，實現(xiàn)云化物流設(shè)備大規(guī)模密集部署、大范圍無縫切換，構(gòu)建高效、經(jīng)濟、靈活的柔性生產(chǎn)搬運體系。

5G將加速物流裝備運維模式革新：利用智能裝備的數(shù)字模型和5G網(wǎng)絡，打通遠端設(shè)備與本地數(shù)字模型的安全傳輸通道，將遠端設(shè)備的運行狀態(tài)、參數(shù)、傳感器數(shù)據(jù)及現(xiàn)場監(jiān)控視頻等實時傳輸?shù)奖镜乇O(jiān)控中心、實現(xiàn)設(shè)備的遠程監(jiān)測、信息采集、故障報警和預測性維護等功能。本地專家可以根據(jù)數(shù)字模型呈現(xiàn)的運行參數(shù)、現(xiàn)場5G高清視頻等信息進行遠程維護，也可以通過AR眼鏡與客戶進行遠程互動，協(xié)助處理系統(tǒng)故障。

5G技術(shù)相關(guān)應用與探索

昆船智能作為一站式的系統(tǒng)整體解決方案供應商在為提供咨詢規(guī)劃、系統(tǒng)集成、項目實施交付服務的同時也面臨著諸多業(yè)務挑戰(zhàn)，在智慧物流系統(tǒng)集成項目中存在種類豐富的移動搬運設(shè)備，傳統(tǒng)的拖鏈電纜、漏波電纜、紅外通訊、工業(yè)WIFI等工業(yè)通訊技術(shù)在低時延高可靠的閉環(huán)工業(yè)控制、規(guī)?；脑O(shè)備接入、視覺識別等大帶寬需求的應用接入等方面都存在很大的局限性，公司迫切的希望探索、驗證，研究工廠車間5G 工業(yè)無線組網(wǎng)的解決方案，研發(fā)5G智能裝備，探索5G智慧物流創(chuàng)新應用場景。

1. 成立云南首個智能制造5G應用創(chuàng)新實驗基地

2019年8月，昆船公司與中國移動集團云南有限公司、中移（上海）信息通信科技有限公司、華為技術(shù)有限公司四家單位合作，成立云南首個智能制造5G應用創(chuàng)新實驗基地，打造面向全國的5G智能制造示范基地。

創(chuàng)新實驗基地成立之后，昆船依托5G園區(qū)一張網(wǎng)，研究工廠車間5G工業(yè)無線組網(wǎng)的解決方案，開展了基于5G技術(shù)的單機物流設(shè)備應用研究，完成了堆垛機、環(huán)形穿梭車、AGV、交叉帶分揀機的5G通訊驗證，推出了5G工業(yè)無線組網(wǎng)的解決方案、發(fā)布了一系列5G智能裝備。

2. 打造全國首個5G全場景智慧物流裝備創(chuàng)新孵化基地

2020年6月8日，昆船、中國移動、華為和倍福中國四方聯(lián)合舉辦“5G智慧物流成果”發(fā)布會，打造全國首個5G全場景智慧物流裝備創(chuàng)新孵化基地。推出了一系列5G智能裝備，包括5G高位叉車、5G地面叉車、5G AGV、5G穿梭車、5G堆垛機、5G交叉帶分揀機等，其中5G交叉帶分揀機實現(xiàn)了格口最小化設(shè)計，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡化，分揀的準確性以及分揀效率有較大提升；5G環(huán)形穿梭車車輛之間的防撞距離縮短，提高了物流輸送作業(yè)的車輛利用率，有效提高物流作業(yè)效率；5G堆垛機通過集成視覺識別設(shè)備，實時采集倉庫貨位圖像，垛型形態(tài)、條碼等信息，可以快速完成在庫物料盤點作業(yè)；5G AGV系統(tǒng)實現(xiàn)了500臺AGV集群調(diào)度無盲區(qū)、AGV高速移動無中斷應用測試驗證，5G AGV單機實現(xiàn)了通過視覺傳感信息的室內(nèi)高精度定位。

3. 研發(fā)基于數(shù)字孿生的數(shù)字倉儲系統(tǒng)

昆船智能利用智能制造5G創(chuàng)新實驗基地的建設(shè)契機，結(jié)合智慧物流及智能制造的發(fā)展趨勢，研發(fā)了基于數(shù)字孿生的數(shù)字倉儲系統(tǒng)，可實現(xiàn)工廠級倉儲、配送全流程的集中三維可視化監(jiān)控。該產(chǎn)品是融合5G通訊技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、VR/AR技術(shù)、仿真技術(shù)、3D技術(shù)的創(chuàng)新性產(chǎn)品，可以實現(xiàn)業(yè)務全流程的全局監(jiān)控、物流裝備的集中監(jiān)控和調(diào)度，實現(xiàn)物理空間與虛擬空間的虛實映射、虛實交互以及虛擬仿真。系統(tǒng)可通過VR設(shè)備接入，實現(xiàn)系統(tǒng)級維修培訓、操作培訓、虛擬參觀，通過AR設(shè)備接入，實現(xiàn)遠程協(xié)助、維修指引、操作指導等輔助性操作指引。

圖3 基于數(shù)字孿生技術(shù)的數(shù)字倉儲系統(tǒng)典型界面

4. 5G探索價值與意義

昆船智能通過“智能制造5G應用創(chuàng)新實驗基地”的建設(shè)，積極探索5G技術(shù)在智慧物流的創(chuàng)新應用場景。完成了5G在工業(yè)應用中的實驗驗證，通過5G網(wǎng)絡取代傳統(tǒng)的通訊模式，完成了物流裝備的5G工程化改造；實現(xiàn)了基于5G模式下的物流設(shè)備生產(chǎn)制造模式、安裝實施工藝、系統(tǒng)運維模式的革新，大大降低了生產(chǎn)制造、安裝實施成本及運營服務成本；新研發(fā)的5G物流裝備在運行速度、平穩(wěn)性、認址精度、可靠性上都會大幅度提升，設(shè)備關(guān)鍵性能指標有所提升，進一步增強產(chǎn)品競爭力。

昆船智能研發(fā)的基于5G的C2C控制應用、VR實訓實驗虛擬仿真教學系統(tǒng)、AR智能揀選系統(tǒng)、基于數(shù)字孿生的數(shù)字倉儲系統(tǒng)等創(chuàng)新應用，符合智慧物流及智能制造的發(fā)展趨勢，有效的實現(xiàn)了物流各環(huán)節(jié)數(shù)字化、精細化、動態(tài)化、可視化管理，提高物流系統(tǒng)智能化分析決策和自動化操作執(zhí)行能力。

此外，昆船智能還積極探索了從原料入廠、質(zhì)量檢測、生產(chǎn)加工、倉儲及配送等物流全業(yè)務流程的5G網(wǎng)絡需求，涵蓋20多個智慧物流典型應用場景。由于物流領(lǐng)域采用的是行業(yè)通用成熟的技術(shù)，5G實驗基地創(chuàng)新應用研究成果在智慧物流領(lǐng)域具備普遍的推廣意義。

表1 物流全流程、區(qū)域、設(shè)備與對應的5G應用場景匯總

結(jié)語

5G作為新一代移動通信技術(shù)，滿足物流裝備高速互聯(lián)和遠程交互等應用需求。隨著5G網(wǎng)絡建設(shè)進入高速期，5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)深度融合，也帶給我們很多新的思考。比如，物流裝備企業(yè)應加快5G物流裝備的應用研發(fā)，推進物流裝備5G通訊標準建設(shè)、推進5G物流裝備在工程項目中的深入應用，讓5G在智慧物流、智能制造等應用領(lǐng)域中發(fā)揮其基礎(chǔ)支撐作用。針對5G新一代通信技術(shù)，物流裝備企業(yè)應該提前進行技術(shù)儲備，躬身入局，做到5G提前準備不落“5”。

值得強調(diào)的是，除了5G技術(shù)以外，還需要加強對其他技術(shù)的關(guān)注。5G加速設(shè)備智能裝備，為智能制造修好了“高速公路”，如何利用大數(shù)據(jù)加速數(shù)據(jù)治理，實現(xiàn)資源整合、信息融合，助推人工智能，需要新一代信息技術(shù)深度融合，未來各個新興技術(shù)的融合創(chuàng)新將是我們關(guān)注的重點，5G與AICDE（人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、邊緣計算）技術(shù)的深度融合必將開創(chuàng)智慧物流全新業(yè)態(tài)。

在各類新技術(shù)助力下，我們可以想象，在5G這條高速公路上，各類智能裝備就像是各種型號的無人駕駛汽車，快速、高效、安全的實現(xiàn)貨物轉(zhuǎn)運。未來智慧物流就像一個綜合交錯、復雜柔性的網(wǎng)絡，無論系統(tǒng)層級上的智慧物流，還是產(chǎn)品生命周期上的物流供應鏈，在協(xié)同調(diào)度的指揮下，人和設(shè)備共享資源，設(shè)備能夠自主協(xié)調(diào)、自我完善、自我優(yōu)化，真正實現(xiàn)智慧物流的共享、自主、綠色。

未來，作為5G 應用的先行者，昆船智能將繼續(xù)聯(lián)合有關(guān)單位，在5G賦能智慧物流應用創(chuàng)新上進行更多探索，完善端到端產(chǎn)品和解決方案，進一步完善向垂直行業(yè)的服務和交付能力，推進5G技術(shù)在垂直行業(yè)的快速落地和商業(yè)模式復制，共同開啟5G智慧物流新藍海。