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起底5G网络在物流行业中的应用

摘要

本文具体描述了5G通信技术与新一代物流行业结合的一些架构体系,并且在体系大层面下又展望了5G在新一代物流行业中应用的子场景。首先指出5G能够应用在新一代物流行业中的优势,然后说明了新一代物流行业中5G为其支撑了三大基础体系,接着以实现难易的阶段性描绘了发展演绎图,并且详细地描述了各场景实现的内容,还详细介绍了各场景实现过程中会出现的难点和问题以及对于上游电商、广大用户以及国家法规的影响等等。最后,引出对于基于5G的新一代物流行业的最终特征,从上游电商、广大用户以及物流企业等个体描述了相关特征,提出新一代物流将会是短链、智慧以及共享的高效服务

本文将先介绍5G能够在新一代物流行业中应用的优势,然后介绍几个基于5G的智慧化海量接入物流体系,最后分别描述体系中物流与5G结合的一些特殊场景,最后描述基于5G的新一代物流行业的发展趋势。

5G网络在物流行业中应用的优势分析

5G网络能够被广泛推行,在即将到来的2020年进行商用试行,主要原因是5G融合了很多关键技术,这些关键技术使得5G在很多方面具有得天独厚的优势,这些优势也使得5G会被广泛应用在新一代智慧物流行业中。

(1)高速度数据传输

5G需要在网络速度方面进行提升,因为5G将会被广泛用于类似于VR等视觉模拟领域,带宽高才能提升用户的感受和体验。其实和每一代通信技术一样,确切说5G的速度极限目前还未可知,因此通信技术在不断发展,而且峰值速度和实际速度并不一定匹配。但是, 在目前制定的标准中,5G基站检测的带宽峰值要求高于20Gb/s,这也保证了每个用户体验到的带宽速度会非常快。随着新技术的使用,到5G正式商用,这个速度还会有很大提升。高速的带宽特性是物流通信中比较重要的一个优点,无论是物流节点之间的通信,还是底层硬件设备的数据传输,5G提供了高速数据传输的桥梁,使得物流中产生的信息能够迅速扩散到其他物流节点,直到整个物流体系得到共享的数据。

(2)网络泛在能力高

网络泛在能力使得网络为更丰富的业务提供服务,适应更为复杂的应用场景。网络泛在的能力即广泛覆盖和纵深覆盖两种。广泛覆盖指5G不仅能够覆盖到我们生活的各个角落, 而且可以覆盖高山峡谷生活人很少的地方。纵深覆盖是指我们生活中,有时候即使已经有网络部署,但是具有网络死角,所以需要更高品质地深度覆盖。5G全面到来后,以前在一些信号死角也能被5G信号完全覆盖。网络泛在能力在一些特殊场景中也极其重要,少数地方覆盖、速度很高的通信系统更加实用。泛在能力是5G能够广泛应用在新一代物流行业中的前提,如果没有一项覆盖性广、泛在能力强的网络通信技术,物流很多节点信息都是缺失的,物流运输的安全性也没有保障。

(3)功耗较低

低功耗的特性是5G支持大规模物联网应用的必须要求。在设备通信过程中,如果遇到些特殊环境就会有大量的能量消耗,因此物联网中的终端设备就不太能在实际应用中推广。如果物联网产品的通信能耗能够被有效控制,用户的使用质量就能大幅度提高,现代的物联网产品也会容易被普及。5G中的eMTC为了降低物与物之间的通信能耗,缩减了4G的LTE协议。另一项NB-IoT技术使得5G能够基于一些已有的网络架构就能部署,这些架构包括GSM和UMTS,这些因素能够降低5G通信的功耗。5G网络的低功耗特性使得物联网、传感网以及射频通信等技术能够被广泛应用在物流行业中,如果5G被应用到新一代物流行业中,那么无线传感器网络就能被广泛地应用在新一代物流中。

(4)传输低时延

5G的另一个重要特性是低时延,满足无人驾驶、工业自动化等高可靠通信场景。无人驾驶、工业自动化等技术对时延要求极高,远超于人与人交流的140ms的时延要求。根据官方预测,未来5G的最低时延可能达到1ms,甚至有可能更低。无人驾驶和无人配送一直是物流企业想要实现的项目,由于当前网络通信技术的时延达不到要求而一直耽搁,5G的出现将使得新一代物流行业中很多智能项目特别是无人驾驶和无人配送成为可能

(5)海量接入特性

到了5G时代,终端数量将会膨胀,每个人或者每个家庭都会有若干终端设备。未来接入到网络中的终端,包括我们穿戴的眼镜、腰带、鞋子衣服,因为他们智能产品,还包括家中的门窗、门锁、家电等智能设备,我们的家庭也会因为5G成为智慧家庭。5G同时让社会生活中大量物体例如汽车、井盖等这些公共设施融入智能体系中而变得智能化。5G能够与物联网完美融合也是促进新一代物流蓬勃发展的一个重要原因,海量接入的特性使得新一代物流行业中每一个节点都能被中心监控和跟踪,同时每一个应用网络体系能够按需接入到物流体系中提高物流服务的质量。

(6)网络切片化服务

5G具有网络切片的关键技术,由于目前物流应用场景复杂,使用的终端设备琳琅满目,同时对网络通信技术的要求不一。5G由于具有网络切片化功能,应对不同的场景需求时只需要以业务切片的方式为其调整属性,就能灵活地实现各模块的业务功能。因此,5G通过网络切片化可以广泛满足新一代物流行业中各种不同业务需求。

(7)移动边缘计算

移动边缘计算是5G能够广泛应用在新一代物流行业中一项关键优势,因为新一代物流行业中移动边缘的场景非常广泛。5G在组网设计过程中详细解决了移动边缘计算的性能问题,使得边缘计算能够更加高效准确,同时资源分配调度合理,均衡了网络资源。因此,5G能够促进新一代物流行业中移动边缘计算场景的发展。

(8)传输安全性高

基于5G的互联网也被称为智能互联网,智能互联网特征是安全、高效、方便和快捷信息安全是5G之后的第一位的要求。5G网络在构建时就考虑了底层安全问题,因此,5G网络中信息传输时就会有严格的加密体制,首先网络通信对外开放性不高,甚至对于一些特殊的客户需求需要专门的安全通道。新一代物流的信息数据非常庞大同时异常珍贵,5G的安全特性能够满足新一代物流行业对于安全的需求。

基于5G网络的智慧化海量接入物流体系

5G能够被广泛应用于物流中,主要是因为物流与物联网的紧密关系,5G海量接入的特性促进物联网在物流行业的应用,促进物流的智慧化发展。新一代物流具有复杂的架构体系,面向智慧化发展,同时具有短链和共生的特征,灵活兼容性强,因此5G使得新一代物流具有良好的接入特性和智慧特性。新一代物流中,智慧化海量接入的物流体系主要有可视化智慧物流管理体系、智慧化供应链体系、智慧化物流追溯体系

1.可视化智慧物流管理体系

可视化智慧物流管理体系是一种对照物联网基本架构设计的服务体系,目的是建设全面感知、全局覆盖以及全程控制的智能可视化上层应用。5G通信作为新一代通信技术,具有按需组网、控制转发分离、网络异构灵活以及具有适应于嵌入式通信的移动边缘计算等特征,使得5G可以在可视化智慧物流管理体系中充当传输层的通信方式,尤其是底层传感器和数据收集智能硬件的数据传输。

图1 可视化智慧物流管理体系

该体系架构具有四个层面,包括感知层、传输层、应用层以及可视化展现层,每层都需要具有一定的安全体系和标准规范。其中感知层负责部署底层数据采集设备,这一层主要负责数据的收集和整合。传输层包括协同组网和通信模块,协同组网就是使用5G和其他通信网络技术进行自组织组网,然后通信模块主要负责数据传输和信息管理,异构网络的整合等也放在这一层。感知层的数据通过传输层送到应用层面,就是平台和应用,这些是物流平台提供的数据整合接口。最后可视化展现层负责调用数据接口和可视化技术完成数据展示。可视化智慧物流管理体系利用5G的高质量通信实现了物流数据精准可视化,为决策者提供了依据参考,为管理层提供了实时界面,是新一代物流重要的管理体系。

2.智慧化供应链体系

智慧化供应链体系是物流智慧化的一项重要成果,是物流的前沿科学技术。智慧供应链结合物联网技术和供应链管理技术,在物流企业内部和物流企业之间建设,能够全面推进供应链的自动化运转和智能化决策。相比传统供应链模式,智慧供应链技术渗透性强,供应链管理层和运营层会主动地系统容纳物联网、互联网、人工智能、大数据、云计算以及区块链等关键技术,使得供应链管理模式适应于这些技术的参与。

智慧供应链同时具有很强的可视性和移动性,使用可视化的信息技术来描述物流数据的走势和发展,访问查询物流数据又依赖于移动设备。最后为了使智慧供应链更加的人性化,无论是软件界面还是平台管理接口都会考虑人与机器的协调性。目前智慧供应链首先具有数字经济、电子商务、共享经济等模块,同时具有物联网、人工智能一些基础实施,融入云计算大数据、区块链等计算机技术。5G同样是作为智慧化供应链体系传输层面的通信技术,同时是基础组成模块的数据传输保障,高带宽稳定接入的性能使得其能够促进计算机技术为智慧供应链服务

图2 智慧化供应链体系

从技术层面上来看,智慧供应链的由大数据、区块链、人工智能、物联网、以及云计算组成。利用大数据云计算技术存储优化物流数据,然后通过区块链、人工智能以及物联网一些智能核心技术去以完善智慧供应链,主要实现三个主要目标,即供应链的信用、供应链合理决策以及供应链节点协同,这些核心技术通过5G技术进行数据传输和节点通信。区块链技术可以成为智慧供应链的一种信用机制,构建智慧供应链信息共享生态圈。人工智能技术主要负责智能决策,使智慧供应链的各环节可以变成动态可控的管理层次。物联网技术主要增加智慧供应链组件之间的协同性,有助于物流向整体化、智慧化发展。无论区块链、物联网还是人工智能,都需要大量的边缘计算节点,5G作为一个海量接入和按需组网的移动通信技术,能够提供稳定的数据交互平台,同时能够促进计算效率。因此,5G是智慧化供应链体系发展环节中必不可少的模块。

3.智慧化物流追溯体系

智慧化物流追溯体系使用物联网和互联网技术实现产品的追踪和溯源,厂商可以对物品正向物流进行可控查询和报表分析,用户在收到物品后可以通过平台或者软件进行物品的反向信息溯源,目前使用较多的是农副产品和冷链物流体系。智慧化物流追溯体系从本质上讲就是利用物联网技术建立一个分布式多节点的信息共享链,因此5G就是这个信息共享链的数据流动媒介。和物联网的多层基础架构类似,智慧化物流追溯体系也具有自底向上的多层次架构。

体系架构一共具有5层,每一层都会有相关协议保证数据传输的安全性。底层的数据采集层就是追溯平台经常使用的一些数据采集设备。中间件层是一些采集设备通信中间件。网络传输层主要使用无线通信技术,特别是无线WIFI和无线移动通信技术,5G高效的接入方案使得其更适用于嵌入式的终端器件读写器、传感器等等。最后是数据层,负责对产生的数据进行存储和处理。应用层调取数据用于统计分析和可视化,让管理者、消费者以及物流过程中工作人员能够全面监控物流的数据信息,实现物流的追踪和反溯。

图3 智慧化物流追溯体系

智慧化物流追溯体系利用5G海量连接的特性,使用大量终端智能读取设备进行物流数据的记录,边缘服务器可以使用5G网络收集终端的数据,数据中心负责汇聚这些信息,上层应用会根据数据信息绘制出可视化场景,给物流管理层和用户能够精准决策。

基于5G网络的新一代物流应用场景

通过5G与新一代物流结合的场景,分析5G对于这些场景形成的优势,这些场景有些将随着5G的商用会立即实现,有些可能需要在5G推广后期才能实现,因此基于5G的新一代物流发展也是循序渐进的,不是一蹴而就的

图4 基于5G的新一代物流阶段与场景演绎进程

图中演绎进程正说明了基于5G的新一代物流发展的进程是逐步提升的,首先最易于实现的第一阶段应该是eMBB场景,因为5G相比4G最大的特点就是带宽高,所以基于高带宽的eMBB场景应该首当其冲。随着5G各种技术逐步增强,海量接入的场景才能能够实现,所以第二阶段应该是mMTC场景的实现。超低时延的特征不仅需要通信技术具有可靠的数据传输能力,同时需要通信技术能够有效应对外界环境,所以5G第三阶段应为实现uRLLC场景。最后第四阶段将会是5G全面推广的阶段,所有原定的期望需求将都会实现,这一阶段中新一代物流将会被全面推进,在切片技术的支撑下,各种业务场景都能够以切片形式融入到一体化的物流体系中。

1.基于5G实现的增强现实物流应用

近年来,物流行业中的增强现实应用已经被推行。因此,在物流行业中应用AR技术可以降低人员培训成本,甚至在以后全自动化物流环境下,机器人也可以利用AR技术完成视觉部分的工作。目前,AR技术并没有被大量地在企业级中推广,主要原因是现有通信技术的带宽无法支撑AR应用的商业应用。新一代移动通信技术5G具有很高的带宽,并且大规模MIMO技术使得其通信稳定,同时5G对移动边缘计算的支撑,可以作为AR这种高效能视觉应用的数据通信技术。因此,下一代物流的AR技术将会依赖5G作为其数据通信的支撑。

图5 基于5G的物流AR技术应用

将从物流三个基本环节仓储、运输、配送来了解增强现实的应用场景。仓库作业中最难的点在于物流的分拣和复核,AR技术可以在视觉环境中使用箭头导航员工到具体的拣货位置,然后系统会显示需要进行挑拣的货物的数量,员工可以完成拣选操作,同时AR技术还可以帮助工程师查看仓库三维布局然后进行调整,完成仓储的设计。在运输过程中,有了AR技术和后台运算的支撑,运输人员可以优化运输物品的配载和装载顺序,实现更高效、准确地装卸调货流程。在配送环节,AR技术可以优化配送路线,准确及时地显示路况状况。负责配送的员工给客户散发快递时可以使用AR眼镜对快递进行编号检索和门牌号识别,提高派遣效率,保障最后一公里派送。5G作为AR的数据通信技术,能够使得工作人员无时无刻地可以使用AR眼镜高效完成工作,使得物流从仓储到运输到配送的作业真正完成一体化。

AR技术在新一代物流行业中是5G高带宽特性应用的重要场景,因为AR设备对于物流行业来讲是一种辅助设备,能够引导物流工作人员高效地完成仓、干、配任一环境下的工作。

2.5G加速的物流数据计算平台

5G高带宽的特性使得基于大数据和云计算的“云物流”架构变得更加实用。在新一代物流中,物流节点的数据计算分为集中式计算和移动边缘计算,这两种计算方案相互结合解决了物流中数据难以准确计算的难题,同样对应的数据存储方案也具有集中式和分布式两种,它们相辅相成,相互促进。5G在新一代物流计算方案中能够提供边缘计算的高速通信,同样海量接入的特性也使得边缘计算和集中式计算可以无缝融合。5G中核心技术之一就是为边缘计算提供高效的通信方案,分布式的移动云边缘计算也是新一代物流中边缘节点的计算模式。

物流应用场景中,很多节点都是边缘通信节点。新一代物流中5G使得所有移动节点能够将数据的计算、存储、缓存等置于终端的网络边缘,然后边缘服务器再负责和远端数据云计算通信进行数据同步。分布式的移动云边缘计算方案使得物流数据计算平台不再担任集中管理的角色,而是利用边缘服务器完成与其较近节点的计算和数据存储等操作,使得计算更加高效。

在数据爆炸的信息时代,数据的作用越来越重要,处理的难度也越来越大,5G能够提供较高的带宽,有利于物流大数据的处理与云端计算。目前,物流行业中海量的数据都是来源于上层应用,当5G促进了物流大数据和云计算平台的发展,海量数据的来源将变得更加广泛,不仅仅是上述上层应用中,更会是任意一个物流节点都能将产生的数据上传云端数据库,并且能够及时更新。所以,在5G的作用下,无论是下游的物流企业还是上游的电商企业,还是作为客户的广大消费群体,既是数据的产生者,也是数据的搬运者,更是数据的得益者。从这一点论述,5G显然可以提升新一代物流行业的服务质量和公信力。

3.5G支撑区块链技术维护物流安全

尽管我国传统物流行业在近几年来成长迅速,但依然存在一些问题没有的得到解决。通过深入挖掘发现,传统的物流体系一般以大规模、可扩展的海量数据存储技术为基础,需要对涉及用户信息的大数据、物流大数据及驿站大数据进行分析及安全存储技术研究,该过程可以借助区块链技术维护物流信息的安全传输。基于区块链技术的物流信息的交换需要高效快速的通信技术的支持,5G作为其传输通信方式是最佳的选择。

依靠区块链技术能够真实可靠地记录和传递物流过程产生的资金信息和产品信息以及物流位置信息,5G技术可以保证信息传递过程的实时性和高效性,提升行业整体效率。5G支撑的基于区块链技术物流安全体系以架设在区块链上的智能合约代替传统的服务器程序,使得可以在区块链上运行特定的合约程序。由此,智能合约将隐私保护、自动化和智能带入物流安全体系, 使得物流过程变得透明化,提升了物流供应链中数据的真实性和可信任性,5G通信技术提高了分布式模块之间通信的速度和带宽,符合基于5G的新一代物流行业的发展要求。

5G因为具有高带宽特性,使得区块链能够更为高效地完成秘钥计算和数据处理,和上游的电商平台的安全方案一起维护物流体系的安全,所以能够使得物流企业和消费用户以及电商企业能够安心运转。

4.基于5G的物流智能能源供给

智能能源也称为智慧能源,属于一种新型能源系统,具有智慧特性,和智慧城市、智慧交通对于智慧地球的构建具有一样的重要意义。相比传统能源供给方式,智能能源是一项将能源和智能技术结合的产品,核心在于使用的智能技术。新一代物流最主要特性之一是智慧,所以在物流架构中能源供给方式将会使用高效的智能能源。

目前,物流中能源供给主要在于仓储这一环节,电网模块为主要能源使用方式,因此智能电网将是新一代物流的高效能源供给模式,建立一个能源与网络结合并且使用智能技术分配能源方案的电网系统可以提高仓储能源供给的效率。智能电网技术就是新一代物流电能供给采取的方案。发电技术包括可再生能源的研究和分布式储电方案等等。企业级的用电再分配技术和能源数据控制技术具有更多的智能性。

由于5G通信其高带宽和海量接入的特性,使得其能够充分满足智能电网的数据通信需求。在新一代物流架构能源供给模式中,5G由于超大带宽、端到端低延迟等特性,充分满足其传输层的要求。同时,5G网络切片安全性和隔离性使得企业自建组网框架比较简单,每个物流企业都可以进行独立电网系统的组配。当然,智能电网在物流的应用是国家和企业之间的相互配合,5G作为传输层通信技术主要应用场景有很多。

5G对物流系统的电能负荷可以严格把关控制,高效率的数据通信可以及时调整各用电终端的负荷。用电终端节点信息采集依赖于5G将数据秒级上传,与远程计电终端数据同步,实现高效能源计算。新能源的分布式接入也需要5G对异构能源网络的接入融合,物流企业自给的能源系统,高效数据传输才能使得其他电网无缝地进行分布式接入。

智能电网只是5G在物流能源供给一个重要领域,其他也有许多能源供给方式,5G作为传输层的通信技术使得物流企业能够及时对能源进行把控,提高能源使用的性能。基于5G的智能电网技术能够为新一代物流行业中各企业节省资源成本,将更多的资金用于为客户提供更好的物流服务,促进零售业的进步,带动整个物流产业链发展。但是,电网一直属于国家级控制,需要国家电网带头部署5G引用,然后将市级和地级5G网络控制器部署到对应单位与企业,才能实现新一代物流企业的广泛使用。

5.5G推动物流仓储环境的智能化

在新一代物流行业中,物流仓储环节需要全面自动化,这就需要人工智能技术的推进, 在新一代移动通信技术5G的推动下,仓储环境的全面自动化变得更有希望。5G与人工智能技术的结合也是必然趋势,很多机器人设备嵌入的硬件芯片在已有通信技术支撑下由于时延、能耗等问题往往不能发挥更多作用,因此5G的可靠性传输性能够推动智能机器人的使用。

人工智能在新一代物流行业主要聚焦的应用是智能搜索、路径推理规划以及智能机器人等。5G作为人工智能技术在物流仓储数据通信渠道,机器人硬件设备就是数据通信的载体和执行单元,然后负责上层的物流应用,最终实现自动化仓储环境。

图6 自动化仓储环境示意图

智能仓储是新一代物流行业中人工智能技术应用最为广泛的场景之一,5G作为传输层技术为其提供了有力的通信环境,同时5G的海量接入特性使得仓储环节中很多智能终端设备在各模块中发挥着积极的作用。高效率的智能仓储来源于5G的支撑,所以5G间接地通过仓储来为上游电商企业提供货物保障,能够为客户提供更好的物流服务体验。智能仓储除了离不开5G的支撑,还需要企业投入更多的硬件资源,并且合理布局仓储的模式,这样5G才能发挥更大的效果。

6.工业级物流监控依赖于5G

5G作为稳定的高带宽通信技术,在工业级的智能监控中可以以稳定带宽将运输和仓储过程中出现的问题以视频或者图像等数据形式及时反馈到数据中心,因此相比传统的通信技术,5G将会使得物流监控这一核心的环节变得更加高效智能

图7 基于5G的物流工业级监控架构

信息采集终端由一些硬件设备组成,完成产品基本环境信息的数据采集工作,5G通信会作为终端和监控中心的传输技术,通信网关接受监控中心的指令对物流终端进行控制以及路径决策等。应用端和监控中心之间的传输不一定需要5G通道,但是如果是远程移动终端也需要5G作为数据传输技术。所以,5G由于其在数据下载和数据传输方面具有高带宽特性,因此在监控中具有很广泛的应用。

图8 基于5G的物流工业级监控功能框架

其实,工业级监控更多的目的是实现物流信息的集成共享,所以系统总体上由终端数据采集、数据库存储管理、GIS共享信息平台、监控分析查询上层应用等模块组成。物流总部不仅可以查看物品物流传输路径,还可以监控物品状况和进行统计分析。各个物流节点的工作人员包括运输人员可以通过共享信息平台及时了解运输状况和接受远程指令。因此,5G能够使得物流从生产、传输到仓储等环节都能够全面、立体、及时的监控。

工业级监控和一般的监控手段存在明显的差异,最大的区别在于一般监控的终端都是单一的,相互之间独立性比较大,终端只需将数据传输到监控中心,但是工业级监控最大的特征是终端设备数量大、种类多并且接入扩展容易,这就需要通信平台具有海量接入的特性,因此5G通信技术能够为其提供这样的数据传输环境。大量的硬件终端可以无缝接入整个5G通信平台中,同时可以随意剔除和变整,形成一体化监控体系。目前,5G在技术层面上完全能够满足工业级监控的条件,但是需要企业和国家对物流行业的扶持,加大资源的投入,才能完全意义上实现工业级监控。

7.5G促进物流工业级视觉系统的实现

计算机视觉技术成为物流业智慧化进程的加速器,特别是深度学习技术的普及使得物流业和计算机视觉技术紧密结合,深度学习使得图像识别、人脸识别、目标检测和目标追踪等计算机视觉技术变得更加高效智能化。计算机视觉系统的特点是高效、准确和低成本,用在物流中的视觉系统被称为工业视觉系统。在新一代物流中,很多场景是不能进行人工操作,或人类肉眼的速度跟不上流水速度,这时以计算机技术为核心的工业视觉就可以替代人类的视觉,大幅度地提高物流自动化。5G高带宽、低时延的特性使得工业视觉系统在新一代物流中更被广泛的应用,一些物流监控和视觉采集系统可以作为数据采集工具,然后利用视觉分析技术完成数据的高层语义操作,这些复杂的操作在5G通信辅助下,效率大幅度提高。

5G作为工业化视觉系统传输通信方式,使得视觉分析的准确率和实时性更高。

 

  • 在物流的分拣环节,视觉技术通过图像识别技术可以迅速定位物流的基本信息用于智能分拣。

  • 在监控环节中,人脸识别技术可以对负责物流的员工的身份进行确认和记录。

  • 在生产线作业的过程中,目标检测技术可以完成物品的检测和标注。

  • 在配送过程中,图像识别技术可以协助员工进行表单识别和电子录入等,视频分析技术可以协助员工提高快递动作的合理性等等。

 

工业化视觉系统最大的特点是低时延,系统能够快速地对外界环境进行准确识别,不能出现过多误差,因此视觉系统是整个工作流水线的一个环节,一旦出现问题将会延迟整个产业链的工作效率甚至造成工作事故。5G目前在技术层面上还不能确定满足工业化视觉系统的要求,但是随着5G被逐步推广和优化,将来超低时延的要求就会被满足,系统也能有效应对外界各种临时出现的突变环境。在工业化视觉系统的支撑下,新一代物流的工作效率将会大幅度提升,同时全自动化的工作流水线将会在新一代物流行业中到处可见。

8.基于5G实现的全自动化物流运输

物流运输的全自动化控制依赖于无人驾驶技术。物流运输过程中,物流车辆内置中央处理器,可以自主控制车辆进行加减速、转弯、临时制动等驾驶操作,完全可以脱离驾驶员,所有数据计算都是通过网络远程操控物流车辆的驾驶行为。

全自动化控制的物流运输相比传统运输行业,主要目的是解放物流公司驾驶员、快递派送人员以及外卖派送人员的双手,利用计算机进行运输路径的规划和决策,利用智能计算完成对临时环境的分析,显得更加安全和高效。传统物流运输和全自动化控制的物流运输区别在于更智能、更高效的全自动化特征。

5G作为新一代高效性能的移动通信技术,可以使得物流运输使用的车辆能够突破非视距感知、数据信息即时共享等技术的智慧化进程瓶颈,助力实现物流运输全自动化的局面。

图9 人类驾驶和自动化驾驶

基于V2X车联网技术实现的无人驾驶体系是物流应用的最佳选择,V2X最开始是基于4G开发即LTE-V2X,5G将在4G的LTE技术上优化推行,因此5G更能推进这种车联网模式以及无人驾驶技术在新一代物流中使用,主要解决物流运输中车辆之间的“共享传感”问题,可以有效地将自动化驾驶物流车辆的雷达等探测设备从数十米的视距扩展到上百米,同时5G能够提升物流车辆载入AI系统的效能,能够在复杂的运输环境下实现自动化物流运输

5G主要用于物流运输的终端通信,即运输车辆和远程的云控制中心以及物流应用服务进行数据交互和通信的过程,终端负责采集数据、接受指令以及发送信息。应用服务和云控制中心仍可以采用有线以太网通信。结构中采用5G通信的主要原因是5G能够满足车联网环境需要的自组织网络构建、数据即时共享海量传输以及低时延高可靠等优质性能。

图10 基于5G的V2X车联网物流传输结构

因为5G在技术层面上具有切片技术和低时延特性,所以一直被认为是无人驾驶全面商用的契机,但是无人驾驶不是因为技术层面能够满足就能被落实在新一代物流行业中, 并且被广泛推动。

5G是无人驾驶技术的奠基石,能够有效促进无人驾驶技术的应用,也能够促进新一代物流行业中全自动化运输产业的发展,所以5G间接地积极影响上游企业的运转,能够让用户更有信心使用电子网购,从而完善整个物流供应链体系。

基于5G的新一代物流行业的未来

5G由于低时延、高带宽以及海量连接的特性使得其在新一代物流中能够作为很多应用场景的数据传输媒介。新一代物流将会从智慧特性出发,建造共享短链式高效的物流体系,合理地汇聚物联网、人工智能、大数据云计算和区块链技术,并且使用高质量的5G通信作为数据载体,满足新零售业的物流需求。

纵观从传统物流到新一代物流的发展历史,每一次行业的变革都是由两个方面在共同推动,即消费和产业的升级和技术的突破。起初,由于工业革命的进展,商业生产出现规模化,在这一阶段中,物流产业链的权力中心由制造企业构成,所以制造业是整个物流系统的核心。后来新的权力中心开始逐步转移,物流系统的核心开始变为商贸企业。信息时代到来后,新的权力中心转向消费者,在供给一方削减物流的中间环节,物流涉及业务的广度持续加强;在这一阶段,物流的核心逐步变为用户。

很多物流行业的专家预言5G网络将会是一次巨大变革,其不仅能够带动新工业的迅猛发展,而且对于物流行业绝对是千载难逢的契机。基于5G网络的新一代物流的发展依赖于产业的升级与技术的发展,消费产业的变化体现在小批量定制化生产来满足消费者个性化多样化的场景需求。5G网络是一代巨变的移动通信技术,高带宽、低时延以及海量接入和其他许多优势不仅使得人工智能等前沿技术融入物流成为可能,同时也使得商家、消费者和物流供应商直接的通信方式更加多元性和高效性。

图11 新一代物流的架构示意

新一代物流的体系架构在技术层面的突破体现在人工智能、大数据、云计算、物联网以及区块链等技术在物流领域的突破性发展和大规模应用。

 

  • 区块链技术可以实现供应链整个环节可以追溯和识别的目的。

  • 云计算大数据技术可以打通信息交流,以实现最大限度地进行数据共享,用来促使新物种、新价值以及新要素的创造。

  • 数据挖掘和算法优化技术可以实现更精准地进行销售预测、网络布局、更库存管理、配送路线规划等。

  • 人工智能技术在物流领域为物流自动化提高智慧支撑,最终实现物流决策跨越式发展。

 

总而言之,首先需要通过短链的供应方式,实现高效、精准、敏捷的服务以及无人化的操作方式、智能化的运营方式、智慧化的决策方式。新一代物流行业最终目的是构建一种核心价值体系,体系最大的特征为共生,能够与商家、行业、社会共生。

总结与展望

今年,5G将会在商业领域开始萌芽,各行各业开始逐步引入5G应用。2020年5G逐步将会进入民营时代,全民将会有机会享受5G通信技术的服务。物流业作为服务业的一级阶梯,肯定将作为引领者普及5G的应用,目前各大快递企业、物流企业、零售商业企业都站在起跑线上,为5G的全面到来做好准备。基于5G的新一代物流行业将会以全新的面貌为企业、个人提供更高质量、更加智慧的物流服务。

首先,我国物流行业无论从数量还是质量都会进一步飞跃提升。在庞大的物流体系中,5G能够使得新一代物流与当前热点计算机技术紧密结合,支撑高速膨胀的物流体系和提供无差错的物流服务。

其次,物流行业目前正在面临行业洗盘、业务多元化、跨界加入等现状,作为服务社会大众的物流企业引入5G技术目的是向大众透明自己的商业运营,形成服务规范、体系诚信、信息安全的新一代物流企业。

最后,新一代物流行业目的是促进用户和企业之间的合作共赢,5G能够拉近物流服务者与用户的距离。

来源 |  圆通研究院

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