浅析5G时代物流业的智能化发展

文/周颖，福建信息职业技术学院商贸管理系

1 引言

2019年国家提出“智能+”战略推动传统产业的转型升级：“促进新兴产业加快发展，深化大数据、人工智能等研发应用。“5G通讯技术的到来为人工智能、大数据云计算、物联网以及区块链等智能化核心技术的建设提供了重要保障。物流业作为服务业的一级阶梯，必将引领普及5G的应用，进入以自动化与网联化为典型特征的智能物流时代。本文将深入探讨在5G技术下的物流行业智能化的发展问题。

2 国内物流行业发展现状

表1 物流演变历史

2.1 物流业的发展阶段

物流行业的发展与零售业的变化息息相关。随着新零售概念的广泛推出，物流行业已经逐步从传统物流向智能物流转变，有相关机构预测2025年我国智能物流的市场规模将超过万亿。

与电商时代的现代物流体系相比，新一代物流业拥有短链、智慧以及共生的特征，具有快捷、方便、智能化的优势。智能物流通过物联网、云计算、大数据、人工智能、AR/VR、区块链、机器人等关键技术，实现物流资源优化配置，提高物流系统自动化、数字化和智能化水平，从而降低社会物流成本，提高物流运行效率。目前国内物流智能化建设虽然取得了较大进步，但由于网络基础的限制，加之高新技术的不成熟应用，智能物流的发展仍处于初级阶段，仍具有较大的提升空间。

2.2 国内物流业发展存在的问题

从2014年至今物流业的景气指数基本保持在55%左右的高景气水平。相关数据显示，2018年的快递数量达到505亿件，业务收入高达6010亿元，社会物流总额达266万亿元。虽然国内物流市场规模扩张迅速，但发展总体较为粗放，绩效并不理想。以社会物流总费用占GDP比率这一指标来看，国内高达14.8%，远远高于欧美发达国家10%以下的水平，足以说明我国是物流大国，但绝不是物流强国。目前国内物流行业存在的问题主要表现在以下三个方面。

2.2.1 物流成本高

主要表现在生产要素价格持续上涨，物流各环节主要还是传统的人工模式，物流产业机构不科学，物流资源管理成本高等方面。

2.2.2 物流效率低

主要表现在物流网络化、集约化程度低，物流资源共享程度低，缺乏科学的物流管控。在仓储、末端配送等物流作业环节自动化程度低，物流业整体创新能力弱等方面。

2.2.3 数字化程度低

与国际先进水平相比，我国物流业在信息化、数字化、智能化长期发展战略上尚未形成体系，整体数字化水平较低，很难最大化的发挥出数据、人工智能等技术优势，同时物流与人工智能、AR/VR、区块链等新技术的融合创新应用水平还相对低下。

3 5G的技术优势

5G网络能被广泛推行，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。

3.1 高速率

相对于4G，5G的第一个优势就在于高速度。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。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。这一速度意味着下载一部高清电影或者VR视频仅需要几秒而已。5G的高速度使得对网络速度要求很高的业务被广泛推广和使用成为现实。

3.2 泛连接

泛连接有两个层面的含义。一是广泛覆盖，一是纵深覆盖。广泛指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人烟稀少的地方。纵深是指网络能够高品质的深度覆盖网络死角，比如可以把以前网络品质不好的卫生间、地下停车库等都用很好的网络广泛覆盖。一定程度上，泛连接比高速度还重要，因为随着业务的发展，网络业务需要无所不包，只有泛连接才能支持更加丰富的业务，才能在复杂的场景上使用。

3.3 低功耗

低功耗的特性是5G支持大规模物联网应用的必须要求。近年来可穿戴产品发展快速，但用户体验并不理想，主要是因为终端设备的能源供应只能依靠寿命很短的电池。以智能手表为例，待机时间基本在一天以内。设备在通信过程若消耗大量的能量，就使得物联网的终端设备不能在实际应用中推广。而5G 通信框架中的核心的技术eMTC和NB-IOT可以推进5G为低功耗物联网应用做通信支撑。5G的低功耗优势能极大提升用户体验，促进物联网产品的快速普及。

3.4 低时延

5G的一个新应用场景是无人驾驶、工业自动化的高可靠连接。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。而5G采取的移动边缘计算等技术使得低延时成为现实。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。因此5G将大大推进低时延场景的发展。

3.5 大容量

到了5G时代，终端数量将会快速膨胀，接入到网络中的终端不仅会包括个人穿戴的眼镜、鞋子衣服等智能产品，家庭中的门窗、门锁、家电等智能设备，而且还会包含社会生活中的汽车、井盖等大量公共设施。万物可连，万事智慧将建立在5G海量接入的特性之上。

3.6 高安全性

高安全性将是基于5G的智能互联网重要特征之一。5G 网络在构建时就考虑了底层安全问题，5G网络中信息传输时会有严格的加密体制，网络通信对外开放性不高，甚至将针对一些特殊的客户需求设置专门的安全通道。

4 5G对物流业智能化发展的推动作用

5G通信技术的优势也使得5G会被广泛应用在物流行业中。物流行业的智能化离不开人工智能、大数据云计算、物联网以及区块链等核心技术，而5G技术为这些核心技术的落地实施提供了强有力的支撑。

4.1 5G助力物流各环节数字驱动

未来30年，数据将成为生产资料，其作用越来越重要，处理的难度也越来越大，而5G的高带宽性能使得基于大数据和云计算的关键技术变得更加实用。一方面，通过在物理世界给物流各环节配置检测终端，收集物流过程和环境的关键信息，实现从宏观物流网络至微观的物流生产、上游企业到终端用户、从躯干到毛细血管的海量数据的链接，并通过流程和数据平台的无缝互联，将非结构化的数据聚合处理，最终映射出结构化的孪生数字世界。另一方面，基于数字世界既可进行行动决策，将可执行的结果反馈到物理世界和数字流程，智能化地干预物理世界。又可通过数据分析与可视化处理，模拟不同环境下的发展情境，借助运营策略模拟、优化算法测试，绩效结果分析等方法为物流过程提供决策参考。物理世界映射到数字世界，数字世界中验证的智能决策镜像至物流世界，闭环往复，从而高效地利用数据去掌控物流供应链各端，协同运作来提高物流运作效率及降低成本。

4.2 5G为智能物流运输提供能力保障

5G技术的低延时特性能够有效促进无人驾驶技术的应用。借助5G技术，通过收集车辆信息、车载及路侧感知设备信息、交通控制信息，并对各路信息进行深度融合，实时构建出包含安全行驶区域、周围障碍物信息、道路行驶条件等多维度信息的五维时空（三维空间+时间+环境）驾驶模型，从而实现车辆的自动化驾驶。车辆的自动化驾驶离不开车联网技术的支撑，车联网技术能够使得物流中的车辆或者无人机等设备轻易接入网络平台，使远程的控制中心能够对其进行调度规划并且下发指令。5G技术能够满足车联网环境的自组织网络构建、数据即时共享、海量传输以及低时延、高可靠等需求，使车辆能够突破非视距感知等技术的智慧化进程瓶颈，助力物流运输全面自动化的实现。业界预测2021年以后，自动驾驶卡车将开始出现在智慧高速公路上。

4.3 5G与区块链共同打造智能物流可信生态网络

5G技术的商用，将带来规模化的物联网应用，而物联网则成为区块链与物理世界映射的连接器。物联网技术和传感器设备可采集温度、湿度、坐标等海量数据，并通过区块链技术加密分布上链，5G技术则可以保证信息传递过程的实时性和高效性。5G支撑的基于区块链技术物流安全体系通过智能合约实现隐私保护、自动化和智能化，使得物流过程变得透明，提升了供应链中数据的真实性和可信任性。这些物联网提供的数据可以被海关、口岸办、检验检疫局等监管结构利用，进行实时监控、电子签章、港口作业调度、事故原因追溯、运输责任认定等。

4.4 5G推动物流仓储环境的智能化

物流仓储环节要实现智能化就需要5G与人工智能技术的结合。目前已经有很多机器人设备被用在仓储环节中实现自动化分拣、自动化传输以及自动化出入库等等。但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。5G的海量接入、低功耗等特性可以支撑仓储环节中包括无人机、机器人、穿梭车、穿戴设备以及分拣设备等大规模终端设备的实时协同控制，实现基于云化机器的大规模的协同调度和生产，为高密度无人仓储作业提供支撑。主要应用表现在三个方面：第一，高密度无人仓业务及布局优化，包括商品订单分组实时优化、商品存储布局多阶段优化等；第二，大规模作业机器人的协同控制，包括机器人生产任务随机动态分配、大规模机器人仓内交通规划等；第三，大规模生产中机器人任务分配，包括拥堵的预测、实时识别、规避及动态疏导等。

4.5 5G深化AR/VR在物流行业的应用

目前，AR/VR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/VR的商业应用。AR/VR需要大量的数据传输和计算功能，且对网络延迟极其敏感，而5G技术的高带宽、超低延时等特性极高提升了用户AR/VR产品体验感知。同时5G特性还将丰富AR/VR应用场景，拓展出全新的应用场景。在物流应用领域，主要表现在四个方面：第一，在仓储作业方面，可基于AR眼镜等设备提供库内导航，可视化拣选和自动扫描、确认功能，提高拣货效率的同时减少拣货错误；通过叠加真实环境的方式实体化并验证仓储布局规划和作业过程，降低成本的同时提高规划质量。第二，在运载优化方面，通过可穿戴AR设备提示货物装载顺序及其装载位置，提高货车装载率和作业效率；基于AR挡风玻璃等终端，实时展示导航路径和货物状态信息，提高运输效率和安全性。第三，在末端配送方面，AR眼镜等设备在提供装载优化提示的同时提供小区辅助导航，提高末端配送效率；基于AR眼镜还可以进行快递确认客户身份，提高货物交付的安全性。第四，在支撑服务方面，员工可通过AR设备，熟悉仓库生产各个场景，学习并快速掌握仓库作业的全流程，提高培训效率、降低培训成本；基于可穿戴AR设备进行远程协作，给出精确和直观的可视化指导，从而提高安装、维修效率。

5 结语

在5G技术的推动下，基于相关技术快速成熟，以及整个行业对基于供应链协同作业形成的认知，一个万物互联、自动操作的智能物流时代呼之欲出。目前各大快递企业、物流企业、零售商企业等都站在起跑线上，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。