淺談5G時(shí)代下智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的信息化發(fā)展

□ 劉 娜，竇志武

(云南財(cái)經(jīng)大學(xué) 物流學(xué)院，云南 昆明 650221)

4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)難以滿足智能化的需求，5G通訊技術(shù)的到來為我們一直期待的萬(wàn)物互聯(lián)提供了基礎(chǔ)，為信息化的不斷建設(shè)提供了保障，對(duì)我們的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生活等有著重要影響。萬(wàn)物互聯(lián)對(duì)于物流行業(yè)的發(fā)展，是一個(gè)質(zhì)的飛躍，為物流業(yè)創(chuàng)造新機(jī)遇。而信息化建設(shè)對(duì)物流行業(yè)發(fā)展至關(guān)重要，在人工智能、VR、AR、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等高新技術(shù)融合環(huán)境下，如何利用5G技術(shù)全面實(shí)現(xiàn)智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的建設(shè)是智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息化發(fā)展的關(guān)鍵。因此，本文將深入探討5G技術(shù)下智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的信息化建設(shè)、發(fā)展問題。

1 5G技術(shù)概述

當(dāng)前，5G技術(shù)是全球關(guān)注的重點(diǎn)，各國(guó)都在大力試行5G技術(shù)的應(yīng)用，美國(guó)甚至現(xiàn)在已開始研究6G技術(shù)。與傳統(tǒng)通訊技術(shù)相比，5G技術(shù)將進(jìn)一步提升用戶體驗(yàn)，且具有廣覆蓋、低時(shí)延、高安全性等特性[1]。

圖1 5G通訊技術(shù)的特點(diǎn)

如何把握5G時(shí)代下智能倉(cāng)儲(chǔ)信息化發(fā)展的機(jī)會(huì)是學(xué)界重點(diǎn)探討的內(nèi)容。

表1 5G技術(shù)的發(fā)展

2 倉(cāng)儲(chǔ)信息化發(fā)展現(xiàn)狀

倉(cāng)儲(chǔ)在供應(yīng)鏈中起著承上啟下的作用，是現(xiàn)代物流的核心環(huán)節(jié)，其中信息起著舉足輕重的作用[3]。面對(duì)未來物流信息化、數(shù)據(jù)化的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已然不能完全應(yīng)對(duì)，而5G技術(shù)的發(fā)展，為倉(cāng)儲(chǔ)信息發(fā)展帶來了有利的條件。

2.1 倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)展階段

倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)展經(jīng)歷五個(gè)發(fā)展階段，如表2倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)展階段及相應(yīng)的特點(diǎn)。

在自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)階段，倉(cāng)儲(chǔ)信息化有極大提升。在自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)之前的階段，倉(cāng)儲(chǔ)信息發(fā)展落后甚至不被重視，而之后的集成化和智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)階段則越來越重視倉(cāng)儲(chǔ)的信息建設(shè)與發(fā)展。

智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)在傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、RFID、云計(jì)算技術(shù)以及智能信息管理技術(shù)等先進(jìn)信息技術(shù)等實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化甚至全自動(dòng)化的倉(cāng)儲(chǔ)管理。

表2 倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)展階段及相應(yīng)的特點(diǎn)

盡管倉(cāng)儲(chǔ)信息化建設(shè)取得了較大進(jìn)步，但由于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的限制，加之更多高新技術(shù)的不成熟應(yīng)用，智能倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展仍處于初級(jí)階段，智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的信息化仍需更大的提升[2]。

2.2 智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息化發(fā)展難點(diǎn)

即使在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的影響下，在RFID、EDI等技術(shù)的應(yīng)用下，智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的發(fā)展幾乎改善了傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)的種種難題，同時(shí)信息化建設(shè)也不斷優(yōu)化。然而智能物流倉(cāng)儲(chǔ)的信息化發(fā)展同樣面臨種種還沒有完全解決的難點(diǎn)。

2.2.1 倉(cāng)儲(chǔ)信息化建設(shè)成本高

當(dāng)前機(jī)器人等高新技術(shù)還未普遍應(yīng)用，物流市場(chǎng)中大多還是傳統(tǒng)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)。智能倉(cāng)儲(chǔ)信息建設(shè)成本高，而且投資回報(bào)周期較長(zhǎng)，其廣泛應(yīng)用還需大量時(shí)間。

對(duì)于京東、菜鳥來說，智能倉(cāng)也只占其倉(cāng)庫(kù)總數(shù)很小的一部分。據(jù)了解，他們90%以上仍然是傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)。[2]對(duì)于小規(guī)模企業(yè)而言，高成本費(fèi)用的建設(shè)下的智能倉(cāng)儲(chǔ)更是可望而不可即。

2.2.2 倉(cāng)儲(chǔ)信息管理效率低

電商的迅速發(fā)展的同時(shí)也給物流倉(cāng)儲(chǔ)管理提出了挑戰(zhàn)。面對(duì)成千上萬(wàn)的訂單，難以快速處理訂單，尤其是雙十一等訂單高峰期時(shí)訂單量猛增，信息量大，倉(cāng)儲(chǔ)管理難度更大。[3]不僅容易出現(xiàn)爆倉(cāng)低效率的現(xiàn)象，還可能在如此緊急的環(huán)境下出現(xiàn)誤操作，而當(dāng)訂單處理出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，也無法追溯處理。

2.2.3 倉(cāng)儲(chǔ)信息不對(duì)稱

當(dāng)智能倉(cāng)儲(chǔ)只注重倉(cāng)儲(chǔ)的運(yùn)作方式而忽略信息傳輸，其整體上會(huì)增加許多的無效等待時(shí)間，從而效率低下。信息共享是一個(gè)維度，是整個(gè)智能物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)作協(xié)調(diào)一致的關(guān)鍵。信息技術(shù)是另一個(gè)維度，在較差的信息環(huán)境中無法及時(shí)查詢貨物信息，也可能造成大量的無效等待和無用勞動(dòng)。這兩者缺一都可能導(dǎo)致企業(yè)出現(xiàn)信息不對(duì)稱現(xiàn)象，從而影響整個(gè)系統(tǒng)的效率。

加之電商的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品與服務(wù)的要求越來越高，解決問題向倉(cāng)儲(chǔ)信息化提出了迫切需求。

2.2.4 信息安全及監(jiān)控問題

近年來物流的發(fā)展越來越依賴網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔踩阅堋Ｔ谖锪餍畔鬏斶^程中，如若遭到黑客攔截、盜用、篡改等破壞[7]，對(duì)企業(yè)造成重大威脅，同時(shí)傷害消費(fèi)者的自我隱私權(quán)。由此可見當(dāng)信息不斷發(fā)展，信息容量越來越大，同時(shí)信息的安全及監(jiān)管顯得尤為重要。

3 5G技術(shù)下的智能倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)模型

無人作業(yè)、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)、AGV小車……智能物流在不斷的發(fā)展。5G時(shí)代下通過融合AI、VR、區(qū)塊鏈等技術(shù)，打造一體化的協(xié)同智能物流倉(cāng)儲(chǔ)。這不僅僅是幾家公司合作就能完成的，而是需要全球物流資源、信息等的共享并深度整合一起建立智能的物流網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展物流[4]。

3.1 智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)的發(fā)展越來越自動(dòng)化、智能化、信息化。在5G技術(shù)下探索智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息化進(jìn)一步的發(fā)展，并針對(duì)現(xiàn)有的智能倉(cāng)儲(chǔ)信息化的發(fā)展難點(diǎn)設(shè)計(jì)5G技術(shù)下智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息化系統(tǒng)模型，并分析其運(yùn)作流程以及特點(diǎn)和作用。

圖2 智能倉(cāng)儲(chǔ)信息化系統(tǒng)模型圖

現(xiàn)在大多智能倉(cāng)儲(chǔ)的信息系統(tǒng)運(yùn)行模式是在作業(yè)層的終端數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)较到y(tǒng)層中，繼而傳向數(shù)據(jù)云端進(jìn)行處理控制存儲(chǔ)，發(fā)出處理信號(hào)又通過系統(tǒng)層到達(dá)至作業(yè)層進(jìn)行作業(yè)指令。

而智能倉(cāng)儲(chǔ)信息化系統(tǒng)模型的構(gòu)建是基于5G等技術(shù)的智能應(yīng)用，它的不同之處就在于可去中心化。運(yùn)作時(shí)作業(yè)層末端的數(shù)據(jù)直接上傳至數(shù)據(jù)云端進(jìn)行加工處理，并經(jīng)過系統(tǒng)處理向下發(fā)出系統(tǒng)指令和作業(yè)指令。

3.2 智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)建設(shè)基礎(chǔ)

3.2.1 5G與AI的融合，全程自動(dòng)化

2018年3月工信部、國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部等聯(lián)合印發(fā)了《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》，指出機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展要推進(jìn)重大標(biāo)志性產(chǎn)品率先突破。引導(dǎo)我國(guó)工業(yè)機(jī)器人向中高端發(fā)展[4]。”

與傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人相比，AI機(jī)器人需要與上端數(shù)據(jù)層緊密相連。以此來滿足數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸及儲(chǔ)備到云端，實(shí)現(xiàn)高度協(xié)同，在此則需要無線通訊網(wǎng)絡(luò)的極低時(shí)延和高可靠性的特征，而5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展則能滿足這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。因此5G通訊網(wǎng)絡(luò)勢(shì)在必行。

圖3 5G網(wǎng)絡(luò)下的閉環(huán)智能倉(cāng)儲(chǔ)數(shù)據(jù)傳輸圖示

來源：物流技術(shù)與應(yīng)用整合

3.2.2 5G與VR的融合，全程可視化

利用5G網(wǎng)絡(luò)的攝像設(shè)備等，將全程的信息快速傳送到終端電腦，可清晰地查看各個(gè)倉(cāng)庫(kù)的工作進(jìn)度，及時(shí)掌握相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交互及共享，提升倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)作效率[5]。

AR設(shè)備通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，形成云端數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)獲取倉(cāng)儲(chǔ)相關(guān)信息，例如入庫(kù)信息、故障信息等。在倉(cāng)儲(chǔ)中，AR將發(fā)揮關(guān)鍵作用，還可用于倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)作過程中的遠(yuǎn)程指導(dǎo)。而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性的還需要無線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，5G低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)發(fā)展上隱藏著巨大的價(jià)值。

3.2.3 5G與區(qū)塊鏈融合，全程數(shù)據(jù)化

5G是基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施，而區(qū)塊鏈就是加工的輔料。區(qū)塊鏈不僅可以應(yīng)用金融領(lǐng)域，還可以延伸發(fā)展。利用5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸特性以及區(qū)塊鏈的可去中心化、不可更改性等，全程數(shù)據(jù)化，同時(shí)保障安全[7]。

3.3 智能倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)信息管理

在5G、AI、VR、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)下建立標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)流程，統(tǒng)一規(guī)范化運(yùn)作。

3.3.1 智能入庫(kù)

入庫(kù)貨品分為自產(chǎn)和外廠兩大類。基地自產(chǎn)的產(chǎn)品直接通過裝配線的質(zhì)量檢驗(yàn)包裝后直接通過自動(dòng)運(yùn)輸線至自動(dòng)堆垛區(qū)，同時(shí)貨物和托盤直接關(guān)聯(lián)，控制信息傳送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。[6]外廠進(jìn)來的貨物首先通過智能卸貨機(jī)器人自動(dòng)卸載，然后通過機(jī)器人上安裝的VR掃描口對(duì)貨物進(jìn)行驗(yàn)收。隨后根據(jù)貨物特征及系統(tǒng)指令自動(dòng)分配入庫(kù)位置，通過自動(dòng)運(yùn)輸線進(jìn)入到倉(cāng)庫(kù)貨位中儲(chǔ)存，實(shí)時(shí)更新庫(kù)存數(shù)據(jù)，隨時(shí)掌握貨物的動(dòng)態(tài)。5G技術(shù)下系統(tǒng)對(duì)貨物的匹配和調(diào)度更加精準(zhǔn)有效。

3.3.2 在線盤點(diǎn)

在倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)過程中，商品不斷地入庫(kù)出庫(kù)，因此每隔一段時(shí)間就需要盤點(diǎn)庫(kù)存，清理一些質(zhì)量變質(zhì)或損壞的物品。而傳統(tǒng)的盤點(diǎn)方式時(shí)間間隔大，實(shí)際和系統(tǒng)庫(kù)存信息誤差大，產(chǎn)生信息不對(duì)稱的現(xiàn)象。在接入5G通訊后的智能倉(cāng)儲(chǔ)，更能準(zhǔn)確地通過貨物托盤等發(fā)出的信息進(jìn)行系統(tǒng)上在線實(shí)時(shí)盤點(diǎn)，由此解決了信息不對(duì)稱的問題。

3.3.3 出庫(kù)流程

自動(dòng)巷道堆垛機(jī)和AGV小車配合將貨物帶出庫(kù)至出庫(kù)口，讀取托盤信息貨物信息保證產(chǎn)品的數(shù)量和之后機(jī)器人根據(jù)系統(tǒng)指令進(jìn)行裝車收盤工作。貨物出庫(kù)時(shí)，根據(jù)客戶的訂單以及庫(kù)存信息，準(zhǔn)確快速地組織貨物出貨的數(shù)量和時(shí)間等。

圖4 基于5G技術(shù)的智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)流程及特點(diǎn)關(guān)系圖

總體來說，5G通訊網(wǎng)絡(luò)下的數(shù)據(jù)云是關(guān)鍵。所有的流程運(yùn)作都會(huì)通過末端設(shè)備接口數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)云中，進(jìn)行系統(tǒng)各項(xiàng)處理并且實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化、可視化、數(shù)據(jù)化。

3.4 智能倉(cāng)儲(chǔ)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的意義

3.4.1 降低倉(cāng)儲(chǔ)信息化管理成本

當(dāng)新一代技術(shù)的不斷普及，倉(cāng)儲(chǔ)的建設(shè)成本也不再是一個(gè)大問題。利用5G技術(shù)下的AI機(jī)器人運(yùn)作，能縮減倉(cāng)儲(chǔ)過程中的中間成本，減少不必要的勞動(dòng)成本和儲(chǔ)存成本，給予企業(yè)進(jìn)一步緩解成本問題提出了可能。利用5G技術(shù)的大容量及能源消耗少的特性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)信息化管理成本的降低。

3.4.2 優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)信息管理手段

智能倉(cāng)儲(chǔ)的技術(shù)、設(shè)備、系統(tǒng)等更加先進(jìn)、自動(dòng)化、規(guī)范化，減少耗時(shí)或無效的信息處理，實(shí)時(shí)根據(jù)末端數(shù)據(jù)端口獲取信息并進(jìn)行控制指導(dǎo)運(yùn)作，從而大幅度提升倉(cāng)儲(chǔ)的效率。加之5G通訊技術(shù)與區(qū)塊鏈的融合的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)使得倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)信息透明，工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)作過程中存在的問題，可以針對(duì)性地解決，從而提升倉(cāng)儲(chǔ)效率。同時(shí)5G通訊技術(shù)下更嚴(yán)格的數(shù)據(jù)端口和區(qū)塊鏈的不可更改性進(jìn)一步保障數(shù)據(jù)信息的安全。

3.4.3 改善倉(cāng)儲(chǔ)信息化水平

5G時(shí)代，每一個(gè)貨物的作業(yè)數(shù)據(jù)、流動(dòng)數(shù)據(jù)等，都會(huì)實(shí)時(shí)更新上傳至云端并面臨全面的監(jiān)管。由表可知在5G通訊技術(shù)下，智能物流倉(cāng)儲(chǔ)信息化程度更高，在信息的傳輸、共享、儲(chǔ)存、安全等方向均有相應(yīng)的提升，尤其在傳輸速度方面，相當(dāng)于4G網(wǎng)絡(luò)速率的100倍。這不僅為企業(yè)帶來更多的利潤(rùn)，同時(shí)給消費(fèi)者帶來更新的用戶體驗(yàn)。

表3 對(duì)比4G與5G網(wǎng)絡(luò)下智能倉(cāng)儲(chǔ)的信息化特點(diǎn)

4 結(jié)語(yǔ)

5G時(shí)代的到來，加速互聯(lián)網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)的變革，給物流帶來新的色彩。智能化、信息化倉(cāng)儲(chǔ)已是大勢(shì)所趨。5G網(wǎng)絡(luò)在低時(shí)延、可靠性及網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性管理等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，是智能倉(cāng)儲(chǔ)信息化發(fā)展的關(guān)鍵。目前5G還在發(fā)展探索試行階段。5G深度結(jié)合區(qū)塊鏈、AI、VR等技術(shù)，推動(dòng)物流業(yè)的快速發(fā)展，解決社會(huì)發(fā)展痛點(diǎn)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的繁榮。同時(shí)在未來智能化工程中，科技技術(shù)設(shè)備是發(fā)展的基礎(chǔ)，仍將發(fā)揮不可取代性的重要作用。