智能物流包裝及其主要支撐技術淺析

郝會霞　陳希榮　魏風軍

21世紀以來，隨著像物聯網、大數據與云計算等人工智能技術的持續深入發展，智能化發展也變得備受關注。目前，處在“互聯網+”與5G技術高速發展的背景下，智能物流包裝已經成了當前物流新技術領域研究的一個熱點話題。本文試就此予以分析。

近年來智能物流包裝市場也在潛移默化中逐步發展，現代物流包裝承載的不僅僅是商品，更是物流、信息流、商流、資金流和供應鏈。新概念的物流包裝技術也將出現。2017年8月，國務院《關于進一步推進物流降本增效促進實體經濟發展的意見》，提出進一步推進物流降本增效，拓展物流企業融資渠道，加快推進物流倉儲信息化、標準化、智能化，大力推進物聯網、RFID等信息技術在物流服務中的應用。基于此，一些基于北斗和GPS定位、集成物流包裝溯源的相關研發方案、智能電子標簽技術及其應用等已經在國內外都得到了一定發展。例如美國物流第三方公司Catepillar對具體的物流與包裝輸送進行了仿真軟件設計，能夠通過計算機仿真模型對不同庫存以及倉儲與客戶相關服務進行評估，可以有效避開風險，降低成本。日本AIS研究所研發的RalC系列三維物流規劃仿真軟件處于世界領先水平，并且得到了廣泛應用。智能物流包裝的研發與應用正是當前發展熱點，本文對智能物流包裝的特點與關鍵支撐技術進行了探析。

隨著工業4.0的不斷深入，智能化技術迅速發展，物流包裝也開始向著智能化方向延伸。雖然在現代包裝行業中，智能一詞已被廣泛談及，對它的論述和解釋也是多種多樣的，但還只是停留在智能系統這個層次上。實際上智能物流包裝本身也應該是一個綜合性的系統，智能物流包裝是構建智能型社會的一個必要根基。

智能物流包裝，簡而言之即“互聯網+5G+物流”，是在高速網絡的基礎上運用先進的物流包裝與信息與智能管理技術，完成被包裝產品從供方向需方移動的整個過程。實現智能物流包裝的價值在于一方面可以為供貨方爭取較低的成本消耗，另一方面為購貨方提供滿意的服務，同時又可以節約社會資源的利用及物流包裝運輸過程的物流費用，以最少的投入來獲得最大社會效益的智能型物流包裝管理體系。智能物流包裝是現代物流業未來發展方向的目標之一。

1.智能化

在信息技術、自動化技術與人工智能技術不斷普及的背景下，當代社會也變得越來越智能化。物流包裝的智能化不僅限于對包裝產品的溯源、管理、庫存水平的確定、輸送道路的選擇、自動分揀系統的運行、自動跟蹤技術的控制、物流配送中心的倉儲管理等問題，隨著時代的發展，智能化物流包裝也將不斷地被賦予新的標準、概念和功能。

2.柔性化

智能物流包裝意味著在物流包裝領域的運用可以依據消費者需求波動來靈活的調節生產工藝、輸送和及時跟蹤溯源。物流包裝業的發展亦如此，必須按照客戶的需求提供高度可靠、特殊的額外服務，“以顧客為中心”的服務內容將不斷增加，服務越來越重要，假如沒有智能物流包裝系統的支撐，達到柔性化的目的是不可能的。

3.一體化

智能物流包裝不再僅僅局限于企業內部生產的全部物流活動過程中，在企業與企業之間的物流活動中也普遍存在。智能物流包裝就是把被包裝產品的包裝、物流管理作為活動運行的中心軸，使活動過程包括包裝、輸送、倉儲和裝卸等環節變得系統化，最終以理論最低成本為客戶提供最為滿意的物流服務。

4.社會化

隨著物流包裝活動的不斷改善，物流包裝過程涉及的設備也開始向國際化、物流包裝技術全球化、物流包裝服務全面化靠。一個社會化智能物流包裝體系的形成可以方便貨物的智能化跨國流通，這將有利于國家資源的優化利用帶動經濟繁榮。

1.自動識別技術

自動識別技術是具備高度自動化數據采集的一種技術，是以計算機、光、機、電和通信等技術的發展為基礎的。它利用具有一定識別作用的裝置，來自動識別和獲取商品的相關信息，并將物體信息傳遞給后臺的處理系統，以完成相應后續處理的一種技術。條碼識別技術是當下應用最普遍的自動識別技術，它的運用原理是通過光電掃描設備識別并讀取條碼符號，使信息快速錄入。條碼是由一些按照一定順序列出的黑白相間的條及相應能表達特定信息的數字構成的。不同類型的條形碼對應數字符號及黑白條的排列順序不同。生物識別技術是一種利用人類自身行為或生理特征進行身份確認的自動識別技術。像人類的說話聲音、面部輪廓、手指指紋等不同人體獨有的特征。正是因為人體特征的不可復制性，使得這一技術在安全性方面的身份確認體制更為完善。射頻識別（RFID）技術是運用感應技術、微波技術或者無線電波的讀寫器設備在不用直接接觸的情況下就能讀取信息并自動收錄的一種自動識別技術，該技術的保密性和精確性都相當高。

2.數據倉庫和數據挖掘技術

數據倉庫是一個數據集合，具有集成性、變動性和主題性。把不同類型與來源的數據在加工處理后于數據倉庫中存放、過濾和維護是數據儲存的目的，支持大量的復雜數據的分析處理。數據挖掘是一個可以從大數據、隨意選取的不確定的實際應用數據范圍中，提取出人們所不知道，但是又具有潛在價值的信息和知識的新型商業信息處理技術的過程。數據挖掘的目的是通過對數據進行統計歸類、分析與推理，發現數據間的相互關系，并預測未來的發展趨勢，為決策者提供可靠依據。

3.人工智能技術

人工智能技術是探索研究用計算機模擬人類智能工作，是研究、開發用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學。人工智能是計算機科學的一個分支，它意圖了解智能的實質，并生產出一種新的能以人類智能相似的方式作出反應的智能機器，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能從誕生以來，理論和技術日益成熟，應用領域也不斷擴大，除了計算機科學以外，人工智能還涉及信息論、控制論、自動化、仿生學、生物學、心理學、數理邏輯、語言學、醫學和哲學等多門學科。人工智能學科研究的主要內容包括：知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面。

4. 5G高速網絡技術

根據圓通研究院發布的《5G網絡技術在新一代物流行業中的應用》，5G在各物流場景中的應用將分為4個階段實現。

第一階段：基于5G的高帶寬特點，主要服務場景為eMBB（增強移動寬帶），具體應用包括增強現實的物流應用、物流數據計算平臺以及區塊鏈物流安全平臺等。其中，基于5G的增強現實物流應用包括：①在倉儲作業中，通過AR技術完成分揀和復核，以及通過其查看三維布局幫助工程師完成倉儲設計;②在運輸環節幫助優化配載和裝載順序，助力高效、準確的裝卸貨;③在配送環節優化配送路線，保障“最后一公里”配送。

第二階段：基于5G廣連接、海量接入的特點，主要服務場景為mMTC（大連接物聯網），具體應用包括物流智能能源供給、物流智能倉儲、工業級工業級物流監控等。5G作為傳輸層技術為智能倉儲提供了有力的通信環境，助推機器人、穿梭車、可穿戴設備、分揀設備、AGV等的使用，提高作業效率，保障作業安全。

第三階段：基于5G低時延的特點，主要服務場景為uRLLC（超高可靠超低時延通信），主要服務場景包括工業級視覺系統、全自動化物流運輸。其中，全自動化物流運輸包括前文提到的物流貨車自動化駕駛、物流車隊編隊行駛、無人機快遞系統以及遠程物流節點控制等等。

第四階段：在5G切片技術支撐下，5G進入全面推廣階段，各種業務場景能夠以切片形式融入一體化的物流體系。

智能化物流包裝關聯的第一、二、三、四階段，通過目前的北斗、各種溯源開發方案、集成化的電子基因標簽識別等創新研發技術，可以對物流包裝中的包裝箱、托盤等進行智能化延伸與集成設計，從而實現運用物聯網對產品實施信息交換與通訊監測，實現對貨物、倉儲、包裝箱的循環利用、對流通環節進行有效監控。

包裝對于人類生活而言不可或缺，智能化物流包裝在延伸包裝價值，提升包裝安全性與可達性上有著新的優勢。可以預期的是，未來隨著5G高速網絡的商用，創新性的智能物流包裝方案將層出不窮，涉及物流包裝的多個層面，滿足其更好的物流服務功能。

作者單位：鄭州電力高等專科學校、中國智能包裝技術應用研究中心、河南科技大學包裝工程系

責任編輯：李倩 liqian@cprint.cn