5G智慧物流创新示范白皮书.pdf
目 录 第 一 章 物 流 行 业 关 于 5G应 用 的 初 步 探 索1.1 智 慧 零 售 和 智 慧 物 流1.2 苏 宁 物 流 的 智 能 化 升 级 和 供 应 链 整 合1.3 5G关 键 技 术第 二 章 5G助 力 仓 储 智 能 化 发 展2.1 AGV实 现 5G 云 化 升 级2.2 无 人 叉 车 5G创 新 应 用2.3 5G融 合 定 位 提 升 仓 储 性 能第 三 章 5G助 力 无 人 配 送 智 慧 升 级3.1 无 人 车 行 业 发 展 现 状3.2 5G和 车 联 网 技 术 , 为 自 动 驾 驶 发 展 带 来 新 机 遇3.3 无 人 车 5G升 级 改 造 3.4 5G无 人 车 系 统 框 架 介 绍3.5 5G无 人 车 配 送 场 景 解 决 方 案第 四 章 5G赋 能 物 流 园 区 智 能 安 防4.1 物 流 安 防 概 述4.2 5G时 代 , 视 频 安 防 的 发 展 趋 势4.3 5G智 能 安 防 方 案第 五 章 5G引 领 物 流 产 业 变 革5.1 AGV和 无 人 叉 车 产 业 的 升 级 转 型 带 动 效 应5.2 无 人 配 送 商 用 实 践 探 索 示 范 效 应5.3 基 于 5G的 物 流 定 位 探 索 示 范 效 应5.4 智 慧 云 仓 带 动 示 范 效 应正 文 : 第 一 章 物 流 行 业 关 于 5G应 用 的 初 步 探 索1.1智 慧 零 售 和 智 慧 物 流随 着 5G技 术 到 来 , 5G 将 与 云 计 算 、 物 联 网 、 计 算 机 视 觉 、 机 器 学 习 、 自 然 语 言 理 解 等技 术 深 度 融 合 , 届 时 , 5G将 融 入 到 智 慧 零 售 的 运 营 、 服 务 、 供 应 链 、 产 品 、 制 造 等 各 个 环节 , 满 足 消 费 者 、 产 品 、 场 景 等 各 要 素 之 间 的 全 链 路 需 求 , 实 现 广 泛 、 深 度 的 零 售 互 联 。2019年 6 月 6 日 , 工 信 部 正 式 发 放 5G牌 照 , 开 启 了 我 国 的 5G时 代 。 伴 随 着 它 对 基 础信 息 网 络 的 革 新 , 5G可 能 随 之 引 发 下 一 个 零 售 时 代 的 革 命 。过 去 十 年 , 中 国 零 售 市 场 经 历 了 数 字 化 增 长 奇 迹 。 2020年 , 对 苏 宁 而 言 多 了 一 层 特 别的 意 义 , 不 仅 是 30周 年 庆 , 也 是 下 一 个 十 年 的 崭 新 开 端 。 苏 宁 30年 里 , 先 后 走 过 了 专 业 零售 十 年 、 连 锁 零 售 十 年 和 互 联 网 零 售 十 年 。 这 30年 苏 宁 更 换 变 化 的 是 零 售 创 新 的 形 式 , 不变 的 是 专 注 服 务 的 初 心 , 服 务 一 直 就 是 苏 宁 唯 一 的 产 品 。 苏 宁 将 未 来 十 年 定 义 为 “ 场 景 零 售服 务 十 年 ” , 由 “ 零 售 商 ” 全 面 升 级 为 “ 零 售 服 务 商 ” , 零 售 服 务 商 需 要 强 大 的 赋 能 平 台 做保 障 , 不 论 是 前 台 的 销 售 还 是 后 台 的 物 流 和 金 融 , 都 需 要 更 具 竞 争 力 的 产 品 来 提 供 更 好 的 服 务 。 智 慧 零 售 的 打 造 离 不 开 智 慧 物 流 的 支 撑 , 伴 随 着 苏 宁 的 成 立 , 1990年 即 开 始 进 行 物 流能 力 的 建 设 。 目 前 , 苏 宁 物 流 已 经 发 展 成 为 国 内 领 先 的 供 应 链 服 务 企 业 , 依 托 苏 宁 智 慧 零 售生 态 发 展 , 以 “ 在 身 边 , 有 温 度 ” 为 服 务 理 念 , 秉 持 “ 开 放 、 智 慧 、 共 赢 ” 的 发 展 理 念 , 面 向 中 国 零 售 行 业 , 以 科 技 和 效 率 驱 动 , 为 全 领 域 合 作 伙 伴 , 提 供 高 效 率 、 高 品 质 的 全 场 景 物流 基 础 设 施 服 务 , 共 同 致 力 于 提 升 社 会 经 济 运 营 效 率 , 降 低 社 会 物 流 成 本 。苏 宁 物 流 拥 有 触 及 全 国 的 网 络 覆 盖 , 在 快 速 转 型 发 展 中 , 逐 渐 成 长 为 中 国 零 售 业 最 大 的自 建 物 流 平 台 。 截 至 目 前 , 苏 宁 物 流 全 国 仓 储 及 相 关 配 套 面 积 1200 万 平 方 米 , 业 务 覆 盖 供应 链 、 快 递 、 冷 链 、 即 时 配 送 、 物 流 地 产 、 售 后 等 六 大 板 块 , 建 立 了 “ 区 域 中 心 仓 群 +前 行仓 群 +前 置 仓 群 ” 三 级 仓 网 布 局 , 末 端 网 点 超 过 26000 个 , 在 全 国 95%以 上 的 区 域 可 以 实 现24小 时 达 。在 智 慧 零 售 驱 动 下 ,苏 宁 物 流 在 智 能 化 与 绿 色 化 发 展 上 进 行 了 大 量 应 用 性 投 入 和 前 瞻 性布 局 。 基 于 5G、 大 数 据 、 物 联 网 等 技 术 , 自 主 研 发 的 乐 高 、 天 眼 、 天 机 三 大 系 统 平 台 构 建起 “ 智 慧 大 脑 ” , 协 同 不 同 层 级 的 智 能 化 基 础 设 施 投 入 场 景 应 用 , 智 慧 园 区 、 智 能 仓 储 、 智能 分 拨 场 、 智 能 快 递 站 的 四 大 终 端 实 现 了 全 流 程 智 能 化 建 设 , 最 大 程 度 提 升 运 营 效 率 和 开 放协 同 。随 着 近 年 来 苏 宁 线 上 的 快 速 崛 起 而 面 临 的 快 递 业 务 量 爆 发 式 增 长 , 其 订 单 海 量 性 、 时 效 高 、 批 量 小 、 频 次 高 等 特 点 对 仓 储 物 流 更 高 的 包 裹 处 理 效 率 以 及 更 低 的 配 送 成 本 提 出 了 严 峻挑 战 。 尤 其 在 818和 双 11电 商 促 销 期 间 , 订 单 量 阶 段 性 暴 涨 导 致 物 流 作 业 需 求 大 幅 增 加 ,需 要 更 灵 活 和 柔 性 的 作 业 方 式 。 同 时 随 着 苏 宁 “ 智 慧 零 售 ” 、 “ C2M” 等 各 种 新 型 商 业 模 式不 断 涌 现 , 消 费 者 需 求 也 从 单 一 化 、 标 准 化 , 向 差 异 化 、 个 性 化 转 变 , 这 对 物 流 服 务 提 出 了多 样 化 的 要 求 。 但 受 制 于 网 络 技 术 瓶 颈 , 限 制 了 物 流 数 字 化 、 信 息 化 和 智 慧 化 转 型 , 阻 碍 了物 流 成 本 和 效 率 的 深 度 优 化 。 随 着 人 口 红 利 的 消 失 , 如 何 高 效 率 、 低 成 本 、 灵 活 准 确 的 进 行订 单 履 约 , 问 题 和 挑 战 愈 发 突 出 , 这 也 是 当 下 物 流 行 业 共 同 面 临 的 问 题 。现 代 物 流 供 应 链 具 有 “ 业 务 复 杂 、 规 模 庞 大 、 数 据 繁 杂 ” 等 特 点 , 给 物 流 业 带 来 了 前 所未 有 的 挑 战 。 作 为 以 科 技 和 效 率 驱 动 的 物 流 企 业 , 苏 宁 物 流 一 直 坚 信 通 过 科 技 创 新 才 是 解 决办 法 的 最 好 途 径 。5G将 各 物 流 系 统 连 接 在 一 起 , 实 现 超 高 计 算 能 力 的 平 台 , 并 通 过 大 数 据 和 人 工 智 能 对生 产 制 造 过 程 进 行 实 时 运 算 控 制 。 让 物 流 运 作 相 关 的 信 息 更 迅 捷 地 触 达 设 备 端 、 作 业 端 、 管理 端 , 实 现 端 到 端 无 缝 连 接 。 在 5G、 大 数 据 、 人 工 智 能 等 新 技 术 的 助 力 下 苏 宁 的 智 慧 型 物 流 的 整 体 架 构 正 在 形 成 :智 慧 化 平 台 (大 脑 )、 数 字 化 运 营 (中 枢 )、 智 能 化 作 业 (四 肢 )和 泛 在 化 感 知 连 通 (触 角 )。 苏 宁根 据 自 身 业 务 特 点 和 资 源 优 势 , 依 托 5G网 络 以 物 流 信 息 平 台 , 通 过 科 技 赋 能 物 流 供 应 链 ;同 时 , 依 托 独 有 的 线 上 、 线 下 零 售 场 景 , 构 建 5G+智 慧 零 售 、 智 慧 物 流 技 术 架 构 , 探 索 整 体解 决 方 案 。 依 托 全 方 位 系 统 能 力 、 运 营 服 务 及 平 台 资 源 , 助 力 智 慧 物 流 产 业 链 转 型 升 级 。 随着 物 流 产 业 要 素 集 聚 平 台 智 慧 化 深 入 , 高 效 整 合 并 实 现 物 流 、 信 息 流 、 金 融 流 等 资 源 联 动 ,实 现 降 本 增 效 , 体 现 物 流 价 值 。 1.2苏 宁 物 流 的 智 能 化 升 级 和 供 应 链 整 合苏 宁 物 流 结 合 自 身 场 景 需 求 立 足 以 下 几 个 方 面 进 行 探 索 突 破 。1.2.1 基 于 5G 建 设 的 数 字 化 物 流数 字 化 是 物 流 行 业 发 展 面 临 的 机 遇 , 也 是 物 流 行 业 发 展 战 略 的 中 心 , 数 字 化 物 流 不 仅 体现 在 物 流 产 品 信 息 数 字 化 , 而 是 实 现 物 流 系 统 所 有 要 素 数 字 化 , 包 括 仓 库 设 备 和 运 作 数 字 化 ,运 输 车 辆 和 调 度 数 字 化 , 包 装 和 信 息 处 理 数 字 化 等 。 物 流 数 字 化 可 以 显 著 地 提 升 企 业 在 市 场上 的 竞 争 力 , 物 流 信 息 经 过 各 环 节 的 流 通 得 以 优 化 , 同 时 , 运 作 效 率 也 将 更 高 、 更 透 明 。 现代 物 流 的 数 字 化 、 云 化 , 拥 有 的 海 量 信 息 存 储 和 高 效 信 息 分 析 能 力 主 要 依 赖 于 大 数 据 和 云 计算 的 应 用 , 5G 高 速 宽 带 的 特 征 不 仅 能 够 进 一 步 提 高 “ 云 物 流 ” 构 架 的 实 用 性 , 还 能 够 提 供边 缘 计 算 的 高 速 通 信 , 从 而 进 一 步 优 化 新 一 代 的 物 流 计 算 方 案 , 并 且 其 海 量 接 入 特 征 也 可 以使 集 中 式 计 算 和 边 缘 计 算 实 现 无 缝 融 合 。 现 代 物 流 的 应 用 场 景 中 大 部 分 节 点 都 是 边 缘 通 信 节点 , 5G 接 入 新 一 代 物 流 中 将 实 现 物 流 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 , 同 时 可 以 降 低 多 余 计 算 和 数 据 传 输 带 来 的 资 源 损 耗 。1.2.2 推 动 物 流 仓 储 环 境 全 面 智 能 化5G 通 信 技 术 让 智 能 物 流 仓 储 信 息 系 统 的 运 作 更 加 高 效 稳 定 , 基 于 5G 的 泛 在 智 能 、 端 -边 -云 网 络 架 构 让 载 体 执 行 层 面 中 的 入 库 、 拣 选 、 分 拣 机 器 人 等 的 使 用 更 加 高 效 和 柔 性 , 同时 可 实 现 执 行 层 数 据 传 输 的 去 中 心 化 , 系 统 运 作 时 执 行 层 末 端 数 据 源 基 于 5G的 大 带 宽 和 低延 时 直 接 传 递 到 MEC边 缘 侧 , 经 计 算 处 理 后 然 后 向 下 发 出 系 统 指 令 和 作 业 指 令 , 推 动 物 流 仓储 环 节 从 货 物 入 库 、 拣 选 、 盘 点 、 分 拣 和 发 货 等 操 作 实 现 物 流 仓 储 环 境 全 面 数 据 化 、 可 视 化和 智 慧 化 。1.2.3 最 后 一 公 里 智 能 配 运 现 代 物 流 行 业 为 了 提 高 物 流 运 输 配 送 效 率 , 保 障 运 输 配 送 安 全 和 降 低 运 输 配 送 的 人 力 成本 , 不 断 探 索 物 流 运 配 环 节 自 动 化 和 网 络 化 。 物 流 运 输 配 送 环 节 全 自 动 的 实 现 需 结 合 车 联 网 、自 动 驾 驶 系 统 的 使 用 , 5G和 车 联 网 、 自 动 驾 驶 是 天 然 的 合 作 伙 伴 , 5G 让 无 人 驾 驶 和 车 联 网的 研 究 和 落 地 提 供 了 链 路 保 障 、 计 算 能 力 等 , 打 通 了 车 载 终 端 设 备 的 互 联 , 实 现 对 车 辆 所 有工 作 情 况 和 静 、 动 态 信 息 的 采 集 、 存 储 并 发 送 , 利 用 移 动 网 络 实 现 人 车 交 互 。 5G 能 够 满 足车 联 网 、 无 人 驾 驶 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 , 从 而 可 促 进 由 车 联 网 、 无 人 驾 驶 技 术 支 撑 的 自 动 化 运 输 配 送 和 无 人 驾 驶 等 场 景 在智 慧 物 流 中 的 应 用 。 5G 主 要 运 用 于 物 流 运 输 配 送 的 终 端 通 信 , 其 低 延 时 的 特 点 , 可 以 让 物流 运 输 配 送 环 节 的 作 业 端 的 运 输 车 辆 的 车 辆 状 况 和 路 况 场 景 等 相 关 信 息 与 远 程 控 制 的 云 端的 数 据 交 互 和 通 信 更 迅 捷 , 让 端 到 端 实 现 无 缝 连 接 , 从 而 提 高 远 程 控 制 中 心 进 行 调 度 规 划 的效 率 。 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 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 配 的 智 慧 化 升 级 。1.2.4 智 慧 物 流 园 区 建 设 升 级 通 过 5G、 AI、 IoT、 无 人 化 设 备 等 新 技 术 体 系 的 赋 能 , 构 建 现 代 智 慧 物 流 园 区 , 构 建 智慧 物 流 网 络 , 实 现 产 业 共 享 化 、 产 业 智 慧 化 、 跨 界 融 合 化 , 提 高 流 通 效 率 、 降 低 物 流 成 本 ,打 通 物 流 服 务 体 系 与 园 区 管 理 体 系 , 提 高 企 业 协 同 作 业 水 平 , 提 升 园 区 整 体 运 行 效 率 。园 区 管 理 平 台 利 用 5G全 方 位 打 通 智 慧 大 厅 、 智 慧 安 防 、 智 慧 停 车 、 车 辆 管 理 、 人 员 管理 等 园 区 智 能 管 理 系 统 , 搭 建 园 区 一 体 化 网 络 , 全 面 提 高 园 区 运 行 效 率 。 5G融 合 定 位 可 以做 到 亚 米 级 定 位 , 5G大 带 宽 能 力 可 助 力 异 常 问 题 以 图 片 和 视 频 等 数 据 及 时 上 传 至 系 统 的 数据 处 理 中 心 进 行 高 效 处 理 , 并 根 据 处 理 结 果 进 行 智 能 决 策 和 远 程 智 能 指 导 , 5G 能 够 保 障 新一 代 物 流 监 控 系 统 更 加 高 效 智 能 , 保 障 物 品 安 全 , 降 低 成 本 , 从 而 真 正 实 现 即 时 定 位 和 追 踪 。同 时 通 过 5G+AI仓 储 安 防 建 设 实 现 视 频 的 实 时 AI分 析 。 实 现 人 脸 识 别 、 违 规 行 为 实 时 识 别和 虚 拟 区 界 的 违 规 侵 入 实 时 报 警 。 除 了 园 区 内 智 能 管 理 系 统 , 运 输 过 程 中 信 息 全 程 跟 踪 和 溯源 。 新 一 代 的 物 流 追 踪 结 合 大 数 据 、 云 计 算 和 人 工 智 能 等 前 沿 技 术 , 利 用 5G 这 一 稳 定 、 超低 延 时 、 高 速 宽 带 和 海 量 接 入 的 通 信 技 术 , 进 一 步 实 现 对 物 流 产 品 的 温 度 和 湿 度 等 环 境 进 行实 时 的 监 控 , 对 运 输 过 程 中 车 辆 和 人 员 状 况 , 物 品 损 坏 和 运 输 路 线 等 进 行 立 体 监 控 和 调 度 。 基 于 5G 通 信 技 术 的 超 低 延 时 、 高 速 宽 带 和 海 量 接 入 三 大 特 点 , 能 护 航 智 慧 物 流 综 合 服 务 平台 的 稳 定 高 效 运 行 , 帮 助 解 决 智 慧 物 流 供 应 链 化 面 临 的 数 据 问 题 , 构 建 更 加 健 全 、 高 效 运 作和 具 备 协 同 处 理 能 力 的 智 慧 物 流 商 业 模 式 。 5G 让 物 流 供 应 链 数 据 高 度 高 效 共 享 , 打 造 C2M零 售 平 台 的 重 要 组 成 环 节 。此 次 苏 宁 物 流 研 究 院 联 合 江 苏 移 动 、 中 兴 通 讯 共 同 搭 建 5G测 试 网 络 环 境 进 行 创 新 应 用探 索 , 旨 为 后 续 物 流 行 业 和 苏 宁 建 设 发 展 5G高 标 物 流 供 应 链 提 供 决 策 依 据 。 1.3 5G 关 键 技 术5G 为 第 五 代 通 信 技 术 , 具 备 超 低 延 时 (uRLLC)、 高 速 宽 带 (eMBB)和 海 量 接 入 (mMTC)三 大特 征 , 其 理 论 速 度 为 10Gb/s, 能 达 到 4G 速 度 的 百 倍 , 稳 定 性 可 达 99.999%, 并 且 时 延 不 到10ms。5G核 心 特 点 :1)高 速 度相 对 于 4G, 5G 要 解 决 的 第 一 个 问 题 就 是 高 速 度 。 网 络 速 度 提 升 , 用 户 体 验 与 感 受 才 会有 较 大 提 高 , 网 络 才 能 面 对 AR/VR/超 高 清 业 务 时 不 受 限 制 , 对 网 络 速 度 要 求 很 高 的 业 务 才能 被 广 泛 推 广 和 使 用 。2)泛 在 网随 着 业 务 的 发 展 , 网 络 业 务 需 要 无 所 不 包 , 广 泛 存 在 。 只 有 这 样 才 能 支 持 更 加 丰 富 的 业务 , 才 能 在 复 杂 的 场 景 上 使 用 。 一 定 程 度 上 , 泛 在 网 比 高 速 度 还 重 要 , 只 是 建 一 个 少 数 地 方覆 盖 、 速 度 很 高 的 网 络 , 并 不 能 保 证 5G 的 服 务 与 体 验 , 而 泛 在 网 才 是 5G 体 验 的 一 个 根 本 保 证 。 在 3GPP的 三 大 场 景 没 有 讲 泛 在 网 , 但 是 泛 在 的 要 求 是 隐 含 在 所 有 场 景 中 的 。3)低 时 延5G的 一 个 新 场 景 是 无 人 驾 驶 、 工 业 自 动 化 的 高 可 靠 连 接 。 人 与 人 之 间 进 行 信 息 交 流 ,140毫 秒 的 时 延 是 可 以 接 受 的 , 但 是 如 果 这 个 时 延 用 于 无 人 驾 驶 、 工 业 自 动 化 就 无 法 接 受 。最 低 1毫 秒 , 甚 至 更 低 的 延 时 要 求 。 这 就 对 网 络 提 出 严 酷 的 要 求 。4)网 络 切 片就 是 把 运 营 商 的 物 理 网 络 切 分 成 多 个 虚 拟 网 络 , 每 个 网 络 适 应 不 同 的 服 务 需 求 , 这 可 以通 过 时 延 、 带 宽 、 安 全 性 、 可 靠 性 来 划 分 不 同 的 网 络 , 以 适 应 不 同 的 场 景 。 通 过 网 络 切 片 技术 在 一 个 独 立 的 物 理 网 络 上 切 分 出 多 个 逻 辑 网 络 , 从 而 避 免 了 为 每 一 个 服 务 建 设 一 个 专 用 的物 理 网 络 , 这 样 可 以 大 大 节 省 部 署 的 成 本 。5)边 缘 计 算在 靠 近 物 或 数 据 源 头 的 一 侧 , 采 用 网 络 、 计 算 、 存 储 、 应 用 核 心 能 力 为 一 体 的 开 放 平 台 ,就 近 提 供 最 近 端 服 务 。 其 应 用 程 序 在 边 缘 侧 发 起 , 产 生 更 快 的 网 络 服 务 响 应 , 满 足 行 业 在 实 时 业 务 、 应 用 智 能 、 安 全 与 隐 私 保 护 等 方 面 的 基 本 需 求 。 5G 要 实 现 低 时 延 , 如 果 数 据 都 是要 到 云 端 和 服 务 器 中 进 行 计 算 机 和 存 储 , 再 把 指 令 发 给 终 端 , 就 无 法 实 现 低 时 延 。 边 缘 计 算是 要 在 靠 近 无 线 基 站 边 缘 或 无 线 基 站 内 部 就 可 提 供 计 算 和 存 储 能 力 , 在 最 短 时 间 完 成 计 算 ,发 出 指 令 。第 二 章 5G助 力 仓 储 智 能 化 发 展苏 宁 着 力 推 动 5G+物 流 产 业 落 地 探 索 实 践 并 进 行 了 创 新 示 范 项 目 实 施 , 2019年 至 2020年 , 苏 宁 在 南 京 雨 花 区 物 流 云 仓 完 成 了 5G 终 端 模 组 园 区 物 流 MEC 核 心 网 业 务 全 链 路打 通 , 完 成 物 流 仓 储 AGV、 无 人 叉 车 、 智 能 安 防 方 案 在 5G网 络 环 境 中 的 部 署 实 施 , 旨 在 降低 物 流 产 业 中 机 器 人 设 备 成 本 , 释 放 物 流 作 业 端 、 设 备 端 、 管 理 端 的 自 动 化 、 智 能 化 能 力 ,实 现 物 流 产 业 的 降 本 增 效 实 际 示 范 。 南 京 苏 宁 超 级 云 仓苏 宁 超 级 云 仓 位 于 南 京 雨 花 物 流 基 地 , 是 亚 洲 第 一 、 世 界 前 三 的 智 慧 物 流 基 地 , 部 署 有包 含 AS/RS、 miniload、 SCS、 无 人 叉 车 和 AGV等 自 动 化 系 统 , 建 筑 面 积 达 20万 平 方 米 , 可存 储 2000万 件 商 品 , 日 处 理 包 裹 181万 件 。2.1 AGV实 现 5G 云 化 升 级2.1.1 AGV的 发 展 现 状我 国 国 家 标 准 物 流 术 语 中 ,对 AGV( Automated Guided Vehicle )小 车 的 定 义 为 :有自 动 导 引 装 置 ,能 够 沿 规 定 的 路 径 行 驶 ,在 车 体 上 具 有 编 程 和 停 车 选 择 装 置 、 安 全 保 护 装 置 以及 各 种 物 料 移 载 功 能 的 搬 运 车 辆 。从 1913年 美 国 福 特 汽 车 公 司 开 始 使 用 有 轨 道 的 导 引 车 辆 算 起 , 到 目 前 为 止 AGV 已 经 经历 了 3代 :第 一 代 AGV: 1913年 到 60年 代AGV刚 刚 诞 生 , 技 术 不 成 熟 , 车 载 智 能 性 极 低 , 仅 能 服 从 简 单 的 编 程 指 令 , 功 能 较 为 单 一 , 主 要 以 固 定 路 线 为 主 , 比 如 磁 导 航 、 陀 螺 仪 导 航 等 。第 二 代 AGV: 60年 代 2015年 伴 随 着 科 技 的 不 断 进 步 , 尤 其 是 计 算 机 技 术 的 发 展 , AGV也 得 到 了 飞 速 发 展 , AGV上 部署 了 计 算 单 元 , 智 能 化 有 所 提 升 , 同 时 也 能 够 完 成 激 光 、 视 觉 、 二 维 码 等 导 航 方 式 , 提 高 了AGV的 灵 活 性 和 准 确 性 , 使 得 AGV应 用 范 围 越 来 越 广 。第 三 代 AGV(AMR): 2016 年 至 今现 在 的 AGV导 航 需 借 助 磁 条 、 导 轨 、 二 维 码 等 外 部 基 础 设 施 , 但 都 是 在 特 定 场 景 下 按 照预 先 设 定 好 的 地 图 场 景 进 行 导 航 工 作 。 随 着 业 务 场 景 越 来 越 复 杂 , 需 要 更 灵 活 和 聪 明 的 导 航机 器 人 -AMR(Autonomous Mobile Robot)应 运 而 生 , 其 拥 有 多 种 传 感 器 融 合 技 术 , 更 强 大的 运 算 大 脑 , 能 够 更 自 主 地 获 取 环 境 地 图 , 并 通 过 实 时 计 算 获 取 全 地 图 定 位 , 自 主 规 划 路 径 ,能 够 自 主 而 聪 明 地 避 开 障 碍 物 , 像 人 一 样 聪 明 地 走 到 目 标 地 点 , 是 目 前 技 术 最 先 进 的 移 动 机器 人 。2.1.2 5G 将 加 速 AMR的 迭 代 和 创 新目 前 的 AMR主 要 基 于 WIFI网 络 方 案 , 实 现 AMR、 附 属 设 备 (拣 货 站 、 扫 描 枪 、 电 子 标 签等 )与 服 务 器 之 间 的 相 互 通 信 。 主 要 有 以 下 几 个 棘 手 的 问 题 : WIFI网 络 自 身 问 题由 于 WIFI 使 用 的 是 非 授 权 频 段 , 非 常 容 易 受 干 扰 , 再 加 上 仓 库 和 工 厂 中 有 大 量 的 金 属货 架 , 导 致 信 号 衰 减 严 重 , 会 加 剧 现 场 无 线 网 络 的 可 靠 性 , 造 成 延 时 大 , 丢 包 率 高 甚 至 AMR掉 线 。算 力 制 约 AMR进 一 步 智 能 化在 视 觉 和 激 光 导 航 场 景 下 , 为 了 提 高 安 全 性 , 需 要 360 激 光 雷 达 以 及 多 个 摄 像 头 , 这对 AMR本 体 的 算 力 提 出 很 大 挑 战 , 尤 其 是 AMR智 能 化 和 小 型 化 是 后 继 发 展 的 趋 势 , 在 有 限 空间 内 提 升 算 力 已 经 比 较 困 难 , 已 经 成 为 制 约 AMR智 能 化 的 瓶 颈 。2.1.3 设 计 思 路 及 建 设 目 标(1) 设 计 思 路相 比 较 于 WIFI 的 各 种 棘 手 问 题 , 5G的 高 速 率 、 大 带 宽 和 低 时 延 特 性 , 能 够 带 来 更 宽 广的 网 络 覆 盖 、 更 稳 定 的 网 络 连 接 和 更 高 效 的 数 据 传 送 。 再 结 合 MEC边 缘 计 算 、 云 计 算 、 大 数据 和 人 工 智 能 等 技 术 , 会 进 一 步 提 高 AMR的 智 能 , 使 其 能 够 胜 任 更 多 的 应 用 场 景 。 AMR通 过 5G 和 Cloud 互 联 , 结 合 物 联 网 、 大 数 据 、 人 工 智 能 等 关 键 技 术 , 实 现 了 从 订单 -生 产 -物 流 -运 输 -配 送 -门 店 /个 人 的 智 慧 物 流 全 流 程 贯 通 。 云 化 AMR 设 计 思 路 苏 宁 联 合 江 苏 移 动 、 中 兴 通 讯 、 Geek+在 苏 宁 云 仓 完 成 了 5G 赋 能 苏 宁 云 仓 柔 性 化 生 产创 新 示 范 方 案 。(2) 建 设 目 标通 过 该 创 新 示 范 项 目 , 主 要 达 到 以 下 目 标 :AMR、 拣 货 站 、 电 子 标 签 等 终 端 设 备 能 够 通 过 5G稳 定 地 连 接 到 网 络 ;MEC实 现 AMR小 车 与 RMS服 务 器 之 间 网 络 数 据 转 发 ;订 单 信 息 能 够 通 过 公 网 传 递 到 RMS服 务 器 , RMS服 务 器 根 据 订 单 信 息 生 成 调 度 指 令 , 下发 给 AMRRMS的 app能 够 部 署 到 MEC容 器 内 , 降 低 硬 件 成 本 ;2.1.3 实 施 方 案(1) 激 光 导 航 与 视 觉 导 航AMR采 用 最 新 的 P 系 列 机 器 人 , 标 配 支 持 二 维 码 导 航 , 最 大 负 载 800kg。得 益 于 5G 的 大 带 宽 传 输 性 能 , AMR可 以 搭 配 激 光 导 航 和 视 觉 导 航 模 块 , 并 通 过 5G 将 大 量 数 据 上 传 到 MEC, 实 现 云 化 AMR。激 光 导 航 方 案 在 AMR前 端 会 增 加 一 个 激 光 雷 达 , 点 云 数 据 通 过 5G 上 传 到 MEC完 成 加 速计 算 , 并 完 成 地 图 绘 制 、 更 新 、 导 航 算 法 以 及 路 径 规 划 等 功 能 ;视 觉 导 航 会 在 AMR前 端 增 加 一 个 或 多 个 摄 像 头 , 通 过 5G上 传 到 MEC, 利 用 MEC的 视 频加 速 处 理 模 块 以 及 神 经 网 络 加 速 模 块 , 完 成 目 标 识 别 、 导 航 、 路 径 规 划 等 功 能 。 (2) 功 能 设 计整 体 框 图 如 图 所 示 , 根 据 功 能 需 求 主 要 分 为 3 部 分 功 能 :硬 件 :实 现 激 光 /视 觉 数 据 的 采 集 与 上 传软 件 : 根 据 激 光 /视 觉 数 据 完 成 SLAM、 导 航 与 控 制 。网 络 : 实 现 5G 网 络 可 靠 连 接 。 功 能 设 计(3) 总 控 平 台 改 造AMR部 分 :AMR主 控 盒 进 行 改 造 , 通 过 USB连 接 ZM9000模 组 , 实 现 5G网 络 传 输 ;充 电 站 、 拣 货 站 、 电 子 标 签 采 用 5G CPE(MC801), 实 现 以 太 网 转 5G, 连 接 5G网 络 ;网 络 部 分 :RMS服 务 器 采 用 HPE DL388 Gen10, 第 一 期 目 标 调 度 系 统 还 是 在 RMS上 实 现 , MEC只 做网 络 数 据 透 传 ;第 二 期 目 标 , 期 望 把 RMS的 APP 部 署 到 MEC上 , 利 用 MEC实 现 AMR的 调 度 与管 理 。2.2无 人 叉 车 5G创 新 应 用2.2.1 工 业 无 人 车 辆 现 状 分 析无 人 驾 驶 工 业 车 辆 是 工 业 车 辆 的 一 个 全 新 细 分 领 域 , 包 括 无 人 货 车 、 无 人 拖 车 、 无 人 仓 储 车 等 品 类 。 无 人 驾 驶 工 业 车 辆 近 年 发 展 迅 速 , 根 据 高 工 产 业 研 究 院 (GGII)发 布 的 数 据 , 2012年 国 内 无 人 工 业 车 辆 制 造 企 业 约 80家 , 2018年 则 超 过 250家 ;2017 年 国 内 运 行 的 无 人 工 业车 辆 只 有 2000 台 左 右 , 2018年 增 长 至 近 4000台 , 每 年 增 速 达 200%。无 人 驾 驶 工 业 车 辆 步 入 发 展 快 车 道 , 得 益 于 以 下 几 点 因 素 :内 生 需 求 。 随 着 我 国 人 口 红 利 的 消 失 以 及 人 口 结 构 的 改 变 , 拥 有 千 亿 级 市 场 规 模 的 工 业车 辆 及 物 流 应 用 正 面 临 着 人 力 资 源 短 缺 和 劳 务 成 本 上 升 的 严 峻 考 验 。根 据 国 家 统 计 局 的 数 据 , 2012年 中 国 劳 动 年 龄 人 口 规 模 减 少 345万 人 , 此 后 7 年 , 数字 持 续 下 降 , 到 2018年 已 跌 破 9 亿 。 数 据 显 示 , 2008-2017, 我 国 制 造 业 就 业 人 员 平 均 工 资翻 了 近 3 倍 。 人 口 红 利 的 消 失 意 味 着 中 国 企 业 不 仅 面 临 产 业 结 构 调 整 和 产 能 升 级 的 压 力 , 还将 面 临 “ 招 工 难 ” 、 人 力 成 本 居 高 不 下 的 现 状 , 因 此 , “ 机 器 换 人 ” 势 在 必 行 。终 端 市 场 的 需 求 。 传 统 物 流 的 运 作 模 式 难 以 满 足 当 前 新 零 售 经 济 多 元 化 、 差 异 化 的 需 求 ,自 动 化 、 数 据 化 、 智 慧 化 成 为 越 来 越 多 的 仓 储 、 物 流 , 甚 至 传 统 制 造 企 业 开 始 采 用 工 业 机 器人 的 关 键 着 眼 点 。 工 业 移 动 机 器 人 是 综 合 应 用 较 多 的 一 类 工 业 机 器 人 , 由 于 对 安 全 控 制 、 智 能 化 程 度 、 系 统 柔 性 要 求 较 高 , 备 受 国 内 外 企 业 以 及 研 究 机 构 关 注 。 从 数 据 看 , 2018年 我国 全 社 会 物 流 总 额 占 GDP总 额 比 例 为 14.8%, 依 然 处 于 较 高 水 平 。 促 使 物 流 产 业 降 本 增 效 有赖 于 新 科 技 , 尤 其 是 机 器 人 技 术 的 支 撑 , 其 中 作 为 仓 储 和 工 厂 物 流 刚 需 的 工 业 车 辆 产 业 是 重 要 的 一 环 。 随 着 未 来 3-5年 制 造 业 和 物 流 业 的 需 求 不 断 释 放 , 追 求 更 加 模 块 化 、 柔 性 化 和 适用 于 工 厂 复 杂 场 景 的 工 业 无 人 驾 驶 车 辆 将 迎 来 爆 发 式 增 长 。政 策 引 导 。 在 “ 工 业 4.0” 和 “ 中 国 制 造 2025” 的 背 景 下 , 国 家 宏 观 层 面 对 企 业 引 入无 人 化 技 术 实 现 降 本 增 效 和 可 持 续 发 展 给 予 了 高 度 重 视 及 大 力 扶 持 。 自 2013年 以 来 , 为 了促 进 产 业 转 型 、 激 励 工 业 机 器 人 发 展 , 国 家 陆 续 发 布 了 一 系 列 政 策 , 包 括 :2013年 12月 , 工 业 和 信 息 化 部 关 于 推 进 工 业 机 器 人 产 业 发 展 的 指 导 意 见 (工 信 部装 2013511 号 )计 划 到 2020年 , 机 器 人 密 度 (每 万 名 员 工 使 用 机 器 人 台 数 )达 到 100以 上 ,基 本 满 足 国 防 建 设 、 国 民 经 济 和 社 会 发 展 需 要 ;2015年 5 月 , 国 务 院 印 发 中 国 智 造 20