京东物流-5G助力物流数字化转型升级白皮书-2019.7-33页.pdf

从连接到智能5G 助力物流数字化转型升级2019 年 7 月核心观点2019 年政府工作报告正式提出通过“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。壮大数字经济，打造工业互联网平台，拓展智能+，为制造业转型升级赋能。”5G 的核心本质是连接，人和人、人和物、物和物之间的泛在连接，连接无所不在。万物互联的背后是数百亿的连接对象数百亿的连接对象使得物理世界的大量信息通过数字化进入数字世界，这些数据无论在规模还是质量上都将产生质的飞跃得益于大量数据的滋养，人工智能、数据智能、机器智能等智能技术将呈现出更大的发挥空间和想象力，使得真正意义上的智能世界成为可能5G、物联网、云计算、大数据、人工智能、运筹学、AR/VR、区块链、机器人等技术将全面推动社会供应链物流的智能化进程，从连接到智能的智能+浪潮已经开始TABLE OFCONTENTS 目录智能物流的定义与特征智能物流的社会价值5G+IoT+AI 助力物流智能物流的应用场景智能物流的定义与特征本质上，智能物流包括智慧和使能双层含义，智慧化的物流规划管理和自动化的物流管控执行。通过物联网、云计算、大数据、人工智能、运筹学、AR/VR、区块链、机器人等关键技术，实现物流资源的在线化、自动化、数字化和智能化，提高物流系统感知、思维、学习、预测决策和智能执行的能力，从而提升整个物流系统的自动化、数字化和智能化水平，降低社会物流成本，提高效率，推动中国物流行业的发展。智能物流的定义泛连接：基于 5G+IoT 技术实现人和人、人和物、物和物之间的连接，万物互联，连接无所不在数字化：物联网作为物理世界和数字世界的连接器，将数百亿的连接对象连接起来，实现数据的量变和质变智能化：基于高质量的海量数据，通过人工智能、数据智能、机器智能等智能技术的加持提升物流生产效率，降低物流成本智能物流的三大特征泛连接数字化智能化人和人，人和物，物和物数据的量变和质变智能化技术加持，反哺生产物流是一个物理世界和数字世界相结合的行业，5G+IoT 正好是二者之间的连接器，物理世界的大量信息通过数字化进入数字世界，然后通过叠加人工智能、机器智能、AR/VR、区块链等关键技术实现智能化，最终提升物流效率，降低物流成本，提升用户体验和安全。连接物理世界和数字世界物理世界数字世界单维数据 多维数据端边云管仓储边缘计算边缘计算边缘计算存储-计算运输配送物流的本质是资源优化，可以简单的抽象为三层：网络规划层、智能管控层和装备执行层。网络规划层主要解决仓网规划、物流全链条选址、网络路由规划及库存布局优化等问题；智能管控层主要解决智能排产、路径优化以及多机器人智能调度优化等问题；装备执行层通过接受智能管控层的指令执行物流作业。如果将智能管控层比作大脑，装备执行层更像是四肢。随着 5G 技术的不断成熟，物联网、云计算、大数据、人工智能、运筹学、AR/VR、区块链、机器人等关键技术将与物流全流程深度融合，从而实现科学合理的网络规划、高效智能的排产调度、以及自动无人化的物流作业，最终实现降本增效。智能物流技术全景+仓网规划 库存布局入库存储拣选分拣运输配送+分拣布局 干支路由点网布局 传摆路由智能排产 智能调度拣选路径优化智能分单 车辆调度车辆路径优化智能派单 智能排班终端路径优化网络规划5G物联网云计算大数据运筹学AR/VR机器人区块链人工智能智能管控装备执行生产流程智能物流的社会价值随着我国物流能力的提升，物流市场规模持续扩大，2018 年我国社会物流总额已达到 283 万亿元，但社会物流总费用占 GDP 比率高达 14.8%，远远高于欧美发达国家 10%以下的水平，说明我国是物流大国，但绝不是物流强国，依然存在很大的优化空间。中国物流行业现状物流成本高物流效率低数字化程度低我国物流业在规模快速扩张的同时，物流能力也有很大的提升，但绩效并不理想，尤其是物流成本偏高，主要体现在物流用人成本的不断攀升，物流各环节主要还是传统的人工模式，物流产业结构不科学，物流资源管理成本高等方面在物流效率方面，我国整体落后于发达国家，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、末端揽配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大数据、人工智能等技术的优势，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相对低下数据来源：2018 年全国物流运行情况通报 国家发展改革委，中国物流与采购联合会智能物流成为中国物流转型升级的驱动力全景智能规划智能运输智能园区智能仓储智能全程跟踪AR/VR 作业智能云专线2019:发改委发布关于推动物流高质量发展促进形成强大国内市场的意见2017:国务院发布关于进一步推进物流降本增效促进实体经济发展的意见2016：发改委发布“互联网+”高效物流实施意见无界零售模式要求无缝连接供应商与消费者众包、众筹、分享成为新的社会分工协作方式ToB 业务成为物流新的增长点，呈现出与 ToC 不同的业务模式新商业模式提出了全网智能规划、优化库存布局、精确订单匹配等智能物流需求物联网、云计算、大数据、人 工 智 能、运 筹 学、AR/VR、区块链、机器人等关键技术驱动物流在模块化、自动化、信息化等方向持续、快速变化5G 通信技术满足这些关键技术对于高带宽、低时延和海量连接的需求未来 5-10 年，绝大多数新技术进入生产成熟期智能物流连接泛在化生产数字化管控智能化物流供给侧结构性改革重要方向新商业模式对物流提出新的需求新技术持续演进与成熟奠定基础智能物流应用场景中国智能物流市场前景广阔、潜力巨大数据来源：中国物流与采购联合会，公开资料整理中国物流行业高速发展但总体较为粗放、落后于发达国家现状智能物流未来成本亟待下降效率亟待提升产业亟待升级智能物流高质量发展降本增效、结构优化2018 年全国社会物流总费用与 GDP 的比率为 14.8%，与发达国家物流总费用占 GDP 的比例约 10%相比，我国物流成本仍处于较高水平，亟需产业升级、降成本、提效率物流企业对智能物流的需求愈发强烈，中国智能物流市场将持续扩大2017 年，物流数据、物流云、物流技术服务的市场规模超过 4000 亿。综合国家经济增长及物流行业发展趋势等众多因素，预计 2025 年智能物流的市场规模将超过万亿10.210.610.811.112.113.316.90%16.60%16.00%14.90%14.60%14.80%13.00%13.50%14.00%14.50%15.00%15.50%16.00%16.50%17.00%17.50%1010.51111.51212.51313.5201320142015201620172018社会物流总费用(万亿元)GDP占比26.45%20.10%26.53%21.15%20.41%17.94%22.92%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%30.00%010002000300040005000600070002013201420152016201720182019E2020E智能物流市场规模增长率5G+IoT+AI 助力物流5G 移动通信技术的发展5G3/4G2G1GTelecom 4.0ITTelecom 3.0IPIP 承载(BICC/SIP)通信网软件硬件控制解耦转发Telecom 2.0DigitalTelecom 1.0Analogue1G 为代表，模拟化通信2G 为代表，数字化通信3G/4G 时代，从软交换到 IMS，最后到 VoLTE，实现 IP 化5G 时代，NFV/SDN 是 ICT 化的催化剂，驱动 IT/CT 走向深度融合1.0：模拟化2.0：数字化3.0：IP 化(CT over IP）4.0：IT 化(NFV/SDN 为 标志，ICT 融合)5G 的三大应用场景 数据流量爆发式增长（CAGR 47%）视频业务为主，4k/8k 视频，AR/VR用户体验速率提升（100Mbps）垂直行业（智慧门店、智能家居、环境监测等）物联网业务激增（2-18-2023 蜂窝连接11亿-109亿）广覆盖、小数据包、低成本、低功耗车联网、自动驾驶、工业控制、远程医疗车联网潜力巨大移动速度高，时延低至 1ms，100%可靠性eMBBmMTCURLLC万物互联Future10Gbps 1ms eMBB超大带宽高清视频智能家居智慧城市随时随地办公AR/VR工业控制自动驾驶URLLC超可靠、超低时延百万/Km2mMTC大连接、低能耗5G 与云计算、人工智能、新型媒体、物联传感等基础技术相互结合，产生或优化大量通用功能，为用户带来更好的体验5G 使能新技术，孵化和重构行业新生态5G 基础能力+基础技术行业场景方案通用功能垂直行业网络切片+边缘计算高频通信大规模阵列体天线云计算人工智能新型媒体4K/8K 超高清区块链大数据传感技术AR/VR/MR/全息可信平台移动智能监控智能网联远程控制虚拟专网/云联网无人驾驶8K 视频直播智慧门店云专线远程培训远程控制智能仓储智能教育工业生产无界零售云服务交通出行智能物流泛文化娱乐5G+MEC 助力物流业务优化多种接入方式 超高峰值速率 海量用户接入 本地定制服务 丰富平台能力 灵活部署控制终端CPEeNB5G4G固网WI-FI本地流量外网流量loT多接入支持汇聚轻量级管理EPC/5GCInternetMANOMEPMVIMAI分流RNIS编解码LBS加速本地网/企业网车联网物流园区仓储生产无人配送5G+IoT 推动物流高度互联智能交通智能园区利用 5G 低时延特性，基于物联网实现车、路、人的完美协同利用 5G 高速率、低时延特性，基于物联网提升物流的生产效率和人员、车辆、运维等管理能力智能配送利用 5G 低时延、高带宽特性，基于物联网保障无人车、无人机安全驾驶和飞行，实现智能配送道路监控5G 智能仓无人配送机器人远程驾驶网联车智能交通设施编队行驶智能运输智能安防利用 5G 高带宽特性，基于物联网高清视频监控，提供多重安防保障安防监控智能楼宇巡检机器人智能仓储利用 5G 大连接特性，基于物联网实现仓储机器人、装备设施、货物联网，推动智能仓储巡视无人机巡检无人机配送无人机安防无人机园区车辆园区人员园区运维Computer Science 对人工智能的定义为“智能代理”，即任何能够感知环境并采取行动使得目标最大化成功的设备。从 1950s 至今，人工智能大致经历了三个阶段：诞生期（1950s-1980s），工业期（1980s-1990s）和应用爆发期（2000s-至今）。2019 年是 5G 商用元年，凭借 5G 网络的性能优势，人工智能的发展前景势必更加广阔。5G+AI 开启物流智能化eMBB 大数据喂养开放人工智能平台自动驾驶人脸识别数字孪生物资联网决策辅助智能机器人狭义的人工智能感知的智能开放人工智能生态广义的人工智能认知的智能补强mMTC 广覆盖URLLC 精准控制JavaCPUDATA算法芯片GPUPythonFPGAC5GAIAI 的三大转型5G+AI更灵敏、更精准、更智能智能物流通过 5G 和 Cloud，结合物联网、大数据、人工智能等关键技术，将人货场，仓运配链条拉通，实现仓运配一体化。5G+Cloud 实现仓运配一体化云数据中心应用云服务应用云服务物流仓库 1物流仓库 2物流仓库 N数据分析协同作业系统规划系统货码识别库存系统行为检测设备管理智能安防任务系统车辆管理考勤系统仓储管理配送管理生产优化智能排产路网协同仓配协同设备管理能源管理全国骨干网日志服务Devops云管理平台大数据分析云监控容器服务本地流量视频流监控视频分析应用云服务（SaaS）监控平台订单监控货物分析智能巡仓热力地图异常出入.智能物流的应用场景5G 推动创建全链条数字孪生世界物理世界数字世界创造新生行动决策链接聚合分析洞见给物流过程配置传感器，检测物流过程和环境的关键信息将可执行的洞见反馈到物理世界与数字流程，智能化地干预物理世界流程与数据平台无缝互联，多环节数据汇总存储进数据库中数据分析与可视化处理，模拟不同环境下的发展情境，供决策参考运筹优化人工智能数据挖掘需求预测运营策略模拟优化算法测试绩效结果分析传输接口BAM 软件集成中间件服务总线数据中台仿真系统混合模式速度 压力 光照 流量传感器液压 电动 机械 热力促动器干预映射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理世界，闭环往复5G 助力物流各环节数字驱动、智能规划从宏观物流网络，至微观的物流生产，5G 链接了上游企业到终端用户、从躯干到毛细血管的海量数据，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。智能决策在数据世界快速交互与验证，最终在物理世界落地决策，从而实现持续性改进设计与创新。5G 链接数据，再创造孪生的智能世界，降本增效、协同最优。各环节数字驱动，降本增效各环节智能规划，协同最优物流生产规划生产规划生产规划物流网络规划全网运输 路径规划 车辆调度 配载优化终端配送 智慧路区 终端路径 即时集单库内存储 商品布局 拣货路径 耗材推荐终端网络 智能路网 同城网络 传摆优化全网路由 路由规划 场地选址 全链优化仓间优化 人机混合 智能存储 智慧排产 企业仓储环节运输环节配送环节用户入库在库出库无界零售门店站点商家RDCRDCFDCFDC京准达京尊达京瞬达7Fresh便利店无人超市5G 为智能物流运输提供能力保障车路协同车车协同自动编队行驶5G+V2X 是无人驾驶的基础，车辆能够第一时间获取路面全部信息做出决策，并与周边联网的物产生快速联动。随着5G 技术的出现，单车智能与通信技术实现优势互补，一方面为无人驾驶的全方位信息采集提供丰富数据来源，另一方面为其智能决策提供算力支持。汽车和交通运输相关服务由此前的信息服务，向安全与效率服务、以及车路协同和自动驾驶服务演进，为物流运输智能化、网联化的能力提供保障物流运输车联网 V2X 应用场景包括远程监控和自动编队行驶，前者已经可以实现，而后者是终极目标；目前，实现自动编队行驶的主流路线是“5G+V2X”库内存储 5G+V2X物流运输中的 5G+V2X 应用C-V2X 监控车箱开关门状态，视频监控车箱内货物情况。实时监控车辆行驶轨迹通过视频传感技术实现行车安全预警，并能及时通知到人对油耗和里程进行监控，瞬间大量油耗损失的情况和里程异常的情况产生报警实现初步自动驾驶，通过车云交互实现信息互通，云端辅助行车身份鉴权行车安全预警运输运营管理运输行车辅助5G 推进区块链成为物联网安全卫士目前，物联网设备通常要通过云服务器进行身份识别，如果这些身份数据遭到破坏、窃取或模仿，会构成重大的安全威胁。通过使用去中心化的区块链，可以通过非对称加密和哈希算法来保护这些身份信息的安全使用区块链去中心化的分布式认证技术，每个设备可以生成自己唯一的基于公钥的地址，从而能够和其他终端进行加密消息的收发身份鉴权隐私保护区块链的分布式对等结构和公开透明的算法，有助于在不同标准的设备厂商间建立互信，促进多方协作多方协作互联设备将会处理大量资金、或进行车辆的操作，因此具有强大安全性的防篡改底层协议至关重要，区块链可以作为解决物联网设备之间纠纷的基础层可证可溯物联网设备可根据自己的公钥地址去对应的区块链节点进行注册，并且可动态路由和切换，提供比现有中心化基础设施更高的安全级别无单点故障IoT 安全防护区块链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。上链数据可以借助物联网技术和传感器设备采集，例如温度、湿度、坐标等，通过区块链技术加密分布上链，并通过智能合约提供危险因素自动报警功能。这些物联网提供的数据也可被海关、口岸办、检验检疫局等监管机构利用，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。5G 与区块链共同打造物流追踪可视化生产方区块链账本分销商IoT 设备IoT 设备IoT 设备IoT 设备IoT 设备消费者散货中转运输（干线/支线）运输（传站/摆渡）3PL5G 设备5G 设备5G 设备5G 设备5G 设备5G 设备实际的物理世界可信的区块链世界BBBBBBBBB5G 实现物流园区高效智能管理物流行业的中心枢纽物流园区，将运用 5G 高带宽、低时延、大连接的特性，极大程度提升各项物联网设备的连接能力和交互能力。通过 5G+IoT+AI 技术融合创新应用，全面提升人员、车辆、生产、安防、运维五大领域的管理能力，迎来从“被动型传统管理”到“主动型智能管理”的巨大转型；形成具有“高智能，快决策，一体化”特点的智能物流园区。基于高精定位，实现园区人员无感打卡、实时位置追踪、作业路径规划、工时统计人员基于 5G 高清视频，将无人机/无人车用于园区安防，实现 24H 不间断巡检，降低人员成本，提升安防效率安防基于高精定位，实现园区车辆无感入园、实时位置追踪、智能月台导引、无感停车车辆多种 5G 技术、5G 终端的融合应用，全面提升人仓、自动化仓、人机 CP 仓的作业效率生产基于5G高清视频AR/VR技术，实现园区问题远程诊断、远程协助；基于物联网技术，实现园区能源管理运维5G 为高密度的无人仓储作业提供支撑5G 具有的大规模机器通信及超低时延的特性，可以支撑仓储大规模机器人的实时协同控制，突破传统有线传输的物理限制，以及 WIFI 无线传输的漫游问题，从而实现基于云化机器的大规模的协同调度与生产。高密度无人仓业务及布局优化大规模生产中机器人任务分配大规模作业机器人的协同控制关键技术商品订单分组实时优化机器人生产任务随机动态分配拥堵的预测、实时识别、规避及动态疏导商品存储布局多阶段优化大规模机器人仓内交通规划5G 拓展无人配运终端的应用场景超市购物场景物流运输场景室内服务场景园区内运输场景安防巡检场景应急物资运输场景无人超市、普通超市货物干支线运输办公场所、实体商业园区内货物摆渡运输仓库、园区、院区、小区、厂区灾害地区、海岛等应 急物资运输物流配送场景最后一公里配送高精度地图生成技术高精度实时定位实时控制与决策5G 通信的超高速带宽支持高精地图的实时更新，可实现路面实况、障碍物、周围环境等地物的精确自动识别，使得地图更加智能5G 的毫米波、大规模阵列天线等特性，大大提高了定位的精度，同时 5G 边缘计算可以高效地融合多源传感器的信息，实现实时高精度定位5G 超低时延可以使得无人终端更快速感知周边环境及检测物的动态信息，并做出及时决策，有助于驾驶安全5G 弥补关键短板，极大地改善 AR/VR 体验超低时延优化AR/VR 体验超高带宽推动AR/VR 发展5G 特性丰富 AR/VR 应用场景AR/VR 对网络延迟极其敏感。相比于 4G，5G 具有超低的时延，同时 5G 采用微型基站、边缘计算等方式，使得数据可以在极短的时间内实现传输，有力支撑用户 AR/VR 产品体验的提升AR/VR 需要大量的数据传输和计算功能。相比于4G，5G 网络能够提供超高的带宽进行数据传输，从而可以利用云端的高速计算能力、降低设备端的运算压力4G 仅能满足部分 AR/VR 应用需求，5G 将拓展出全新的应用场景。在物流应用领域，通过与 IoT 的结合实现可视化管控；在教育、营销、娱乐以及社交等领域的 AR/VR 应用也将得到进一步的拓展升级超多场景超高带宽超低时延AR/VRAR/VR 作为一种新型的信息展示方式，能够与各行业进行展示对接。5G 深化 AR/VR 在物流行业的应用基于 AR 眼镜等设备提供库内导航，可视化拣选和自动扫描、确认等功能，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末端配送过程中，AR 眼镜等设备同样可以提供装载优化提示，同时提供小区辅助导航，提高末端配送效率；基于 AR 眼镜还可以进行快速确认客户身份，提高货物交付的安全性货物装载时，通过可穿戴 AR 设备提示货物装载顺序及装载位置，提高货车装载率和作业效率；运输过程中，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员工通过 VR 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，提高培训效率的同时降低培训成本；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、维修效率真实环境识别三维交互跟踪虚拟场景渲染虚拟现实融合计算仓储作业AR 仓储规划AR 安全交付AR 辅助运输AR 安装维修运载优化末端配送支撑服务终端数据5G 云专线让移动仓储走进现实5G 网络超过 100Mbps 的体验速率和 10Gbps 以上的峰值速率，让移动仓储走进现实5G 基站5G 核心网5G 边缘云5G 基站本地园区物流云/数据中心Internet/专用承载网5G CPE接入接入5G CPE5G CPE移动仓库 15G 虚拟专线移动仓库 2移动仓库 N端到端 20ms（本地部署）4ms（5G）5ms 15ms（30ms）依业务部署位置而定扫码关注：金融干货精选获取更多干货资料