摘 要

目前物流行业普遍采用人工智能 物流模式，完成了从装载、卸载到配置运送的智能性与现代化，降低了成本，提高了效率。伴随产品从供应地到目的地的物流产业订单数量的日渐增长，这种模式逐渐达到了瓶颈。和现代化物流产业有关系的大数据、云计算等现代化基本数据收集和感应设备的现实需求依旧具有比较大的差别距离，物流网络笼罩的范围和精准性不足。4G通信网络已逐渐成为物流产业进一步升级的障碍，迫切需要一个新的、快速的通信网络来“革新”物流产业。5G的应运而生，其高速率、大容量、低时延的特点将逐渐取代4G通信网络，成为物流业的核心技术。本篇论文在钻研5G和人工智能交融的基础之上，深入地探索了物流生产要素的重组、运作流程的重新构架和新型物流生态环境的组成。在此基础上，对物流业的发展提出了切实可行的建议。

关键词：5G；人工智能；新物流发展；建议

Abstract

At present, the logistics industry generally adopts the mode of artificial intelligence logistics, which not only realizes the automation and intelligence from loading and unloading to distribution, and reduce overhead and gain efficiency. With the continuous increase of logistics orders, this mode gradually reached the bottleneck. There is still a big gap in the actual demand for intelligent basic data collection and perception facilities, for example, large data and the cloud in logistics are cold and low，related to intelligent logistics, and the coverage and accuracy of the logistics network are not enough. 4G communication network has gradually become an obstacle for logistics industry to further upgrade, and a new and faster communication network is urgently needed to "Innovate" the logistics industry. With the emergence of 5G, its characteristics of high speed, large capacity and low delay will gradually replace 4G communication network and become the core technology of the logistics industry. Interacting with artificial intelligence as the basis for integration of 5G，this paper further discusses the reorganization of logistics production factors, the reconstruction of operation process and the formation of new logistics ecology. On this basis, putting forward practical suggestions for the development of logistics industry.

Key Words：5G；artificial intelligence；new logistics development；suggestion

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 研究方法与思路 1

1.3 国内外研究现状 1

1.4 4G与5G对比 3

第2章 智能设备重组生产要素 5

2.1 4G时代下人工智能设备的应用 5

2.2 5G时代下重组生产要素 5

2.3 5G无人机物流配送 6

第3章 智能算法重构运作流程 9

3.1 4G时代下人工智能算法的应用 9

3.2 5G时代下重构运作流程 10

第4章 形成新物流生态 12

4.1 4G时代下关键技术的结合 12

4.2 5G时代下形成新物流生态 13

第5章 物流发展可行性建议 17

5.1 5G 无人仓发展 17

5.1.1 制约无人仓发展的因素 17

5.1.2 无人仓规划与技术方案 17

5.1.3 无人仓库存管理方案 18

5.2 5G 无人机发展 18

5.2.1 两种能力 19

5.2.2 四项建设 19

第6章 总结与展望 21

6.1总结 21

6.2展望 21

参考文献 22

致 谢 23

1. 绪论
   1. 研究背景

10亿包裹时代的到来，凸显了国内物流业空前繁荣。在4G时代，物流发展迅速，集成了人工智能，逐步走向智能化、自动化。人工智能与物流的融合主要体现在智能装备生产要素的重组、智能计算对物流运行过程的重构以及新物流生态系统的形成方面。由于4G通信网络本身传输性质的限制，人工智能与物流的集成也不可能更加完美。智能设备的自动化控制，供应链和物流的智能管理，和“无人”物流的自动配置输送，皆或者是多的或者是少的涵盖雾计算、云计算、大数据和物联网等科技手段。每分每秒进行大量的数据传输，伴着时间的增长，收集的数据数量也日渐增多。4G已成为人工智能与物流一体化的发展局限。5G通信网络的出现为物流业的发展注入了新的活力。

• 1. 研究方法与思路

查阅国内外文献和关注追踪国内外实时相关信息，研究美国、日本等发达国家的5G 人工智能的物流发展趋势，再与中国进行对比。分析其新生的物流生态，探究其中的共性和差异性，联系我国的物流现代发展情况，提出一些可以实行的方法。图1.1是整个论文的逻辑思维架构。

• 1. 国内外研究现状

目前，各个国家都已经把5G的发展列入到了国家的发展议论和发展日程上了。运营商Verizon是来自于美国的，他们在一些范围内签署和布置了5G的用作商业用途的无线网络和5G内核网络。制造设备的商家爱立信供应了5G的内核网络、5G的无限连接网络、传送网络和有关的服务，这将推动以3GPP为基础准则的5G解决方案的商业用途化。在当今社会的物流业高速发展的境况之下，美国政府将政府的宏观政策作为导向方案，确定了现代化物流和经济社会共进的战略构想。日本有三个大型的移动运营商，它们目标是二零二零年在某些地方推出有关于5G的服务，并希望大约在二零二三年把5G的商品化扩大到整个国家的范围内。依照二零一七年七月的刚刚订立的协议，欧洲联盟目前制定了5G的发展战略构想，阐述了重点方案和时间构架。通过该路线图，欧盟同意一项计划，协调5G频谱技术的使用和使用，并将其分配给电信运营商。^[1]欧洲电信委员会的成员国代表表示赞同在二零二五年的欧洲各洲动用5G的项目。国内物流企业逐步开始开发5G应用。顺丰公司的“三线航空运输网络”是当今无人物流货物运输的机器的真实写照，5G通信网络的

图1.1 论文逻辑架构图

介入，运行成本得以降低、运行效率得到提高仅仅是它的好处之一，更重要的是实现产业升级、更加自动化、更加智能化；京东公司在上海设置了物流所有运行过程中仅使用智能化设备的系统，全过程无任何人工操作，仅仅依靠人工智能自主操作，每天处理订单超过20万次。国内外5G在物流中的发展离不开人工智能的应用，无人机、无人车、全自动分拣产业线等，4G虽然无法实现，但是5G带来的希望。国内5G人工智能 物流处于世界前列，与发达国家的差距逐渐缩小。

• 1. 4G与5G对比

表1.1 性能与技术对比表

和4G时代相比较，5G属于方方面面的升级。依照3GPP的要求，5G具备使用性能高、延迟效果低和容量大的优点。上述的特性重点表现到毫米波、小基站、Massive MIMO、全双工和波束成形的科技当中。无线传输率的提高办法有以下两类，第一类是频谱的利用率的提升，第二类是频谱带宽的提升。5G使用毫米波就是经过第二类的办法提升的传输速率。举例，在频段为28GHz处，可以使用1GHz的频谱带宽，但是在频段为60GHz处，2GHz成了各个信道的可以使用的信号带宽。^[2]这就成了移动通信的历史上首次开展的新型带宽资源。毫米波的不可忽视的缺点就是穿透力太差，衰弱减性高。可以预想到，在未来5G的移动通信将不需要依靠巨型的基站，一些小基站的布局能够形成一种新型的趋向，能够覆盖及大型的基站没有方法连接的最终端的通信。除了毫米波广播之外，5G基站还能够拥有比现在的蜂窝网络基站更多的MIMO的技术。现在具备的4G基站只拥有不到二十根的天线，5G基站能够承受百根以上的天线。这些天线能够使用MIMO技术成为大范围的天线列阵，这就等同于基站能够同一时间传送和接入许许多多的用户发出的消息，以至于移动网络的使用容量能增大到十倍或者是十倍以上。Massive MIMO的难点挑战是干扰如何降低，然而这正因Massive MIMO技术里的各个天线列阵合成了许多的天线。假设可以有效率的运用这些天线来消灭或是增大他们发射出来的每个电磁波的空间，就能够成就一个十分狭窄的波束，而和全向传输不同，有限度的能量集成在特别确定的传输方向。不但传输的距离增长了，而且还降低了信号被干扰的力度。这种向特定方向传输无线信号的技术称为波束成形。全双工技术是指具备同样频率资源的设备收发机在相同的时间运行，让通信的两个端在上行和下行能够一起运用同样的频率，改变现行的频率双工分和时分双公分的形式，这是关键之处完成双向的通信。通信节点完成双向通信，在同一时刻完成5G需要的高度吞吐量和低微的延迟率。

1. 智能设备重组生产要素

2.1 4G时代下人工智能设备的应用

随着人工智能技术的发展，越来越多的人工智能技术逐渐融入物流领域使其从传统的物流走向智能化、自动化。人工智能产品的发行渐渐替代了传统的工人。机械手臂、机器分拣带、智能机器人等智能产品的发行，有力的提升了整个产品运输进程的工作成效。智能设备从入库、存储、包装、分拣、出库等任务开始，使所有的环节紧密相连，有序运行。推出“无人仓”，使人工智能的价值达到最大化。智能大脑可以在0.2秒内算出300左右的机器人拥有的六百八十亿的可以实行的途径；智能操控系统的反应速率是人类反应速率的六倍之多；智能分拣的速度是三米每秒，这已经是世界上最快速的分拣了。^[3]智能大脑是一套整体的产品运输系统的管制技术体系。它把人工智能的算术方法和自动感应识别技术结合了起来，操作着机器人、机器人和产品运输系统、机器人和管理员的相互合作。它是无人仓的核心技术。无人仓库包装区分配了六个轴的机器人、自动运输材料的机器人、目测检测仪器等许多的设备。六轴机械手智能抓取从存储区运出的货物，用目视检测仪器进行检测、测量和识别。他们将根据货物本身的条形码和订单信息的条形码来判断如何安排、组装和运输货物。分类后的货物通过输送带输送至自动包装机器人。无人仓库的分拣区就是无人仓的运用机器人最为密集的地方。小的分拣机器人的任务是依照订单的地址把每个订单的小包裹放到不一样的中转袋子当中；中的分拣机器人成功进行第二轮的分拣和中转；大的分拣机器人运输大包裹到伸缩运输机处，经过传输带把包装直接传输到仓库外部的运送货车上面。^[4]

货物出库之后，自然是要进行货物的配送。但是限制于4G，无法进行更加智能的配送，只可以运用人工运输完成最后的分配输送服务。这个人力成本是不可忽略的，并且人工运输的过程里要思考到种种不可预知因素对它的影响作用，从而会导致物流效率的下降。亟待一种新的配送方式来替代人力配送，通讯网络落后于人工智能技术，自然而然的就限制了物流运输和配送行业的发展前景。

2.2 5G时代下重组生产要素

近些年，无人驾驶技术的突然兴盛，带动了各行各业的发展。通讯网络对于无人驾驶车辆，就像人体内的脉络一样。在驾驶过程中，无人驾驶车辆需要与车载计算机不断地交换信息，以便计算机做出相应的指令。在这一时间段里，要有巨大的数据传输。在此期间，需要大量的数据传输。无人驾驶车辆每秒消耗约0.75G数据，5G网络的传输速率为10GB/s，是4G网络的100倍。由于安全原因，无人驾驶车辆对网络延迟的要求很高，必须控制在10毫秒以内。否则，由于网络延迟，计算机接受信息十分慢速，以至于形成了危险的境况。当车辆处于紧急状态时，反应速度至关重要。事故通常在几毫秒内发生。5G的低速延迟率能够更好的跨过这个障碍。无人驾驶技术在物流配送中的应用，直接反映是无人车和无人机在物流配送中的应用。无人车、无人机等智能的设备在最后的配置输送的时候，必须对路况做出实时响应。因此，有必要配置高规格的通信网络，确保设备能根据意外情况实时反应，避免造成重大损失。无人机有望通过5G通信网络摆脱安全困境，包括无人机识别、“黑飞”、隐私数据安全、禁飞区和电子围栏、公共和隐私安全等问题。通过5G通信网络，实现了无人机之间的连接、无人机群编制和管理。它和许多的情景都能相容，它可以帮助无人机产业完成安全、高效率、增加产值的开发。智能机的高度清晰的视频监控器使用需要100毫秒的延迟，远超1G的使用速率，智能机群体协作更加是需要限制1毫秒以下的延迟时间，5G通信网络可以很好地满足无人机在物流配送场景的应用。^[5]智能无人配送车装有雷达激光、超声波雷达和GPS位置确定功能，使用自主决策计算方法，及时感受四周的环境，规定自动驾驶的路途。智能无人配送车能够规避路人、宠物和行驶或停放的车辆等一系列障碍物。它们能够分别交通灯的信号，进行反应，并在货物到达时通过短信通知用户。无人货箱系统能够让多种人机进行交流，比如验证码的实时发送、有效的识别人脸、一个按键就能拿取货物等等。无人配送车的实时反馈和配送车集群的路由规划管理需要大量的数据传输，5G能很好地满足需求。

不管是“无人仓”，还是货物智能无人配送，4G通讯网络能做到的，5G不仅都能做到，而且能做到更好，甚至能做到4G无法做到的。这取决于5G本身的优势特性。5G在4G的基础上进一步提升了物流效率，重组了生产要素。把货物从仓库放到整个分配输送的环节，变得更为的智能化、实时化，增加了物流运输和配送业对故障的反应速率，提升了产品输送感觉，节约了许多的人工使用费用，充分利用了物流资源。

2.3 5G无人机物流配送

无人机在物流场景下的应用主要是物流配送。可以先在三线以下城市或者农村进行试点飞行，获取无人机配送相关数据后，再在一线二线城市投入使用。物流订单主要来源还是这些发达城市，无人机投入使用后可提升配送效率以及用户体验感，为物流企业带来更高的收益。发达城市路况的复杂，更能体现5G无人机的配送优势所在。

图2.1是无人机的配送流程，基本上每个流程都需要进行数据的交换和传输，粗线条表示重要流程，这些流程要求高规格通讯技术，需要进行数据的实时传输和交换，保证无人机的正常运行。5G通讯网络无疑是最好的选择。

整个无人机配送流程详细说明（假定每个无人机站点都有充足的货物或者货物在各站点之间流通迅速）：

Step1：物流订单系统拿到配送订单后，向人工智能仓储终端发送一条配送需求命令。

Step2：智能终端从无人机登记数据库中获取距离订单目的地最近的无人机站点。并发送配送命令。