1.2 智慧物流中的技术体系
智慧物流技术包括感知层、网络层和应用层三大层面,核心技术包括自动感知技术、网络通信技术、数据计算技术、自主决策技术、透明协同技术及高效执行技术,多项关键技术共同构成智慧思维系统、信息传输系统和自动执行系统三大核心技术系统。智慧物流技术体系如图1-3所示。
图1-3 智慧物流技术体系
智慧物流技术体系的系统要素包括“三层三系统”,“三层”即感知层、网络层和应用层,“三系统”即智慧思维系统、信息传输系统和自动执行系统。智慧物流的关键技术以物联网、5G、云计算、大数据分析、区块链和人工智能为核心,包括自动感知技术、网络通信技术、数据计算技术、自主决策技术、透明协同技术和高效执行技术。
1.2.1 智慧物流中的系统要素
1.智慧物流中的技术层次
(1)感知层。感知层是智慧物流系统实现对货物感知的基础,是智慧物流的起点。物流系统的感知层通过多种感知技术实现对物品的感知,常用的感知技术有条码自动识别技术、无线射频感知技术、传感器感知技术、红外感知技术、语音感知技术、机器视觉感知技术等。所有能够用于物品感知的各类技术都可以在物流系统中得到应用,在具体应用中需要平衡系统需求与技术成本等因素。
(2)网络层。网络层是智慧物流的神经系统与思维系统。物流系统借助网络通信技术和区块链技术进行信息的传输与共享,利用大数据分析、云计算等技术分析处理信息,产生决策指令,再通过传输手段向执行系统下达指令。
(3)应用层。应用层是智慧物流的应用操作系统,其借助人工智能等技术接收来自网络层的决策指令,在应用层实时、高效、自动地执行物流操作。
2.智慧物流技术系统
智慧思维系统是物流的“大脑”,是智慧物流技术系统的核心要素。大数据分析技术是智慧思考的基础,方便智慧物流系统对海量物流数据进行实时处理分析;云计算是智慧思考的引擎,将数据分析能力放在云端共享,通过按需、按量配置算力的模式,实现物流业务全环节、全场景的智慧决策。
信息传输系统是物流的“神经网络”,是智慧物流信息互联互通的组成部分。物联网是信息感知的起点,也是信息从物理世界向网络世界传输的“末端神经网络”;网络通信技术是信息传输的基础,物流系统借助网络通信技术构建物流信息传输与处理的虚拟网络空间;区块链技术作为物流信息传输与共享的保障,能有效地维护数据的真实性、安全性及透明性。
自动执行系统是物理世界智慧物流具体运作的体现,人工智能技术赋能物流执行系统。人工智能技术对物流装备的智慧化升级,赋予机器物流业务学习能力,实现自动化、无人化的自主作业。
1.2.2 智慧物流中的关键技术
1.智慧物流中的自动感知技术
智慧物流中的自动感知技术以物联网技术为核心,实现物品自动感知与联网。自动感知技术包括编码技术、识别技术、传感技术、定位技术等。编码技术,主要参照国家商贸物流标准化编码体系,实现标准化编码;识别技术包括条码识别技术、无线射频识别技术等;传感技术包括位置、距离、温度、湿度等各类传感设备与技术;定位技术包括定位与导航技术等;此外,红外、激光、机器视觉等各类感知技术也在智慧物流领域中有所应用。
2.智慧物流中的网络通信技术
智慧物流中的网络通信技术是智慧物流的神经网络,是智慧物流信息传输的关键。随着5G的发展和应用,物流业的网络通信能力将得到极大的提高。网络通信技术通常应用在局部的场景中,如智慧物流仓,常采用现场总线、无线局域网等技术;目前,集网络、信息、计算、控制功能于一体的虚实融合网络系统、信息物理系统技术架构正在发展之中,随着信息物理系统的技术发展,这一技术体系有望成为智慧物流底层的基础技术体系。
3.智慧物流中的数据计算技术
智慧物流中的数据计算技术主要以云计算技术为核心,结合实际的应用场景,创新发展雾计算和边缘计算。在智慧物流系统的层级上,常常采用雾计算技术;在智慧物流独立硬件的应用场景中,通常采用边缘计算技术。云计算服务模式,更适应智慧物流不同的应用场景,满足信息服务实时化响应需求,达到统筹资源、快速响应的目的。
4.智慧物流中的自主决策技术
智慧物流中的自主决策技术以大数据分析技术为核心,主要包括大数据存储技术、大数据处理技术、机器学习技术等。大数据存储技术包括数据记录、数据存储、数据验证、数据共享等;大数据处理技术包括数据统计、数据可视化、数据挖掘等;机器学习技术包括经验归纳、分析学习、类比学习、遗传算法、增强学习等。
5.智慧物流中的透明协同技术
智慧物流中的透明协同技术以区块链技术为核心,保障数据的真实性、安全性、透明性,实现物流业务智慧升级。区块链技术主要包括分布式存储技术、共识技术、数字加密技术、智能合约技术等。分布式存储技术用于实现账本去中心化,促进交易数据全程透明共享;共识技术维护账本的一致性,避免信息被篡改,保障信息真实可靠;数字加密技术用于保障信息安全,防止重要信息泄露;智能合约技术通过将物流交易操作程序化,实现业务执行自动化。
6.智慧物流中的高效执行技术
智慧物流中的高效执行技术以人工智能技术为核心,是智慧物流系统中应用层的技术,结合具体物流业务,主要包括自动分拣技术、智能搬运技术、自动仓储技术、智能配送技术。自动分拣技术包括各类机器人拣选、自动输送分拣、语音拣选、货到人拣选等各类自动的分拣技术;智能搬运技术主要指通过自主控制技术,进行智能搬运及自主导航,使整个物流作业系统具有高度的柔性和扩展性,如搬运机器人、无人叉车、无人牵引车等;自动仓储技术指通过货架系统、控制系统、自动分拣系统、自动传输系统等实现货物自动存取、拣选、搬运、分拣等环节的机械化与自动化;智能配送技术包括货运车联网、智能卡车、无人机系统、配送机器人系统等。