8月10日，由蘇寧物流、中國物流與采購聯(lián)合會(huì)及江蘇移動(dòng)、中興通訊、極智嘉、未來機(jī)器人、真機(jī)智能等合作伙伴聯(lián)合推出的《5G智慧物流創(chuàng)新示范白皮書》正式發(fā)布。該白皮書旨在通過5G技術(shù)對(duì)物流倉運(yùn)配全鏈路的升級(jí)改造，為物流基礎(chǔ)設(shè)施智慧化發(fā)展、供應(yīng)鏈服務(wù)提供決策依據(jù)。

白皮書分為五章，包括：物流行業(yè)關(guān)于 5G 應(yīng)用的初步探索，5G 助力倉儲(chǔ)智能化發(fā)展，5G 助力無人配送智慧升級(jí)，5G 賦能物流園區(qū)智能安防，5G 引領(lǐng)物流產(chǎn)業(yè)變革。本文摘取了第二章《5G 助力倉儲(chǔ)智能化發(fā)展》的主要內(nèi)容，進(jìn)行了編輯整理。

截至目前，蘇寧物流全國倉儲(chǔ)及相關(guān)配套面積1200萬平方米，業(yè)務(wù)覆蓋供應(yīng)鏈、快遞、冷鏈、即時(shí)配送、物流地產(chǎn)、售后等六大板塊，建立了“區(qū)域中心倉群+前行倉群+前置倉群”三級(jí)倉網(wǎng)布局，末端網(wǎng)點(diǎn)超過 26000個(gè)，在全國95%以上的區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)達(dá)。

其中，蘇寧超級(jí)云倉（圖1）位于南京雨花物流基地，是亞洲第一、世界前三的智慧物流基地，部署有包含AS/RS、miniload、SCS、無人叉車和AGV等自動(dòng)化系統(tǒng)，建筑面積達(dá)20萬平方米，可存儲(chǔ)2000萬件商品，日處理包裹181萬件。

蘇寧著力推動(dòng)5G+物流產(chǎn)業(yè)落地探索實(shí)踐，并進(jìn)行了創(chuàng)新示范項(xiàng)目實(shí)施。2019年至2020年，蘇寧在南京雨花區(qū)物流云倉完成了5G終端模組——園區(qū)物流MEC——核心網(wǎng)——業(yè)務(wù)全鏈路打通，完成物流倉儲(chǔ)AGV、無人叉車、智能安防方案在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的部署實(shí)施，旨在降低物流產(chǎn)業(yè)中機(jī)器人設(shè)備成本，釋放物流作業(yè)端、設(shè)備端、管理端的自動(dòng)化、智能化能力，實(shí)現(xiàn)物流產(chǎn)業(yè)的降本增效實(shí)際示范。

一、AGV實(shí)現(xiàn)5G云化升級(jí)

從1913年美國福特汽車公司開始使用有軌道的導(dǎo)引車輛算起，到目前為止AGV已經(jīng)經(jīng)歷了3代，第三代AGV（AMR）從2016年開始，AMR主要基于WIFI網(wǎng)絡(luò)方案，實(shí)現(xiàn)AMR、附屬設(shè)備（揀貨站、掃描槍、電子標(biāo)簽等）與服務(wù)器之間的相互通信。

目前，AMR主要有以下幾個(gè)棘手的問題：

一是WIFI網(wǎng)絡(luò)自身問題。由于WIFI使用的是非授權(quán)頻段，非常容易受干擾，再加上倉庫和工廠中有大量的金屬貨架，導(dǎo)致信號(hào)衰減嚴(yán)重，會(huì)加劇現(xiàn)場無線網(wǎng)絡(luò)的可靠性，造成延時(shí)大，丟包率高甚至AMR掉線。

二是算力制約AMR進(jìn)一步智能化。在視覺和激光導(dǎo)航場景下，為了提高安全性，需要360°激光雷達(dá)以及多個(gè)攝像頭，這對(duì)AMR本體的算力提出很大挑戰(zhàn)，尤其是AMR智能化和小型化是后繼發(fā)展的趨勢，在有限空間內(nèi)提升算力已經(jīng)比較困難，已經(jīng)成為制約AMR智能化的瓶頸。

1.設(shè)計(jì)思路及建設(shè)目標(biāo)

（1）設(shè)計(jì)思路

相比較于WIFI的各種棘手問題，5G的高速率、大帶寬和低時(shí)延特性，能夠帶來更寬廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接和更高效的數(shù)據(jù)傳送。再結(jié)合MEC邊緣計(jì)算、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)，會(huì)進(jìn)一步提高AMR的智能，使其能夠勝任更多的應(yīng)用場景。

AMR通過5G和Cloud互聯(lián)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從訂單—生產(chǎn)—物流—運(yùn)輸—配送—門店/個(gè)人的智慧物流全流程貫通。

蘇寧聯(lián)合江蘇移動(dòng)、中興通訊、極智嘉在蘇寧云倉完成了5G賦能蘇寧云倉柔性化生產(chǎn)創(chuàng)新示范方案。

（2） 建設(shè)目標(biāo)

通過該創(chuàng)新示范項(xiàng)目，主要達(dá)到以下目標(biāo)：

AMR、揀貨站、電子標(biāo)簽等終端設(shè)備能夠通過5G穩(wěn)定地連接到網(wǎng)絡(luò)；

MEC實(shí)現(xiàn)AMR小車與RMS服務(wù)器之間網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；

訂單信息能夠通過公網(wǎng)傳遞到RMS服務(wù)器，RMS服務(wù)器根據(jù)訂單信息生成調(diào)度指令，下發(fā)給AMR。

RMS的app能夠部署到MEC容器內(nèi)，降低硬件成本。

2.實(shí)施方案

（1）激光導(dǎo)航與視覺導(dǎo)航

AMR采用極智嘉最新的P系列機(jī)器人，標(biāo)配支持二維碼導(dǎo)航，最大負(fù)載800kg。得益于5G的大帶寬傳輸性能，AMR可以搭配激光導(dǎo)航和視覺導(dǎo)航模塊，并通過5G將大量數(shù)據(jù)上傳到MEC，實(shí)現(xiàn)云化AMR。

激光導(dǎo)航方案在AMR前端會(huì)增加一個(gè)激光雷達(dá)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過5G上傳到MEC完成加速計(jì)算，并完成地圖繪制、更新、導(dǎo)航算法以及路徑規(guī)劃等功能；

視覺導(dǎo)航會(huì)在AMR前端增加一個(gè)或多個(gè)攝像頭，通過5G上傳到 MEC，利用 MEC的視頻加速處理模塊以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速模塊，完成目標(biāo)識(shí)別、導(dǎo)航、路徑規(guī)劃等功能。

（2） 功能設(shè)計(jì)

整體框圖如圖4所示，根據(jù)功能需求主要分為3部分功能：

硬件:實(shí)現(xiàn)激光/視覺數(shù)據(jù)的采集與上傳。

軟件：根據(jù)激光/視覺數(shù)據(jù)完成SLAM、導(dǎo)航與控制。

網(wǎng)絡(luò)：實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)可靠連接。

（3） 總控平臺(tái)改造

AMR部分：

AMR主控盒進(jìn)行改造，通過USB連接ZM9000模組，實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸；

充電站、揀貨站、電子標(biāo)簽采用5G CPE（MC801），實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)轉(zhuǎn)5G，連接5G網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)部分：

RMS服務(wù)器采用HPE DL388 Gen10，第一期目標(biāo)調(diào)度系統(tǒng)還是在RMS上實(shí)現(xiàn)，MEC只做網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)透傳；第二期目標(biāo)，期望把RMS的APP部署到MEC上，利用MEC實(shí)現(xiàn)AMR的調(diào)度與管理。

二、無人叉車5G創(chuàng)新應(yīng)用

1.5G助力無人叉車云化升級(jí)

早在2019年4月，“5G無人叉車”的概念就已經(jīng)被提出，但僅限于使用5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無人叉車與中央控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；同年10月，基于5G的遠(yuǎn)程控制叉車陸續(xù)出現(xiàn)，該類系統(tǒng)利用5G網(wǎng)絡(luò)將車載行車記錄儀的視頻數(shù)據(jù)傳回，為遠(yuǎn)端的工作人員提供控制輔助，實(shí)現(xiàn)了叉車的“遠(yuǎn)程控制”。然而，截至目前，無人工業(yè)車輛與5G的結(jié)合仍然處于功能性驗(yàn)證階段，并沒有深度結(jié)合。

5G與無人駕駛工業(yè)車輛的結(jié)合應(yīng)該突出以下幾個(gè)方面：

（1）與視覺結(jié)合，充分利用邊緣計(jì)算

視覺技術(shù)具有信息量大、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但也面臨大量數(shù)據(jù)計(jì)算的需求。在無人駕駛工業(yè)車輛的應(yīng)用中，5G與邊緣計(jì)算與視覺技術(shù)形成互補(bǔ)：視覺相機(jī)采集的信息通過5G網(wǎng)絡(luò)傳送至云端，利用邊緣計(jì)算提取和處理圖像信息，輔助工業(yè)車輛的無人駕駛。視覺與5G的結(jié)合降低了無人工業(yè)車輛的實(shí)施成本，在保證技術(shù)穩(wěn)定性的同時(shí)，提升了車輛的智能化程度。

（2）云化無人工業(yè)車輛

5G技術(shù)具備大連接、低時(shí)延的特性，實(shí)現(xiàn)了異地設(shè)備間的通訊。通過將車載設(shè)備的信息、運(yùn)算單元移動(dòng)至遠(yuǎn)端，極大地降低了單車成本、最小化改造模塊，使“云車輛”成為可能。

（3）遠(yuǎn)程人機(jī)協(xié)同達(dá)成人員配置優(yōu)化

基于5G技術(shù)萬物互聯(lián)技術(shù)，人工可遠(yuǎn)程接管無人工業(yè)車輛，使各個(gè)物流節(jié)點(diǎn)共享同一套人工班底成為可能。隨著物流自動(dòng)化程度的加深，大量重復(fù)性的工作和數(shù)據(jù)傳輸移交到工業(yè)機(jī)器人，人工將更加專注于臨時(shí)性的、非標(biāo)準(zhǔn)的盤點(diǎn)、巡檢、查找、核對(duì)等復(fù)雜工作環(huán)節(jié)，人員的培訓(xùn)和調(diào)度將更加專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)配置。

（4）基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的大尺度大規(guī)模調(diào)度

物流節(jié)拍的強(qiáng)健性和時(shí)效性是衡量物流效率的重要指標(biāo)，區(qū)間內(nèi)短波運(yùn)輸、主干網(wǎng)絡(luò)之間物料遷移以及倉到端的配送環(huán)節(jié)無人化變得至關(guān)重要。如何對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各核心要素進(jìn)行有效組織，對(duì)運(yùn)輸線路、倉儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、配送支線上的各類無人設(shè)備集中調(diào)度，將是大尺度大規(guī)模物流網(wǎng)絡(luò)面臨的巨大挑戰(zhàn)。搭建一個(gè)通訊時(shí)延相對(duì)較低和運(yùn)動(dòng)不確定性相對(duì)較少的場景，集群化的工業(yè)無人車輛協(xié)作將成為可能。移動(dòng)通訊技術(shù)是針對(duì)設(shè)備大范圍移動(dòng)的專用技術(shù)，特別適用于大尺度物流網(wǎng)絡(luò)下的移動(dòng)車輛信息上傳和調(diào)度信息下載，而5G技術(shù)將使得網(wǎng)絡(luò)內(nèi)信息的實(shí)時(shí)性和透明度得到較大保證。

2.實(shí)施方案

5G無人叉車提供基于5G技術(shù)的智能倉儲(chǔ)一 體化解決方案，包括無人工業(yè)車輛調(diào)度、有人/無人車輛監(jiān)控系統(tǒng)以及倉儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)其他車載設(shè)備，下圖展示了該一體化解決方案的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖。

如圖6所示，車載設(shè)備（包括車載工控機(jī)、車載高清攝像頭、車載三維視覺傳感器等）通過5G工業(yè)模組接入園區(qū)5G網(wǎng)絡(luò)，其帶寬要求適中，對(duì)穩(wěn)定性及延時(shí)有較高要求（10ms）；5G攝像頭（用于倉內(nèi)環(huán)境要素識(shí)別與監(jiān)控）直接接入園區(qū)網(wǎng)絡(luò)，其帶寬要求高，延時(shí)要求適中；其他設(shè)備（包括流水線到位傳感器、卷簾門等）通過工業(yè)CPE接入5G網(wǎng)絡(luò)，這些數(shù)據(jù)接入點(diǎn)多，但帶寬、延時(shí)要求較低。

園區(qū)內(nèi)一整套智能倉儲(chǔ)設(shè)備通過5G基站以及園區(qū)下沉的UPF及MEP服務(wù)器，直接與園區(qū)內(nèi)的相關(guān)服務(wù)器進(jìn)行通訊，完成對(duì)車載數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)的智能化分析，并將分析結(jié)果、車輛調(diào)度信息反饋給無人工業(yè)車輛。

針對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，蘇寧在5G無人叉車方面制定了三個(gè)實(shí)施步驟：

（1） 基于5G的無人叉車實(shí)時(shí)調(diào)度

電商物流的高流量、嚴(yán)時(shí)效的特點(diǎn)對(duì)當(dāng)前的工業(yè)無人車輛的系統(tǒng)效率與柔性提出了極高的要求，無人工業(yè)車輛處理爆發(fā)式的任務(wù)流時(shí)需要強(qiáng)大的中控調(diào)度系統(tǒng)。傳統(tǒng)無人車輛通常使用的WIFI無線網(wǎng)絡(luò)，在處理爆發(fā)式任務(wù)流時(shí)有以下幾個(gè)問題：

覆蓋能力弱

延時(shí)不可控

信號(hào)干擾強(qiáng)

基于WIFI無線網(wǎng)路的車輛調(diào)度信息在傳輸與確認(rèn)過程中往往需要幾秒的時(shí)間，極端情況下（信號(hào)不好或者網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)大的情況）甚至?xí)霈F(xiàn)更長的通訊時(shí)延。此外，為了確保無人車輛在不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，車與車之間的安全間距必須隨網(wǎng)絡(luò)的最大延時(shí)的增加而增加，這使得工業(yè)車輛需要不斷的減速停車重新啟動(dòng)，極大地限制了整個(gè)系統(tǒng)的效率提升。

5G技術(shù)具有延時(shí)可控、覆蓋范圍廣、延時(shí)低、干擾低等特點(diǎn)，利用5G傳輸調(diào)度信息，能有效的將通訊時(shí)延控制在毫秒級(jí)。如上文所述，5G技術(shù)或?qū)⑹腔谝苿?dòng)網(wǎng)絡(luò)的大尺度大規(guī)模調(diào)度的唯一解決方案。未來機(jī)器人平衡重式無人叉車（VNPD15）內(nèi)集成了行業(yè)5G模塊ZM9000，通過5G專網(wǎng)直接與服務(wù)器通訊，實(shí)現(xiàn)了5G與無人工業(yè)車輛調(diào)度相結(jié)合的應(yīng)用落地。

（2）基于5G與邊緣計(jì)算的云化叉車

本次5G項(xiàng)目落地實(shí)施主要聚焦于5G與視覺及邊緣計(jì)算的結(jié)合：在基于視覺技術(shù)的無人叉車頂部安裝4個(gè)高清相機(jī)（如圖7），利用5G技術(shù)連接至高速虛擬專網(wǎng)，與視覺圖像處理服務(wù)器相連，實(shí)時(shí)獲取行車記錄儀的圖像數(shù)據(jù)。通過對(duì)無人車輛異常情況的遠(yuǎn)程圖像反饋與控制，實(shí)現(xiàn)部分基于視覺的障礙物識(shí)別與測量。本次應(yīng)用包括以下邊緣計(jì)算與控制功能：

遠(yuǎn)程監(jiān)控，工作人員可以遠(yuǎn)程排除無人車輛的異常情況；

障礙物識(shí)別，并根據(jù)障礙物的屬性（人、有人操作的叉車、無人操作的叉車、靜態(tài)貨物）及其位置，采取不同的避障措施，提升系統(tǒng)安全性；

提取行車路徑上的人員骨骼，完成運(yùn)動(dòng)巡檢。如系統(tǒng)可識(shí)別和獲取非庫內(nèi)人員及其位置信息，及時(shí)報(bào)送監(jiān)控人員，輔助倉庫內(nèi)部安保。

（3）基于5G的Life-Long SLAM

SLAM，全稱是Simultaneous Localization and Mapping，即同時(shí)定位與建圖，指機(jī)器人從未知環(huán)境的未知地點(diǎn)出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)過程中通過重復(fù)觀測到的地圖特征（比如，墻角，柱子等）定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置增量式的構(gòu)建地圖，從而達(dá)到同時(shí)定位和地圖構(gòu)建的目的，該項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于物流、服務(wù)、軍工等領(lǐng)域，可以極大的加速工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人的部署速度。

然而，受限于算力及內(nèi)存，SLAM技術(shù)在物流領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用并不理想。當(dāng)前大部分SLAM技術(shù)實(shí)施，往往先建立離線地圖，再根據(jù)已建立好的離線地圖進(jìn)行定位。其缺點(diǎn)在于，當(dāng)場景改變時(shí)，移動(dòng)機(jī)器人往往無法與地圖匹配，導(dǎo)致定位丟失。5G技術(shù)的引入，讓多移動(dòng)機(jī)器人、大場景的Life-Long SLAM得以實(shí)現(xiàn)。

Life-Long SLAM技術(shù)是指多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人將采集到的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)各個(gè)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)以及歷史地圖數(shù)據(jù)，不斷地更新優(yōu)化現(xiàn)有地圖，并把最新的地圖分發(fā)到場內(nèi)的所有移動(dòng)機(jī)器人，以保證移動(dòng)機(jī)器人的準(zhǔn)確定位。

三、5G融合定位提升倉儲(chǔ)性能

目前，定位技術(shù)室外主要以衛(wèi)星定位為主，而在室內(nèi)環(huán)境，由于衛(wèi)星信號(hào)受限，需要無線蜂窩、藍(lán)牙、UWB、WIFI等定位技術(shù)作為衛(wèi)星定位的補(bǔ)充，提供室內(nèi)定位。4G時(shí)代多種定位技術(shù)間缺乏有機(jī)的和深層次的融合，只能解決定位精度或者定位范圍等某一方面的問題。

隨著5G通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的推進(jìn)，5G室內(nèi)小基站已逐步進(jìn)入規(guī)模化部署階段，5G室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)與多種室內(nèi)定位技術(shù)融合，提供面向5G網(wǎng)絡(luò)的多層次融合定位解決方案，可在定位精度以及覆蓋范圍上實(shí)現(xiàn)定位性能的整體提升，形成一種能夠?qū)⒍喾N定位技術(shù)融合在一起的、全面的、系統(tǒng)的、層次化的融合定位技術(shù)框架。

5G融合高精度室內(nèi)定位方案，將藍(lán)牙AoA、UWB等室內(nèi)定位基站與5G分布式皮基站結(jié)合共同部署；定位基站復(fù)用5G皮基站的站址資源、供電資源和傳輸資源；同時(shí)結(jié)合邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)等領(lǐng)先技術(shù)，讓感知層賦能執(zhí)行層，提供亞米級(jí)定位精度，能夠滿足倉儲(chǔ)定位業(yè)務(wù)需求。

5G融合室內(nèi)高精度定位系統(tǒng)架構(gòu)，如圖8所示。

5G+藍(lán)牙定位根據(jù)業(yè)務(wù)部署AOA定位基站連接pRRU的POE口，同時(shí)也可部署大量信標(biāo)；pRRU為定位基站供電；藍(lán)牙AOA基站的數(shù)據(jù)經(jīng)過pRRU傳到Hub及BBU，最終到達(dá)MEC, 定位解算服務(wù)部署在MEC上。

網(wǎng)絡(luò)連接層主要功能是為藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)采集的數(shù)據(jù)回傳至MEC，提供網(wǎng)絡(luò)鏈路。以5G融合藍(lán)牙AOA定位組網(wǎng)架構(gòu)，如圖9所示。

藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)線連接pRRU的POE口，pRRU為藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)供電。同時(shí)，藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)有級(jí)聯(lián)網(wǎng)口，可以連接多個(gè)，BBU通過光纖將數(shù)據(jù)回傳至MEC。

數(shù)據(jù)解算層是實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽位置計(jì)算的關(guān)鍵。位置解算引擎將藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)回傳的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)清洗，依據(jù)不同的定位算法（TOF/TDOA/AOA/AOD等），解算出標(biāo)簽位置坐標(biāo)。解算引擎部署在MEC，可以充分利用MEC平臺(tái)提供的計(jì)算資源、存儲(chǔ)容量、處理能力，發(fā)揮5G網(wǎng)路高速率，低時(shí)延，大鏈接的優(yōu)勢，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)利用效率和增值價(jià)值。

應(yīng)用層利用5G融合室內(nèi)定位技術(shù)，完成業(yè)務(wù)層面的呈現(xiàn)，提供人與物的定位，助力企業(yè)安全管控和生產(chǎn)效率提升。