作為物流供應(yīng)鏈的關(guān)鍵部分，倉庫正面臨著越來越大的壓力，需要利用自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和數(shù)字孿生等新一代技術(shù)來提高其生產(chǎn)力和復(fù)原力。這些技術(shù)有望提高生產(chǎn)力，解決勞動(dòng)力短缺問題并提高數(shù)據(jù)透明度。它們還能使自動(dòng)化系統(tǒng)更加靈活和可重新配置，經(jīng)濟(jì)有效地解決電子商務(wù)和因庫存單位（SKU）激增而產(chǎn)生的復(fù)雜性。

實(shí)施這些下一代倉庫技術(shù)，也許并不奇怪，也需要下一代的通信。例如，最新的自動(dòng)化技術(shù)的性能要求超出了Wi-Fi的能力。需要基于LTE和5G等更強(qiáng)大和安全的技術(shù)的私人無線通信，以滿足高速、低延遲和移動(dòng)連接的需要。與Wi-Fi不同的是，它們可以被設(shè)計(jì)成可預(yù)測(cè)的性能，并根據(jù)每個(gè)用例的具體需求進(jìn)行調(diào)整。

簡(jiǎn)而言之，如果你的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在性能和可擴(kuò)展性方面達(dá)不到要求，那么升級(jí)到物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人和自動(dòng)化等工業(yè)4.0應(yīng)用就沒有意義。

倉庫4.0

疫情加速了物流業(yè)務(wù)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的許多驅(qū)動(dòng)因素，有時(shí)被稱為倉庫4.0。供應(yīng)沖擊和供應(yīng)鏈問題使行業(yè)中的每個(gè)人都爭(zhēng)先恐后地尋找解決方案，以彌補(bǔ)工人的短缺，提高透明度以了解貨物被滯留的地方，并為企業(yè)和零售商提供更好的指導(dǎo)，幫助他們進(jìn)行規(guī)劃和客戶溝通。

雖然與疫情有關(guān)的供應(yīng)鏈問題在一定程度上得到了緩解，但技術(shù)工人短缺的問題仍然存在，這主要是由于人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和勞動(dòng)力老齡化，特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家。推動(dòng)物流業(yè)更多方面的自動(dòng)化是為了應(yīng)對(duì)這些關(guān)鍵的短缺問題。電子商務(wù)和SKU的激增也在呼喚更靈活、更適應(yīng)的自動(dòng)化解決方案。

新一代的自動(dòng)化

最早的自動(dòng)化形式傾向于使用固定的基礎(chǔ)設(shè)施，如傳送帶和分揀系統(tǒng)、高架袋系統(tǒng)和用于托盤和非托盤貨物的取放機(jī)器人。當(dāng)這些系統(tǒng)是為特定的企業(yè)及其中央倉庫專門設(shè)計(jì)的時(shí)候，它們運(yùn)作良好。

伴隨著電子商務(wù)的增長(zhǎng)，對(duì)于處于分銷網(wǎng)絡(luò)邊緣的第三方物流（3PL）運(yùn)營(yíng)商來說，對(duì)更靈活的系統(tǒng)的需求尤其如此。在自動(dòng)化方面，他們需要能夠迅速適應(yīng)庫存的變化和新的合同引入具有不同分類和檢索要求的貨物。

通過給手工揀選人員配備手持掃描儀，與使用條形碼或射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)的自動(dòng)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)一定程度的靈活性。但正如許多倉庫經(jīng)營(yíng)者所經(jīng)歷的那樣，以這種方式使電子商務(wù)獲利是很難的。首選的解決方案是更多的移動(dòng)技術(shù)，如自動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人（AMRs），它使建立靈活的、分布式的自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)（AS/RS）系統(tǒng)成為可能。亞馬遜的Kiva AMRs為倉庫現(xiàn)在需要的那種自動(dòng)化系統(tǒng)提供了一個(gè)模板。

分布式自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)通常使用AMR，在攝像頭、傳感器、位置定位和車隊(duì)管理的引導(dǎo)下，對(duì)倉庫進(jìn)行自我導(dǎo)航。最先進(jìn)的自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)能動(dòng)態(tài)地調(diào)整其路線以避免碰撞；使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)來識(shí)別人、機(jī)器和軌跡；并在飛行中優(yōu)化批次和揀選路徑。當(dāng)與數(shù)字孿生軟件結(jié)合時(shí)，就有可能使用預(yù)測(cè)分析法來協(xié)調(diào)AMR、人工揀選機(jī)和其他分揀和檢索系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)端到端的優(yōu)化。

圖 2：“最先進(jìn)的 AMR，動(dòng)態(tài)調(diào)整路線以避免碰撞，使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)來識(shí)別人、機(jī)器和軌跡，并即時(shí)優(yōu)化批次和選擇路徑?！?/p>

下一代無線

早期的機(jī)械式自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)使用電纜進(jìn)行電源和數(shù)據(jù)連接，這使它們非?？煽浚拗屏怂鼈兊撵`活性。重新配置這類系統(tǒng)需要拉動(dòng)電纜，這既昂貴又費(fèi)時(shí)。隨著輕便、強(qiáng)大的鋰電池和高速、低延遲的無線連接的出現(xiàn)，一種完全不同的自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)的方法成為可能。

引入自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)可以提高倉庫的整體物料處理量。 然而，由于用于連接的主要無線技術(shù)是Wi-Fi，它們的生產(chǎn)力往往不盡如人意。Wi-Fi有幾個(gè)問題，但最主要的問題是它不支持高于步行速度的移動(dòng)。當(dāng)AMR和人混雜在倉庫中時(shí)，這是比較安全的，但對(duì)于完全自動(dòng)化的倉庫AS/RS系統(tǒng)，如Orodo網(wǎng)格，更快的速度是必要的，以使生產(chǎn)力得到真正顯著的改善-這需要使用工業(yè)強(qiáng)度的私人無線。

Wi-Fi的局限性

Wi-Fi的技術(shù)問題之一是，當(dāng)一個(gè)設(shè)備從一個(gè)接入點(diǎn)漫游到另一個(gè)接入點(diǎn)時(shí)。沒有一個(gè)強(qiáng)大的信號(hào)程序來將設(shè)備從一個(gè)接入點(diǎn)移交給另一個(gè)接入點(diǎn)?；赪i-Fi的AMR經(jīng)常停滯不前，因?yàn)樗鼈冊(cè)诮尤朦c(diǎn)之間的交接時(shí)失去了網(wǎng)絡(luò)連接。這可能會(huì)導(dǎo)致10-15秒的延遲，或者更糟糕的是，需要在樓層重新設(shè)置才能建立連接。電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如802.11r、802.11k和802.11v，解決了一些漫游問題，但這些都是可選的功能，不能提供無縫切換。

Wi-Fi也帶來了其他問題。一個(gè)接入點(diǎn)（AP）只能處理30-100個(gè)活動(dòng)連接，當(dāng)超過25-30個(gè)設(shè)備時(shí)，性能會(huì)明顯下降，而LTE和5G則可以支持多達(dá)800個(gè)同時(shí)連接，性能不會(huì)下降。還應(yīng)注意的是，Wi-Fi沒有一個(gè)強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生態(tài)。

但現(xiàn)代倉庫使用大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。LTE有一個(gè)廣泛的設(shè)備生態(tài)，而5G的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備生態(tài)正在快速增長(zhǎng)。因此，與Wi-Fi不同，LTE或5G網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)與數(shù)百甚至數(shù)千臺(tái)設(shè)備通信。這包括從跟蹤資產(chǎn)、發(fā)送位置數(shù)據(jù)和指導(dǎo)AMR到從遙控升降車傳輸視頻和向佩戴平視顯示器的揀選者發(fā)送增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息等一切。

與LTE或5G相比，Wi-Fi的安全性要差得多，它還需要更多的接入點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)同樣的覆蓋。無線電技術(shù)并不擅長(zhǎng)管理金屬架和其他結(jié)構(gòu)造成的干擾，而且Wi-Fi的性能是盡力而為，沒有QoS（服務(wù)質(zhì)量）機(jī)制來保證特定的參數(shù)得到滿足。這意味著，如果你的自動(dòng)化應(yīng)用需要持續(xù)的低延遲，這就無法保證。如果它需要高帶寬，這也是一個(gè)問題。這種缺乏可預(yù)測(cè)性的情況使它不適合關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

請(qǐng)注意，Wi-Fi對(duì)許多任務(wù)來說是足夠的，在這些任務(wù)中，盡力而為的服務(wù)是足夠的。無論是給工作表發(fā)電子郵件、給同事發(fā)信息還是在本地Sharepoint服務(wù)器上查找信息，Wi-Fi都完全適合辦公室級(jí)別的任務(wù)。

然而，下一代的數(shù)字倉庫需要無處不在的、可預(yù)測(cè)的覆蓋。服務(wù)不能有任何漏洞或中斷，因?yàn)閿?shù)字孿生必須準(zhǔn)確反映特定時(shí)刻的狀態(tài)。5G被設(shè)計(jì)成一個(gè)多接入網(wǎng)絡(luò)，5G核心網(wǎng)絡(luò)可以使用5G NR或Wi-Fi接入點(diǎn)，也可以與特定的無線物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)接。目標(biāo)不是在這些技術(shù)之間做出決定，而是根據(jù)用例或應(yīng)用選擇最合適的技術(shù)。

圖 3：“最新自動(dòng)化技術(shù)的性能要求超出了 Wi-Fi 的能力。”

總結(jié)

解決大流行期間出現(xiàn)的供應(yīng)鏈和物流問題是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的主要?jiǎng)恿χ?。倉庫4.0有可能使供應(yīng)鏈的兩端客戶的信息更加豐富和透明。它還可以使操作更富有成效，更安全，更有保障，并可以解決目前困擾該行業(yè)的勞動(dòng)力短缺問題。

先進(jìn)的自動(dòng)化系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生和其他技術(shù)都依賴于無處不在的、可靠和安全的連接來實(shí)現(xiàn)其潛力。這種連接不能僅由Wi-Fi提供。它的設(shè)計(jì)不能確保性能參數(shù)，不支持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，也不能管理AMR、自動(dòng)升降車或任何移動(dòng)速度超過步行速度的設(shè)備的流動(dòng)性。

因此，為了實(shí)施這些下一代技術(shù)，行業(yè)將需要接受基于LTE和5G的下一代私人無線系統(tǒng)。只有它們才有強(qiáng)大的能力為倉庫自動(dòng)化提供動(dòng)力，并支持移動(dòng)性、覆蓋范圍、可預(yù)測(cè)的性能、服務(wù)質(zhì)量和關(guān)鍵業(yè)務(wù)連接的安全性。