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1.3 智慧物流信息技术的应用与发展

智慧物流信息技术的应用是智慧物流实现的基础,同时也伴随着智慧物流的发展而发展。预计2025年将是我国智慧物流信息技术应用的成熟期,不仅会形成信息全网全覆盖的应用模式,而且将打破行业间、企业间的信息孤岛和不对称,有效整合社会物流资源,以实现我国智慧物流的高效发展。本节以中国信通院、网经社、罗戈研究院、智研咨询和产业信息网等多家企业(组织)的研究报告和统计数据为依据,从传统物流信息技术、智慧物流新兴技术、“互联网+”智慧物流生态链和物流机器人技术四个方面,分析和介绍当前智慧物流信息技术的应用与发展情况,尤其是我国智慧物流信息技术的应用与发展情况。

1.3.1 传统物流信息技术应用稳步推进

此处的传统物流信息技术主要指条码、RFID、GNSS和GIS等,这些仍然是智慧物流发展的重要基础,在智慧物流系统中的应用稳步推进。

1.条码技术应用现状

条码技术产业除了在传统的零售与物流领域应用之外,还开拓了医疗卫生行业、军事应用、邮政、航空等新的应用领域,加强了在食品追溯、仓储管理等领域的推广力度。法国、澳大利亚、日本在内的全球20多个国家和地区,都采用条码技术建立食品安全系统。

基于条码技术应用的高度自动化的现代物流系统,是目前国际上物流发展的一大趋势。2020年全世界条码识别设备市场规模约为160亿人民币,年增长率为4.57%,亚太地区增速为6.7%,高于其他地区。

2.RFID技术应用现状

RFID技术,由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点,显现出巨大的发展潜力与应用空间,被认为是21世纪最有发展前途的信息技术之一。许多国家都将RFID作为一项重要产业予以积极推动,物流是RFID最有潜力的应用领域之一。UPS、DHL、FedEx等国际物流巨头都在积极试验RFID技术并推广应用。

根据中国RFID产业联盟的数据(见图1-3),自2010年我国物联网发展被正式列入国家发展战略后,我国RFID及物联网产业迎来了难得的发展机遇。2013年,我国RFID的市场规模突破300亿元,规模增速达到35.0%,随后市场平稳上升;2019年,我国整体宏观环境遇冷,下游需求受到影响,市场增速有所下降,但整体仍保持上升势头,市场规模在1100亿元左右;2020年,基于RFID技术的物联网应用更不断丰富,与移动互联网的结合不断深入,应用领域不断广泛,RFID市场规模继续保持高速增长趋势,2020年年末我国RFID市场规模突破1200亿元。

图1-3 2012—2020年我国RFID市场规模增长情况及测算

3.GNSS和GIS应用现状

GNSS和GIS作为重要的空间信息技术,对智慧物流的发展有着重要的促进作用。尤其是在2020年我国北斗卫星导航系统成熟以后,其应用范围和应用领域得到了进一步拓展。

2017年,交通运输部、中央军委装备发展部发布《北斗卫星导航系统交通运输行业应用专项规划(公开版)》,对2020年进行了目标规划:“重点运输车辆北斗兼容终端应用率不低于80%,国内‘四类重点船舶’北斗兼容终端应用率不低于80%,推动民航低空空域监视北斗定位信息应用训练场达到100%,铁路列车调度北斗授时应用率达到100%”。2011—2019年我国卫星导航与位置服务产业总产值总体呈逐年增长态势,2019年我国卫星导航与位置服务产业总产值为3450亿元,同比增长14%,如图1-4所示(资料来源:《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》)。另据前瞻产业研究院预测(见图1-5),2019—2024年我国车载导航电子地图市场规模仍将维持中高速发展,预计2024年达到77.6亿元。

图1-4 2011—2019年我国卫星导航与位置服务产业总产值情况

图1-5 2019—2024年我国车载导航电子地图市场规模预测情况

1.3.2 智慧物流新兴技术应用逐步深入

智慧物流新兴技术主要指物联网、车联网、云计算、大数据、人工智能、区块链和5G等技术,是推动智慧物流发展的基础技术和关键技术,在智慧物流中的应用也逐步深入。中商产业研究院分析认为,预计未来5~10年(始于2019年),物联网、云计算和大数据等新一代信息技术将进入成熟期,物流人员、装备设施以及货物将全面接入互联网,呈现指数级增长趋势,形成全覆盖、广连接的物流互联网,“万物互联”将助推智慧物流发展。

1.物联网技术应用现状

在物联网方面,其产业市场规模正不断扩大。中国通信工业协会的数据表明(见图1-6),自2013年以来我国物联网行业规模保持高速增长,增速一直维持在15%以上,已从2013年的4896亿元增长至2019年的14500亿元。根据GSMA的数据(见图1-7),2025年我国物联网行业规模将超过2.7万亿元。另据有关数据显示,2017年我国的物联网设备达到12.1亿台,预计到2025年,我国物联网设备数量将增长到53.8亿台。物流行业是物联网重要的应用领域,物联网作为智慧物流实现的基础,伴随着物流行业的快速发展,正得到越来越广泛的应用。

图1-6 2013—2019我国物联网行业市场规模统计及增长情况

图1-7 2020—2025年我国物联网行业市场规模趋势

物联网应用于智慧物流主要经历了三个阶段,也就是启蒙阶段(2003—2004年)、发展与探索阶段(2005—2009年)和理念提升阶段(2009年至今)。前两个阶段主要是沿着RFID/EPC和GPS/GIS两条技术路线不断探索的。而以2009年为开端的第三个阶段则是质的飞跃,物联网理论得到了补充和完善,逐步形成三大技术核心,即感知技术、网络通信技术和智能应用技术。物联网在智慧物流中的应用具有必然性。在主观性方面,无论是在理论上、实验中还是初步的实践中,物联网在智慧物流领域的应用已经初见雏形,并且有进一步发展的主观可能性;在客观性方面,推进物联网在智慧物流领域的应用是智慧物流行业发展的需要,也是其他相关行业发展的需要。

2.车联网技术应用现状

在车联网方面,得益于政策和行业的发展,市场规模也在不断扩大。据中国联通数据显示(见图1-8),预计2025年,全球车联网市场将接近17000亿美元,中国车联网市场规模接近10000亿元,渗透率达到77%(见图1-9)。另外,据IHS预测,2025年全球自动驾驶汽车销量将达到23万辆,2035年将达到150万辆。其中,北美市场上的份额将达到29%,中国为24%,西欧为20%。所以,无论在企业方面还是市场规模方面,车联网都将作为物联网的重要领域继续发展,尤其是在各个细分领域,例如,智能驾驶、智慧物流及智能终端设备等方面都将继续渗透,进行技术革新,提高工作效率。车联网的发展会进一步推动中国智慧物流的变革。依托RFID、BDS/GIS、GPRS(通用无线分组业务)等车联网技术集成应用,搭建物流货运与配载信息化监控管理平台,能够为客户在线提供实时货物信息、返程配货信息等。所以,车联网时代建立智能物流货运与配货平台,具有重要意义,同时具有较大的市场机遇。

图1-8 2015—2025年全球车联网行业市场规模及渗透率

图1-9 2015—2025年我国车联网行业市场规模及渗透率

3.云计算技术应用现状

在云计算方面,云技术从粗放向精细转型,技术体系日臻成熟,迎来了多样化、全面化的发展时期。据中国信息通信研究院统计,2020年我国云计算整体市场规模达2091亿元,增速56.6%。其中,公有云市场规模达1277亿元,相比2019年增长85.2%(见图1-10);私有云市场规模达814亿元,较2019年增长26.1%(见图1-11)。另根据Gartner统计,2015—2020年,全球云计算市场渗透率逐年上升,由4.3%上升至13.2%。

图1-10 我国公有云市场规模及增速

图1-11 我国私有云市场规模及增速

目前,在物流领域有些运作已经有“云”的身影,如车辆配载、运输过程监控等。借助云计算中的“行业云”,多方收集货源和车辆信息,并使物流配载信息在实际物流运输能力与需求发生以前得以发布,加快了物流配载的速度,提高了配载的成功率。“云存储”也是可以发展的方向之一,利用移动设备将在途物资作为虚拟库存,即时进行物资信息交换和交易,将物资直接出入库,并直接将货物运送到终端用户手中。

4.大数据技术应用现状

在大数据方面,物流大数据研究和应用刚刚起步,尚属新兴的研究领域,发展比较缓慢。同时,物流大数据行业的生命周期(数据产生→数据采集→数据传输→数据存储→数据处理→数据分析→数据发布、展示和应用→产生新数据)比较长,一般需要5~8年,前期的数据积累和沉淀耗时、耗力、耗财。

从细分市场来看,医药物流、冷链物流、电商物流等都在尝试乘上大数据这辆高速列车,但从实际应用情况来看,电商物流凭借互联网平台具有一定的先发优势,发挥了一定的引领作用。大数据在物流企业中的应用贯穿了整个物流企业的各个环节,对物流企业的管理与决策、客户关系维护、资源配置等方面起到积极的作用。2014年,我国物流大数据应用市场应用规模为2.92亿元,2020年达到188.23亿元。据预计,未来五年我国物流大数据市场规模年增速将保持在40%左右。

5.人工智能技术应用现状

在人工智能方面,由于互联网+基础设施不断完善,AI+物流具备了一定的数据基础。随着数字化渗透率持续提升,人工智能将成为物流的“新基建”,正在不断深入行业应用。无人化、少人化发展趋势加速,2020年成为“AI+物流”的应用元年。据艾瑞咨询统计,AI在物流各环节的应用分布方面,目前仓储与运输环节占比较大,两者占比之和超过80%。例如,在智能仓储方面,AI入库识别、货物搬运、存储上架、分拣出库、软件上面都有应用;在搬运环节,移动机器人的应用已经开始爆发式增长。在市场规模方面,2019年已达15.9亿元,预计到2025年将接近100亿(见图1-12)。

图1-12 2019—2025年我国人工智能+物流市场规模情况

(备注:柱形代表AI+物流总体市场规模,单位为亿元;线形代表AI+物流市场规模增速)

6.区块链技术应用现状

在区块链技术应用方面,早在2016年中国物流与采购联合会就已经意识到区块链技术对物流与供应链领域可能带来的巨大变化,由多家物流、供应链、区块链等企业联合发起成立了中国物流与采购联合会区块链应用分会,致力于推动区块链技术在物流与供应链领域的应用。2019年10月24日,中共中央政治局专门就区块链技术发展现状和趋势进行第十八次集体学习(以下简称中央政治局区块链学习)。这表明区块链行业和行业区块链的发展均受到高度重视。

物流与供应链领域是区块链技术重点应用方向,正迎来新的发展机遇。据不完全统计,国内外披露的无币区块链项目中,物流供应链方向的项目超过35%,物流供应链领域已经成为区块链技术应用最具潜力的市场。在中物联区块链分会的积极推动下,行业区块链应用蓬勃发展,区块链技术在物流供应链领域多项应用落地,在物流供应链金融、物流及商品溯源、供应链协同平台、电子单据票据等领域都相继推出基于区块链技术的产品,涌现出了顺丰速运、京东物流、中都物流等一批优秀的区块链创新应用企业,引领区块链技术在物流供应链领域的发展方向。

7.5G技术应用现状

随着5G技术的推广应用,国内物流行业将迎来新的发展机遇,智慧物流市场前景广阔。而物流作为5G产业链上不可分离的重要部分,将会因为5G发生巨大变革。同时,5G作为“新基建”中的领衔领域,不仅是物流业创新发展、转型升级的赋能者,还推动着物联网、大数据、人工智能以及物流相关技术的进步,以及在物流行业的应用创新。所以,5G对于物流来说,价值不言而喻。

2020年6月8日,中国移动、华为、昆船集团和倍福(中国)四方联合发布的《5G智慧物流应用场景与解决方案白皮书》披露,从最完整的物流行业链条看,5G智慧物流的应用场景贯穿从生产组装到运输管控再到分拣配送的全流程,涉及产品生产、流通、消费的全环节。其中,物流设备的5G化是关键举措,从负责原料搬运的无人叉车、堆垛机,到负责生产总装和电商分拣的AGV,以及贯穿其中的质量检测和运输管控设备,都需要植入5G模块实现高质联网,保障关键节拍的安全高效运转。

在应用实践方面,行业内已有多家系统集成商(昆船、今天国际、兰剑、中鼎集成等)积极探索5G新一代信息通信技术与工业领域的深度融合,围绕物流装备、工业生产制造等重点环节,开展5G+工业互联网深度协同和新业态与应用模式的创新研发工作,积极打造5G+数据采集和感知、5G+智能辅助、5G+精准操控、5G+无损检测、5G+机器视觉、5G+集群调度、5G+云化AGV、5G+安全监控等应用场景。

1.3.3 “互联网+”智慧物流生态链逐渐成形

“互联网+”带来物流生态链的革新,从制造商、供应商、分销商、交付环节、零售商、消费者各个环节、上下游及与最终客户的交互等方向进行信息化改革,促使物流打通信息化各链条,推动传统物流生态链向智慧物流生态链转型。智慧物流生态链是以数据共享、信用机制、物联网技术为支撑,以平台运营中心为核心,由供给生态群、物流生态运营商以及需求生态群组成的链状结构,它已经成为物流发展的新阶段与新模式。智慧物流生态链的发展激发了商业模式创新和市场新进入者的参与,催生了互联网+车货匹配、互联网+合同物流、互联网+库存管理等新模式,成为物流业大众创业、万众创新的重要源泉。

在互联网+车货匹配方面,新华社中国经济信息社在《网络货运平台发展调研报告(2020)》中预测了货运平台的发展趋势,认为未来网络货运平台呈现出向智能供应链生态升级、新技术赋能提速换挡、行业标准化与规范化水平逐步提升、深挖大数据价值创造经济效益等发展趋势。

在互联网+合同物流方面,京东集团表示,“中国合同物流发展程度低,但市场规模已经位居全球第一,且平均增长速度超过12%,大于中国社会物流总费用10%的增速,合同物流行业发展空间较大,未来3~5年(2020年开始)是发展机遇期。”

在互联网+库存管理方面,从目前中国互联网+物流仓储行业投资主体来看,行业基本以民营企业为主,近几年国有企业投资速度显著增加。从投资企业的主要业务类型来看,主要可以分为三类。一是以普洛斯为代表的工业地产与传统仓储物流行业企业,二是以BATJ(百度、阿里巴巴、腾讯、京东)等为代表的互联网企业,三是快递以及零售等对供应链管理、物流信息化要求较高的企业。近几年来,随着国有企业在物流仓储领域的投资增加,一些国有企业、民营企业和地方国资委设立的智慧物流仓储投资平台也逐渐成为行业投资主要力量。

1.3.4 物流机器人技术发展迅猛

近年来,在电子商务、新零售等新兴商业模式创新发展需求的拉动下,在智能制造、智慧物流等发展理念的引领下,在人工智能、物联网、大数据等新技术的驱动下,我国物流机器人行业一路高歌,技术发展突飞猛进,无论硬件如机器人本体、驱动装置、传动系统等,还是软件如控制系统、导航技术、视觉感知、调度系统等,都取得长足进步。例如,针对定位、导航等移动机器人基础技术,在激光传感器、视觉传感器国产化及SLAM(Simultaneous Localization and Mapping,即时定位与地图构建)等方面已经取得了显著的进展,正由单一的传感定位导航技术发展为多传感器融合的智能定位导航技术,由单AGV/IGV(Intelligent Guided Vehicle,智慧型导引运输车)的路径规划/调度技术发展到多/群AGV/IGV的智能协同路径规划/调度技术,实用化和稳定性得到了极大提升;针对物流机器人对能源的特殊需求,新型的清洁能源和高续航电池的研发也取得了长足进步,无人货车、无人物流运输机进入了实测与应用阶段;在系统软件建设方面,机器人系统与上位调度系统融合,移动机器人工具化的趋势日渐明显,同时便于客户使用和维修;在港口物流装备方面,我国的物流机器人装备已经处于领跑或并跑阶段,基于磁钉定位+GPS定位导航的AGV技术已经得到了工程验证和运用,目前正开展基于激光+视觉+北斗+5G的IGV装备的运营实践,AGV/IGV装备应用数量已经达到了近百辆,成为智慧港口的重要技术装备。

在推广应用方面,我国物流机器人主要应用在仓储、运输以及制造等行业领域,以辅助/替代人工作业,提升作业环境中自动化水平和作业效率,降低差错率和货损率。[王1]AGV机器人在我国汽车、烟草、印钞、新闻纸等行业已有大规模应用。据统计,目前汽车制造业(主要是零部件制造)使用AGV机器人的占比最高,约占43%;其次是电力行业,应用占比约为13%;柴油发动机、烟草、乳品和饮料行业的应用分别约占AGV总量的9%、6%和6%。另外,仓储场景中的“货到人”拣选,在机器人的推动下迅速成为一种主流的方案,可以大大提升仓储环节的拣选效率,提升仓储空间利用率。

2020年,全球经济受疫情影响遭受重创,却加速了机器人技术的研发和产业的发展。在抗击新冠疫情过程中,物流机器人展现了强大的战斗力、执行力和创造力,极大地提升了物流机器人的市场前景与预期,成为机器人的一个重要分支。2020年我国物流机器人企业吸引的主要投融资事件占机器人领域的22%,显示了物流机器人研发与应用的巨大活力。

当然,我国物流机器人技术发展还存在一定的瓶颈与挑战,核心及关键技术的原创性研究仍比较薄弱,高可靠性基础功能部件、系统工艺应用解决方案以及主机批量生产等方面有待全面提升,核心零部件长期依赖进口局面还亟待突破,物流机器人的智能化与自适应能力还有待进一步提升。面对智慧物流这一必然发展趋势,数字化、智能化、柔性化是重要目标,环境感知、多机协同、技术平台等将成物流机器人技术创新的重要方向。 je6AuF34JcFBiaK7/xzZWZyq4uAyL30oAZYKdRox5Qa6CAfB3LxaUzsUd4JGpMHG

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