引自《物流時代周刊》2020.11.4版第30-33頁

劉大成，清華大學互聯網產業(yè)研究院副院長兼物流產業(yè)研究中心主任

一、5G技術及其應用的到來

2019年6月6日，工信部向中國電信、中國移動、中國聯通和中廣電正式發(fā)放了5G商用牌照，標志著中國在2019年進入了“5G商用元年”；隨后5G手機陸續(xù)推出上市，2020年“新基建”又把5G基礎設施建設放在首要位置，同時三大運營商允諾2020年將完成55萬個5G基站建設，并預計2025年5G基站將達到550萬個……5G時代似乎真的到來了。

5G技術是基于3G/4G技術的升級版。2015年9月在美國鳳凰城舉行的全球標準化組織——第三代合作伙伴計劃（3GPP）的工作會議中，正式提出下一代無線電技術將向增強型寬帶（eMBB）、大規(guī)模機器通信（mMTC）和高可靠性超低時延通信（URLLC）三大方向發(fā)展。

2018年6月，5G的NR獨立組網SA標準正式出臺，將空中接口時延縮短到1ms、峰值速率達到1Gb/s、連續(xù)廣域和高移動性下用戶體驗速率達到100Mb/s。

5G的超級帶寬，即增強通信帶寬場景（eMBB），是指其G比特級接入速率已經超越了互聯網接入、視頻通信應用流量的基本速率，其擁塞和延時也趨于零，終端用戶可以感受到具有無限流量的網絡。

5G的海量物聯（mMTC），是指采取網絡自動化技術并基于服務架構，實現對海量的網聯設備的全生命周期的管理與安全性保證。

5G的即時可靠通信（URLLC），保證高可靠性、超低時延通信的能力以實現全球網上遠距離的真實臨場感。

二、5G高成本催生產業(yè)互聯網落地實施

《中國5G經濟報告2020》提出，到2025年5G用戶對4G的滲透率將達到48%，到2030年5G直接帶動的總產出將達到6.3萬億元，經濟增加值將達到2.9萬億元，間接帶動的總產出將達到10.6萬億元，經濟增加值將達到3.6萬億元。似乎5G帶來的都是遠超現在的經濟收益和利潤。

然而，由于4G提前占用了中低頻段，5G只能采用更高頻段載波，導致了5G傳輸距離更短，使得覆蓋與4G同樣目標的基站數量在理論上就要比4G多出3倍左右。按照2020年三大運營商建設55萬個基站需安排資金1803億元的預算比例計算，2025年預計建設的550萬基站總建設成本約在1.8萬億元左右，而覆蓋目前4G范圍的基站建設總成本則可能高達5.4萬億元。

與此同時，考慮5G宏基站租用鐵塔和微基站租用室內空間等成本，可能每年需要1萬億元左右；而考慮5G基站耗能要超過4G基站的3倍，則年耗電量高達2430億度，使得電費年總費用達到2160億元左右。

由此估算出，5G僅基站的年運營成本就將達到1.2萬億元。對比2019年三大運營商在4G上的年總收入約8145億元，凈利潤只有1400億元，清晰地顯示出收益與成本之間巨大的差額，也必然導致三大運營商在沒有尋找到新的收入增長點之前是難以支撐大規(guī)模5G 基礎設施建設的。所以，才有三大運營商半夜關閉5G基站以降低電費成本的情況。如此一來如何解決用戶購買套餐中的優(yōu)惠“閑時流量”成為了行業(yè)評價的新難題。

資本和技術都需要快速開拓新的消費市場的。5G不僅可以做為黑科技發(fā)展的一個支撐工具，還因為其高帶寬、低時延和廣連接的三大場景和按需組網特性而獨具科技屬性和商用市場。新的收入增長點不可能再大規(guī)模來自于已邊際遞減的消費互聯網，最可能的增量突破口應來自于產業(yè)互聯網和垂直產業(yè)鏈生態(tài)的崛起及其之上的業(yè)務應用。

三、節(jié)點型物流樞紐強烈需要5G+

隨著物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，物流節(jié)點的競爭力越來越依賴于物流節(jié)點與物流網絡中其他物流節(jié)點的網絡優(yōu)化與供應鏈生態(tài)優(yōu)化，而物流節(jié)點也必然在軟硬件、運管維等各方面融入整個大系統中，節(jié)點與節(jié)點的線上優(yōu)化，集點成網的網絡優(yōu)化都直接決定單個節(jié)點的市場競爭力，物流節(jié)點也必然從單個節(jié)點的監(jiān)控、決策、作業(yè)與業(yè)務達成轉向物流網絡全供應鏈生態(tài)的優(yōu)化與系統集成，必然隨之對通信的超大帶寬、海量物聯和超高可靠超低時延有更高標準的要求。

物流樞紐是集中實現貨物集散、存儲、分撥、轉運等多種功能的物流設施群和物流活動組織中心，是物流體系的核心基礎設施，其輻射區(qū)域廣、集聚效應強、服務功能優(yōu)和運行效率高。在《關于做好2019年國家物流樞紐建設工作的通知》中，共有23個涵蓋陸港型、空港型、港口型、生產服務型、商貿服務型、陸上邊境口岸型物流樞紐入選首批國家物流樞紐建設名單，并相應形成物流樞紐型城市。

與此對應的是，5G在物流樞紐節(jié)點中因無需過多基站建設而形成投資成本小、經營風險少的最佳應用場景。中移動在面向14個重點行業(yè)規(guī)劃出100個5G應用場景中，智慧港口、智慧礦山和智慧園區(qū)等都屬于物流節(jié)點范圍；中聯通在發(fā)布的八大5G行業(yè)應用場景中，“5G+無人駕駛”、“5G+智慧物流”和“5G+智慧港口”也同樣覆蓋物流節(jié)點的智慧化；中電信展現的“5G+”的十大應用場景中，智慧交通和車聯網與物流節(jié)點具有一定的相關度。基于5G的智慧物流園區(qū)成為投資回報率最高的選擇。

在物流園區(qū)的封閉區(qū)域內，超高寬帶、海量物聯與高可靠性、超低延遲都能在場內找到應用場景，并由于各功能業(yè)務需求的差異性而提供了網絡切片功能服務，在一個節(jié)點內集中體現了5G商用服務的價值。

在物流網絡中，節(jié)點間的運輸/轉載能力更多受制于裝卸能力及盛裝容積比和載重比，路徑優(yōu)化等傳統優(yōu)化方式提升空間并不大。然而，對物流網絡系統能力約束最大的在于轉載/分撥節(jié)點的效率能力上，因此節(jié)點智慧化極其重要。作為節(jié)點的物流園區(qū)智慧化包括軟硬件及運營模式的全面升級。

首先，智慧化的基礎是信息化、網絡化和數字化，提供設備與人的信息互聯、人與人的網絡互聯和設備與設備的網絡互聯，實現系統內全資源的賽博（Cyber）物理系統互聯，通過數字化轉型形成基于數字化的自組織、自適應與基層作業(yè)的自洽體系，實現供需間的精準對接與資源配置的全局系統優(yōu)化。

其次，物流園區(qū)的智慧化在于能夠低成本、高效率、超低時延的“結點成網”與集群協同配置。身處物流網絡的一個節(jié)點必須要與其他節(jié)點形成可以協同組織、協同配置和協同決策的系統優(yōu)化體系，以物流網絡型供應鏈和產業(yè)鏈生態(tài)形成對生態(tài)圈外部的競爭優(yōu)勢。

第三，物流園區(qū)智慧化在于節(jié)點內部作業(yè)的低成本、高效率和資源的集約化配置，動態(tài)實時篩選高附加值服務并賦予不同優(yōu)先級。

第四，智慧化還體現在節(jié)點內垂直產業(yè)鏈的塑造，并依托核心功能構建衍生的信息服務、金融服務等全產業(yè)鏈增值服務功能圈，助力園區(qū)價值鏈升級。

四、基于5G技術的物流節(jié)點智慧化演進

物流園區(qū)、物流樞紐等物流網絡節(jié)點中的核心智慧功能及其業(yè)務增量主要包括監(jiān)控、決策和作業(yè)執(zhí)行，以實現倉儲、分撥、轉載和裝卸等功能以及全供應鏈資源配置的優(yōu)化，也包括隨核心業(yè)務而衍生的信息服務、金融服務和平臺服務。

隨著人工智能與物聯網IoT的技術不斷成熟，軟硬件成本不斷降低，基于智聯網（AIoT）的需求越來越多。

首先是對物流節(jié)點作業(yè)環(huán)境的監(jiān)控，這里既包括高精度視頻，也包括除視頻之外的各種傳感體系所構建的系統邊界，還有嵌入到不同裝置中的各種射頻芯片和非接觸式條碼所反射出來的環(huán)境變化，以及在信息化、網絡化時代賦予環(huán)境裝備的各種數據與參數信息。

其次是對物流節(jié)點作業(yè)裝備的監(jiān)控，這里包括獨立裝備如自動化分揀裝備、堆垛機器人、揀選機器人和搬運機器人等，也包括車聯網、無人車、無人叉車、網聯AGV、網聯機器人、無人機等網聯裝備，還包括貨物-設備-人-環(huán)境的網絡集群協同作業(yè)系統等，每一種類型裝備的監(jiān)控都有不同特征和業(yè)務熟悉的有效監(jiān)控方式。

第三是對物流節(jié)點中作業(yè)對象的貨物進行監(jiān)控，這里既包括因成本或技術難以植入的大宗散貨，也包括件雜貨，還包括盛袋裝箱的非標貨物、各種標準SKU盛裝單元的貨物以及標準集裝箱盛裝的各類白貨等，其中的監(jiān)控，有的倚重于高清晰視頻，有的倚重于嵌入式芯片，也有的倚重于特殊的人工智能計算分析方法。

5G支持的支撐技術同樣也對物流供應鏈的智慧提升至關重要。

首先是5G支持的虛擬現實/增強現實技術?；?/span>5G的VR/AR可以將物流網絡中不同物流節(jié)點的不同空間的物理位置打斷并形成邏輯直連，其強遠程“近在咫尺”的代入感可以形成不同節(jié)點間的協同作業(yè)，并比以往更易于實現整個物流網絡的系統資源配置優(yōu)化。

其次是5G支持的物流園區(qū)無人化。封閉式的節(jié)點物流園區(qū)和物流樞紐無人化的安全可以保障，在于節(jié)點封閉環(huán)境中的環(huán)境多樣性少，使得機器學習和深度學習更容易，車聯網、車路匹配以及無人化、少人化裝備的實施運營安全性更強，運行成本更低、運行效率更高，使得5G支持的無人化港口、無人化園區(qū)都可以低成本高效率實現運轉。

第三是人工作業(yè)導致了各種人為的響應速度不及時，更導致物流信息不匹配問題明顯存在。5G支持的無人化會將（弱）人工智能的優(yōu)勢發(fā)揮得淋漓盡致，并逐步完全獲得5G的超高帶寬、海量物聯和高可靠性超低延遲以及按需組網的功能支持。

智慧物流供應鏈經歷了從信息化、網絡化到數字化等3個階段，也構建了一個全系統準時制的交叉互聯，保證了每一個運行單元形成自恰系統，從而形成新的可自組織的智能，進一步需求了超高帶寬、海量物聯、高可靠性超低時延等5G特征，更需要通過網絡切片實現按需組網。5G技術的起步與智慧物流供應鏈的演進形成天然的市場互補。

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