作为物流供应链的关键部分，仓库正面临着越来越大的压力，需要利用自动化、物联网（IoT）和数字孪生等新一代技术来提高其生产力和复原力。这些技术有望提高生产力，解决劳动力短缺问题并提高数据透明度。它们还能使自动化系统更加灵活和可重新配置，经济有效地解决电子商务和因库存单位（SKU）激增而产生的复杂性。

实施这些下一代仓库技术，也许并不奇怪，也需要下一代的通信。例如，最新的自动化技术的性能要求超出了Wi-Fi的能力。需要基于LTE和5G等更强大和安全的技术的私人无线通信，以满足高速、低延迟和移动连接的需要。与Wi-Fi不同的是，它们可以被设计成可预测的性能，并根据每个用例的具体需求进行调整。

简而言之，如果你的现有网络在性能和可扩展性方面达不到要求，那么升级到物联网、机器人和自动化等工业4.0应用就没有意义。

仓库4.0

疫情加速了物流业务数字化转型的许多驱动因素，有时被称为仓库4.0。供应冲击和供应链问题使行业中的每个人都争先恐后地寻找解决方案，以弥补工人的短缺，提高透明度以了解货物被滞留的地方，并为企业和零售商提供更好的指导，帮助他们进行规划和客户沟通。

虽然与疫情有关的供应链问题在一定程度上得到了缓解，但技术工人短缺的问题仍然存在，这主要是由于人口统计学和劳动力老龄化，特别是在发达国家。推动物流业更多方面的自动化是为了应对这些关键的短缺问题。电子商务和SKU的激增也在呼唤更灵活、更适应的自动化解决方案。

新一代的自动化

最早的自动化形式倾向于使用固定的基础设施，如传送带和分拣系统、高架袋系统和用于托盘和非托盘货物的取放机器人。当这些系统是为特定的企业及其中央仓库专门设计的时候，它们运作良好。

伴随着电子商务的增长，对于处于分销网络边缘的第三方物流（3PL）运营商来说，对更灵活的系统的需求尤其如此。在自动化方面，他们需要能够迅速适应库存的变化和新的合同引入具有不同分类和检索要求的货物。

通过给手工拣选人员配备手持扫描仪，与使用条形码或射频识别（RFID）技术的自动数据收集系统进行互动，可以实现一定程度的灵活性。但正如许多仓库经营者所经历的那样，以这种方式使电子商务获利是很难的。首选的解决方案是更多的移动技术，如自动移动机器人（AMRs），它使建立灵活的、分布式的自动存储和检索系统（AS/RS）系统成为可能。亚马逊的Kiva AMRs为仓库现在需要的那种自动化系统提供了一个模板。

分布式自动仓储系统通常使用AMR，在摄像头、传感器、位置定位和车队管理的引导下，对仓库进行自我导航。最先进的自动仓储系统能动态地调整其路线以避免碰撞；使用人工智能和机器学习来识别人、机器和轨迹；并在飞行中优化批次和拣选路径。当与数字孪生软件结合时，就有可能使用预测分析法来协调AMR、人工拣选机和其他分拣和检索系统，以实现端到端的优化。

图 2：“最先进的 AMR，动态调整路线以避免碰撞，使用人工智能和机器学习来识别人、机器和轨迹，并即时优化批次和选择路径。”

下一代无线

早期的机械式自动仓储系统使用电缆进行电源和数据连接，这使它们非常可靠，但限制了它们的灵活性。重新配置这类系统需要拉动电缆，这既昂贵又费时。随着轻便、强大的锂电池和高速、低延迟的无线连接的出现，一种完全不同的自动仓储系统的方法成为可能。

引入自动仓储系统可以提高仓库的整体物料处理量。 然而，由于用于连接的主要无线技术是Wi-Fi，它们的生产力往往不尽如人意。Wi-Fi有几个问题，但最主要的问题是它不支持高于步行速度的移动。当AMR和人混杂在仓库中时，这是比较安全的，但对于完全自动化的仓库AS/RS系统，如Orodo网格，更快的速度是必要的，以使生产力得到真正显著的改善-这需要使用工业强度的私人无线。

Wi-Fi的局限性

Wi-Fi的技术问题之一是，当一个设备从一个接入点漫游到另一个接入点时。没有一个强大的信号程序来将设备从一个接入点移交给另一个接入点。基于Wi-Fi的AMR经常停滞不前，因为它们在接入点之间的交接时失去了网络连接。这可能会导致10-15秒的延迟，或者更糟糕的是，需要在楼层重新设置才能建立连接。电气和电子工程师协会（IEEE）的行业标准，如802.11r、802.11k和802.11v，解决了一些漫游问题，但这些都是可选的功能，不能提供无缝切换。

Wi-Fi也带来了其他问题。一个接入点（AP）只能处理30-100个活动连接，当超过25-30个设备时，性能会明显下降，而LTE和5G则可以支持多达800个同时连接，性能不会下降。还应注意的是，Wi-Fi没有一个强大的物联网设备生态。

但现代仓库使用大量的物联网设备。LTE有一个广泛的设备生态，而5G的物联网设备生态正在快速增长。因此，与Wi-Fi不同，LTE或5G网络可以同时与数百甚至数千台设备通信。这包括从跟踪资产、发送位置数据和指导AMR到从遥控升降车传输视频和向佩戴平视显示器的拣选者发送增强现实信息等一切。

与LTE或5G相比，Wi-Fi的安全性要差得多，它还需要更多的接入点来实现同样的覆盖。无线电技术并不擅长管理金属架和其他结构造成的干扰，而且Wi-Fi的性能是尽力而为，没有QoS（服务质量）机制来保证特定的参数得到满足。这意味着，如果你的自动化应用需要持续的低延迟，这就无法保证。如果它需要高带宽，这也是一个问题。这种缺乏可预测性的情况使它不适合关键业务系统。

请注意，Wi-Fi对许多任务来说是足够的，在这些任务中，尽力而为的服务是足够的。无论是给工作表发电子邮件、给同事发信息还是在本地Sharepoint服务器上查找信息，Wi-Fi都完全适合办公室级别的任务。

然而，下一代的数字仓库需要无处不在的、可预测的覆盖。服务不能有任何漏洞或中断，因为数字孪生必须准确反映特定时刻的状态。5G被设计成一个多接入网络，5G核心网络可以使用5G NR或Wi-Fi接入点，也可以与特定的无线物联网网络技术对接。目标不是在这些技术之间做出决定，而是根据用例或应用选择最合适的技术。

图 3：“最新自动化技术的性能要求超出了 Wi-Fi 的能力。”

总结

解决大流行期间出现的供应链和物流问题是实现数字化转型的主要动力之一。仓库4.0有可能使供应链的两端客户的信息更加丰富和透明。它还可以使操作更富有成效，更安全，更有保障，并可以解决目前困扰该行业的劳动力短缺问题。

先进的自动化系统、物联网、数字孪生和其他技术都依赖于无处不在的、可靠和安全的连接来实现其潜力。这种连接不能仅由Wi-Fi提供。它的设计不能确保性能参数，不支持物联网设备，也不能管理AMR、自动升降车或任何移动速度超过步行速度的设备的流动性。

因此，为了实施这些下一代技术，行业将需要接受基于LTE和5G的下一代私人无线系统。只有它们才有强大的能力为仓库自动化提供动力，并支持移动性、覆盖范围、可预测的性能、服务质量和关键业务连接的安全性。