作為物流供應鏈的關鍵部分，倉庫正面臨著越來越大的壓力，需要利用自動化、物聯網（IoT）和數字孿生等新一代技術來提高其生產力和復原力。這些技術有望提高生產力，解決勞動力短缺問題并提高數據透明度。它們還能使自動化系統更加靈活和可重新配置，經濟有效地解決電子商務和因庫存單位（SKU）激增而產生的復雜性。

實施這些下一代倉庫技術，也許并不奇怪，也需要下一代的通信。例如，最新的自動化技術的性能要求超出了Wi-Fi的能力。需要基于LTE和5G等更強大和安全的技術的私人無線通信，以滿足高速、低延遲和移動連接的需要。與Wi-Fi不同的是，它們可以被設計成可預測的性能，并根據每個用例的具體需求進行調整。

簡而言之，如果你的現有網絡在性能和可擴展性方面達不到要求，那么升級到物聯網、機器人和自動化等工業4.0應用就沒有意義。

倉庫4.0

疫情加速了物流業務數字化轉型的許多驅動因素，有時被稱為倉庫4.0。供應沖擊和供應鏈問題使行業中的每個人都爭先恐后地尋找解決方案，以彌補工人的短缺，提高透明度以了解貨物被滯留的地方，并為企業和零售商提供更好的指導，幫助他們進行規劃和客戶溝通。

雖然與疫情有關的供應鏈問題在一定程度上得到了緩解，但技術工人短缺的問題仍然存在，這主要是由于人口統計學和勞動力老齡化，特別是在發達國家。推動物流業更多方面的自動化是為了應對這些關鍵的短缺問題。電子商務和SKU的激增也在呼喚更靈活、更適應的自動化解決方案。

新一代的自動化

最早的自動化形式傾向于使用固定的基礎設施，如傳送帶和分揀系統、高架袋系統和用于托盤和非托盤貨物的取放機器人。當這些系統是為特定的企業及其中央倉庫專門設計的時候，它們運作良好。

伴隨著電子商務的增長，對于處于分銷網絡邊緣的第三方物流（3PL）運營商來說，對更靈活的系統的需求尤其如此。在自動化方面，他們需要能夠迅速適應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別（RFID）技術的自動數據收集系統進行互動，可以實現一定程度的靈活性。但正如許多倉庫經營者所經歷的那樣，以這種方式使電子商務獲利是很難的。首選的解決方案是更多的移動技術，如自動移動機器人（AMRs），它使建立靈活的、分布式的自動存儲和檢索系統（AS/RS）系統成為可能。亞馬遜的Kiva AMRs為倉庫現在需要的那種自動化系統提供了一個模板。

分布式自動倉儲系統通常使用AMR，在攝像頭、傳感器、位置定位和車隊管理的引導下，對倉庫進行自我導航。最先進的自動倉儲系統能動態地調整其路線以避免碰撞；使用人工智能和機器學習來識別人、機器和軌跡；并在飛行中優化批次和揀選路徑。當與數字孿生軟件結合時，就有可能使用預測分析法來協調AMR、人工揀選機和其他分揀和檢索系統，以實現端到端的優化。

圖 2：“最先進的 AMR，動態調整路線以避免碰撞，使用人工智能和機器學習來識別人、機器和軌跡，并即時優化批次和選擇路徑。”

下一代無線

早期的機械式自動倉儲系統使用電纜進行電源和數據連接，這使它們非常可靠，但限制了它們的靈活性。重新配置這類系統需要拉動電纜，這既昂貴又費時。隨著輕便、強大的鋰電池和高速、低延遲的無線連接的出現，一種完全不同的自動倉儲系統的方法成為可能。

引入自動倉儲系統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是Wi-Fi，它們的生產力往往不盡如人意。Wi-Fi有幾個問題，但最主要的問題是它不支持高于步行速度的移動。當AMR和人混雜在倉庫中時，這是比較安全的，但對于完全自動化的倉庫AS/RS系統，如Orodo網格，更快的速度是必要的，以使生產力得到真正顯著的改善-這需要使用工業強度的私人無線。

Wi-Fi的局限性

Wi-Fi的技術問題之一是，當一個設備從一個接入點漫游到另一個接入點時。沒有一個強大的信號程序來將設備從一個接入點移交給另一個接入點。基于Wi-Fi的AMR經常停滯不前，因為它們在接入點之間的交接時失去了網絡連接。這可能會導致10-15秒的延遲，或者更糟糕的是，需要在樓層重新設置才能建立連接。電氣和電子工程師協會（IEEE）的行業標準，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。一個接入點（AP）只能處理30-100個活動連接，當超過25-30個設備時，性能會明顯下降，而LTE和5G則可以支持多達800個同時連接，性能不會下降。還應注意的是，Wi-Fi沒有一個強大的物聯網設備生態。

但現代倉庫使用大量的物聯網設備。LTE有一個廣泛的設備生態，而5G的物聯網設備生態正在快速增長。因此，與Wi-Fi不同，LTE或5G網絡可以同時與數百甚至數千臺設備通信。這包括從跟蹤資產、發送位置數據和指導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送增強現實信息等一切。

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來實現同樣的覆蓋。無線電技術并不擅長管理金屬架和其他結構造成的干擾，而且Wi-Fi的性能是盡力而為，沒有QoS（服務質量）機制來保證特定的參數得到滿足。這意味著，如果你的自動化應用需要持續的低延遲，這就無法保證。如果它需要高帶寬，這也是一個問題。這種缺乏可預測性的情況使它不適合關鍵業務系統。

請注意，Wi-Fi對許多任務來說是足夠的，在這些任務中，盡力而為的服務是足夠的。無論是給工作表發電子郵件、給同事發信息還是在本地Sharepoint服務器上查找信息，Wi-Fi都完全適合辦公室級別的任務。

然而，下一代的數字倉庫需要無處不在的、可預測的覆蓋。服務不能有任何漏洞或中斷，因為數字孿生必須準確反映特定時刻的狀態。5G被設計成一個多接入網絡，5G核心網絡可以使用5G NR或Wi-Fi接入點，也可以與特定的無線物聯網網絡技術對接。目標不是在這些技術之間做出決定，而是根據用例或應用選擇最合適的技術。

圖 3：“最新自動化技術的性能要求超出了 Wi-Fi 的能力。”

總結

解決大流行期間出現的供應鏈和物流問題是實現數字化轉型的主要動力之一。倉庫4.0有可能使供應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的勞動力短缺問題。

先進的自動化系統、物聯網、數字孿生和其他技術都依賴于無處不在的、可靠和安全的連接來實現其潛力。這種連接不能僅由Wi-Fi提供。它的設計不能確保性能參數，不支持物聯網設備，也不能管理AMR、自動升降車或任何移動速度超過步行速度的設備的流動性。

因此，為了實施這些下一代技術，行業將需要接受基于LTE和5G的下一代私人無線系統。只有它們才有強大的能力為倉庫自動化提供動力，并支持移動性、覆蓋范圍、可預測的性能、服務質量和關鍵業務連接的安全性。