智能物流包装及其主要支撑技术浅析

21世纪以来，随着像物联网、大数据与云计算等人工智能技术的持续深入发展，智能化发展也变得备受关注。目前，处在“互联网+”与5G技术高速发展的背景下，智能物流包装已经成了当前物流新技术领域研究的一个热点话题。本文试就此予以分析。

近年来智能物流包装市场也在潜移默化中逐步发展，现代物流包装承载的不仅仅是商品，更是物流、信息流、商流、资金流和供应链。新概念的物流包装技术也将出现。2017年8月，国务院《关于进一步推进物流降本增效促进实体经济发展的意见》，提出进一步推进物流降本增效，拓展物流企业融资渠道，加快推进物流仓储信息化、标准化、智能化，大力推进物联网、RFID等信息技术在物流服务中的应用。基于此，一些基于北斗和GPS定位、集成物流包装溯源的相关研发方案、智能电子标签技术及其应用等已经在国内外都得到了一定发展。例如美国物流第三方公司Catepillar对具体的物流与包装输送进行了仿真软件设计，能够通过计算机仿真模型对不同库存以及仓储与客户相关服务进行评估，可以有效避开风险，降低成本。日本AIS研究所研发的RalC系列三维物流规划仿真软件处于世界领先水平，并且得到了广泛应用。智能物流包装的研发与应用正是当前发展热点，本文对智能物流包装的特点与关键支撑技术进行了探析。

随着工業4.0的不断深入，智能化技术迅速发展，物流包装也开始向着智能化方向延伸。虽然在现代包装行业中，智能一词已被广泛谈及，对它的论述和解释也是多种多样的，但还只是停留在智能系统这个层次上。实际上智能物流包装本身也应该是一个综合性的系统，智能物流包装是构建智能型社会的一个必要根基。

智能物流包装，简而言之即“互联网+5G+物流”，是在高速网络的基础上运用先进的物流包装与信息与智能管理技术，完成被包装产品从供方向需方移动的整个过程。实现智能物流包装的价值在于一方面可以为供货方争取较低的成本消耗，另一方面为购货方提供满意的服务，同时又可以节约社会资源的利用及物流包装运输过程的物流费用，以最少的投入来获得最大社会效益的智能型物流包装管理体系。智能物流包装是现代物流业未来发展方向的目标之一。

1.智能化

在信息技术、自动化技术与人工智能技术不断普及的背景下，当代社会也变得越来越智能化。物流包装的智能化不仅限于对包装产品的溯源、管理、库存水平的确定、输送道路的选择、自动分拣系统的运行、自动跟踪技术的控制、物流配送中心的仓储管理等问题，随着时代的发展，智能化物流包装也将不断地被赋予新的标准、概念和功能。

2.柔性化

智能物流包装意味着在物流包装领域的运用可以依据消费者需求波动来灵活的调节生产工艺、输送和及时跟踪溯源。物流包装业的发展亦如此，必须按照客户的需求提供高度可靠、特殊的额外服务，“以顾客为中心”的服务内容将不断增加，服务越来越重要，假如没有智能物流包装系统的支撑，达到柔性化的目的是不可能的。

3.一体化

智能物流包装不再仅仅局限于企业内部生产的全部物流活动过程中，在企业与企业之间的物流活动中也普遍存在。智能物流包装就是把被包装产品的包装、物流管理作为活动运行的中心轴，使活动过程包括包装、输送、仓储和装卸等环节变得系统化，最终以理论最低成本为客户提供最为满意的物流服务。

4.社会化

随着物流包装活动的不断改善，物流包装过程涉及的设备也开始向国际化、物流包装技术全球化、物流包装服务全面化靠。一个社会化智能物流包装体系的形成可以方便货物的智能化跨国流通，这将有利于国家资源的优化利用带动经济繁荣。

1.自动识别技术

自动识别技术是具备高度自动化数据采集的一种技术，是以计算机、光、机、电和通信等技术的发展为基础的。它利用具有一定识别作用的装置，来自动识别和获取商品的相关信息，并将物体信息传递给后台的处理系统，以完成相应后续处理的一种技术。条码识别技术是当下应用最普遍的自动识别技术，它的运用原理是通过光电扫描设备识别并读取条码符号，使信息快速录入。条码是由一些按照一定顺序列出的黑白相间的条及相应能表达特定信息的数字构成的。不同类型的条形码对应数字符号及黑白条的排列顺序不同。生物识别技术是一种利用人类自身行为或生理特征进行身份确认的自动识别技术。像人类的说话声音、面部轮廓、手指指纹等不同人体独有的特征。正是因为人体特征的不可复制性，使得这一技术在安全性方面的身份确认体制更为完善。射频识别（RFID）技术是运用感应技术、微波技术或者无线电波的读写器设备在不用直接接触的情况下就能读取信息并自动收录的一种自动识别技术，该技术的保密性和精确性都相当高。

2.数据仓库和数据挖掘技术

数据仓库是一个数据集合，具有集成性、变动性和主题性。把不同类型与来源的数据在加工处理后于数据仓库中存放、过滤和维护是数据储存的目的，支持大量的复杂数据的分析处理。数据挖掘是一个可以从大数据、随意选取的不确定的实际应用数据范围中，提取出人们所不知道，但是又具有潜在价值的信息和知识的新型商业信息处理技术的过程。数据挖掘的目的是通过对数据进行统计归类、分析与推理，发现数据间的相互关系，并预测未来的发展趋势，为决策者提供可靠依据。

3.人工智能技术

人工智能技术是探索研究用计算机模拟人类智能工作，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它意图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，除了计算机科学以外，人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。

4. 5G高速网络技术

根据圆通研究院发布的《5G网络技术在新一代物流行业中的应用》，5G在各物流场景中的应用将分为4个阶段实现。

第一阶段：基于5G的高带宽特点，主要服务场景为eMBB（增强移动宽带），具体应用包括增强现实的物流应用、物流数据计算平台以及区块链物流安全平台等。其中，基于5G的增强现实物流应用包括：①在仓储作业中，通过AR技术完成分拣和复核，以及通过其查看三维布局帮助工程师完成仓储设计;②在运输环节帮助优化配载和装载顺序，助力高效、准确的装卸货;③在配送环节优化配送路线，保障“最后一公里”配送。

第二阶段：基于5G广连接、海量接入的特点，主要服务场景为mMTC（大连接物联网），具体应用包括物流智能能源供给、物流智能仓储、工业级工业级物流监控等。5G作为传输层技术为智能仓储提供了有力的通信环境，助推机器人、穿梭车、可穿戴设备、分拣设备、AGV等的使用，提高作业效率，保障作业安全。

第三阶段：基于5G低时延的特点，主要服务场景为uRLLC（超高可靠超低时延通信），主要服务场景包括工业级视觉系统、全自动化物流运输。其中，全自动化物流运输包括前文提到的物流货车自动化驾驶、物流车队编队行驶、无人机快递系统以及远程物流节点控制等等。

第四阶段：在5G切片技术支撑下，5G进入全面推广阶段，各种业务场景能够以切片形式融入一体化的物流体系。

智能化物流包装关联的第一、二、三、四阶段，通过目前的北斗、各种溯源开发方案、集成化的电子基因标签识别等创新研发技术，可以对物流包装中的包装箱、托盘等进行智能化延伸与集成设计，从而实现运用物联网对产品实施信息交换与通讯监测，实现对货物、仓储、包装箱的循环利用、对流通环节进行有效监控。

包装对于人类生活而言不可或缺，智能化物流包装在延伸包装价值，提升包装安全性与可达性上有着新的优势。可以预期的是，未来随着5G高速网络的商用，创新性的智能物流包装方案将层出不穷，涉及物流包装的多个层面，满足其更好的物流服务功能。

作者单位：郑州电力高等专科学校、中国智能包装技术应用研究中心、河南科技大学包装工程系

责任编辑：李倩 liqian@cprint.cn

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