5G 如何实现自主最后一英里物流

一项开创性的现场试验目前正在桑德兰的日产工厂进行，测试 5G 通过自动驾驶卡车在工厂内移动零件和组件来提高生产力的能力。强尼·威廉姆森报道。制造是一种精心编排的舞蹈，需要许多人和零件在正确的时间准确地击中目标。这是一个适用于大多数大批量生产的类比，但特别适用于汽车的制造方式。汽车装配线每天生产数百辆成品汽车，每辆汽车包含数万个零件。这些零件的供应与生产计划完全同步。库存“及时”补充。任何较晚的时间都会中断生产，任何较早的时间都需要缓冲存储区和货物进行双重处理（移动然后取回）。主要供应商在附近开展业务使这一令人印象深刻的壮举变得更加容易，有些甚至占据了现场建造。虽然方便，但这会导致每天在附近的供应商和工厂之间进行多次旅行，而且通常距离很短。位于桑德兰的日产汽车制造厂就是一个典型的例子。英国最大的汽车厂毗邻英国日产配送中心，并有多家现场供应商。日产桑德兰制造厂占地 362,000 平方米，相当于 50 个足球场的大小。图片由 Nissan Motor Manufacturing 提供 每天有数千辆 HGV 为该工厂提供服务。有些来自很近的地方，有些来自很远的地方。所有车辆都将到达位于日产 7 公里长生产线沿线的战略性落客点。简而言之，它提供了一个理想的环境来测试自主功能是否可以安全可靠地提高生产力和效率。突破性的支持 5G 的互联汽车物流 (CAL)项目正是这样做的。这个耗资 490 万英镑的项目由英国数字、文化、媒体和体育部 2 亿英镑的 5G 测试平台和试验计划提供部分资助，正在研究在实时工业环境中对自主电动 HGV 进行远程控制（远程操作）的实用性。

减少单调，提高生产力

自动驾驶经常成为头条新闻，这在很大程度上是由特斯拉及其备受争议的首席执行官兼联合创始人推动的。这种级别的自治通常有司机在场。如果车辆出于某种原因停止，有人会在那里接管并继续行驶，要么完成，要么直到安全交还控制权。这种级别的自主能力并不能克服影响物流业的两个最大问题—— HGV 司机短缺（大约 70,000 人）和不断上涨的工资单。它也没有解决沿着山姆来回旅行的单调日复一日的短途路线。例如，日产桑德兰的用例不到两公里。通过将远程操作与自主技术相结合，5G-CAL 正在帮助克服这些问题。它还有助于提高运营效率、驾驶员满意度和安全性、降低成本并有可能将驾驶员与车辆的比例从 1:1 提高到 1:many。我与 Perform Green 的首席顾问兼业务发展主管 Richard Barrington 进行了交谈，讨论吸取的教训和未来的机会。

您的设置与工厂和配送中心常见的自动导引车 (AGV) 有何不同？

RB：当我们的车辆遇到它没有遇到的问题时不了解或没有遇到过，它会停止并触发警报。在许多操作环境中，如果 AGV 停止，则必须有人亲自去重新启动它。这在密闭空间内并没有太大的问题，但是我们的用例是一条两公里长的道路。不得不跋涉到车辆上会花费时间和金钱。这就是远程控制的用武之地。我们的遥控操作台是车载驾驶台的精确复制品，具有三个屏幕，显示来自车辆左、右和正前方的直接摄像头画面。用户体验和感官信息与坐在驾驶室中一样。延迟低于 10 毫秒，信息也以有效的实时方式呈现。当车辆停止并触发警报时，远程操作员坐在钻机中，接管控制权并就如何继续进行做出明智的决定直到他们觉得可以放心地将车辆的控制权交还给自主软件。

为什么 5G 对 5G-CAL 如此重要？

许多制造场所都有 5-10 公里/小时的严格速度限制。理论上，可以使用 4G，但一旦你走出设施的范围，你就会想走得更快。更高的速度我更长的停车距离。这就是 5G 的超低延迟变得非常重要的地方。我们需要知道我们可以立即停止车辆，以确保整个操作安全可靠。此外，HGV 还配备了多个摄像头和 LiDAR 装置以及许多传感器。这些产生大约 100Mbps 的数据，必须从车辆上取下并呈现给远程操作员，在我们的例子中，远程操作员坐在 Vantec 大楼里。使用 5G 以外的任何技术都很难做到这一点。它也与特斯拉有很大不同，例如，自主软件的所有决策都在本地进行。5G 的可靠性是另一个主要因素。我们使用 Ofcom 共享访问频谱 n77 的专用网络的性能从端到端是一致的。你不会用 4G 得到它。 5G 也非常安全，尤其是使用专用网络时。唯一可以与我们的网络通信的设备是我们已经授权并向其发放 SIM 卡的设备。5G CAL 试点车辆的系统使用连接到私有 5G 网络的下一代技术。图片由 Sunderland Smart City 提供

项目进展到什么阶段了？

StreetDrone 已经完成了车辆的工程设计，它在 Nissan Sunderland。我们非常幸运，Nissan 不仅拥有专用道路网络，而且现场还有防滑板和测试跑道。过去几个月，我们在防滑板上练习了所有基本操作，特别强调自主软件和远程操作员之间的切换，然后再返回。我们的重点是确保它在所有情况下都能正常工作，并证明我们的系统反应更快，因此比有人坐在驾驶室里更安全。我们很快就会进行实时路线测试。从那里我们将研究两件事。首先是规模化。我们已经证明它有效一辆车，当我们有六辆车时会发生什么？网络如何站起来？我们有一个人远程操作六辆车，还是 1:6 的比例太高了？第二个是谈判一条更复杂的路线，但仍在私人道路网络内。我们可以去另一个分发点，这意味着必须经过两组红绿灯、一个环岛、安全门和座头桥。该路线有来自多个分销商的进出工厂的流量，因此它是一个更加真实的世界运营环境。

您是否能够量化任何预期的效率改进？

从项目迄今为止取得的成就来看，规模与日产类似的工厂每年应该能够节省 250 万至 300 万英镑的效率。我们也在考虑在流程的另一端提高效率。日产桑德兰每天生产约 3,000 辆汽车，其中 80% 通过泰恩港出口。这意味着数百辆汽车运输车运载着成千上万的汽车，更不用说每天到达港口的装满零件的集装箱了。自 1986 年投产以来，每分钟有两辆汽车从日产的桑德兰生产线下车。图片由 Nissan Motor Manufacturing UK 提供 一旦我们证明我们的系统适用于多种车辆，并且它可以在更复杂的道路网络中工作，这可能需要24 到 36 个月后，下一步可能是监督日产和港口之间的运输。这可能涉及在专用网络和潜在的公共网络之间移动。这些移交将如何进行？专用网络会提供我们所需的性能特征吗？您的标准 MNO 网络旨在将数据向下传输至设备，而不是将数据从设备向上传输。

您的系统是否有汽车和其他大型离散制造工厂以外的应用？

我们一直在努力与 Connected Places Catapult 和纽卡斯尔大学一起探索支持 5G 的自动驾驶汽车在其他工业和社会环境中更广泛部署的潜力。其他用例包括机场、港口、公共交通服务和校园。例如，大多数超市的运作方式与汽车厂的运作方式非常相似，每天都有数百辆拖车被卸下和取走。飞机延误会产生巨大的成本，就像装配线一样。因为行李没有在正确的时间到达正确的地点而延误航班，这不仅会让乘客感到沮丧。这些领域都提供了提高效率的巨大机会，随着我们继续完善这项技术，将会出现更多的用例。荷兰汽车制造商 Terberg 对其 40 吨牵引车中的一台进行了改造：图片由桑德兰智能城市提供 Key takeawaysThe Niss桑德兰的一家汽车制造厂是英国最大的汽车制造厂 该工厂每天由数千辆 HGV 供应，其中一些行驶距离很短 物流业面临两大问题：HGV 司机短缺和不断上涨的工资单 5G-CAL 项目是通过将远程操作与自主技术相结合来帮助克服这些问题希望自主能力也可以安全可靠地提高生产力和效率
有关自动化主题的更多文章，请单击此处