枢纽与园区的新质生产力破局
各位专家，各位领导，各位同仁：
下午好！
齐鲁空天信息研究院是中国科学院空天信息创新研究院在济南的分支机构，也是中科院体系下的科研单位。研究院自成立以来，主要聚焦空天信息的处理与应用研究。“北斗智能精准定位技术集成及区域服务业创新示范”项目于2021年正式批准立项，是国家科技部重点项目，本次汇报中的核心成果源于该项目中面向商贸物流服务业的一个课题。欢迎大家有机会到济南座谈交流。
在枢纽和园区的日常运营中，新质生产力对降本增效的作用和影响尤为突出，因此，我想在“枢纽与园区新质生产力发展”的专题分论坛上，分享枢纽与园区新质生产力破局的关键——智能物流装备的协同实践。
一、物流行业新质生产力破局
智能装备和自动化设备在米兰体育app平台下载安装得到了广泛的应用，但许多企业家们反映，使用后降本成效并不明显，存在一些堵点：一是园区中各类设备采用的业务系统不同，难以直接打通，不同厂家间的系统之间无法实现数据联通，需要人工接入。二是自动化设备工作区域相对独立，各设备之间的交互区域需要人工干预，没有真正达到少人或者无人的目标。三是自动化设备的工作区域如果有交接，通常一处出现问题就会影响全局。我们在调研中发现，有时某些区域出现AGV堵塞时，整个自动化工作线全都受到影响，无法将问题的影响控制在一定区域之内，难以实现全局的稳定。
要实现智能物流装备的深度协同，不仅需要技术的升级，更需要以“数据驱动、网络协同、智能决策”为核心的新质生产力在物流枢纽与园区中发挥作用：一是装备替代，算法驱动；二是软硬一体，协同联动；三是集群智能，实时调度。
二、智能物流装备的协同实践
2021年，中国科学院空天信息创新研究院与齐鲁空天信息研究院，联合北京交通大学、顺和商贸集团有限公司，在临沂开展“商贸米兰体育app平台下载安装节点动态感知与仓配运智能调度应用示范”课题研究。经过三年的攻关研究，研制了多款智能装备，构建了基于北斗时空信息的商贸物流仓配运一体化决策与运作系统，最终在临沂顺和快运分拨仓开展智能物流装备的协同实践，在2年前完成了验收。
项目设计之初就实现了仓配运多智能设备的有效衔接，利用北斗时空位置信息以及视觉识别的自动化设备，触发各个自动化设备之间的有效协作，防止等待和拥堵。项目设计理念前瞻、先进，关键在于如何实践和落地。作为示范运营项目，在验收后如何实现推广运营，目前我们也积累了一些实践经验，今天与大家分享。
（一）仓配运协同运作流程
由无人叉车、量方称重设备、机械臂、巡检机器狗等共同完成对场景的感知。由北斗定位系统完成基于时空信息的装备之间的协同：车辆装备有定位装置，在进入园区前可提前传输货物信息；停车入位后，触发无人叉车进入装卸……当作业流程进入下一环节后，自动触发下一个装备的启动和配置。
（二）业务协同与装备协同
可以通过业务协同和装备协同两个层面体现协同的重要性。首先是订单驱动的全链路协同，订单触发TMS-WMS联动，自动调度堆垛机与AGV完成拣选，同步协同装车准备。根据订单触发WMS系统，生成配载文件，货物找到之后根据量方、称重信息生成配机载方案，由叉车进行装车。其次是库存与运输计划协同。第三是巡检数据驱动运维决策，巡检的数据触发自动运维。
（三）协同系统要素
一个枢纽内，所有要素都要协调统一：一是感知要素，例如故障感知、车辆位置感知等等，感知要素是触发下一个作业的基础；二是通信要素，整个园区要在物联网或者公共网络覆盖的场域下进行，无人装备和信息交互都需通信要素；三是平台要素，客户数据和业务数据需要实现贯通；四是决策要素，根据历史数据运用大数据进行分析。这些要素联合起来辅助和支撑作业要素和供给要素，面向企业或枢纽，为作业提供资源保障。
发展新质生产力不只是技术和自动化的堆砌，更重要的是要找到降低成本和提高效率的途径，做细致的工作。我们在项目中投用的装备和产品包括无人装卸叉车、无人堆垛叉车、无人搬运叉车、无人巡检机器狗等等。
无人装卸的主要问题有四点：一是车辆停靠位置不固定，非固定货位装车难度大。二是运输过程中货物位置偏移，且堆叠方式复杂，目标托盘精准定位难。三是在室外及半室外环境下进行装卸会受光线影响，要实现24小时工作，需要克服逆光照射对视觉机器设备的影响。四是作业场景空间受限，非固定路线装卸作业，路径规划及控制要求高。
无人堆垛的主要问题，一是仓内无货架等特征物、环境变化率较大，精准定位困难。二是载具对接精度要求高，载具精准识别难，同时叉车精准控制难。
项目要真正实现落地，需要在实际应用中解决问题、积累经验。我们探索了叉车在多种复杂应用场景下的关键技术：
为拓展叉车在室外、半室外、室内等多应用场景下的应用边界，实现一机多用，采用基于卡尔曼滤波架构的“北斗+”融合定位算法，实现室内外高精度、无缝稳定的导航及定位。
针对室外强光下图像存在光斑、暗光下图像过暗，且载具及货车类型多样等复杂问题，采用深度学习框架，融合多模图像数据，通过后处理逻辑算法，实现叉车的全天时载具及货车的精准位置感知。
为克服室外作业地面造成的精准控制难题，采用自主路径规划及坡面精细化运动控制算法，对地面坡度进行实时测量及补偿，叉车利用识别结果动态规划行驶路径，并实现叉车在坡面的精准作业。
也是基于以上创新技术的应用，使本产品具备以下特色，包括：兼容多种装卸车型；兼容多材质、多尺寸托盘/载具；适用于多种应用场景；支持跨场景连续作业；支持全天时作业；支持定制化开发软件系统。
三、未来及展望
在项目验收完成后，我们感受到目前行业还存在很多亟需研究的问题。随着技术的推进，进一步用AI技术来赋能产品。为此，我们提出具身智能叉车的概念设想，构建“感知-决策-控制”的闭环体系。
（一）自主理解
目前，所有自动化、无人化设备的最大局限在于，他们都需要在熟悉的环境进行作业，一旦置于陌生的环境就无法作业。而具身智能的特征则是可以自主识别环境、规划路线，并自主构建语义地图。
（二）人机共生
同时，可以通过大模型实现自然交互。大语言模型，例如现在大家都在使用的AI，可以对文本进行识别，通过关键词生成文章。如果通过大语言模型、人工智能驱动进行协同，未来AGV的指令下发不仅可以靠程序，也可以依靠文本、文件等形式实现。
（三）生态协同
在跨智能设备、跨智能体之间实现联动，园区中多种智能化设备实现情报共享。一是无人设备迭代优化，从功能独立到感知互联；二是多机种协同，从流程适配到意图共鸣；三是动态调度逻辑，从规则驱动到预见式决策，通过大模型强化学习，基于历史数据对不同情况进行自主处理。
