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2021年4月28日 星期三
．未來交通，可預測的需求，難預測的變化
TOP-10 Traffic Solutions. Future Of Transportation
來源：公众号/智慧交通
談論未來交通，我們首先要確定這個未來，是多久的未來，是十年後，還是二十年後，甚至於五十年後，在時間的尺度上揣度未來可能發生的變化或者革命。
另，該作者主要關注中國大陸的智慧交通發展，所以本文主要內容在於試圖描述中國大陸的未來交通。
千里之行始於足下
我們首先來看道路交通領域的一些發展趨勢。
交通載具方面，也就是機動車，新能源和智慧駕駛是兩大方向，是中國政府強力支援的兩個大的技術發展方向。
在對岸中國，政府給予了很多政策支援，一是專用車牌，二是優先上牌（深圳、上海等限牌城市），三是路權優先（不受單雙號限行），四是停車費用優惠（政府管理車位），五是購車補貼等等，而且在大力推廣充電網路建設。
智慧駕駛方面，工業和資訊化部，在他們全國設立了多個試點示範省市，以推動LTE-V和5G在車聯網領域的應用，同時交通運輸部、公安部交通管理局、科技部也在推動相關的技術研究和應用。
出行便捷方面
首先是行動支付對交通出行領域的滲透。交通出行付費的幾個領域，計程車、道路客運和火車訂票、公交地鐵、公路通行費、停車等，計程車是最先滲透的，與打車軟體的興起是同步的，傳統的計程車和網路預約計程車，都已經全部涵蓋在內，而且網路預約計程車，已經不再接受現金支付了。
道路客運聯網售票，是交通運輸部推行的一項網際網路服務，即全國所有道路客運票務，都可以在APP上完成，包括查詢和訂票，火車也在2017年實現線上選座和第三方行動支付；公車地鐵出行是2016年開始，支付寶、微信、銀聯等相關支付企業，都推出了「乘車碼」，乘客無需現金支付，也無需去掃碼，將二維碼對準裝置即可支付。
公路收費和停車領域，其目的是「無感支付」，即透過公路收費站、停車出口時，基於車牌辨識技術，不需要任何人工操作即可自動支付，現階段仍需要手動操作掃碼支付。
其次是一站式出行，即MaaS服務。現階段，中國還沒有企業提供多種交出行方式組合的MaaS服務營運商，但提供部分交通出行組合服務的，已有一些，如停車+共享單車、共享單車+網路預約計程車、城際客運+網路預約計程車等等，但基本上也只提供資訊接入，而非直接提供一票制/包月服務。
提供 MaaS 架構資訊服務的有高德和滴滴，希望透過將不同型別的運輸企業，接入到同一個資訊平台，從而提供無縫的一站式出行服務。
第三是交通管理領域。在中國的交通管理領域，2017 年最火熱的概念是「交通大腦」，即將城市交通視為一個整體，透過視訊、雷達、線圈、浮動車、GPS 眾包資料等，來感知城市交通的巨集觀、中觀、微觀執行狀態，將資料彙集到「大腦」，即交通整合指揮中心，應用大數據、雲端計算、深度學習等技術，以人工智慧的方式處理交通事故、擁堵、交通違法等交通事件，從而確保城市交通順暢執行。與「交通大腦」密切相關的是交叉口訊號優化和警務排程指揮。
第四是道路的智慧化提升。對岸中國政府在 2016 年釋出的《推進「網際網路+」便捷交通-促進智慧交通發展的實施方案》中提出建設「智慧公路」，並於2017年批准了八個省份進行試點建設。智慧公路的目的，旨在提高城際公路的感知能力，提升交通安全水平，減少交通事故，包括增設 V2I 路側硬體、視訊、雷達、公路氣象等感知裝置，建設路網執行監測和應急指揮中心等。
管窺蠡測，若隱若現的未來
基於以上所舉現階段發展趨勢，再來看未來五年交通領域很可能發生的變化。
首先還是車輛。
在中國五年內將有三分之一以上的車輛，實現車輛身份電子化（基於 RFID 的被動管理），即電子車牌，這是公安部力推的車輛電子化管理舉措，實現車輛全程動態管控：第一步將在一些試點區域的公交、出租、貨運、城際客運等車輛上安裝；第二步將在所有運營車輛上實現安裝；第三步，京津冀等重點區域所有車輛實現安裝（或將藉此徵收堵塞費）；第四步，其他發達省份所有車輛的安裝，但預計在 5 年之後。
在這五年中，車路協同技術（V2X）與電子車牌技術一定會相結合（車路協同在歐洲的C-ITS專案中得到規模應用，可能會帶來正面的積極示範效應），併成為乘用車的主要技術賣點。
與美國一樣，中國的運輸管理部門和運輸企業，也希望V2V（車間通訊）在貨運領域的深度應用，五年內在高速公路以及新疆、青海的國省道上實現貨運車輛的無人佇列駕駛，並非不可能。
乘用車的 L3 等級，即部分特殊環境下的自動駕駛，如高速公路、快速路、擁堵的城市道路等，五年內技術上可實現，但政策法規方面，能否跟上，需要觀察。
如果電池續航能力和使用壽命得到解決，新能源汽車在中國，未來將成為升級換代的主要車型。
其次是出行服務。
五年內，因為車輛身份電子化，確保電子身份的唯一後，在中國將實現交通付費個人專用賬戶，將個人資訊與車輛資訊繫結，一個支付寶或者微信賬戶為所有出行自動扣費，與之相對應的是，個人、車輛的所有付費行程將被 APP 記錄，包括航空、鐵路、城際客運、出租、公車、共享單車、共享車輛租賃、高速公路通訊、停車等。
將進一步促進共享車輛租賃模式的推廣應用，五年內將出現覆蓋一線城市的大型共享車輛租賃運營企業，一二線城市的居民擁車意願將在政府抑制購車（限牌、限行）、擁車成本增高（牌照、停車費、嚴格執法、擁堵費）、公交地鐵出行便利、共享出行（含網約車、順風車、共享租賃）漸趨完善的基礎上，逐步降低。
MaaS 出行將初現雛形，但仍然是各運輸公司與高德、滴滴等資訊平臺的相互協作，而非一票制下的清分結算，高德在支付寶的支援下，滴滴在微信的支援下，有動力來推動一票制，但國有運輸與民營運輸之間的清分結算，難度極大。現階段關注 MaaS 進展的，大多還在學界層面。
第三是城市交通管理領域。
五年內，交通大腦的概念將會逐步完善，城市道路交通感知更加完備，不僅有原來的浮動車 GPS 資料、手機信令資料、視訊/雷達/地磁/線圈等檢測資料，還會有電子車牌資料、V2V 資料，讓城市道路所產生的交通資料，真正成為城市智慧交通的神經網路。交通大腦的目的是無人化管理或者少人化管理，深度學習和人工智慧的應用，將積累大量的專家方案，包括交通訊號調優、交通擁堵指揮疏導、犯罪嫌疑車輛抓捕等都將實現少人化管理。
在交叉路口，「智慧路口」概念將大行其道，目的有兩個，一是科學合理佈設交通設施，利用無人機採集路口360度全景，利用專業軟體拼接為AR檢視，上帝視角來觀察整個交叉口區域的道路、交通設施和建築特徵，與專業的路口模擬軟體結合，得出路口合理的渠化、人行橫道寬度、安全島設定等結果；二是將路口的電子化裝置，尤其是不同種類的交通監控裝置集合到一個路口控制系統中，包括基於視訊流量採集的訊號控制機、V2X裝置等，從而減少路口設施，減輕傳輸壓力以及後臺系統的視訊影象分析壓力。
交通管理領域的一個重要特徵就是，前端操作傻瓜化，後臺系統結構化、複雜化，第三方專業服務和人工智慧將支撐這一趨勢的發展。
最後是道路智慧化方面。
標誌標線誘導屏等基礎設施將進行 V2I 適配改造升級。重點高速公路、快速路沿線將實現全程覆蓋WIFI和高速廣播（基於EUHT通訊技術），V2X技術首先將用於高速公路的多義性路徑識別和出入口管理。
風雲變換，夏蟲不可語冰
以上是我們可預見的未來，基於對目前智慧交通的瞭解，那麼更遙遠的未來，只有通過想象了。
50年後，會怎樣？
個人認為，如果對隱私的邊界不加以界定，那麼未來很可能出現所有交通設施和交通參與者，都將被電子編號，車輛、訊號、監控、誘導、路燈、停車場、公路收費站、加油/充電站等，甚至於人的本身，並通過窄帶物聯網、RFID 專用短程通訊、蜂窩網路等接入到子系統，經過資訊處理後，接入到城市交通大腦之中，應用車路協同、大資料、雲端計算、人工智慧以及其他未知的資訊處理技術，實現對整個城市交通的無人自動化管理，個人也通過唯一信用賬號，為交通在內的所有消費，進行電子化支付。
如果交通工具本身不發生重大變化，那麼地面車輛仍將是交通出行的主要形式。公共交通極其發達，共享出行無處不在，個人擁有車輛將被嚴格限制，指標競拍與榮譽獎勵兩種形式，而且在城市道路上行駛必須接入網路；個人享受著公共交通、共享出行等交通出行方式的便利，但個人的出行資訊如果想不被記錄，成為交通大資料的細微組成，或許需要付費消除，也就是說，個人資料想要不被系統所知，必須付費。半個世紀後，MaaS模式落地，國內一定會出現大型的共享出行、運輸服務巨頭，提供除軌道之外，所有城市出行服務方式，並實行一票制，包括地面公交、出租、網約車、城際客運、包車租賃、共享車輛、共享單車等等。
物流透明化。所有運輸的貨物，都能通過物流資訊化平臺和個人終端檢視實時位置和狀態，不論是電子商務還是大型商超出售的商品，都能夠追溯整個商品生產、運輸、銷售鏈條，包括原材料、原產地、運輸車輛，甚至於生產的機器編號。物流運輸領域大量使用自動化技術，包括倉儲機器人、貨運車輛佇列行駛、最後一公里自動運輸儲存等。
以上就是個人對未來交通的一些預測。在一日千里的技術發展面前，我們唯有從人的需求和管理的角度出發，來預測一丁點的未來可能性，夏蟲不可以語冰，我們就說這麼一點點。
．數位化轉型物流中的大學問
UPS: How VR, IoT, and big data powers one logistics company's digital transformation
由於電子商務、O2O 等商業模式的轉變，給傳統的物流行業帶來了沈重的壓力，發展方式相對粗放所形成的物流體系已顯老態，物流行業的轉型不可避免。
因此，在德國提出工業 4.0 之後，一些國家相繼提出智慧製造的轉型發展政策。為積極響應國家發展號召，不少廠商紛紛絞盡腦汁，想盡一切辦法努力使自家工廠走上數位化轉型之路，以應對客戶對產品標準，以及交付時間週期的高要求。
今天小編便以物流行業為大家舉一個「栗子」，談談物流行業的數位化轉型之路。
政策、市場推動物流的數位化轉型
物流是隨商品生產的出現而出現，隨商品生產的發展而發展，所以物流是一種商品流通的重要經濟活動。如何以正確的成本，和正確的條件，去保證正確的客戶，在正確的時間，和正確的地點，得到正確的產品，是物流企業追求的最高目標。
網際網路浪潮，讓一切傳統行業和產業發生改變，物流業步入智慧時代。作為物流行業轉型的主要方向 —— 智慧物流，將物聯網、感測網與現有的各式網路整合起來，透過以精細、動態、科學的管理，實現物流的自動化、可視化、可控化、智慧化、網路化，從而提高資源利用率，和生產力水準。
智慧物流的發展，很大程度上是整體經濟轉型升級的必然要求，是發展到一定階段的必然產物。
如今，電子商務和「現在就要」(I-want-it-now)的即時滿足思維，使消費者對於商品的交付時間期望逐漸提高。近日，ZEBRA 公司正式發佈《未來訂單履行願景調查》亞太版的研究結果。該調查分析了製造業、運輸與物流業企業，以及零售商，如何做好準備以滿足按需經濟下日益成長的需求。
研究結果顯示，至 2023 年 67% 的物流企業期望，提供當日送達服務，至 2028 年 55% 的物流企業期望，能夠實現兩小時內送達。此外，96% 的受訪者，希望至 2028 年能夠透過眾包方式，完成交付，或配送司機網路，來選擇完成特定的訂單。
消費者對於免費及快速交貨，日益增強的需求，與商品退貨的激增相關聯。70% 受訪管理者認為，越來越多的零售商，將不斷把商店轉變為可辦理商品退貨的訂單履行中心。至 2023 年，99% 的零售商計劃實施「網路下單，到店提貨」，以實現更加無縫的訂單履行流程。
在亞太地區，93% 的受訪者認為，接收和管理商品退貨仍是一大挑戰。而逆向物流尚不發達，且仍存在巨大的改善空間。
如今，零售領域有 58% 的受訪者表示，會額外收取一定的退貨費用，且其中 71% 的受訪者表示，未來也不會取消收費。此外，71%的受訪者認為越來越多的零售商思，會把商店轉變為辦理商品退貨的訂單履行中心。
該調查還提到，物流企業若想真正實現數位化轉型，一個必不可少的技術非 RFID 射頻辨識技術莫屬。
規範、技術力助物流 RFID 應用爆發
在物流行業應用中，射頻標籤突破了傳統條碼技術的局限，與條碼相比還具有以下突出的優點：非接觸自動辨識，閱讀距離遠，一次可辨識多種物體;讀寫速度快，可對高速物體(如運輸途中的汽車)進行辨識;可透過外部材料(玻璃、布料、木材、塑料等非金屬材料)讀取數據;標籤資訊容量大，可反覆讀寫;射頻標籤是封裝式的，不易損壞，適合於在惡劣環境下用。
因此，RFID 技術在物流管理中的應用，將透過提供更精確、更即時的物資流動資訊，使每一個物流環節的各成員，實現資訊共享，減少重複工作，從而提高整個物流系統的運行效率。
調查顯示，目前 55% 的企業仍在使用低效率的紙筆手動操作流程，來打造全通路物流。到2021年，99%思的受訪者將採用配有條碼掃描儀的手持式行動數據終端，以應用於全通路物流。
此外，預計 RFID 技術和庫存管理平台的採用，將從當前的 32% 成長至 2028 年的 95%。
可見，RFID 技術在物流智慧發展中，具有不可或缺的地位，然而過去幾年 RFID 在物流領域的應用，一直處於不溫不火的狀態，究其原因主要是缺乏相關的應用規範，RFID 相對條碼價格較高。
另外，技術上還存在一些問題，比如環境造成的 RFID 系統不穩定、電磁場的干擾、讀取器的讀取範圍等，不過這些問題已經得到改善或已經解決。
然而，RFID 射頻辨識僅僅只是物流行業數位化，轉型之路當中的一項技術，近年來人們提到更多的，則是大數據下的智慧倉庫管理體系。
物流之所以慢，或源起於落後的倉儲管理
物流倉儲，對於企業營運而言是命脈所在。良好的倉儲管理，可以為企業帶來高效的運輸模式。但在現階段，大多數企業的倉儲管理，仍是處於較落後的階段：
貨物出入倉庫，由人工對貨物進行覈算，人工盤點效率低下;
貨物儲位規劃不明晰，由人工進行安排，無法將貨物按自身的運輸需求進行合理佈局;
庫存量也需由人工定時進行盤點，無法實現實時清算，缺乏時效性;
無法高效地完成數據統計，依據倉庫貨物流通，進行倉儲規劃……
這樣的管理模式，導致物流企業倉庫管理成本居高不下，而且低效，無法進一步滿足企業發展需求。近幾年，物流行業都為改善物流運輸進行改革。
3、4 年前，快遞不快，慢在幹線上; 2年前，快遞不夠快，慢在配送上。但 2017 年，越來越多的人開始意識到，快遞還不夠快，或許是慢在倉庫了，倉庫的效率成為了物流運輸環節的短板。因此，如何透過大數據，對企業倉庫管理模式進行優化，是企業作出發展規劃時，需要重視的一點。
因此，具備一個完備的智慧倉庫管理體系尤為重要，這個完備的體系必須包含儲位規劃、RFID 標籤掃描、貨物出庫、庫存盤點、倉庫庫存規劃，以及大數據服務等幾項技術管理，從而整合一個有效的管理體系。
透過該體系，物流企業將完成倉庫儲存的蛻變。這種模式下，倉庫管理不僅僅滿足，提高貨物的管理強度、提升貨物出庫運輸效率的功能，對企業更是起到了以大數據完成倉庫庫存優化、引導企業發展的重要作用，為物流企業的發展開拓更多的功能服務。
．RFID 加速 IC 封測工業 4.0 之實現
Hanover Fair 2015 Augmented Reality Impressions Industry 4.0 2015年漢諾威工業博覽會增強現實印象行業4.0
來源：RFID世界網 作者：林崇銘
2013 年 4 月 8 日的德國漢諾威工業博覽會(Hanover Fair)中，工業 4.0(Industry 4.0)工作小組提出了最終報告，工業 4.0 也立刻在全世界政府及民間都掀起了不小的風潮。
有工業 4.0, 表示之前還有 1.0, 2.0 及 3.0，簡單的說法工業 1.0 是機械化，工業 2.0 是電力化，工業 3.0 是電腦化，工業 4.0 則是智慧化；而欲達到智慧化，則數據資訊的項目化(Itemized)和數位化(Digital Transformation) 則是其重要的第一步和基礎。
RFID 是物聯網中最重要的傳感器(Sensor)，簡單的說，物聯網是將萬物屬性靠 RFID 及其他傳感器，轉化為數據，經整理分析之後，變成有價值的應用服務；由此觀之物聯網與工業 4.0 兩者互為表裡，相輔相成。
在積體電路(IC)製造流程旳後半段，一般也稱為封裝/測試，或簡稱封測，比起前半段的晶片製造，儘管各站所使用的機器亦非常先進，也高度自動化，但流程智慧化的程度則相對落後。在晶片段，已有所謂無人工廠(Unmanned Factory)，在封測段則要達到無人境地，還有一段不短的路要走。
在晶片製造段，從頭到尾都是晶片(Wafer)形態，同一尺寸晶片的流程都使用同一種載具，有標準尺寸，一般稱為晶片盒的 FOUP，絕大部份每盒數量都是固定的 25 片。 但在封測段，有各種不同的 package，其流程也不盡相同，本文茲以 Ball Grid Array(BGA) 為代表來解釋。
積體電路在封測段流程中會以三種不同型態呈現，分別是晶片，晶元(Chip)及成品(Unit)， 因此各段就需要不同的載具，分別是與前段同的 FOUP，及 Die Bond 之後使用，被稱為彈夾的 Magazine，及 Singulation 之後流程所使用的 Tray 盤(圖1)，這使得封測段製程的數據化及自動化，相對複雜許多，封測廠站與站之間，目前大部份仍然用人力以手推車搬運，仍以人工讀取Bar Code 方式，做為存貨系統型號及數量等這些數據的來源。
因此封測段流程數據化及，首先要解決載具的電子卷標，及儲存櫃中電子卷標讀取的問題。
圖1 : 封測段流程中積體電路會以三種不同形態呈現，使用不同的載具，本圖以不同顏色標示。
另外不像晶片段，每盒數量都是固定的 25 片，在封測段每批的數量，實際運作上並無法固定，每站儲存櫃的存貨盤點、追蹤也成為另一個阻礙數據化及自動化的困難點之一。
針對封測段製程中不同載具，數量不同的問題，恆隆科技已成功發展出鑲嵌在不同載具上的電子卷標(tag)，設計出適合儲存櫃的近場天線(Near Field Antenna)，發展出有效的調整辦法，並已累積足夠經驗，使得封測段各站皆可借助 RFID，達到流程數據化及自動化等工業 4.0 所揭櫫的目標(圖2,3)。其中會碰到的困難及解決辦法說明如下 ：
1. 在晶片貼片，研磨(Backside Grinding)，Die Bond 等使用黏性膠帶的各站，誤用膠帶是很多封測廠都曾碰過的問題，使用 UHF RFID 解決方案，發現誤用時立刻停機檢視，是釜底抽薪的最好辦法。
黏性膠帶部份，已取得大部份供應廠商配合，在出貨前將特定電子卷標貼在軸心內，加上機台上讀取器(Reader)及必要軟件，可根本解決誤用膠帶的質量問題，及後續衍生報癈及賠償的相關損失。
2. 在封測段有數個需要高溫烘烤的制程，溫度約在 200℃ 左右，所使用的電子卷標要能耐得住 200℃ 高溫，有部分客戶是將電子卷標連同載具放入烤箱，當成該批經過烘烤之證明。
3. 使用的載具中的彈夾(Magazine)及儲存櫃都是金屬，是對 RFID 運作是最困難環境，因此電子卷標及讀取器天線(第4項)須要特別設計，以達抗金屬的效果。
4. 各站存貨儲存櫃大小不一，形狀各異，且能供安裝 RFID 讀取器的空間有限，再加上大部份都是金屬材質，因此設計能在狹窄彎曲金屬環境中使用的近場天線，所謂 Leaky Cable Antenna (LCA或稱 Enhanced Surface Wave Guide)，再搭配 Coupling Cable Line(CCL)，Small Radiation Patch(SRP) 等的應用，方能克服限制。該近場天線並已分別獲得台、美專利，中國部份則審議中。
5.除了製程，事實上像無塵室管制(Clean Room Access Control)，無塵服管理(Clean Room Garment Management)，氣瓶管理(Gas Cylinder Management)等非製程的管理項目，亦可借助 RFID，達到更安全，更有效率的目的。
圖2 : 封測段流程中使用多種不同的載具，如何讓不同載具可被辨識，是流程智能化的要件，RFID則是最有效，性價比(Price-performance ratio)最好的傳感器(Sensor)。
圖3 : 封測段流程中各站存貨儲存櫃，大部份為金屬材質，形狀各異，空間也有限，因此須要特別設計的近場天線，再搭配CCL、SRP等的應用，方能克服限制。
圖 4 : 積體電路封測段 RFID 實際應用與效益；其中 Front End 指 Wire Bonding 前各站，Back End 則指 Molding 至 Singulation 各站。
積體電路封測段 RFID 應用，除了可以建立制程及存貨中每一批(Batch or Lot)，每一型號(Device)在不同站別可辨識的身份，達到項目化，再進一步構成網絡聯機，輔以相關軟件系統，即可建立智能化工廠的基礎，逐站擴充最後就可達到無人工廠及無紙化(Paperless)的目標，並同時可提升生產力，確保質量, 並提升資產安全的目的，大幅提升企業競爭力。(圖4)
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