天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信在集裝箱物流供應鏈數(shù)字化轉型中的應用
一、本企業(yè)的基本信息
公司簡介
北京國電高科科技有限公司是一家為用戶提供覆蓋全球的天基物聯(lián)網(wǎng)（窄帶）通信服務的高科技民營企業(yè)，為用戶提供衛(wèi)星通訊服務、衛(wèi)星終端產(chǎn)品、物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺應用、物聯(lián)網(wǎng)應用項目集成、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)運維服務等涵蓋物聯(lián)網(wǎng)應用全要素的整體化數(shù)字服務能力；
公司建設運營的天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座是國內首個基于低軌小衛(wèi)星星座的商業(yè)物聯(lián)通訊系統(tǒng)，應用窄帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信技術，提供全球范圍內的短數(shù)據(jù)通信服務，具有高容量（支持數(shù)億終端）、準實時（數(shù)據(jù)隨時接入衛(wèi)星網(wǎng)絡）、低成本和低功耗等特點，是地面物聯(lián)網(wǎng)的必要補充。天啟星座由38顆衛(wèi)星組成，采用兩種軌道的子星座組成混合星座來實現(xiàn)全球覆蓋；使用45°低傾角衛(wèi)星星座實現(xiàn)對中國大陸區(qū)域和歐洲以及“一帶一路”覆蓋，該子星座由6個均勻分布的軌道，36顆衛(wèi)星組成；使用高傾角軌道衛(wèi)星星座實現(xiàn)對極地地區(qū)的覆蓋，由一個軌道、2顆衛(wèi)星組成。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座目前已實現(xiàn)14星在軌運行，已完成星座第一階段建設目標，形成天地一體綜合信息服務能力，星座目前已轉入商業(yè)化運營，可為全球物聯(lián)網(wǎng)用戶提供衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務，實現(xiàn)“空天地海一體”的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)；
天啟星座已應用于集裝箱、電力、物流、海洋、煤礦、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、軍事等諸多應用，服務于包括聯(lián)通、中集、西山煤電、國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、等物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)頭部，為客戶提供一體化的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)解決方案；
公司資質
A.無線電頻率使用許可證書 B.民用航天發(fā)射項目許可證書
C.增值電信業(yè)務經(jīng)營許可證書 D.企業(yè)軟件成熟度管理證書(CMMI3級)證書
E.國家科技部科技型中小企業(yè)認證 F.北京市經(jīng)信局新型信息消費示范項目
G.北京市工信局專精特新“小巨人”企業(yè) H.中關村高新技術企業(yè)
I.北京市工信局專精特新“小巨人”企業(yè)
公司發(fā)展歷程
公司成立于2015年，位于北京市海淀區(qū)中關村北部科技城。
自成立以來，公司先后引入多家投資機構的資金支持；
2017年，天使輪融資引入騰業(yè)創(chuàng)投；
2018年，引入卓正控股投資；
2019年，引入包括同創(chuàng)偉業(yè)、啟迪騰瑞等機構投資；
2020年，引入包括溫氏投資、橫琴齊創(chuàng)等機構投資，目前公司共獲得機構投資金額超過3億元。
2021年，公司建設運營的天啟星座完成第一階段建設；實現(xiàn)下述技術目標：一、星座的時間重返率達到1.5小時，即對地球中低緯度任意一個地點的信息采集能夠做到1.5小時一次；二、天啟物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)地面終端實現(xiàn)了“百毫瓦”運行功率第一階段組網(wǎng)完成后，地面衛(wèi)星終端的功率降低到0.1瓦（100毫瓦）。
二、本企業(yè)服務對象的傳統(tǒng)供應鏈中問題
服務對象供應鏈特點
中國國際海運集裝箱（集團）股份有限公司（簡稱：中集集團），是世界領先的物流裝備和能源裝備供應商，公司致力于：集裝箱、道路運輸車輛、能源化工及食品裝備、海洋工程、重型卡車、物流服務、空港設備等，提供高品質與可信賴的裝備和服務。作為全球集裝箱生產(chǎn)的龍頭企業(yè)，中集集團的市場份額占了全球的45%左右，其供應鏈的建設需求符合物流企業(yè)供應鏈的快速響應、可靠性要求高、供需彈性、高適應性等典型特征；
中集集團的供應鏈在實際業(yè)務運行中主要涉及集裝箱為載體的物流鏈條管理，其管理的集裝箱數(shù)量超過4000萬個，集裝箱的貨運范圍遍及世界各地，上述情況給中集集團供應鏈的管理工作面臨著巨大挑戰(zhàn)；
中集集團的物流供應鏈覆蓋了國際國內貨運的全過程，從接到客戶的服務類市場需求即貨運需求開始，到滿足需求即交付給客戶所需貨物為止，在此時間范圍內的運輸服務所涉及到的物流活動中，由于其集裝箱的運輸環(huán)節(jié)多且復雜，運輸路徑長，地區(qū)跨度大，難以對其物流供應鏈的集裝箱在途狀態(tài)進行全時段的感知，導致其物流供應鏈的脆弱性特征。
服務對象供應鏈存在的問題
現(xiàn)階段中集集團物流供應鏈管理中的問題包括：
集裝箱周轉范圍越來越大，流轉環(huán)節(jié)復雜，導致物流的運輸時間變長；集裝箱管理在運輸過程中的位置、狀態(tài)并不能實時掌控，雖然基本實現(xiàn)了單證處理、計費、統(tǒng)計等電子化，但由于作業(yè)調度以及作業(yè)指令的發(fā)出、接收和監(jiān)控大多依靠紙面單證和對講機傳遞等方式實現(xiàn)，這對集裝箱的運營管理和世界貿易以及全球供應鏈的作業(yè)極為不便。
單個集裝箱的周轉時間越來越長，集裝箱資產(chǎn)的利用率有待提高；
供應鏈中集裝箱運輸損耗嚴重，據(jù)統(tǒng)計每年平均有546個集裝箱在海上滅失，全球因集裝箱失竊造成的損失達300～500億美元；
集裝箱盜竊也有可能發(fā)生在集裝箱運輸?shù)娜我画h(huán)節(jié)甚至任一地點，這包括發(fā)貨點的港口、站點或堆場；貨物運輸途中；中轉點的港口、站點；目的港、站點或堆場等。
集裝箱運輸過程不透明，箱體在線監(jiān)測存在盲點，貨物運輸過程中出現(xiàn)損失導致的投訴難以統(tǒng)計。
供應鏈中集裝箱運輸損耗嚴重危險物品、易腐貨物運輸，無法及時對出現(xiàn)的意外事項進行干預，溫度控制器或冷藏集裝箱中的溫度和濕度設置不正確，集裝箱超載或重量分配不當，危險品貨物的標簽錯誤導致船上錯誤的裝載等管理操作的失誤因素，造成裝載不當，集裝箱貨物損壞，使客戶對集裝箱運輸?shù)恼w效率和服務水平不太滿意，迫切需要提升服務質量。
服務對象供應鏈數(shù)字化轉型的意義
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱在線管理方案，基于國內首創(chuàng)的低軌衛(wèi)星星座-天啟星座的通信系統(tǒng)，針對目前物流供應鏈中集裝箱在線管理通信瓶頸及物流運輸場景中存在集裝箱監(jiān)管盲點提供基于衛(wèi)星通信的系統(tǒng)解決方案，通過物流過程中對集裝箱流轉的全過程監(jiān)測，實現(xiàn)中集集團供應鏈的數(shù)字化轉型目標。針對中集集團所屬集裝箱在運輸過程中途經(jīng)偏遠地區(qū)或遠洋時的監(jiān)測盲點，結合低軌衛(wèi)星通信等多種技術手段實現(xiàn)針對集裝箱狀態(tài)的不間斷監(jiān)測，改善集裝箱的運行狀態(tài)從而提高運輸質量，提高集裝箱的周轉效率，節(jié)約集裝箱運行過程中的能耗，建立起“綠色物流”體系。
三、服務對象的供應鏈數(shù)字化轉型過程
1.數(shù)字化供應鏈的整體架構
圖1：天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)技術架構
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，基于天啟低軌窄帶衛(wèi)星通信技術，結合低軌衛(wèi)星通信、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、大數(shù)據(jù)、云計算等技術優(yōu)勢，為用戶的集裝箱供應鏈在線管理提供技術手段；提供包括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、衛(wèi)星終端數(shù)據(jù)匯集、低軌窄帶衛(wèi)星通信、物聯(lián)網(wǎng)平臺管理等整體性解決方案。
系統(tǒng)通過在中集集團所屬的集裝箱上部署基于天啟低軌衛(wèi)星通信的衛(wèi)星數(shù)據(jù)終端，采集集裝箱供應鏈相關的在集裝箱流轉過程中的各種要素信息，包括環(huán)境溫濕度、箱內溫濕度、箱體位置、流轉軌跡、箱門開關狀態(tài)、液位、液壓等各類要素信息，針對集裝箱的運輸軌跡、箱體位置、運輸過程及箱體狀態(tài)進行連續(xù)性長時間的監(jiān)測管理，針對各類違規(guī)及異常進行預警、報警信息。
系統(tǒng)為中集集團及客戶提供集裝箱狀態(tài)實時監(jiān)控、歷史狀態(tài)查詢、集裝箱貨運合同管理等基本查詢和管理功能。通過衛(wèi)星終端接入，打造天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理平臺，可通過多模通信鏈路，兼容多樣化通信數(shù)據(jù)格式，開放標準數(shù)據(jù)接口，方便各類用戶開發(fā)業(yè)務應用。
系統(tǒng)根據(jù)集裝箱供應鏈涉及的各類應用場景提供多種形態(tài)的衛(wèi)星終端，適用于集裝箱供應鏈上各種類型集裝箱，具備快速交付、遠程在線服務、低功耗、免維護、多模通信、強適應性、高可靠性等優(yōu)勢。
2.數(shù)字化供應鏈運用新技術情況
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，基于國內首創(chuàng)的低軌窄帶衛(wèi)星星座-天啟星座的衛(wèi)星通信技術，結合低軌衛(wèi)星通信、物聯(lián)網(wǎng)、邊緣計算、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術優(yōu)勢，為中集集團及用戶的集裝箱供應鏈在線管理提供解決方案。系統(tǒng)應用的新技術包括：
天啟星座為我國首個低軌物聯(lián)網(wǎng)通信星座，天啟星座由38顆衛(wèi)星組成，目前已經(jīng)14星在軌運行，并提供數(shù)據(jù)商業(yè)服務，采用兩種軌道的子星座組成混合星座來實現(xiàn)全球覆蓋。
天啟星座應用窄帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信技術，提供全球范圍內的短數(shù)據(jù)通信服務，具有高容量、準實時、低成本和低功耗等特點，是地面物聯(lián)網(wǎng)的必要補充。
天啟星座填補國內空白，技術國際先進，目前已完成第一階段的建設任務；星座通信服務已廣泛應用于物流供應鏈、國家電網(wǎng)、石油、農(nóng)業(yè)、應急、海洋、船舶、固定資產(chǎn)管理等領域。
圖2：天啟星座組網(wǎng)示意圖
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)：由空間段、地面段和用戶段三部分組成；
空間段：主要是由38顆DCS衛(wèi)星，構成天啟衛(wèi)星星座，以及DCS載荷系統(tǒng)組成，實現(xiàn)全球覆蓋；通過部署在六個軌道平面上的38顆衛(wèi)星，由通信鏈路將多個軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)結起來形成，形成星座組網(wǎng)；為地面用戶提供覆蓋全球的天基物聯(lián)網(wǎng)通信服務。
用戶段：主要分為多種形式的天啟通衛(wèi)星終端和中速率應急通信終端，天啟通衛(wèi)星終端在天啟衛(wèi)星過境前根據(jù)內置星歷自動喚醒，將傳感器信息上報，天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端可執(zhí)行數(shù)據(jù)收發(fā)任務，具備數(shù)據(jù)存儲能力，并支撐星歷的數(shù)據(jù)更新實現(xiàn)免維護。
地面段：主要是由地面接收站，衛(wèi)星測控中心、天啟物聯(lián)網(wǎng)運營支撐平臺、天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)應用平臺、衛(wèi)星大數(shù)據(jù)中心、天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)終端、用戶單元等組成；地面接收站、衛(wèi)星測控中心、天啟物聯(lián)網(wǎng)運營支撐平臺等機構為天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信的正常運行提供支撐保障。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信服務能力：
截止目前（2022年1月）天啟星座已實現(xiàn)14星在軌運行，可為全球中低緯度任意地點的信息采集能夠做到1.5小時一次，單次通信可進行不少于4分鐘的數(shù)據(jù)有效發(fā)送時間，目前的衛(wèi)星載荷的通訊速率為300bps，對應的單次通信可傳輸9kb的數(shù)據(jù)內容。
天啟衛(wèi)星終端： TQZD-01衛(wèi)星通信終端是一款高性能、低功耗的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)無線通信終端，可以與在軌天啟衛(wèi)星系統(tǒng)的DCS載荷通信。產(chǎn)品內置天啟系統(tǒng)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)收發(fā)模塊及GNSS定位模塊，內置衛(wèi)星過境軌道預報和低功耗管理算法。相對本公司前代終端而言具備更高的靈敏度，更低功耗。產(chǎn)品具備自主知識產(chǎn)權，具備向星上載荷發(fā)送各類傳感器數(shù)據(jù)報文信息，以及接收來自星上載荷的廣播、業(yè)務數(shù)據(jù)信息的功能，包括GNSS模塊和軌道預報功能。其主要應用場景為：在沒有地面移動網(wǎng)絡的任何位置，實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)采集、傳送。目前，天啟衛(wèi)星終端可實現(xiàn)100毫瓦以內的低功耗待機，終端發(fā)射功率低于8W；基于目前星座通信能力可實現(xiàn)全球任意一點90分鐘以內的時間重訪率；
圖3：TQZD-01衛(wèi)星通信終端
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱運行管理平臺：該行業(yè)應用平臺為中集集團及客戶提供集裝箱狀態(tài)實時監(jiān)控、歷史狀態(tài)查詢、集裝箱貨運合同管理等基本查詢和管理功能。天啟衛(wèi)星終端設備接入我司(北京國電高科)M2M的公共開放平臺，可實現(xiàn)平臺所屬的全球范圍內任何天啟衛(wèi)星終端，皆能通過天啟低軌衛(wèi)星通信、地面運營商通信等多模通信鏈路，實現(xiàn)兼容多樣化通信數(shù)據(jù)格式，開放標準數(shù)據(jù)接口，方便用戶開發(fā)業(yè)務應用。該平臺是我司（北京國電高科）專門針對集裝箱垂直行業(yè)應用開發(fā)的結合邊緣計算、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術的物聯(lián)網(wǎng)應用管理平臺，平臺結合天啟衛(wèi)星DCS物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通訊技術、GIS、傳感器數(shù)據(jù)采集，形成實時感知的無線傳感網(wǎng)絡，提供可追溯的實時溫濕度數(shù)據(jù)、報警服務等。
3.數(shù)字化供應鏈各業(yè)務環(huán)節(jié)現(xiàn)狀
中集集團作為主營國內、國際物流服務業(yè)務的一家大型企業(yè)，其物流供應鏈涵蓋了從接到客戶的需求到將貨物交付給收貨方客戶。通過天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，中集集團將其物流供應鏈所需的集裝箱流轉狀態(tài)實現(xiàn)全過程、全天候的及時告警，實現(xiàn)無線離網(wǎng)狀態(tài)下不間斷狀態(tài)監(jiān)控，使中集集團的集裝箱供應鏈系統(tǒng)始終處于可視狀態(tài)，通過天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信技術，補足現(xiàn)有的集裝箱在運輸過程中途經(jīng)偏遠地區(qū)或遠洋時的監(jiān)測盲點；通過提升中集集團企業(yè)供應鏈管理的數(shù)字化能力，合理優(yōu)化供應鏈流程，使得中集集團在供應鏈的經(jīng)營管理中，集中資源，提供效率，從而降低物流成本，快速響應客戶需求，提高企業(yè)的綜合競爭力，打造強勁、可持續(xù)、平衡增長的供應鏈體系。
具體到中集集團的當前供應鏈管理流程，計劃、開發(fā)、采購、制造、流通、逆向（回收）等主要環(huán)節(jié)中，天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)重點針對中集集團的供應鏈的計劃、流通、逆向（回收）等環(huán)節(jié)進行了管理的短板補齊。
在供應鏈的計劃環(huán)節(jié)，通過補齊需求預測能力、供給和需求的協(xié)同能力、庫存管理能力等方式針對供應鏈的計劃工作進行提升，實現(xiàn)中集集團供應鏈的同步化運作，以點帶面的進行數(shù)字化提升，建設現(xiàn)代化物流供應鏈體系。
需求預測能力。
針對快物流供應鏈快速響應客戶需求的發(fā)展趨勢下，天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)為中集集團交付的解決方案采用需求規(guī)劃流程平臺虛擬化、大數(shù)據(jù)分析預測、全過程庫存優(yōu)化管理等技術，在中集集團的物流供應鏈運行全過程實現(xiàn)模擬仿真設計，提高預測準確性，實現(xiàn)了物流供應鏈全要素的優(yōu)化管理。
供給和需求協(xié)同能力。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)將獲取的前端訂單需求作為物流供應鏈的管理抓手，使能中集集團將訂單均勻分配到所有環(huán)節(jié)，實現(xiàn)約束理論下的運行效率最大化。
管理庫存能力。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)通過實行庫存的集中管理、提高庫存流轉效率、將中集集團的庫存管理系統(tǒng)（WMS）同生產(chǎn)與運營計劃（S＆OP）、訂單管理系統(tǒng)、產(chǎn)品交付系統(tǒng)進行有效連接，提高交付能力，實現(xiàn)訂單的快速響應、快速流轉，有效縮短企業(yè)的現(xiàn)金周期。
在供應鏈的流通環(huán)節(jié)，天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)通過天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱運行管理平臺以及天啟星座的低軌衛(wèi)星通信功能，為中集集團的集裝箱在線監(jiān)測提供短報文通信服務，改變以往中集集團物流供應鏈的運行中，集裝箱流轉過程中行至遠洋海域、陸地偏遠區(qū)域時，以及地面通信網(wǎng)絡信號覆蓋不佳的大陸、海域時為集團集裝箱運行管理所需提供不間斷的監(jiān)控、定位、數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)确铡?/span>
通過供應鏈涉及的流通環(huán)節(jié)的數(shù)字化改變，實現(xiàn)物流供應鏈運行過程中，集裝箱流轉過程的可視化管理，從而改變中集集團以往分散、單一的服務交易業(yè)務模式，賦能中集集團實現(xiàn)提供一站式、端到端的綜合物流解決方案的能力。
在供應鏈的逆向（回收）環(huán)節(jié)，天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)通過在中集集團所屬的集裝箱上安裝部署天啟衛(wèi)星終端，在平臺端接收安裝在集裝箱上的天啟衛(wèi)星終端采集到的傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù),為系統(tǒng)的使用方提供物流供應鏈上集裝箱流轉過程的箱體權屬、位置定位、歷史軌跡、信息調度、箱體狀態(tài)、圖像監(jiān)控等信息，系統(tǒng)集箱體運行監(jiān)測、箱體定位、資產(chǎn)管理及調度于一體的物流供應鏈信息化整體解決方案。系統(tǒng)功能涵蓋集裝箱的地理經(jīng)緯度、海拔高度等位置信息及行駛軌跡數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)全面跟蹤集裝箱貨運車輛與貨物的運輸情況，使用方可以隨時了解車輛與貨物的位置、工作狀態(tài)、行駛狀態(tài)。系統(tǒng)使得中集集團物流供應鏈的運行實現(xiàn)閉環(huán)管理，有效監(jiān)測集裝箱資產(chǎn)的權屬、位置、狀態(tài)信息，提高集裝箱的利用率，通過集裝箱資產(chǎn)的逆向管理，保障整個物流供應鏈的有效監(jiān)控與快速運轉，達到保障貨、箱、車等物流供應鏈相應基礎設施的資產(chǎn)管理、安全運行和高效利用。
4.實施路徑
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)采用我司（北京國電高科）自主研發(fā)的天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通訊技術，通過在所需監(jiān)測的集裝箱部署所需的傳感器，例如溫濕度傳感器、開關狀態(tài)傳感器等，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)信息采集，實時感知，為用戶提供可供追溯的要素數(shù)據(jù)監(jiān)控、預警、報警等服務。
系統(tǒng)加強了用戶物流供應鏈的集裝箱運輸流轉過程的可控性和可視性，滿足用戶操作層、調度層、管理層和決策層對供應鏈前端的數(shù)據(jù)需求，為用戶物流供應鏈的生產(chǎn)、計劃、調度、決策提供多角度、全方位的科學數(shù)字依據(jù)。系統(tǒng)針對物流供應鏈上不同的應用場景提供多種衛(wèi)星終端形態(tài)，適用于各種類型集裝箱；系統(tǒng)及設備具備快速部署交付、遠程在線服務、低功耗免維護、多模通信、耐高低溫高可靠性等優(yōu)勢，實現(xiàn)集裝箱客戶的系統(tǒng)快速部署，后期運營維護低成本；
圖4：系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸架構示意圖
系統(tǒng)的實施方案按照下述原則進行：
先進行平臺建設，后進行產(chǎn)品部署安裝及系統(tǒng)集成；
先建設智慧集裝箱基礎數(shù)據(jù)監(jiān)測功能，后建設相應增值功能；
先進行選取試點的多類型集裝箱智慧化改造提升，后進行大規(guī)模的集裝箱智慧化覆蓋應用；
系統(tǒng)的實施主要包括平臺部署及不同類型的前端設備安裝；
平臺部署
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱運行管理平臺（簡稱TQ Intelligent Container Management ）是通過天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通信，集低軌衛(wèi)星通信技術，北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術、地理信息系統(tǒng)（GIS）技術、傳感器采集、無線傳輸技術的開放式集裝箱運輸監(jiān)管平臺。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱運行管理平臺的部署流程包括：
準備應用服務器環(huán)境，數(shù)據(jù)庫環(huán)境；
系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫初始化
配置數(shù)據(jù)庫應用服務器的數(shù)據(jù)庫連接池；
修改應用包中的配置文件，指定系統(tǒng)初始配置項的值；
應用服務器下應用包部署；
啟動應用服務器，訪問應用。
圖5：系統(tǒng)平臺界面示意圖
天啟衛(wèi)星終端安裝
罐式集裝箱主要用于儲存各類液體貨物，主要的監(jiān)測參量包括液位、液壓、管內溫濕度等；根據(jù)現(xiàn)有的天啟衛(wèi)星終端設備及天線安裝情況，安裝方案如下：在頂部夾縫處設置太陽能板進行終端供電，把終端、終端天線及太陽能板集成在一起放置頂部縫隙處。
圖6：罐式集裝箱衛(wèi)星終端安裝示意圖
箱式集裝箱是目前應用最為廣泛的集裝箱形態(tài)，根據(jù)運輸?shù)呢浳锊煌O(jiān)測的參量包括：箱內溫濕度、環(huán)境溫濕度、箱門開關狀態(tài)、空調開關狀態(tài)等；天啟衛(wèi)星終端在安裝時，選擇安裝在集裝箱的凹槽里，靠外，注意不能遮擋集裝箱的天線。
圖7：箱式集裝箱衛(wèi)星終端安裝示意圖
四、服務對象供應鏈數(shù)字化轉型的效果
1.供應鏈管理效率提升
物流供應鏈的建設是物流類服務企業(yè)綜合管理能力的集中體現(xiàn)，中集集團眼下的物流供應鏈特征表現(xiàn)為：大而不強、客戶連接能力弱、數(shù)字化程度不高；物流成本偏高、運輸質量與效益不佳；集裝箱在線管理難以實現(xiàn)體系化、集約式，與物流服務與物流供應鏈建設的需求嚴重不符；現(xiàn)有的物流供應鏈運作模式面臨諸多問題，亟待數(shù)字化的轉型提升。
目前中集集團的信息化建設速度加快，物流集成化和自動化水平有較大提升。中集集團物流供應鏈的建設包括了物流基礎設施建設，信息網(wǎng)絡技術與物流業(yè)融合等內容。中集集團目前物流供應鏈中廣泛使用了包括手持終端、箱體衛(wèi)星通信技術、電子條碼、無線掃碼槍等設備設施，但仍存在諸多問題，集裝箱在行至遠洋區(qū)域、陸地無人區(qū)域時，存在網(wǎng)絡盲區(qū)，運行狀態(tài)無法感知，從而難以實現(xiàn)集裝箱運行監(jiān)測的全程管理；在一段時間內，中集集團的箱體衛(wèi)星定位及衛(wèi)星通信采用的美國GPS及Orbcomm的解決方案，在中美對抗日趨白熱化的背景下存在較大的安全隱患。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，將天啟低軌衛(wèi)星通信物流技術貫穿在物流供應鏈上。將國內首創(chuàng)的天啟低軌衛(wèi)星通信、傳感器采集、邊緣計算、大數(shù)據(jù)、云計算等先進技術在中集集團集裝箱的流轉過程中得到有效應用，覆蓋運輸流轉、儲存、回收等集裝箱流轉的各項流程，其效果提升包括：
在運輸環(huán)節(jié)中實現(xiàn)集裝箱狀態(tài)在線監(jiān)測，提高集裝箱的運輸服務質量，減少運輸過程中的貨物損耗；
在儲存環(huán)節(jié)，系統(tǒng)可針對集裝箱的權屬、狀態(tài)等進行在線監(jiān)管，提高集裝箱的流轉效率，降低企業(yè)提供物流服務的印象成本，實現(xiàn)貨運訂單的快速交付；
在回收階段系統(tǒng)可實現(xiàn)集裝箱的定位、權屬、軌跡狀態(tài)等信息顯示，防止集裝箱丟失，進一步盤活企業(yè)的集裝箱資產(chǎn)，提高集裝箱資產(chǎn)的利用效率。
現(xiàn)階段，通過天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)的驅動下，助力中集集團的物流供應鏈從“勞動密集型”向“技術密集型”轉變。
2.供應鏈抗風險韌性提升
建立健全物流供應鏈，提高物流服務的抗風險韌性提升，是中集集團實現(xiàn)智慧物流的重要手段，物流供應鏈建設中，物流基礎設施數(shù)字化建設和物流服務載體的底層能力提升格外關鍵。
中集集團目前現(xiàn)狀，物流基礎設施及物流載體集裝箱的數(shù)字化程度較低，抗風險韌性偏弱，不能滿足現(xiàn)代物流發(fā)展要求；具體表現(xiàn)為：現(xiàn)代化倉儲、多式聯(lián)運轉運等設施的數(shù)字化程度不足；高效、便捷、全程可視的集裝箱流轉過程尚不健全；物流供應鏈的系統(tǒng)性和綜合性不強，運輸結構不合理，網(wǎng)絡化和組織化程度較低，呈現(xiàn)分散、各自發(fā)展的狀態(tài)，基礎設施的配套性較弱，末端網(wǎng)絡薄弱，物流基礎設施之間的數(shù)據(jù)沒有打通，難以有效銜接；缺乏覆蓋整個企業(yè)集裝箱周轉流程的信息系統(tǒng)，上述情況導致難以建立抗風險韌性強、全程在線監(jiān)測、功能完善的物流供應鏈。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，針對中集集團建立抗風險強韌性的物流供應鏈，為用戶提供高可靠的物流，服務實現(xiàn)物流供應鏈的數(shù)字化主要體現(xiàn)在：
快速響應
提高物流供應鏈的抗風險能力
通過基于天啟低軌衛(wèi)星通信的天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)在集團內部署，實現(xiàn)集團內部物流供應鏈上各項基礎信息的動態(tài)重構，建設動態(tài)的、可重構的物流供應鏈。助力中集集團快速響應市場需求，適應市場環(huán)境和用戶需求的變化，滿足用戶多樣化需求的、定制的“個性化產(chǎn)品”，提供敏捷物流服務，實現(xiàn)物流供應鏈的快速響應，動態(tài)快速重構。
物流供應鏈同步化
協(xié)作提高抗風險能力
通過天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)在中集集團物流供應鏈各環(huán)節(jié)上部署，提供集團內部物流供應鏈上的同步化協(xié)作能力，實現(xiàn)集團內物流供應鏈上運行參與成員單位之間的物流生產(chǎn)運行相關數(shù)據(jù)同步管理，通過物流供應鏈的全鏈條數(shù)字化解決供應鏈各參與單位的生產(chǎn)同步化問題，通過實現(xiàn)集團內部物流供應鏈的同步化運作以提高物流供應鏈的抗風險能力。
物流供應鏈
的數(shù)字化轉型實現(xiàn)彈性、可靠性的提升
物流市場具有隨著商業(yè)、經(jīng)濟和政治環(huán)境多變的特點，其供應鏈極易收到外部影響導致中斷，影響其響應客戶需求，提供物流服務的連續(xù)性。天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)實現(xiàn)中集集團物流供應鏈的數(shù)字化轉型提高了其物流供應鏈應對不確定性干擾的能力，可以更好應對不確定環(huán)境。通過天啟衛(wèi)星通信使中集集團物流供應鏈可視性得以實現(xiàn)，通過提高物流業(yè)務的過程管理提供物流服務的質量服務，可以滿足供應鏈最末端的下游客戶的需求。數(shù)字化轉型為中集集團建立了更開放供應鏈，使物流服務的端到端流程清晰可視，從而提高了其提供物流服務的可靠性。
3.供應鏈流程優(yōu)化
物流供應鏈的數(shù)字化提升，包括物流基礎設施數(shù)字化建設和物流服務載體的底層能力提升更包括針對物流供應鏈的流程優(yōu)化。天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，可以實時掌握現(xiàn)代集裝箱、貨、流信息；實現(xiàn)集裝箱物流信息的全程實時在線監(jiān)控，有效防止偷渡、走私及恐怖活動等事件；記錄開關箱時間和地理、位置信息的智能化；提升集裝箱物流的整體效率和服務水平。系統(tǒng)在基于傳統(tǒng)集裝箱的基礎上，能“告訴”集裝箱的位置和狀態(tài)等信息，給傳統(tǒng)制造業(yè)加上了“大腦”，在傳統(tǒng)的集裝箱制造行業(yè)縱深行業(yè)上，使集裝箱智能化、數(shù)字化，產(chǎn)業(yè)升級深化，針對中集集團物流供應鏈的流程提升主要體現(xiàn)在：
優(yōu)化完善物流供應鏈結構模式
基于天啟低軌衛(wèi)星通信實現(xiàn)的中集集團物流供應鏈的數(shù)字化重構并提升了供應鏈上的合作關系，與數(shù)字化提升前的物流供應鏈相比，實現(xiàn)了集中主營業(yè)務投入、減少庫存、加快資產(chǎn)周轉、提高顧客服務水平、降低物流成本等功能；使得中集集團為客戶可提供高效、精準、具有經(jīng)濟效益的物流服務以滿足不同訂單種類和地域的需求；為中集集團提供了更完善的物流可視化服務，簡化供應鏈管理環(huán)節(jié)，降低人力物力成本的個性化服務。
建立需求驅動的物流供應鏈
通過物流供應鏈的數(shù)字化重構，實現(xiàn)中集集團物流供應鏈管理系統(tǒng)實現(xiàn)以訂單驅動方式的轉變，實現(xiàn)物流服務以用戶需求訂單為驅動，以物流服務訂單驅動物流供應鏈上的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)逐級驅動的訂單驅動模式，從而使供應鏈系統(tǒng)得以及時響應用戶的需求，從而降低了庫存成本，提高了物流的速度和資產(chǎn)周轉率。
在物流供應鏈上建立相互協(xié)作關系
通過物流供應鏈的數(shù)字化提升，圍繞中集集團核心業(yè)務，實現(xiàn)對信息流、物流、資金流的數(shù)字化重構；把供應鏈上各個構成主體直到最終服務用戶連成一體，實現(xiàn)網(wǎng)鏈狀結構模式；有效減少提供物流服務的集團內參與方基數(shù)，提高服務質量，降低服務成本；實現(xiàn)物流服務雙方共贏的業(yè)務模式，同物流服務的需求方建立長期合作的良好關系；利用物流供應鏈的數(shù)字化轉型，實現(xiàn)基于橫向思維的管理模式轉變，橫向集成中集集團外部相關企業(yè)的資源，形成“強強聯(lián)合，優(yōu)勢互補”的戰(zhàn)略聯(lián)盟，結成利益共同體去服務客戶，參與市場競爭，以實現(xiàn)提高服務質量的同時降低成本、快速響應顧客需求的同時給予顧客更多選擇的目的。
4.商業(yè)模式創(chuàng)新
新冠肺炎疫情和蘇伊士運河事件，導致集裝箱行業(yè)與多式聯(lián)運國際市場增速放緩，讓行業(yè)開始反思超長供應鏈和超大規(guī)模運力的合理性，并探索通過數(shù)字化技術提升運輸服務的保障性。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，可以使得港口運營的生產(chǎn)要素數(shù)字化和數(shù)字重新資源化，讓港口日常運營所面對的不再是固定的橋吊、集卡、堆場，而是可以靈活移動和處理的數(shù)字化對象，而且可以在運輸各個環(huán)節(jié)降低成本，增加新的收入來源。數(shù)字化港口是現(xiàn)實世界港口的數(shù)字孿生和鏡像。正是因為數(shù)字化資源比模擬化資源具有無可比擬的可處理性，數(shù)字化港口會具有更為廣闊的未來，就如同數(shù)字信號替代模擬信號一樣。
數(shù)字化供應鏈更具智能性和靈活性。信息的及時共享以及先進算法下的大數(shù)據(jù)分析技術，可以使企業(yè)對供應鏈環(huán)節(jié)的變化提前做出預判，并隨時做出調整，推動供應鏈管理從傳統(tǒng)的“感應—反應”模式向“預測—執(zhí)行”模式轉變。以倉儲環(huán)節(jié)為例，傳統(tǒng)上，由于缺乏對需求的準確預判，為提高客戶滿意度，不得不長期駐留大量集裝箱。在數(shù)字化供應鏈中，通過在生產(chǎn)設備中安裝的數(shù)據(jù)收集裝置和無線射線識別裝置，在生產(chǎn)端可以將產(chǎn)品數(shù)據(jù)匯總到供應鏈控制中心，預判每件商品的維修周期，從而高效安排集裝箱的運輸、存儲、時間和數(shù)量。
5.其他
無。
五、服務對象供應鏈數(shù)字化轉型的創(chuàng)新點
采用天啟低軌衛(wèi)星通訊技術的天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)，針對中集集團的物流供應鏈數(shù)字化轉型的創(chuàng)新點主要包括：
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座是國內首個基于低軌小衛(wèi)星星座的商業(yè)物聯(lián)通訊系統(tǒng)，天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座目前已實現(xiàn)14星在軌運行，可廣泛應用于物流、集裝箱、電力物聯(lián)網(wǎng)、礦山水文監(jiān)測、海洋牧場、智能集裝箱、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測和智慧農(nóng)業(yè)等應用場景中的窄帶數(shù)據(jù)通信。
主要原理
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座集合物聯(lián)網(wǎng)采集、低軌窄帶衛(wèi)星通信、地面接收等技術手段，地面通過基于擴頻抗干擾技術的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)傳輸體制、大容量并發(fā)信號可靠接收、頻譜運算與智能選頻、可展開賦型天線等關鍵技術，在百毫瓦終端功耗的條件下將用戶終端接入成功率控制在95%以上，指標達到國際先進水平。
技術創(chuàng)新
本星座建設運營項目實現(xiàn)了從系統(tǒng)設計、星座軌道設計、衛(wèi)星、地面終端、地面站、衛(wèi)星測控、衛(wèi)星運營、數(shù)據(jù)分析平臺的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)完整技術產(chǎn)業(yè)鏈；通過工業(yè)級器件選用和可靠性保證技術和高度集成化的衛(wèi)星平臺技術，將5年壽命50kg小衛(wèi)星成本做到1000萬以內，星座建設成本控制到8億人民幣；通過基于擴頻抗干擾技術的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)傳輸體制、大容量并發(fā)信號可靠接收、頻譜運算與智能選頻、可展開賦型天線等關鍵技術，在百毫瓦終端功耗的條件下將用戶終端接入成功率控制在95%以上，指標達到國際先進水平。
科技部下屬中國民營科技促進會2019年10月9日在中國科技會堂主持召開了由北京國電高科科技有限公司完成的“天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座”項目科技成果評價會。評價委員會選舉鄔賀銓院士擔任主任，李幼平院士和范本堯院士擔任副主任，并由業(yè)界十余位專家擔任委員。評價委員會一直認為：天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)星座在星座設計、衛(wèi)星設計、載荷設計等方面做出了系統(tǒng)性的創(chuàng)新，填補了國內空白，達到國際先進水平。
天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱供應鏈管理系統(tǒng)助力服務對象中集集團依靠技術創(chuàng)新提升物流供應鏈的結構和生產(chǎn)力，加快訂單履行速度，滿足不斷增加的服務要求，建立無縫庫存系統(tǒng)，整合各種客戶的物流服務需求，實現(xiàn)全要素交付能力。
系統(tǒng)助力中集集團實現(xiàn)物流供應鏈實現(xiàn)了信息流驅動物流供應鏈運行，信息流貫穿于物流供應鏈的全流程，資金流、物流均以信息流為載體。以全程可視的信息化技術實現(xiàn)包括：需求挖掘、智能分揀、高效運輸、便捷追蹤乃至精準服務等諸多能力；依賴于天啟低軌衛(wèi)星通信實現(xiàn)中集集團內信息基礎設施標準化、智慧物流平臺技術和智能化設備的應用，實現(xiàn)集裝箱物流過程從需求響應、集裝箱中轉到集裝箱資產(chǎn)回收的全程信息化和標準化。基于物流供應鏈的數(shù)字化轉型實現(xiàn)物流過程數(shù)據(jù)的積累沉淀，通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算在物流供應鏈管理中的廣泛應用，提高貨運服務能力，并提高作業(yè)效率。
以全流程、可視化的物流供應鏈體系建立可預期物流，提高服務質量，通過天啟低軌衛(wèi)星通信采集各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實時展示物流供應鏈數(shù)據(jù)及報表展示，實現(xiàn)物流供應鏈數(shù)據(jù)全程可視；利用部署在集裝箱上的傳感器提供的數(shù)據(jù)用于物流供應鏈的可視化以及增強預測能力和分析能力，以優(yōu)化調度、線路、資產(chǎn)利用和整體性能；利用系統(tǒng)平臺的大數(shù)據(jù)模型算法預測，建立供應鏈運作模型，通過預測數(shù)據(jù)演算物流供應鏈執(zhí)行能力的閾值，進行不斷的更新升級，實現(xiàn)智能決策；有效降低目前集團內業(yè)務系統(tǒng)的耦合性，解決單一架構模式帶來的系統(tǒng)復雜性，提高集團內物流供應鏈的整體系統(tǒng)性能和效率，優(yōu)化物流供應鏈性能，通過系統(tǒng)平臺有效地匹配供需，提高物流供應鏈上集裝箱資產(chǎn)的利用效率。
六、未來發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)
現(xiàn)狀及面臨挑戰(zhàn)：天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱在線管理方案在研發(fā)及市場應用中不斷完善，不斷適配場景，取得了良好的市場化應用成果，賦能集裝箱企業(yè)的信息化建設，促進企業(yè)管理提質增效，做出了顯著的貢獻；
目前存在的問題包括：
目前系統(tǒng)的通信頻次為每
1.5小時/次，有改進的空間；
目前衛(wèi)星終端的產(chǎn)品形態(tài)還屬于迭代過程中的型號，尚未定型；
目前的衛(wèi)星終端的價格還比較貴，為1000元左右，有進一步壓縮的空間；
目前的衛(wèi)星終端在集裝箱場景實際應用中會發(fā)生終端殼體碰撞，集裝箱多層堆疊導致的信息衰減等問題；
現(xiàn)階段天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱在線管理方案的市場覆蓋率還不高，客戶針對方案的認知程度不高；
現(xiàn)階段客戶針對天啟集裝箱行業(yè)資費套餐的接受度程度不高；
措施建議
目前天啟星座已具備14星在軌，且在持續(xù)發(fā)星，預計于2022年底，將實現(xiàn)38星在軌的建設目標，屆時，系統(tǒng)的通信時隙將縮短至5分鐘以內，充分滿足集裝箱應用場景的通信頻次的需要；
目前的衛(wèi)星終端體積有望進一步縮小，隨著我司與合作伙伴的衛(wèi)星終端研發(fā)推進，衛(wèi)星終端將實現(xiàn)芯片化，屆時衛(wèi)星終端的產(chǎn)品形態(tài)將固化，實現(xiàn)定型；
隨著我司與合作伙伴的衛(wèi)星終端研發(fā)推進，衛(wèi)星終端在實現(xiàn)芯片化之后的市場報價將不高于500元；
同上，衛(wèi)星終端在實現(xiàn)芯片化后，體積將進一步縮小，完全嵌入集裝箱側壁的凹槽內，避免箱體在搬運過程中的碰撞對衛(wèi)星終端的損害；目前我司在進行衛(wèi)星終端射頻模塊的研發(fā)，進行技術攻關，提高衛(wèi)星終端的信息穿透能力，避免被集裝箱堆疊造成的信號屏蔽；
需要我司加大針對天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱在線管理方案的市場宣傳力度，提高市場認知；同時，需要政府部門加大政策支持，包括開發(fā)方案落地場景或政策法規(guī)支持力度等方式，引導集裝箱管理企業(yè)加大信息化建設力度，增加天啟衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)集裝箱在線管理方案的實際應用場景；
隨著今年（2022年）年底天啟星座實現(xiàn)38星在軌運行，通信時隙縮短至5分鐘以內，天啟集裝箱行業(yè)資費套餐的通信能力將大幅提高，屆時客戶針對本套餐價格體系的接受程度將同步提升；
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