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智慧物流—无人机:一文解密无人机物流

2018/8/13 8:59:20 来源:物流沙龙

当今社会正由后工业时代向智能时代迈进,科技发展一日千里,信息技术、人工智能、无人机与物流行业的发展互相交织和促进。自动化和智能化正在一步步地渗透到人们的工作和生活当中,例如工厂的全自动流水线,仓库的自动分拣和搬运系统,再如智能搜索、智能语音处理及应答平台等等。

无人机物流是物流行业向自动化、智能化发展的典型代表之一。本文将简要阐述什么是无人机物流、为什么要发展无人机物流,以及如何发展无人机物流的相关问题。

一、无人机物流的概念、类别和优势
无人机物流是指主要使用无人机的技术方案,为实现实体物品从供应地向接收地的流通而进行的规划、实施和控制的过程。通俗地说,就是以无人机为主要的工具开展物流活动,或者是物流活动中借助无人机实现关键性的任务。

无人机物流的本质是使用先进的生产工具去发展生产力,是物流业机械化、自动化和智能化发展的结果,也可看作是智慧物流体系中的一个重要的分支。

无人机物流可细分为:支线无人机运输、无人机快递(末端配送)、无人机救援(应急物流)、以及无人机仓储管理(盘点、巡检等)等类别,其中以支线无人机运输和无人机末端配送为主要形式。

无人机运输(一般指货运)是无人机物流的重要组成部分,是通过自备的程序控制装置或无线电遥控设备,操纵无人机进行货物运送的过程,依据运输距离、运载重量及续航时间区分为支线无人机运输、末端无人机配送等类型。以下分别介绍:

第一、大载重、中远距离的支线无人机运输。送货的直线距离一般在100km-1000km左右,吨级载重,续航时间达数小时。这方面的应用主要有:跨地区的货运(采取固定航线、固定班次,标准化运营管理)、边防哨所、海岛等物资运输、以及物流中心之间的货运分拨等。

第二、末端的无人机配送。空中直线距离一般在10km以内(对应地面路程可能达到20-30km左右,受具体地形地貌的影响),载重在5kg-20kg左右,单程飞行时间在15-20分钟左右(受天气等因素影响)。这方面的应用比如派送急救物资和医疗用品、派送果蔬等农土特产物品等。

第三、无人机仓储管理。例如大型高架仓库,高架储区的检视和货物盘点;再如集装箱堆场、散货堆场(比如煤堆场、矿石堆场和垃圾堆场)等货栈堆场的物资盘点或检查巡视。

另外,在紧急救援和运输应急物资等方面,无人机能发挥常规运输工具无法比拟的优势,并能把现场信息第一时间传至指挥中心。无论是哪一种类型,其成功的应用必须以准确的市场定位为前提,以此为基础把握用户需求,在技术维度科学设计适合对路的产品,在实用性、经济性和可靠性等方面力争做到最优,并以精细规范的管理作为配套,最终达到用户满意的效果。无人机物流的巨大优势和价值主要体现在以下六个方面:

1、方便高效、节约资源。

相比于地面运输具有方便高效、节约土地资源和基础设施的优点。在一些交通瘫痪路段、城市的拥堵区域,以及一些偏远的区域,由于地面交通无法畅行,导致物品或包裹的投递比正常情况下耗时更长或成本更高。通过合理利用闲置的低空资源,能有效减轻地面交通的负担,还能节约资源和建设成本。需要说明的是,经济合理的物流方式需要结合实际情况综合发挥各种工具的优势实现高质量的发展。

2、成本低、调度灵活。

相比于一般的航空运输和直升机运输,无人机运输具有成本低、调度灵活等优势,并能弥补传统的航空运力空白。随着航空货运需求量逐年攀升,持证飞行员的数量和配套资源、以及飞行员和机组成员的人工成本等成为发展的制约因素。而无人机货运的成本相对低廉,并且无人驾驶的特点能使机场在建设和营运管理方面实现全要素的集约化发展。

3、人机协同:破解人口老龄化难题。

人口老龄化问题几乎在影响着全世界,每逢节假日和物流高峰期,人工短缺和服务水平降低的问题往往会暴露无遗。无人机号称“会飞的机器人”,如果能在盘点、运输和配送等环节中加以合理的开发利用,并辅以周密部署和科学管理,就能衔接配合好其它作业方式,可以节约人工,通过协助人力发挥“人机协同”效应能产生最佳效益。

4、产能协同和运力优化。

在科学规划的基础上,综合利用互联网+无人机、机器人等技术和方式,能实现产能协同和运力优化。为了处理一些快速交货和连续补货的订单,亚马逊和沃尔玛等企业在建设先进的信息系统、智能仓储系统,以及优化业务流程的基础上,还规划了智能、高效的无人机城市配送中心(例如亚马逊的无人机塔)、以及“无人机航母”(空中配送基地)等。

作为新技术的应用,无人机送货是对传统方式的有益补充,传统的“铁公机”、管道运输、水运和多式联运,加上无人机的末端配送和支线运输,结合实情、“天地联合”,必将使现代物流的服务能力再上新台阶,其整体的效率、成本和运力也将得到优化和重构。

5、  超越时空:服务于海角天涯。

在某些环境和条件下,只有无人机运输方式才能实现“可达性”,这是其它方式所无法替代的。其先天优势,能延伸商业活动的触角,助力新零售的腾飞,并在实现“超越时空”的体验上具备无限的想象空间。      

6、极致体验、创新增值服务。

无人机送货号称“空中快递”,是以技术变革和创新服务为核心,其不依赖地面交通和不受地形地势约束的先天优势,将有机会为高附加值商品的用户,创造不一样的、高规格的派送体验,让用户感受到物流服务能力前所未有的、质的飞跃。

二、发展无人机物流的背景和深层原因
我们先来简要回顾一下人类社会步入工业时代以来的几次技术变革:

1、蒸汽时代(大约在1760年-1840年左右):

1814年,“蒸汽机车”诞生,1825年,火车试车成功。

这一时代开启了人类工业化和城市化的伟大进程,是现代文明的基础和起点,如果没有这个奠基就不会有现在的一切。但是,千万不要忘记那些发明和改良在刚起步的时候曾受到多大的非议和阻碍~~火车刚出现时就曾被“马车夫”们嘲弄……

2、电气时代(大约从19世纪下半叶到20世纪50年代):

1874年加拿大的伍德沃和埃文斯发明了灯泡,也受到了公众的嘲笑:“谁会需要这种发亮的小玩艺!”后来美国的爱迪生买下专利并改良,电灯逐步推广 ……

3、信息时代 (从20世纪四五十年代开始至今):

1946年,美国诞生第一台电子计算机;

1969年,美国的阿姆斯特朗和奥尔德林乘坐飞船登上月球。前者说这是我个人的一小步,但却是人类的一大步(“That’s one small step for a man, one giant leap for mankind”)

4、智能时代或工业4.0时代(在近几年开始,以AI技术等为代表):

2013年,德国率先推出“工业4.0”计划,实施智能生产和智能物流。每个新时代的来临,最本质的都是在技术或能源领域取得革命性的突破,大幅提高生产力,拓展活动空间。当前新技术发展所需产业配套更完备,累积了历次技术革命的能量。中华民族曾错过了蒸汽时代、电气时代,导致了一百多年的被动和挨打,所幸在改革开放后的四十年时间里我们奋起直追,努力弥补落下的“功课”。

整体来看,智能时代是无人机物流得以发展的一个重大背景,另一个大背景是我国的经济发展步入了谋求高质量的新常态,创新发展和综合效益显得更为重要。结合经济和社会实际,无人机物流得以发展的原因可归纳为以下几方面:

1、电商的发展,尤其是乡村电商市场潜力巨大。

2017年“618大促”期间,京东商城累计下单金额按行业口径达1199亿元;2017年天猫“双11”成交额为1682亿元人民币;2016年我国农村全年网购交易额达到8945.4亿元,比上年增150%,增速明显高于同期的城市市场。预计未来几年,农村网购交易额会持续高速增长。

移动互联网的迅猛发展,促使人们的生活方式和消费习惯发生了巨大的变化。网购下单更便捷,次数更多,品类和范围不断拓宽,甚而产生类似的“懒人经济”……供应端和需求端的互动进入良性循环,这些变化来的悄无声息,影响却是剧烈深远、天翻地覆。

同时,移动互联网的发展缩减了乡村与城市之间在网络设施方面的差距,也带动了乡村电商的迅速发展。消费需求和交易行为要落到实处,最终都依赖于物流的高效率、低成本和物流触角的延伸,无人机物流在这些方面具备先天性的技术优势和发展空间。

2、“单日亿件”快递时代的到来。

电商、移动互联网、新支付手段、地域之间贸易的加强、经济社会的发展、需求升级,以及人们观念的变化,这些因素的混合共振,使全球的快递包裹数量激增。2017年我国快递量为400.6亿件,日均约1.1亿件。庞大的快递数量、密集的派送任务,势必要求传统的“地面交通+人工派送”的模式升级提速。这需要高效的技术手段和先进的管理理念去支撑和驱动。可以预见的是无人机物流、无人驾驶、机器人分拣搬运和AI等应用技术将会大放异彩。

3、支付手段的革命。

在互联网技术的推动下,先是pc端的支付宝以第三方担保的方式,为买家和卖家消除了后顾之忧,这是电商能大行其道的先决条件;而在移动互联网发展起来后,微信和支付宝app通过扫码支付,基本可以覆盖全部的线下消费,进一步拓宽了消费场景。移动支付和移动互联一起打造了巨大的消费市场,有既有品类的增加,也有新增的品类,这个巨大的市场单纯依靠传统的物流工具和模式显然很捉襟见肘。

4、人口老龄化的挑战。

当一个国家或地区60岁以上老年人口占总人口的10%,或65岁以上老年人口占总人口的7%,就意味着这个国家或地区处于老龄化社会。我国在21世纪初已进入老龄化社会。适龄劳动力短缺、人工成本昂贵等难题快递业首当其冲,通常派送快递的一线人员适合的年龄约在18岁-35岁左右,每天派送数量庞大的包裹,需要强健的体力和旺盛的精力……最终使得“以机器替代人工”,或采用新工具协助人工——“人机协同”成为必然的选择。只有提升生产的机械化、自动化水平,才能减缓“无工可用”的压力,也才能够避免一线员工过度劳累。

5、 跨境电商蓬勃发展。

近些年,我国经济的开放度越来越高,跨境电商、“一带一路”倡议等影响深远,2015年中国跨境电商交易总规模为5.4万亿元,同比增长28.6%。预计到2018年,中国跨境电商整体交易规模将达到8.8万亿。另外,类似“双11”这样的购物节影响力已达全球200多个国家和地区,以阿里和京东为代表的平台,将在世界范围内对接生产和消费,为消费者提供便利和实惠,为生产者和商家提供商机,将极大地促进国际贸易和交流活动。从长远来看,跨境电商的持续健康发展,必然离不开诚信经营、高质量的服务、以及高效便捷的物流配套能力。

6、无界零售与环境的变化。

移动互联网的大潮和支付手段的革命催生了新零售、无界零售等许多新的业务模式,对物流的能力也提出了进一步的要求。新的业务模式不是简单的迎合消费者和用户,而是内容、数据和实物流动在重新塑造流通链、价值链和体验链。全球人口总数增加,人们对生存和生活产生更高需求,气候变化也在加大,极端高温和低温的时间在增加,相应地产生“高温消费”、“低温消费”,空气和水的质量变差也产生新的消费需求。便捷的信息交流、贸易关系、交通工具和开放的人口管理政策等,以及人们的眼界、习惯及生活方式都趋向更开放活跃,以90后和00后为代表的新新人类也会有更高的追求。而这一切,有个基础和关键点,就是物流服务水平能否跟得上,毫无疑问,无人机物流难以缺席。

7、克服物流瓶颈。

我国物流业的市场规模十分庞大,据预测到2020年我国物流行业的市场规模或将达到360万亿元,但物流业在许多方面尚有较大提升空间。相比于信息流、资金流和商流一日千里的发展速度,物流存在明显的短板效应,尽管这主要是由其自身“实物流通”的特性所决定的,但同时其自身在整体成本、服务质量、网络布局(尤其是乡村偏远区域)等方面也存在一定的不足。         

以上多重因素叠加在一起,加之相关的软硬件技术的进步使无人机达到了实用性的基本要求,这便共同促成了一个物流创新的“变局”——无人机物流。但其最终的成效取决于其自身的价值和优势是否能充分发挥和显现,以及发展过程中在技术、管理等方面的自我完善。值得欣慰的是,国内外的先进企业如亚马逊、DHL、京东、顺丰等已在无人机物流领域耕耘了多年,积累了丰富的经验,值得学习和借鉴。 

三、发展无人机物流的不利因素及对策建议
前文提到,无人机物流具有众多优势,但为什么在几年后它仍然没有被推广呢?新技术具有两面性,尤其在应用的初期,由于它们自身不够完善,加上经验不足以及受社会公众的思维习惯等影响,发展往往存在迟缓和反复的情况。客观来说,当前开展无人机物流存在以下不利因素:

1、无人机物流在技术和运营管理上的一些瓶颈问题尚待克服。技术上比如在智能避障和防护、控制距离、续航时间、航程和载重等方面。管理上存在的问题主要有:调度和落地接洽、合理的工序衔接、以及经验欠缺等方面。

2、突发的恶劣气象条件、意外的信号干扰和飞鸟撞击等问题。在执行任务的途中,突遇狂风暴雨、沙尘暴、烟雾尘霾、电磁干扰或其他信号干扰都可能会导致无人机失去控制,引发原路返航,丢失或坠毁,再或者飞行途中不幸被飞鸟撞击也可能导致坠机。

3、政策监管和法律问题。可能面临的法律问题,比如无人机自带的相机在飞越住宅区或敏感区域时涉及到人们的隐私或有关机密等情形,这些问题都需要合理的预防和管理才能加以解决。同时企业还需要事先进行适航和空域申请等工作,在政策监管方面尚无统一衔接的部门和流程。

4、噪音问题、道德问题和理念问题。大量的低空飞行可能会产生一定的环境噪音和其他方面的的影响。而送货过程中遇到人为拦截、偷盗,以及人们对新事物的习惯性、恐惧性抵制。

无数事实表明,每一次新事物的发展都不会一帆风顺,对于无人机物流试提以下几点建议:

1、 技术与运营

无人机物流的应用首要的问题是要选择好应用场景,需要精准的市场定位,匹配相应的技术和管理。之后关键是产品和技术的细致打磨,要求对送货无人机的载重、续航时间、服务半径、环境适应性等做好前期的规划,并在产品研发和生产测试等环节严格把控,在项目运营上,需要对营运过程做到精细管理和万无一失。

2、 政策与监管

面对新事物,政策制订需要做好两个兼顾:兼顾支持新技术、新事物的发展与社会公众的顾虑;兼顾短期利益与长远利益,辩证地对待新技术的应用。新事物的管理没有现成的经验可循,客观上会给监管工作带来不小的压力,但是相关部门不能因此就相互推诿,最先介入的部门将会积累更多的专业经验、能力和资源引流。

在监管无人机飞行的问题上,除军方按国家规定进行监管外,地方政府要“管放结合”,做到既守住安全底线又能引导行业健康有序发展。在遇到企业或民众无人机空域申请等新需求时,有关部门需要在记录、调研和评估后快速回应,对于能够促发展、慧民生的事项需要给予支持,加快审批流程进度。对于超出部门权限的申请,需跨部门、联合办公的事项,接洽部门也需要快速协调资源,尽快给予合理合法的反馈。另外可借鉴国外好的经验,由某部门牵头成立联合办公室,研发公共监管平台,在技术上提升监管的效率和便捷性,成立融合空域管理试点等。

3、 社会与公众

未来无人机物流将为经济、社会和民生创造巨大价值,但在应用初期存在瑕疵在所难免。社会公众需要多一分包容,并积极地了解、监督和反馈。公众对新事物的了解和适应也有个过程,政府和从业者也需要有计划地、耐心地向民众做好科普和宣传。

5G在向我们招手,AI正在变的无比强大,全世界的联系和交流、“地球村”的切实感受在加强,人类触角几乎在延伸到地球的每一个角落,将会有更多的需求有待满足,到最后都需要克服物流这一“短板”……无人机物流当前正处于技术更迭完善,以及科学的规划管理的征途中,并凭借自身“可达性”、高效率、“低成本”、“低人力”和高覆盖率等先天优势被各国政府所青睐和重视。近期,各国政府均在逐步放宽政策,鼓励和引导产业的发展。

在此背景下,企业更加需要将目光放长远,考虑未来的发展趋势,而不是被眼前的利益所局限,也不应因当前某些不完善的机制束缚而裹足不前。

物流是个复杂的系统性工程,无人机怎样深度融合进去、该怎样配置无人机才有最高效率,才能产生最大价值……这些都需要深入调查研究和严谨的规划部署。立足于市场需求,结合地区实际,让先进科技赋能生产并更好地服务于人类生活,这是创新者的使命和担当!

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