無人配送車的設計發(fā)展進程研究

王軼鵬 金薇薇 陳烈勝

摘要：文章從設計的角度總結無人配送車的設計發(fā)展進程，提取以技術為主的行業(yè)中設計的著力點。運用資料搜集的方法，按照無人配送車的發(fā)展時間線論述設計在其發(fā)展過程中所發(fā)揮的作用，并根據發(fā)展中所暴露出的問題，尋找新的無人配送車設計方案，讓設計為新行業(yè)的發(fā)展賦能。

關鍵詞：無人配送車;物流;設計發(fā)展

中圖分類號：F259.2 文獻標識碼：A 文章編號：1004-9436（2021）19-000-03

1 無人配送車的定義與應用場景

配送是指針對一定經濟區(qū)域范圍內的居民、企業(yè)、單位等服務對象的需求，提供貨物的運輸及相關揀選、包裝等作業(yè)[1]。無人配送車是物品流通環(huán)節(jié)中以無人駕駛電動車替代人工的一種新的配送工具，這種配送工具的出現是諸多社會發(fā)展因素共同推動的結果，主要包括勞動人口下降、物流行業(yè)迅猛發(fā)展、配送需求旺盛、無人駕駛技術的發(fā)展等因素。無人配送車以自動駕駛技術切入市場，屬于低速的運輸工具，與高速的載人無人駕駛車相比，這種低速場景下的載物配送車剛需程度更高，能夠更快實現自動駕駛技術的商業(yè)化。目前無人配送車的研發(fā)企業(yè)都在積極探索無人配送車新的落地場景。末端配送需要連接分布在城市各區(qū)域的商家和消費者，包括超市、便利店、餐廳、社區(qū)、寫字樓、高校等各類主體，服務需求尤為分散[2]。除去最先考慮的快遞行業(yè)的派送場景之外，各個企業(yè)還在不斷開發(fā)新的領域，包括無人零售、商超配送等新業(yè)態(tài)。

2 無人配送車的關鍵模塊與運轉方式

以行駛區(qū)域為分類維度對自動駕駛物流車進行分類，可以劃分為干線、支線和園區(qū)行駛自動駕駛物流車3類[3]。文章主要針對園區(qū)行駛自動駕駛物流車展開討論。從無人配送車的整體構架上看，無人配送車可以分為四個模塊：感知系統零部件、倉儲作業(yè)箱、線控底盤以及計算芯片。感知系統的零部件主要包括16線激光雷達、單目攝像頭、雙目攝像頭、毫米波雷達、超聲波雷達這幾種傳感器。這些傳感器構成了無人配送車對環(huán)境的識別系統，是無人配送車的眼睛。作為轉運物品的一種工具，倉儲的作業(yè)箱是無人配送車能夠完成貨物配送的關鍵模塊，目前已落地運行的配送車中的倉儲模塊設計較為多樣化，無人配送車的配送內容繁雜，包括小型的快遞、生活用品、餐飲、生鮮、零食等等，因此倉儲箱是根據不同的配送物品設計規(guī)劃的，有窗格快遞柜式的，有專門針對大件快遞的，還有具有保溫和保鮮功能的，模塊化的設計是解決配送物品繁雜的最優(yōu)方法。如果說無人配送車的感知系統是它的眼睛的話，那么線控底盤就是無人配送車的腳，無人配送車采用的是典型的低速L4級自動駕駛場景，它所應用的線控底盤可以不再依靠駕駛員力的輸出控制整車，而是依靠計算芯片發(fā)出的弱電信號控制車的執(zhí)行動向，在這里計算芯片就是無人配送車的大腦。

無人配送車基于以上的關鍵部件進行運轉，第一步由無人配送車后臺數據中心規(guī)劃出合理的配送路徑，并預估大致的配送時間。第二步是車輛執(zhí)行路徑任務，依靠自身的感知系統在復雜環(huán)境中行駛，行駛過程中需要通過雷達與攝像頭判斷環(huán)境狀況、合理規(guī)避障礙、識別交通情況等，整個配送過程由后臺全程監(jiān)控，當配送車遇到無法解決的突發(fā)情況時可以進行遠程的人工干預。最后一步是送達指定地點后以短信的方式通知用戶取件。

3 從時間線看無人配送車的設計發(fā)展歷程

從全球第一家無人配送車研發(fā)公司Starship成立至今，無人配送車的落地進程已經進行了大約八年的時間，經歷了以機器人技術切入市場的無人配送機器人向以自動駕駛技術切入市場的無人配送車的轉變。由于無人配送車現實的剛需程度高以及可預期的安全風險低，無人配送車的發(fā)展時間雖短但其發(fā)展的速度尤其是在我國的發(fā)展速度非常之快。

2014年Starship的母公司成立，它是全球第一家以無人配送車運營為主營業(yè)務的配送服務公司，其推出的小體積配送機器人內部可存放一到兩件貨物，行動靈活，可以在以人行道為主的低速園區(qū)中運行。Starship與商超和餐廳合作，用戶只需在Starship的應用程序上訂購參與企業(yè)（多為餐飲企業(yè)）的商品，下單之后選擇交貨的時間和目的地，配送車接到配送任務后會到指定的商家提貨，待店員將商品打包裝入儲物箱中后再出發(fā)前往用戶的指定地點，到達后用戶會通過應用程序收到通知。

伴隨技術的發(fā)展以及小型無人配送機器人在運營中所暴露的問題，國外市場推出了體積相對較大的中型無人配送車。NURO成立于2016年，到目前為止已經更新了兩代車型，經歷了從NURO R1到NURIO R2的迭代，NURO的設計充分體現了設計團隊對用戶的情感關懷，它的外觀看起來像是由駕駛員謹慎駕駛的小型窄車，比普通乘用車更輕、更窄、更靈活。根據美國國家公路交通安全管理局聯邦機動車輛安全管理標準，NURO R2被歸類為低速車輛，時速為每小時25英里，滿載貨物時重量為3 000磅，鑒于輕、小、慢的特征，其在發(fā)生任何碰撞時，所造成的損害都是較小的。NURO R2的環(huán)境感知系統包含了12個攝像頭，頂部搭載了1個激光雷達，車身一周配備了14個毫米波雷達，設計師在車型的設計上對車身邊緣進行了圓角曲面處理，這樣的曲面造型能夠保證行人的安全。車輛前部使用了柔軟的、可變形的板材模仿擋風玻璃的視覺外觀，這樣一來，當物體與車輛前部發(fā)生碰撞時，接觸面會更均勻，而不是垂直撞擊，能起到緩沖的作用。同時，NURO設計師充分考慮了殘疾人群的使用需求，按照人體工學設計了車輛的隔間，以減少提起和放置貨物所需的上身力量和彎曲程度，確保了輪椅使用者能夠順利接觸外部的交互觸摸屏幕。NURO內置了聲音發(fā)生器，以幫助包括視障人士在內的行人意識到無人車的存在。車輛的顏色、造型，甚至是其發(fā)出的聲音，都傳達出了車輛友好和平易近人的特質。NURO的設計落地為這種中型無人車的發(fā)展開了一個好頭，國內的一些無人車設計中多少都存在NURO的影子。

國內無人配送車的發(fā)展速度快于國外，其原因主要有三點：第一，中國的物流市場規(guī)模龐大，無人駕駛技術的發(fā)展緊跟國際，從自動駕駛技術切入的無人配送車被視為自動駕駛技術率先落地應用的場景之一;第二，無人配送車的關鍵零部件已經逐步實現國產化，制造成本隨著技術的進步和產業(yè)鏈的完善逐步降低;第三，疫情期間，無人配送車發(fā)揮了巨大的社會價值，人們逐步建立并加深了對于無人車服務的社會價值認知。因此無人配送車的設計與落地對于國內的配送市場來說是一件自然而然的事情。目前國內無人配送車的設計與研發(fā)分為兩大陣營：一方是無人配送車研發(fā)的初創(chuàng)公司，如行深智能、毫末智行、易咖智車等;另一方是自帶配送需求場景的巨頭公司，如京東、美團、阿里巴巴等。疫情導致的用工難問題凸顯了無人配送車的市場價值，因此它的發(fā)展在疫情期間達到了頂峰，各個廠家在疫情期間紛紛展示出自己的實力，助力疫情期間社會的正常運轉。

從2019年開始國內無人配送車的研發(fā)企業(yè)紛紛嶄露頭角，從初始的單一到逐漸完善，各個廠商對于無人車的研發(fā)更注重的是成本的控制與配送車的變現能力，以確保無人配送車的可規(guī)模量產化與可落地性。國內的無人配送車造型設計很少會出現大量曲面的應用，對于外殼的塑造多使用鈑金，鈑金的可塑性不強，只能進行簡單的切割加工，但優(yōu)勢在于可以實現規(guī)模化的量產，且成本較低。但隨著國內無人配送車整車解決方案企業(yè)的不斷出現，無人車設計方案逐漸多樣化，各廠商在細節(jié)、造型、色彩上加注了更多精力。

在設計上的改良最為明顯的是菜鳥ET物流實驗室對自家無人車的版本更替。從菜鳥一代配送車到最新的菜鳥小G Plus（見圖1），配送車在人機工程方面的考量、材質的使用、造型的變化、內部空間的布局、色彩等方面都發(fā)生了巨大的變化。初代菜鳥無人配送車的外觀十分簡陋，似乎是在復雜的結構之外加了一個方盒子，原因在于無人配送車在當時處于試運行階段，企業(yè)的研發(fā)更注重的是技術與組裝。由技術與工藝驅動的企業(yè)，通常會采用另一種方式：尋求技術上的突破。在這種情景下，由研究者組成的團隊會先找到新的制造方法，之后才會考慮如何在現存的商業(yè)體系中應用這項技術并創(chuàng)造價值[4]。技術的可實施性決定了無人配送車能否落地，當技術逐步成熟直至能確定無人配送車的可落地性后，各個企業(yè)才會逐步注重外在的設計元素。第二代配送車在實用性和美感上都比上一代更好，其色彩應用合理，造型比例更加和諧，其儲存箱設計仿照了快遞柜的結構，配送車前部是一塊完整的交互屏幕，看起來小巧可愛，該配送車在2019年的云棲大會上成了人們關注的焦點。目前菜鳥物流實驗室的配送車已經更新到了第三代，最新的配送車與第二代相比載重和容量更大，續(xù)航里程更長，造型上也有了很大的改變。第三代配送車從車身的側面看是一個不規(guī)則弧形，從前到后的空間逐步縮小，采取這種形式設計的原因在筆者看來有兩個方面：一方面這樣的設計是配送車設計團隊在外觀造型上從方正到流線的嘗試，旨在通過這樣的造型形式與其他廠商的無人配送車區(qū)別開來;另一方面是出于對用戶體驗的考量，設計師在配送車較低的一端放置了取貨時必須用到的交互屏幕，這樣用戶在輸入取件碼的時候可以不用彎腰，對于用戶來說使用起來更加方便。

比較國外的NURO和國內的菜鳥小G可知，國內外的中型無人配送車的設計有很大的差異，最大的差別不是相關技術的應用，而在于貨廂結構設計思路的不同。NURO的第一個服務區(qū)域是在美國的休斯敦，區(qū)域內居民區(qū)的樓房多在四層以下，并且80%都是獨棟建筑，呈棋盤格分布，道路規(guī)整，商業(yè)廣場遠離居民區(qū)，居民采購生活用品主要依靠汽車，人們習慣了從汽車的后備廂搬運采購的大量生活物資。根據這樣的人文地域環(huán)境，NURO采用了一種開放式的、共享式的設計，所有的貨物都放在同一個空間內，車門的開啟與汽車的后備廂開啟方式類似（見圖2），用戶只需要在貨箱中選出自己的物品即可。而我國無人配送車的主要運行區(qū)人口集中，用戶數量多，配送內容體積小、數量大，并且長期以來我國物流行業(yè)在末端配送這一環(huán)節(jié)一直依賴快遞柜，這樣的先天條件使得用戶更容易接受將無人配送車的倉儲空間設計成快遞柜的隔層形式，同時這也大大降低了無人配送車對新用戶的教育成本。

另一個值得關注的是新石器這家無人配送車初創(chuàng)公司，與其他眾多無人配送車初創(chuàng)公司不同的是，新石器的創(chuàng)業(yè)合伙人中有一位工業(yè)設計師——楊哲，設計師在新品的研發(fā)上具有話語權在無人配送車這種注重技術研發(fā)的行業(yè)中是極少見的，因此新石器的無人配送車不論從外觀還是用戶體驗上都能體現出設計師的考量，尤其是在功能上的創(chuàng)新。新石器在無人車的設計上運用了模塊化的設計方法，將車體分成兩個部分，即貨廂和移動底盤。移動底盤作為固定配件，更換的是不同功能的貨廂，有加熱功能、冷凍功能和物流功能。它通過移動底盤與不同功能貨廂的靈活搭配，滿足各個場景的使用需求，實現無人配送車的功能最大化。

4 無人配送車的設計趨勢

無人配送車與傳統的汽車行業(yè)不同，傳統汽車是直接面向市場的消費品，而無人配送車是一種公共的服務系統，無人配送車的出現是物流行業(yè)解決“最后一公里”末端配送問題的一個突破口，它所代表的是一種新的服務模式，設計的重點是實用性，藝術性是依附于實用性的。從一些無人配送車企業(yè)的開發(fā)案例我們可以知道，那些前衛(wèi)的、概念的設計方案只是曇花一現，發(fā)揮的作用十分有限，最終落地的仍然是成本最低，對設計進行了折中處理的方案。除了無人配送車本身的設計開發(fā)之外，跨行業(yè)的技術輔助、用戶對未知項目的支付意愿、相關的經濟障礙、基礎設施及維護、新技術的不確定性等都是無人配送車這一新事物需要面對的難點。在這樣的行業(yè)制約之下，設計師需要做的是基于一些現有技術和流程，從用戶思維的設計角度出發(fā)，為無人配送車這一新興行業(yè)提供更實際的設計方案，從而推動這一新物種的更新與完善。

5 結語

文章依照線性的方式總結了無人配送車行業(yè)中已落地的典型設計方案和設計特征，目的是揭示在重技術的產品落地過程中設計所發(fā)揮的客觀作用。由于應用領域和屬性的差異，無人配送車的設計不能如概念汽車那般盲目追求視覺上的沖擊和一些空泛的概念形態(tài)，而應該配合技術結構的可行性發(fā)揮工業(yè)設計的價值，從而推動無人配送車的落地與普及。

參考文獻：

[1] 2018中國配送行業(yè)發(fā)展報告[R].羅戈網-物流商業(yè)新媒體，2018-04-25.

[2] 車百智庫.無人配送在國內商業(yè)化的現狀、挑戰(zhàn)及建議[J].智能網聯汽車，2020（2）：60-67.

[3] 解瀚光，朱紅儒，王陽，等.自動駕駛物流車技術及標準需求研究[J].中國汽車，2020（3）：57-62.

[4] 蒂姆·布朗. IDEA設計改變一切[M].侯婷，何瑞青，譯.杭州：浙江教育出版社，2019：21.

作者簡介：王軼鵬（1995—），男，河北張家口人，碩士在讀，研究方向：產品造型藝術與應用實踐。

金薇薇（1973—），女，浙江臺州人，碩士，副教授，研究方向：產品設計、產品包裝設計。

陳烈勝（1962—），男，江西南昌人，碩士，教授，研究方向：系統設計、設計管理。

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