無(wú)人機(jī)在末端物流配送中的應(yīng)用

尚帥

中國(guó)直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所

近年來(lái)，電商經(jīng)濟(jì)的發(fā)展促生了巨大的市場(chǎng)潛力，終端客戶對(duì)配送速度要求也不斷提高。無(wú)人機(jī)物流運(yùn)輸具有小批量、高頻次的特點(diǎn)，在滿足市場(chǎng)需求過(guò)程中具有得天獨(dú)厚的效率和成本優(yōu)勢(shì)，是物流行業(yè)解決末端環(huán)節(jié)痛點(diǎn)的有效方案。

據(jù)國(guó)家郵政局公布的《2020年中國(guó)快遞發(fā)展指數(shù)報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)快遞業(yè)務(wù)量達(dá)833.6億件，同比增長(zhǎng)31.2%，較2019年快遞業(yè)務(wù)增量近200億件。我國(guó)快遞業(yè)務(wù)收入達(dá)8795.4億元，預(yù)計(jì)2021年快遞產(chǎn)業(yè)將持續(xù)增長(zhǎng)，業(yè)務(wù)收入將超萬(wàn)億。根據(jù)中國(guó)快遞發(fā)展指數(shù)可知，我國(guó)物流業(yè)務(wù)需求呈逐年快速上升的特點(diǎn)。雖然我國(guó)快遞物流業(yè)發(fā)展迅速，但作為物流配送重要一環(huán)的末端配送，仍存在諸多問(wèn)題，如配送網(wǎng)點(diǎn)質(zhì)量良莠不齊、配送成本逐年增長(zhǎng)，以及傳統(tǒng)配送服務(wù)速度和質(zhì)量較低等。

末端物流配送是指包裹由末端配送網(wǎng)點(diǎn)送達(dá)終端消費(fèi)者的階段，是與消費(fèi)者接觸最直接的物流環(huán)節(jié)，主要包含快遞配送、物品運(yùn)輸、外賣送餐等服務(wù)場(chǎng)景。

為降低物流運(yùn)營(yíng)成本、提高客戶滿意度、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，相關(guān)物流企業(yè)致力于挖掘自身潛力，引入新的運(yùn)營(yíng)理念，尋求更快、更具成本效益的“最后一公里”交付方式。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單機(jī)成本不斷降低，其在物流末端配送領(lǐng)域的應(yīng)用也逐漸增多，如亞馬遜、谷歌、DHL、順豐和京東等公司已經(jīng)在探索用無(wú)人機(jī)將包裹運(yùn)送至消費(fèi)者手中。

商用現(xiàn)狀

據(jù)《2017－2018世界物流無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展年度報(bào)告》顯示，世界物流無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)美國(guó)全面領(lǐng)跑、歐洲積極跟隨、中國(guó)幾近同步、其他國(guó)家積極布局的格局。

中國(guó)快遞發(fā)展指數(shù)。

配送無(wú)人機(jī)的概念隨著亞馬遜Prime Air快遞無(wú)人機(jī)投入使用進(jìn)入主流視野。亞馬遜創(chuàng)始人杰夫·貝佐斯于2013年12月宣布，亞馬遜計(jì)劃使用無(wú)人機(jī)快速配送輕型商業(yè)產(chǎn)品。2019年6月，亞馬遜展示了Prime Air無(wú)人機(jī)在30min內(nèi)送達(dá)包裹的場(chǎng)景。谷歌無(wú)人機(jī)2014年在澳大利亞完成首次配送，2016年測(cè)試投遞系統(tǒng)和空中管理平臺(tái)。2019年4月，Alphabet子公司、谷歌兄弟公司W(wǎng)ing Aviation成為首家獲得美國(guó)批準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)消費(fèi)品配送無(wú)人機(jī)的公司。

歐洲方面，德國(guó)郵政DHL在2013年完成首次飛行測(cè)試，通過(guò)小型無(wú)人機(jī)Parcelcopter的原型交付了1kg的藥品。2016年，DHL提出“無(wú)人機(jī)＋快遞柜”配送概念。2019年，DHL聯(lián)合無(wú)人機(jī)制造商Wingcopter成功完成一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，在無(wú)人機(jī)輔助下為物流系統(tǒng)難以到達(dá)的地方運(yùn)送醫(yī)療保健物品。法國(guó)郵政在2014年底完成無(wú)人機(jī)配送首次測(cè)試，2016年底實(shí)現(xiàn)自主飛行運(yùn)送。瑞士郵政在2016年初進(jìn)入無(wú)人機(jī)飛行送貨第二階段驗(yàn)證。英國(guó)皇家郵政在2015年底宣布引入無(wú)人機(jī)技術(shù)。

順豐在2012年提出無(wú)人機(jī)物流概念，2015年成為國(guó)內(nèi)第一家獲得正式審批的物流無(wú)人機(jī)示范空域企業(yè)，在取得無(wú)人機(jī)航空運(yùn)營(yíng)許可證后，即在江西贛州開(kāi)展了無(wú)人機(jī)配送業(yè)務(wù)試點(diǎn)。京東在2016年5月成立專項(xiàng)事業(yè)部，規(guī)劃建設(shè)了“干線一支線一末端”三級(jí)無(wú)人機(jī)通航物流體系，在西安、宿遷、重慶的城鄉(xiāng)開(kāi)啟了無(wú)人機(jī)常態(tài)化配送運(yùn)營(yíng)?！?020年中國(guó)快遞發(fā)展指數(shù)報(bào)告》指出，無(wú)人機(jī)逐步實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景常態(tài)化運(yùn)營(yíng)，輕型、重型無(wú)人機(jī)機(jī)型體系進(jìn)一步健全，L4級(jí)別無(wú)人駕駛技術(shù)逐步應(yīng)用于物流場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)配送無(wú)人化。

亞馬遜運(yùn)輸無(wú)人機(jī)PrimeAir

京東的配送無(wú)人機(jī)

典型應(yīng)用場(chǎng)景

醫(yī)療物資配送

無(wú)人機(jī)可用來(lái)運(yùn)輸醫(yī)藥產(chǎn)品，如血液制品、疫苗、藥品和醫(yī)療樣本。與地面運(yùn)輸方式相比，無(wú)人機(jī)能夠?qū)⑨t(yī)療物資配送到偏遠(yuǎn)或其他地面運(yùn)輸方式無(wú)法進(jìn)入的地區(qū)。在COVID-19大流行期間，美國(guó)Zipline無(wú)人機(jī)在美國(guó)、以色列和加納進(jìn)行了個(gè)人防護(hù)裝備以及COVID-19疫苗的醫(yī)療配送測(cè)試。據(jù)統(tǒng)計(jì)，Zipline無(wú)人機(jī)在2020年和2021年期間在加納運(yùn)送了數(shù)千計(jì)COVID-19疫苗。

送餐服務(wù)

如何提高送餐速度，一直是外賣行業(yè)的關(guān)注熱點(diǎn)，利用無(wú)人機(jī)配送外賣食品被認(rèn)為是快速交付外賣食品的有效解決方案。2018年5月29日，餓了么平臺(tái)宣布，中國(guó)第一批無(wú)人機(jī)即時(shí)配送航線獲準(zhǔn)開(kāi)辟，送餐無(wú)人機(jī)正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，用戶從下單開(kāi)始，平均僅需20min即可收到外賣。

郵政投遞

來(lái)自澳大利亞、瑞士、德國(guó)、新加坡、英國(guó)和烏克蘭的不同郵政公司已經(jīng)進(jìn)行了各種無(wú)人機(jī)試驗(yàn)，以測(cè)試無(wú)人送貨服務(wù)的可行性和盈利能力。美國(guó)郵政署USPS一直在探索“車+無(wú)人機(jī)”運(yùn)載系統(tǒng)，從而尋找提高“最后一公里”配送能力的技術(shù)方案。

船舶補(bǔ)給

通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)海上船舶進(jìn)行補(bǔ)給配送目前已取得了一定成果。馬士基航運(yùn)公司在鹿特丹港已經(jīng)嘗試使用無(wú)人機(jī)為近海船只提供補(bǔ)給。新加坡初創(chuàng)企業(yè)F-drones也開(kāi)始使用無(wú)人機(jī)向船舶運(yùn)輸補(bǔ)給品，并成為首個(gè)獲得新加坡超視距無(wú)人機(jī)交付許可證的公司，為未來(lái)無(wú)人機(jī)船舶補(bǔ)給配送業(yè)務(wù)發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)。F-drones表 示，使用無(wú)人機(jī)向船舶運(yùn)送補(bǔ)給可節(jié)約80%的成本，此外更加綠色環(huán)保。

存在的優(yōu)勢(shì)

Zipline無(wú)人機(jī)配送醫(yī)療物資

餓了嗎送餐無(wú)人機(jī)

美國(guó)郵政署USPS“車+無(wú)人機(jī)”運(yùn)載系統(tǒng)

F-drones公司的船舶補(bǔ)給運(yùn)輸無(wú)人機(jī)

首先， 有助于提升物流行業(yè)的時(shí)效水平。無(wú)人機(jī)配送不受道路、地形、交通情況等地面因素制約，與傳統(tǒng)配送車輛相比，配速路線可接近直線，大大提高了有效配送路徑比例。無(wú)人機(jī)運(yùn)送頻次較高，可進(jìn)一步提高末端運(yùn)輸?shù)臅r(shí)效性。

其次，不受地面路況限制，可達(dá)性較高。無(wú)人機(jī)物流具有傳統(tǒng)物流難以匹配的靈活性，可有效提高陸地交通欠發(fā)達(dá)地區(qū)的物流配送范圍，同時(shí)增強(qiáng)極端狀態(tài)下的物流可達(dá)性，如在應(yīng)急救援、災(zāi)害搶險(xiǎn)等場(chǎng)景下，無(wú)人機(jī)可不受道路阻斷、交通設(shè)施停滯的影響，保障應(yīng)急救援物資的可達(dá)性。

最后，采用清潔能源低碳環(huán)保。與傳統(tǒng)燃油汽車配送相比，無(wú)人機(jī)多采用清潔的電能驅(qū)動(dòng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)燃油汽車配送包裹平均會(huì)導(dǎo)致約1kg的溫室氣體排放，而無(wú)人機(jī)運(yùn)送一個(gè)小包裹只會(huì)產(chǎn)生平均約0.42kg的溫室氣體排放，溫室氣體排放量降低超50%。

面臨的挑戰(zhàn)

受天氣因素影響較大

相比于傳統(tǒng)汽車運(yùn)輸，無(wú)人機(jī)更易受天氣因素影響，例如在雨（雷電）、雪、大霧和大風(fēng)天氣條件下，無(wú)人機(jī)可能無(wú)法進(jìn)行運(yùn)輸。此外，在高溫天氣下，空氣密度下降，這將削弱無(wú)人機(jī)的最大運(yùn)載能力。另一方面，當(dāng)氣溫較低時(shí)，無(wú)人機(jī)電池性能將受到影響，導(dǎo)致無(wú)人機(jī)續(xù)航能力降低，甚至無(wú)法使用。

飛行安全存在隱患

由于無(wú)人機(jī)運(yùn)輸過(guò)程多通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程操控或依靠程序自主飛行，較地面運(yùn)輸有更多的安全隱患。比如無(wú)人機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)故障墜落、無(wú)人機(jī)操控系統(tǒng)遭受網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊、飛行安全不受控制等情況，均會(huì)給地面人員及財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)威脅。

政策及監(jiān)管問(wèn)題

無(wú)人機(jī)運(yùn)輸作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，其相應(yīng)國(guó)家法規(guī)政策仍在制定中，尚未正式出臺(tái)針對(duì)該行業(yè)的適用規(guī)范、準(zhǔn)入條件和運(yùn)營(yíng)環(huán)境要求。目前僅有順豐、京東等少數(shù)企業(yè)獲得無(wú)人機(jī)物流商用試點(diǎn)許可。現(xiàn)階段無(wú)人機(jī)運(yùn)輸?shù)拇笠?guī)模商業(yè)化應(yīng)用仍受到法規(guī)限制。

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行末端物流配送，較傳統(tǒng)車輛配送有諸多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，如配送效率高、低碳環(huán)保等，一些企業(yè)已開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人機(jī)物流配送的商業(yè)試點(diǎn)。但從技術(shù)層面來(lái)看，相關(guān)科技企業(yè)應(yīng)從故障容錯(cuò)性、避障能力、惡劣天氣適應(yīng)性和抗黑客入侵能力等方面提高無(wú)人機(jī)技術(shù)水平，從而使其更好的應(yīng)用于末端物流配送業(yè)務(wù)。從法律制度層面來(lái)看，建立完善的無(wú)人機(jī)末端物流運(yùn)輸法律體系，是保障無(wú)人機(jī)末端物流運(yùn)輸行業(yè)健康發(fā)展的重要基礎(chǔ)。 ■