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聚焦快遞科技發(fā)展現(xiàn)狀,前沿科技如何助力快遞業(yè)發(fā)展

2019年12月09日來源:中國郵政報

快遞業(yè)是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的重要組成部分,是推動流通方式轉(zhuǎn)型、促進消費升級的現(xiàn)代化先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。快遞科技是基于大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、機器人等底盤技術(shù),用于快遞活動中的智能硬件裝備和軟件系統(tǒng)。借助快遞科技,可以加深人與機器、機器與機器的協(xié)同程度,提高整個快遞系統(tǒng)數(shù)字化、自動化、智能化水平,加速信息流與物質(zhì)流高效、通暢地運轉(zhuǎn),從而推動快遞業(yè)的高質(zhì)量、可持續(xù)發(fā)展,有效降低快遞成本,提高運行效率。

目前,科技創(chuàng)新在鏈條打通、協(xié)同實現(xiàn)等方面效果突出,已經(jīng)成為推進快遞業(yè)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效的關(guān)鍵支撐。

本期,我們聚焦快遞業(yè)前沿科技。詳解科技發(fā)展現(xiàn)狀、驅(qū)動因素以及典型前沿技術(shù),并對快遞業(yè)科技發(fā)展趨勢進行解讀。

快遞科技發(fā)展現(xiàn)狀

目前,快遞活動主要分為以C端用戶為起點的第三方快遞和以B端電商為起點的倉配快遞兩種運行鏈條,快遞科技多點滲透,廣泛應(yīng)用于前端攬件、倉儲/轉(zhuǎn)運、運輸、末端配送以及信息管理等五大應(yīng)用場景。

近年來,在以UPS、DHL、順豐等企業(yè)為代表的領(lǐng)先快遞企業(yè),以亞馬遜、京東、阿里為首的電商互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)以及第三方科技公司的共同推動下,機器人與自動化技術(shù)、無人機技術(shù)、綠色包裝技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)快速發(fā)展,同時也出現(xiàn)了人工智能、無人駕駛、可穿戴設(shè)備、3D打印、AR/VR等新興技術(shù)。其中,機器人與自動化、綠色包裝在歐美已經(jīng)得到大量應(yīng)用,中國快遞業(yè)近年來也在加速應(yīng)用;大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相對成熟,二者互為依托,應(yīng)用于需求預(yù)測、路由規(guī)劃、產(chǎn)品追溯等場景;無人機有望在未來3年到5年得到大規(guī)模應(yīng)用;人工智能、無人駕駛、可穿戴設(shè)備、3D打印、AR/VR技術(shù)等目前仍處于研發(fā)測試階段。

快遞科技在不同地區(qū)的發(fā)展具有不平衡性,例如,在機器人與自動化領(lǐng)域,美、日、歐處于世界前列;而在無人機領(lǐng)域,中國發(fā)展迅速,已經(jīng)從“追趕者”轉(zhuǎn)為“領(lǐng)跑者”。

快遞科技廣泛應(yīng)用于各個環(huán)節(jié),出現(xiàn)了覆蓋全球的樞紐及轉(zhuǎn)運中心、世界級標(biāo)準(zhǔn)無人倉、路由規(guī)劃、新型無人配送模式等眾多快遞科技應(yīng)用成果。

快遞科技發(fā)展驅(qū)動因素

一是規(guī)模因素。隨著全球電商保持高速增長,快遞業(yè)務(wù)量不斷攀升,對快遞業(yè)務(wù)處理能力提出了更高要求,快遞企業(yè)必須依靠科技賦能,突破處理效率的上限。

二是成本因素。全球人口紅利加速消失,導(dǎo)致快遞企業(yè)用人成本不斷升高,傳統(tǒng)勞動密集型發(fā)展模式與建造現(xiàn)代化智慧快遞系統(tǒng)的矛盾日益凸顯,隨著快遞科技滲透率不斷提高,更多快遞業(yè)務(wù)場景將實現(xiàn)無人化、智能化。

三是技術(shù)因素。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)快速發(fā)展,加速傳統(tǒng)快遞設(shè)備與機器人、人工智能等上層應(yīng)用技術(shù)融合,智能自動化立體倉庫、無人機等一系列智能快遞設(shè)備不斷涌現(xiàn),科技創(chuàng)新成為全球快遞業(yè)邁向智能化時代的動力引擎。

四是政策因素。各國政府持續(xù)加大對快遞行業(yè)的支持力度,主要從發(fā)展方向、軟件升級、硬件制造、綠色包裝、標(biāo)準(zhǔn)制定五個方面出臺了一系列政策,幫助引導(dǎo)快遞行業(yè)向智慧化轉(zhuǎn)型升級。

五是可持續(xù)因素。綠色是快遞業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“底色”。隨著快遞業(yè)務(wù)量的高速增長,包裝耗材需求增長迅猛,過度包裝、紙箱回收率不高等問題日益凸顯,交通運輸業(yè)的能源消耗總量也一直居高不下,綠色快遞是行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的迫切需要,以科技為支撐,綠色化、減量化、可循環(huán)作為著力方向,減少快遞業(yè)務(wù)對環(huán)境的危害,避免資源浪費,最終實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)和環(huán)境可持續(xù)的“雙贏”。

快遞科技前沿技術(shù)

無人機技術(shù)

無人機技術(shù)發(fā)展較為成熟,其具有靈活便捷、運營成本低、布局簡便、外部環(huán)境適應(yīng)性強以及不受地形限制的優(yōu)勢。無人機本質(zhì)上是一種空中飛行載體,無視二維路面狀況,直接在三維空間進行移動是其天然優(yōu)勢。因此,無人機一定要與其他智能設(shè)備協(xié)同工作,將受制于地面束縛的事務(wù)移至空中,實現(xiàn)空地一體的無縫銜接。

在“無人機+車”模式中,貨車作為移動配送中心,與無人機優(yōu)勢互補,形成地空并行、移動式協(xié)作的末端配送解決方案。貨車車頂配套有小型起降平臺,無人機得到配送指令后,即可自主規(guī)劃飛行路線進行投遞;與此同時,快遞員可進行人工投遞,再開往下一個配送地點;無人機在配送結(jié)束后自動飛回貨車,并進行充電。2017年2月,UPS將貨運卡車與無人機結(jié)合,66000輛送貨車每天減少一英里路程,每年將節(jié)省5000萬美元。

在“無人機+RFID”模式中,將無人機空間靈活和RFID無須接觸、可穿透性、快速批量傳輸?shù)葍?yōu)勢結(jié)合起來,打破高度和逐件掃描的束縛,成為靈活高效、低成本的倉儲盤點新型解決方案。去年12月,長安民生物流整車無人機盤點系統(tǒng)正式啟用,使無人機巡檢并遍歷整車場內(nèi)所有商品車上RFID標(biāo)簽卡來實現(xiàn)整車場內(nèi)商品車的快速盤點,準(zhǔn)確率達(dá)100%,效率提升300%。

“無人機+智能柜”實現(xiàn)了地空無縫銜接,是末端配送技術(shù)的新突破。智能柜成為無人機與用戶之間的緩存平臺,可實現(xiàn)無人機寄遞全程自動化運行。智能柜首先輔助無人機精準(zhǔn)降落,并自動完成包裹裝卸分類、移置格口及無人機電池充電,用戶只需通過人臉識別驗證身份后,即可取走包裹;同時,當(dāng)用戶投遞包裹后,智能柜可自動稱量并生成運單,無人機會將包裹取走,實現(xiàn)自助收寄。智能柜在整個運行過程可通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)控和干預(yù),無須人工處理,真正實現(xiàn)無人機配送自動化和無人化。去年11月,順豐無人機快遞接駁柜在江西贛州南康正式落地應(yīng)用。

無人機技術(shù)目前存在的問題在于:一是電池技術(shù)是制約場景擴展的瓶頸,需要解決無條件巡航時長和有效飛行距離的問題;二是國內(nèi)大型民用無人機剛起步,雖然產(chǎn)業(yè)需求旺盛,市場潛力巨大,但全產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成,短期內(nèi)研發(fā)及試運行成本消耗巨大,普通民營企業(yè)承受較大壓力;三是法規(guī)政策有待健全;四是無人機可能帶來的安全問題。

自動化分揀系統(tǒng)

隨著電商、快遞業(yè)的高速發(fā)展,自動化分揀系統(tǒng)也得到了長足發(fā)展。我國分揀設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用起步較晚,與國外相比大約晚20年左右,因此,目前國內(nèi)輸送分揀領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,更多是學(xué)習(xí)國外先進企業(yè)的技術(shù),并在已有平臺上進行創(chuàng)新。

自動分揀系統(tǒng)主要由供件裝置、輸送裝置、控制系統(tǒng)、分類裝置和分揀道口等組成,是對物品進行自動分類、整理的關(guān)鍵設(shè)備之一。按照分類裝置的結(jié)構(gòu)進行劃分,常見的自動分揀機主要包括滑塊分揀、交叉帶分揀等六類。

其中,新一代交叉帶分揀系統(tǒng)在眾多分揀設(shè)備中脫穎而出,成為目前快遞業(yè)自動化處理流程中的主要設(shè)備之一。交叉帶分揀系統(tǒng)是利用直線動力驅(qū)動的小車隊沿著環(huán)形軌道高速運動,將貼有標(biāo)簽的貨物經(jīng)過掃描器讀碼進行分揀,適用于電商、快遞等行業(yè)的大中型場地。

除此之外,蜂窩式智能多向分揀傳輸系統(tǒng)由德國不來梅大學(xué)與物流研究所共同研發(fā),是一種基于蜂窩傳輸技術(shù)的、以靈活性為核心的模塊化輸送系統(tǒng),目前在DHL已經(jīng)應(yīng)用。

自動裝卸系統(tǒng)

貨車自動裝卸系統(tǒng)是一種集成在卡車和裝卸平臺之間的自動化輸送設(shè)備,通過相互協(xié)同運作,代替人工裝卸,完成貨物的全自動化裝卸。

在貨車自動裝卸技術(shù)領(lǐng)域,國外車輛裝卸貨物專業(yè)化程度較高,對于不同運輸產(chǎn)品,國外擁有相對應(yīng)車型進行專門運輸,同時,國外貨物標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,貨物多放置于托盤上進行裝卸,裝卸效率較高。通常,國外在車廂內(nèi)裝入滾筒、鏈條、鏈板等傳輸裝置,并安裝相應(yīng)傳感控制系統(tǒng),從而實現(xiàn)了托盤貨物在車廂內(nèi)的自動傳輸。目前,國內(nèi)貨物裝卸貨方式仍以人工為主,而現(xiàn)在人工成本占物流整體運輸成本的30%,未來仍會不斷提高,這將成為制約物流行業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。而自動化裝卸系統(tǒng)可以在出入兩端大幅提升自動化水平,縮短貨物裝卸時間,加速貨物的流通效率。

自動引導(dǎo)車AGV

在揀選和分揀環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的人工作業(yè)難以滿足效率和準(zhǔn)確率的要求,傳統(tǒng)自動化分揀設(shè)備具有靈活性較差、成本較高等劣勢,而自動引導(dǎo)車憑借其柔性化、智能化的天然特性得到業(yè)界廣泛應(yīng)用,亞馬遜、DHL等企業(yè)應(yīng)用較早,郵政、京東、順豐、申通等電商快遞企業(yè)近幾年也在加速布局。

其中,揀選AGV是一種“貨到人”的揀選系統(tǒng)。揀選AGV的應(yīng)用將傳統(tǒng)“人到貨”的方式轉(zhuǎn)變?yōu)椤柏浀饺恕?,大幅提高了揀選效率?!柏浀饺恕睊x系統(tǒng)主要由可移動貨架、揀選AGV、管理系統(tǒng)、充電站、揀選工作站組成,通過揀選AGV搬運貨架實現(xiàn)“貨到人”,揀選人員只需根據(jù)顯示屏和播種墻電子標(biāo)簽的提示,從指定貨位揀取相應(yīng)數(shù)量的商品放入訂單箱即可,打破了對照訂單去貨位找貨的“人到貨”模式,有效提升作業(yè)效率,降低人工成本。

而分揀AGV是一種并行分揀系統(tǒng)。在整個倉儲物流中,包裹分揀一直是非常重要的一個環(huán)節(jié)。從原來的人工行走包裹分揀,到傳統(tǒng)自動化交叉帶分揀機分揀,再到分揀

AGV的靈活分揀,效率不斷提高的同時,成本也在不斷降低。分揀AGV解決方案是目前全球主流分揀方式之一,主要適用于中小型分揀中心。

綠色包裝

在綠色快遞方面,全球各快遞、環(huán)??萍计髽I(yè)都在推進綠色包裝應(yīng)用,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)快遞企業(yè)起步較早,綠色快遞意識較強,綠色快遞研發(fā)、實踐經(jīng)驗豐富。

近年來,我國各快遞、電商企業(yè)也在加速發(fā)展綠色科技,出現(xiàn)了大量綠色科技成果,在電子面單、循環(huán)快遞箱、循環(huán)袋等方面都取得了一定成效。如在循環(huán)快遞箱上,出現(xiàn)了順豐“豐box”循環(huán)箱、京東“青流箱”、菜鳥“循環(huán)箱”、郵政綠色環(huán)??爝f箱及蘇寧共享快遞盒等;在循環(huán)袋方面,出現(xiàn)了郵政新型方底郵袋、頌軍環(huán)保FRID環(huán)保袋等。

可穿戴設(shè)備

可穿戴設(shè)備目前仍然屬于較為前沿的技術(shù),在快遞領(lǐng)域,主要包括免持設(shè)備、AR智能眼鏡、外骨骼、噴氣式背包??纱┐髟O(shè)備整體上距離大規(guī)模商用仍需要較長時間,除了AR智能眼鏡和外骨骼已經(jīng)開始小范圍應(yīng)用外,其他大部分尚處于研發(fā)階段。

外骨骼分為腰部、腿部、手部三類助力產(chǎn)品,主要用于重物搬運,可以有效減輕一線員工的工作強度,保障搬運安全。京東、蘇寧、德邦快遞近幾年開始逐步使用腰部助力外骨骼設(shè)備,可以提供不同程度的外部助力,有效提高穿戴者腰背部和核心肌群的高強度負(fù)重能力,有效減緩工作肌群的疲勞速度,降低人體運動過程中的能量消耗,提高工作效率。

AR智能眼鏡具有實時的物品識別、條碼閱讀和庫內(nèi)導(dǎo)航等功能,可以有效提升倉庫工作效率。目前,UPS、DHL已經(jīng)小范圍應(yīng)用免持設(shè)備與AR智能眼鏡。

快遞科技發(fā)展趨勢

從人工機械化時代到自動化時代,再到現(xiàn)在邁向智慧化時代的進程中,科技始終是推動快遞業(yè)不斷演進的重要力量。未來的快遞科技將以數(shù)字化為核心,在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能四大動力引擎的推動下,向智能化目標(biāo)加速前進(見圖2)。

隨著快遞業(yè)的不斷發(fā)展,數(shù)字化技術(shù)水平的不斷提高,未來快遞科技呈現(xiàn)出多元化、協(xié)同化、智慧化三大趨勢。

多元化

快遞科技在每一個作業(yè)環(huán)節(jié)的賦能都將推進快遞業(yè)降本增效的進程,隨著技術(shù)迭代及場景的精細(xì)化區(qū)分,快遞科技多元化發(fā)展趨勢日益明顯。從倉儲環(huán)節(jié)的立體倉庫、穿梭車、揀選分揀系統(tǒng),到運輸環(huán)節(jié)的智能路線規(guī)劃、智能調(diào)度,再到配送環(huán)節(jié)的無人機、無人車以及智能快遞柜,快遞科技一直在探索新技術(shù)、新方式。未來,在5G技術(shù)的驅(qū)動下,快遞科技將出現(xiàn)更多的技術(shù)革新,必將為深度賦能快遞業(yè)。

協(xié)同化

隨著快遞、電商業(yè)的快速發(fā)展,僅在某單一環(huán)節(jié)使用智能設(shè)備完成自動化作業(yè)的方式越來越不能適應(yīng)與日俱增的快遞業(yè)務(wù)量。以轉(zhuǎn)運中心為例,僅在分揀環(huán)節(jié)使用自動化分揀設(shè)備,而在出入庫兩端采用傳統(tǒng)人工裝卸貨的方式,隨著快遞業(yè)務(wù)量的增加,人工裝卸將暴露出“入庫和出庫兩端快遞運輸車滯留時間過長”等問題,嚴(yán)重制約轉(zhuǎn)運中心快遞流通效率。而自動裝卸系統(tǒng)的引入,將兩端裝卸能力適配自動化分揀系統(tǒng),二者協(xié)同作業(yè),打通卸貨、分揀、裝車三個環(huán)節(jié),大幅提高快遞流通效率。

揀選AGV系統(tǒng)與倉庫管理系統(tǒng)結(jié)合、“無人機+快遞柜”等都是快遞科技協(xié)同化趨勢的表現(xiàn);同時,快遞科技多元化也為其協(xié)同化帶來了更多可能。京東“亞洲一號”無人倉即是多種快遞科技高度協(xié)同化作業(yè)的典型。

未來,只有以效率適配為原則,多種科技高度協(xié)同化作業(yè),才能加速快遞業(yè)降本增效進程。

智慧化

目前,智能網(wǎng)絡(luò)與線路規(guī)劃、業(yè)務(wù)預(yù)測、選址規(guī)劃、智能排班等領(lǐng)域均出現(xiàn)了不同程度的智能應(yīng)用。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能的發(fā)展,快遞科技智慧程度將進一步提升,成為具備自我學(xué)習(xí)、智能決策等智慧能力的綜合體,引領(lǐng)快遞業(yè)走向智慧化時代。