物流無人化時代即將來臨？

本刊記者 喜崇彬/文

物流無人化時代即將來臨？

本刊記者 喜崇彬/文

信息技術(shù)、自動化技術(shù)以及人工智能等技術(shù)的進(jìn)步，推動我國物流行業(yè)加快了技術(shù)升級的節(jié)奏，整個物流行業(yè)呈現(xiàn)出“無人化”趨勢。盡管目前無人化物流服務(wù)方案還不完善，但是行業(yè)趨勢似乎已不可逆轉(zhuǎn)。一個全新的物流服務(wù)時代已經(jīng)若隱若現(xiàn)。

8月29日，京東集團(tuán)在西安市完成無人機(jī)項目落地簽約，陜西省向京東頒發(fā)了覆蓋全省的無人機(jī)空域書面批文，意味著京東無人機(jī)的應(yīng)用將從終端配送拓展到支線運輸與干線運輸，一個依托無人機(jī)打造的物流網(wǎng)絡(luò)將在陜西省率先建成。顯示無人化物流服務(wù)在國內(nèi)取得進(jìn)一步進(jìn)展。

其實不僅僅是京東，眾多大型電商企業(yè)和物流企業(yè)都在積極布局無人機(jī)送貨、無人倉庫等技術(shù)。隨著信息技術(shù)、自動化技術(shù)以及人工智能等技術(shù)的不斷進(jìn)步，一種全新的物流服務(wù)形式——無人化物流服務(wù)正在逐步落地。

物流無人化提上時刻表

2012年亞馬遜斥資7.75億美元收購KAVA Systems公司，兩年時間內(nèi)在物流中心大量投入KAVA移動機(jī)器人，大幅提高了作業(yè)效率，降低了運營成本，由此掀起了移動機(jī)器人在倉儲環(huán)節(jié)應(yīng)用的熱潮。目前，國內(nèi)眾多機(jī)器人制造、集成企業(yè)紛紛跟進(jìn)，使移動機(jī)器人項目在電商、快遞、醫(yī)藥、制造等行業(yè)領(lǐng)域落地。在運輸環(huán)節(jié)，谷歌、特斯拉、百度等公司重金投入研發(fā)自動駕駛技術(shù)，部分專家認(rèn)為該技術(shù)最有可能率先在長途貨運領(lǐng)域應(yīng)用。在末端配送環(huán)節(jié)，無人車、無人機(jī)送貨正加快商業(yè)應(yīng)用腳步，其中京東和順豐已獲得無人機(jī)部分區(qū)域飛行牌照，而智能自提柜已進(jìn)入資源整合階段。

無人機(jī)運包裹

菜鳥嘉興機(jī)器人倉

在物流無人化技術(shù)領(lǐng)域，電商公司無疑是非常積極的探索者。京東不僅率先建成了高度自動化的電商配送中心——亞洲一號，并在2016年5月成立了智慧物流開放平臺“X事業(yè)部”，加快研發(fā)無人機(jī)、無人車、無人倉等一系列尖端的智慧物流技術(shù)。2016年12月17日，京東集團(tuán)CEO劉強東表示，未來12年，京東要實現(xiàn)零售的智能化、物流的無人化、金融保險的個性化。他說：“京東將通過AR/VR技術(shù)、深度學(xué)習(xí)、人工智能、機(jī)器人自動化等創(chuàng)新科技，實現(xiàn)物流智能化、無人化，不斷降低行業(yè)和社會運營成本，提升用戶體驗，最終發(fā)展成真正實現(xiàn)智能化的商業(yè)體。”

阿里巴巴公司也通過旗下菜鳥網(wǎng)絡(luò)不斷加大智慧物流建設(shè)力度，提升其物流體系的運作效率。據(jù)阿里巴巴公司預(yù)測，今年“雙11”期間全行業(yè)的快遞處理總量將達(dá)到新的量級，預(yù)計會超過10億件。為了應(yīng)對此次物流大考，菜鳥網(wǎng)絡(luò)今年“雙11”將投入15億元，在智能倉配領(lǐng)域補貼商家和物流伙伴。日前，菜鳥網(wǎng)絡(luò)展示了其物流進(jìn)步的成果，對記者開放了浙江嘉興一個日均處理百萬件商品的全自動化倉庫，整個倉庫實現(xiàn)了無人化，不需要人工操作。

不僅電商，快遞物流企業(yè)同樣也在無人化物流技術(shù)方面展開了積極探索，其中最有代表性的莫過于順豐。作為中國最早開始嘗試將無人機(jī)用于配送環(huán)節(jié)的企業(yè)之一，順豐早在2012年底，就開始尋找無人機(jī)的應(yīng)用解決方案。2017年，順豐自主研發(fā)的MantaRay垂直起降固定翼無人機(jī)問世，6月在江西贛州市南康區(qū)順利完成試飛。

眾多公司積極布局無人化物流技術(shù)，除了快速響應(yīng)電商市場需求外，與國家近年來出臺一系列政策支持物流業(yè)轉(zhuǎn)型升級，特別是鼓勵自動化、信息化、智能化物流技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用密不可分。例如，今年8月國務(wù)院辦公廳發(fā)布第73號文件《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)物流降本增效促進(jìn)實體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的意見》，其中明確提出支持全新物流運作模式和智能化物流技術(shù)發(fā)展，包括：開展倉儲智能化試點示范，推廣應(yīng)用先進(jìn)信息技術(shù)及裝備，加快智能化發(fā)展步伐，提升倉儲、運輸、分揀、包裝等作業(yè)效率和倉儲管理水平，降低倉儲管理成本；加強物流核心技術(shù)和裝備研發(fā)，推廣應(yīng)用智能物流裝備，鼓勵物流機(jī)器人、自動分揀設(shè)備等新型裝備研發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用；等等。

比如在分段計費問題的提高練習(xí)中，可根據(jù)這個幾何直觀模型結(jié)構(gòu)讓學(xué)生自己嘗試著編一道分段計費問題。在課堂中很多學(xué)生還突破模型結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造出四段、五段的計費問題和逆向思維的題目（如下圖），深刻體現(xiàn)出對幾何直觀模型方法不是僵化地理解，而是靈活地運用。

其實不僅中國，很多發(fā)達(dá)國家近年來也制定了無人化物流技術(shù)升級計劃。以日本為例：據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報道，為了實現(xiàn)人工智能(AI)的產(chǎn)業(yè)化，日本政府制定了路線圖，計劃分3個階段推進(jìn)利用AI大幅提高制造業(yè)、物流、醫(yī)療和護(hù)理行業(yè)效率。在因網(wǎng)購市場擴(kuò)大而人手短缺的快遞物流行業(yè)，日本將活用卡車自動駕駛和小型無人機(jī)，“力爭到2030年實現(xiàn)完全無人化”。

由此可見，隨著技術(shù)不斷升級，相關(guān)項目迅速落地，無人化物流服務(wù)已經(jīng)越來越快地走進(jìn)人們的生活。

物流無人化技術(shù)應(yīng)用概況

物流無人化技術(shù)主要應(yīng)用在三個環(huán)節(jié)：倉儲、運輸、末端配送。

1.倉儲環(huán)節(jié)無人化

無人化技術(shù)應(yīng)用最早、范圍最廣的就是在倉儲環(huán)節(jié)。幾十年來，自動化物流技術(shù)設(shè)備在發(fā)達(dá)國家得到廣泛應(yīng)用，并已經(jīng)過多次迭代發(fā)展，從最初的托盤式自動化立體庫ASRS、自動輸送與分揀系統(tǒng)、無人搬運車（AGV），到后來的穿梭車、料箱式自動化立體庫Miniload等等，先進(jìn)的自動化物流解決方案不斷涌現(xiàn)。物流中心正逐步向高度信息化、自動化和智能化方向發(fā)展，最終將實現(xiàn)無人化。

近些年最受關(guān)注的自動化物流解決方案莫過于KAVA機(jī)器人系統(tǒng)，該技術(shù)已在我國迅速崛起，有越來越多的企業(yè)愿意嘗試類似的解決方案。有物流中心進(jìn)行過測算：過去的傳統(tǒng)類型倉庫，消費者下單之后，揀貨員需要走到貨架前，將貨物揀出。由于一個訂單往往有幾件不同類型的商品，存儲在不同區(qū)域，揀貨員需要在貨架間快速穿梭，但通常每小時只能揀貨100多件。現(xiàn)在，采用移動機(jī)器人將貨架送到揀貨員面前，每小時的揀貨量比以前提升了3倍多。在很多新建的物流中心，已經(jīng)實現(xiàn)了入庫、存取、揀選、包裝、出庫等環(huán)節(jié)的無人化自動操作。

以菜鳥網(wǎng)絡(luò)浙江嘉興一個日均處理百萬件商品的全自動化倉庫為例：包裹自動揀貨完成后，被自動貼上快遞面單，就連最后的封箱作業(yè)也機(jī)器自動完成，然后被送上高速分揀機(jī)。分揀機(jī)一小時可以分揀超過2萬件包裹。由于整個倉庫不需要人工操作，無需預(yù)留叉車以及人工通道，貨架的高度也無限制，整個倉庫存儲密度極高，相當(dāng)于傳統(tǒng)倉庫的4倍。菜鳥網(wǎng)絡(luò)副總裁、“雙11”物流總指揮史苗表示，近期將在上海、天津、廣東、浙江、湖北等重點城市和物流樞紐啟動超級機(jī)器人倉群，通過智能算法、自動化流水線、AGV機(jī)器人等技術(shù)，提升倉內(nèi)的無人化作業(yè)水平。其實，除了在物流中心內(nèi)部，無人化技術(shù)還出現(xiàn)在倉庫到生產(chǎn)線的物料搬運環(huán)節(jié)。如，今年3月份，新松發(fā)布了與廣州風(fēng)神合作研發(fā)的首批應(yīng)用于戶外智能物流領(lǐng)域的無人駕駛拖車。這是國內(nèi)首次將移動機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于戶外拖車改造升級中，智能拖車具備自主運行、自主導(dǎo)航、安全防護(hù)等功能，可在復(fù)雜路況、雨雪等惡劣天氣下正常運行。新松公司將客戶原有的4噸國產(chǎn)電動牽引式舊車加以改造，升級后的無人駕駛拖車采用慣性導(dǎo)航方式，可完成從in-site車間到總裝車間的物料輸送，奔波于各個車間不同路段，無人駕駛車的運行狀態(tài)具備可視化，滿足生產(chǎn)節(jié)拍。無人駕駛拖車未來可與企業(yè)生產(chǎn)、調(diào)度系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)車間到車間之間的柔性物流作業(yè)，提高廠區(qū)范圍內(nèi)的智能物流水平。

2.運輸環(huán)節(jié)無人化

運輸環(huán)節(jié)的無人化是指通過車輛自動駕駛技術(shù)替代駕駛員的操作。自動駕駛技術(shù)是利用多種車載傳感器感知車輛周圍道路交通環(huán)境，并利用車輛自身的電子控制系統(tǒng)控制車輛行駛速度和方向，從而實現(xiàn)車輛的自動行駛。近些年，科技類公司強勢進(jìn)入汽車自動駕駛領(lǐng)域。谷歌正在打造安卓（android）車載系統(tǒng)，并與汽車廠商（如奧迪、通用、本田和現(xiàn)代）以及英偉達(dá)公司共同組件“開放汽車聯(lián)盟”以打造公路“通用平臺”；蘋果公司也開始研發(fā)車載iOS系統(tǒng)，汽車中的機(jī)械結(jié)構(gòu)正不斷被越來越多的傳感器、ECU、電動機(jī)、軟件、操作系統(tǒng)所取代。自動駕駛技術(shù)是十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，集合了計算機(jī)控制、傳感器技術(shù)、視覺識別、人工智能、定位導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)等一系列高精尖技術(shù)，在這些領(lǐng)域內(nèi)，高科技企業(yè)具有更大的技術(shù)優(yōu)勢。

自動駕駛技術(shù)一旦進(jìn)入實用化，有可能極大地改變目前運輸行業(yè)的業(yè)態(tài)。例如在我國，從事長途運輸?shù)乃緳C(jī)普遍存在著疲勞駕駛現(xiàn)象。自動駕駛技術(shù)可以有效降低駕駛員的勞動強度，提高運輸效率的同時又可以提高運輸?shù)陌踩?。而在一些勞動力短缺的發(fā)達(dá)國家，自動駕駛技術(shù)可以解決一些運輸行業(yè)司機(jī)短缺的局面，同時又降低了運行成本。未來，自動駕駛技術(shù)將極大地提高運輸行業(yè)的生產(chǎn)力效率，降低運輸成本，從而對整體社會經(jīng)濟(jì)都會帶來積極的影響。

京東昆山無人分揀中心

京東上?！皝喼抟惶枴绷Ⅲw倉庫

除了車輛自動駕駛技術(shù)，無人機(jī)在干線運輸環(huán)節(jié)的應(yīng)用也十分值得期待。以順豐為例，除了在末端配送階段嘗試旋轉(zhuǎn)翼無人機(jī)配送，還嘗試開發(fā)大型固定翼無人機(jī)應(yīng)用。順豐的大型固定翼無人機(jī)最早在2016年11月珠海航展公開亮相，當(dāng)時展示的機(jī)型是朗星無人機(jī)研發(fā)的一款名為“空中卡車”AT200的機(jī)型，其翼展達(dá)13米，最大航程可達(dá)2000公里，貨艙容積10立方米，最大負(fù)載可以達(dá)到1.5噸。選擇使用航程和載荷都更具優(yōu)勢的固定翼機(jī)型作為無人機(jī)項目實施的重點方向，主要源于順豐集團(tuán)對無人機(jī)在配送環(huán)節(jié)應(yīng)用的新定位，即支線貨運。順豐集團(tuán)相關(guān)人士透露，目前主要考慮到一些地理環(huán)境較為復(fù)雜、交通基礎(chǔ)設(shè)施較差的中西部地區(qū)三線及三線以下地區(qū)的貨運需求，貨物從一、二級航空樞紐向更深的渠道轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)，如果完全依靠陸運效率不會太高。“比如從攀枝花到成都，如果用卡車運輸需要15個小時，但無人機(jī)不到三個小時就可以完成?！惫潭ㄒ頍o人機(jī)雖然對起降條件要求不高，但仍需要有平整的場地實施起降，為此順豐集團(tuán)方面也考慮在未來大量采用支線機(jī)場來運營。

京東在無人機(jī)飛行控制、智能化和集群飛行等方面實現(xiàn)了技術(shù)積累，為中型、大型無人機(jī)運營提供了技術(shù)支撐和安全保障。8月29日，該公司正式發(fā)布了自主研發(fā)的適用于長距離運輸?shù)氖卓顑A轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)VT1，通過油電混合的動力，其飛行半徑超過200公里、起飛重量超過200公斤，已經(jīng)可以滿足跨城市的物流運輸要求。

可以想象，無人機(jī)在支線、干線運輸上的應(yīng)用能夠大幅度提高相應(yīng)物流中心輻射能力，提高物流中心之間的調(diào)貨、配貨能力，降低庫存成本，從而進(jìn)一步提升物流體系的運作效率和水平。

3.配送環(huán)節(jié)無人化

末端配送環(huán)節(jié)的無人化技術(shù)具體應(yīng)用方式有無人機(jī)、無人車和自提柜。

無人機(jī)配送不僅僅提升了用戶體驗，更重要的是，在偏遠(yuǎn)多山地區(qū)，無人機(jī)配送相比傳統(tǒng)配送具有明顯優(yōu)勢，解決了投遞成本過高的問題，因此有很大的實用價值和應(yīng)用前景。

無人車是城市末端配送解決方案的一個新變革，能夠針對城市環(huán)境下辦公樓、小區(qū)便利店等訂單集中場所進(jìn)行批量送貨，其出色的靈活性和便捷的使用流程將大幅提升配送效率。不過，目前來看無人車技術(shù)基本都處于試運行階段，還沒有真正付諸應(yīng)用。如京東、菜鳥等雖已推出自己的無人車末端配送解決方案，但還是在一些封閉區(qū)域環(huán)境中試驗運行（如校園、工作園區(qū)等）。

末端配送的另一種無人化方式是應(yīng)用自提柜（又稱自助提貨柜、智能提貨柜、智能快遞存儲柜、智能快遞箱等）。由于它集成了物聯(lián)網(wǎng)、智能識別、動態(tài)密碼、無線通訊等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)快遞包裹的智能化集中存取、指定地點存取、24小時存取、遠(yuǎn)程監(jiān)控和信息發(fā)布等功能，目前在末端物流配送環(huán)節(jié)已有廣泛使用。由于自提柜的運行只依賴電力系統(tǒng)和通訊系統(tǒng)，對空間條件要求不高，因此可以根據(jù)業(yè)務(wù)和運營的需求靈活設(shè)置。由于使用自提柜投遞快件，減少了等待客戶等環(huán)節(jié)，投遞效率十分高，一個快遞員最少可以管理十幾組自提柜，因此每次投遞的人工成本可以降低很多。用戶在使用自提柜時，除了傳統(tǒng)的動態(tài)密碼解鎖方式，現(xiàn)在還出現(xiàn)了刷臉取件方式，使用更加便捷。

目前，國內(nèi)自提柜市場占據(jù)前兩位的企業(yè)是中郵速遞易和順豐旗下的豐巢，今年該市場變局不斷。7月7日，速遞易與中郵旗下自提柜整合為全新的“中郵速遞易”。9月13日，中集集團(tuán)將旗下中集電商物流科技有限公司（自提柜e棧運營商）出售給深圳市豐巢科技有限公司。自提柜市場上兩大戰(zhàn)隊正式成型。據(jù)公開資料顯示，國內(nèi)智能自提柜共有約20萬組，其中，中郵速遞易約有7.7萬組，豐巢收購e棧后約有6.9萬組。隨著市場格局的改變和競爭升級，可以想象自提柜運營商將進(jìn)一步加大網(wǎng)絡(luò)布局和服務(wù)能力的提升。

總體來說，在末端配送環(huán)節(jié)快遞員流動性大、用工成本昂貴，無人化技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用在一定程度上緩解了用工荒、用工貴等難題，并且能根據(jù)客戶的不同需求（保護(hù)隱私需求、靈活時間取件需求等）提供差異化服務(wù)，其前景是值得看好的。

挑戰(zhàn)重重，未來可期

小區(qū)快件自提柜

不可否認(rèn)，物流無人化技術(shù)日益受到重視，市場前景看好。但目前業(yè)界普遍認(rèn)為，全面普及應(yīng)用還為時過早。這是因為以“無人化”為代表的智慧物流還在起步階段，技術(shù)成熟度、穩(wěn)定性還需要觀察，成本有待進(jìn)一步下降。

以物流機(jī)器人為例，要完成代替人的功能，首先要具備行走、識別和抓取的能力。在機(jī)器人行走方面應(yīng)用的主要是導(dǎo)航技術(shù)，包括電磁導(dǎo)航、磁帶導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、慣性導(dǎo)航、圖像識別導(dǎo)航、自然導(dǎo)航等多種方式，不過目前這些導(dǎo)航技術(shù)均有一定的不足之處，如電磁導(dǎo)航改變或擴(kuò)充路徑比較麻煩，導(dǎo)引線鋪設(shè)較困難，激光導(dǎo)航制造成本高，對環(huán)境要求相對較高，二維碼導(dǎo)航路徑需要定期維護(hù)，對地面平整度要求較高。在機(jī)器識別方面，主要應(yīng)用的技術(shù)有RFID技術(shù)和機(jī)器視覺識別技術(shù)。RFID模式實現(xiàn)較為簡單，但其標(biāo)簽成本抑制應(yīng)用場景。機(jī)器視覺識別模式真正實現(xiàn)了“擬人化”的識別能力，但技術(shù)難度大，成本高，目前尚無法大規(guī)模復(fù)制。在抓取能力方面，尤其在抓取不規(guī)則小件物品能力方面，目前機(jī)器還無法達(dá)到人類的能力，因此完全無人化的揀選只能在部分環(huán)節(jié)和部分場景應(yīng)用。

有專家特別指出，“無人物流”能否提升效率和降低成本，必須結(jié)合具體應(yīng)用場景和具體作業(yè)環(huán)境。從物流效率上看，物流無人化在重復(fù)作業(yè)、承重作業(yè)、非精確搬運作業(yè)和高速識別作業(yè)上比人工更具有優(yōu)勢。但無人化技術(shù)不是萬能的，特別是在處理復(fù)雜作業(yè)、柔性可變作業(yè)等方面，機(jī)器還不能替代人工。

除了技術(shù)和成本原因以外，還有多方面的現(xiàn)實因素制約著物流無人化發(fā)展。如無人車上路的資質(zhì)問題，發(fā)生交通事故后責(zé)任如何劃分，無人設(shè)備在街上、天空移動時會不會被居民干擾等。所以，從居民素質(zhì)、人口密度、法律法規(guī)等方面考慮，無人設(shè)備還有很多局限和不足，需要進(jìn)一步完善。

其實，目前越來越多的企業(yè)對無人化物流作業(yè)非常感興趣，并加快在生產(chǎn)、倉儲等環(huán)節(jié)引入機(jī)器人、AGV、自動倉庫等取代人工作業(yè)。其發(fā)展思路是穩(wěn)步推進(jìn)，先從局部改善開始，在某一環(huán)節(jié)、某個場景積極嘗試，逐漸摸索并積累經(jīng)驗，取得好的效果后再推廣應(yīng)用到其他環(huán)節(jié)。如，DHL等物流公司在推進(jìn)以AGV替代叉車搬運物料；上汽通用則在汽車制造所需物料存儲、運送和上線環(huán)節(jié)，積極推進(jìn)自動化立體庫、智能AGC、無人叉車、智能揀選機(jī)器人等先進(jìn)設(shè)備應(yīng)用。隨著經(jīng)驗逐步積累，技術(shù)不斷成熟，無人化物流技術(shù)會得到越來越廣泛的應(yīng)用。

總體來看，盡管當(dāng)前物流無人化面臨重重考驗，但是人力成本上升與物流作業(yè)提速的壓力下，在智能制造與智能物流加快發(fā)展的促進(jìn)下，“無人化”似乎是物流行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的必由之路，低效的生產(chǎn)力遲早要被更新、更快、更好的技術(shù)所替代。有專家預(yù)測：“對于物流無人化來講，某個點的突破可能會帶動整個系統(tǒng)的提升和發(fā)展，那么無人化物流的普及也可能在某個臨界時間迅速到來?！?/p>