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關鍵詞: 智慧物流 電商物流 快遞科技

聚焦快遞科技發展現狀 前沿科技如何助力快遞業發展

作者:方璽 朱曉磊

來源:中國郵政報

快遞業是現代服務業的重要組成部分,是推動流通方式轉型、促進消費升級的現代化先導性產業。快遞科技是基于大數據、云計算、物聯網、人工智能、機器人等底盤技術,用于快遞活動中的智能硬件裝備和軟件系統。借助快遞科技,可以加深人與機器、機器與機器的協同程度,提高整個快遞系統數字化、自動化、智能化水平,加速信息流與物質流高效、通暢地運轉,從而推動快遞業的高質量、可持續發展,有效降低快遞成本,提高運行效率。


目前,科技創新在鏈條打通、協同實現等方面效果突出,已經成為推進快遞業轉型升級、提質增效的關鍵支撐。


本期,我們聚焦快遞業前沿科技。詳解科技發展現狀、驅動因素以及典型前沿技術,并對快遞業科技發展趨勢進行解讀。


快遞科技發展現狀


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,廣泛應用于前端攬件、倉儲/轉運、運輸、末端配送以及信息管理等五大應用場景。


近年來,在以UPS、DHL、順豐等企業為代表的領先快遞企業,以亞馬遜、京東、阿里為首的電商互聯網企業以及第三方科技公司的共同推動下,機器人與自動化技術、無人機技術、綠色包裝技術、大數據、物聯網、云計算等技術快速發展,同時也出現了人工智能、無人駕駛、可穿戴設備、3D打印、AR/VR等新興技術。其中,機器人與自動化、綠色包裝在歐美已經得到大量應用,中國快遞業近年來也在加速應用;大數據、物聯網技術相對成熟,二者互為依托,應用于需求預測、路由規劃、產品追溯等場景;無人機有望在未來3年到5年得到大規模應用;人工智能、無人駕駛、可穿戴設備、3D打印、AR/VR技術等目前仍處于研發測試階段。


快遞科技在不同地區的發展具有不平衡性,例如,在機器人與自動化領域,美、日、歐處于世界前列;而在無人機領域,中國發展迅速,已經從“追趕者”轉為“領跑者”。


快遞科技廣泛應用于各個環節,出現了覆蓋全球的樞紐及轉運中心、世界級標準無人倉、路由規劃、新型無人配送模式等眾多快遞科技應用成果。


快遞科技發展驅動因素 


一是規模因素。隨著全球電商保持高速增長,快遞業務量不斷攀升,對快遞業務處理能力提出了更高要求,快遞企業必須依靠科技賦能,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,導致快遞企業用人成本不斷升高,傳統勞動密集型發展模式與建造現代化智慧快遞系統的矛盾日益凸顯,隨著快遞科技滲透率不斷提高,更多快遞業務場景將實現無人化、智能化。


三是技術因素。物聯網、大數據、云計算技術快速發展,加速傳統快遞設備與機器人、人工智能等上層應用技術融合,智能自動化立體倉庫、無人機等一系列智能快遞設備不斷涌現,科技創新成為全球快遞業邁向智能化時代的動力引擎。


四是政策因素。各國政府持續加大對快遞行業的支持力度,主要從發展方向、軟件升級、硬件制造、綠色包裝、標準制定五個方面出臺了一系列政策,幫助引導快遞行業向智慧化轉型升級。


五是可持續因素。綠色是快遞業高質量發展的“底色”。隨著快遞業務量的高速增長,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,交通運輸業的能源消耗總量也一直居高不下,綠色快遞是行業高質量發展的迫切需要,以科技為支撐,綠色化、減量化、可循環作為著力方向,減少快遞業務對環境的危害,避免資源浪費,最終實現經濟可持續和環境可持續的“雙贏”。


快遞科技前沿技術


無人機技術


無人機技術發展較為成熟,其具有靈活便捷、運營成本低、布局簡便、外部環境適應性強以及不受地形限制的優勢。無人機本質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勢。因此,無人機一定要與其他智能設備協同工作,將受制于地面束縛的事務移至空中,實現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,與無人機優勢互補,形成地空并行、移動式協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合,66000輛送貨車每天減少一英里路程,每年將節省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、快速批量傳輸等優勢結合起來,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正式啟用,使無人機巡檢并遍歷整車場內所有商品車上RFID標簽卡來實現整車場內商品車的快速盤點,準確率達100%,效率提升300%。


“無人機+智能柜”實現了地空無縫銜接,是末端配送技術的新突破。智能柜成為無人機與用戶之間的緩存平臺,可實現無人機寄遞全程自動化運行。智能柜首先輔助無人機精準降落,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,實現自助收寄。智能柜在整個運行過程可通過遠程網絡實時監控和干預,無須人工處理,真正實現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用。


無人機技術目前存在的問題在于:一是電池技術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;二是國內大型民用無人機剛起步,雖然產業需求旺盛,市場潛力巨大,但全產業鏈尚未形成,短期內研發及試運行成本消耗巨大,普通民營企業承受較大壓力;三是法規政策有待健全;四是無人機可能帶來的安全問題。


自動化分揀系統


隨著電商、快遞業的高速發展,自動化分揀系統也得到了長足發展。我國分揀設備的研發和應用起步較晚,與國外相比大約晚20年左右,因此,目前國內輸送分揀領域的技術發展,更多是學習國外先進企業的技術,并在已有平臺上進行創新。


自動分揀系統主要由供件裝置、輸送裝置、控制系統、分類裝置和分揀道口等組成,是對物品進行自動分類、整理的關鍵設備之一。按照分類裝置的結構進行劃分,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在眾多分揀設備中脫穎而出,成為目前快遞業自動化處理流程中的主要設備之一。交叉帶分揀系統是利用直線動力驅動的小車隊沿著環形軌道高速運動,將貼有標簽的貨物經過掃描器讀碼進行分揀,適用于電商、快遞等行業的大中型場地。


除此之外,蜂窩式智能多向分揀傳輸系統由德國不來梅大學與物流研究所共同研發,是一種基于蜂窩傳輸技術的、以靈活性為核心的模塊化輸送系統,目前在DHL已經應用。


自動裝卸系統


貨車自動裝卸系統是一種集成在卡車和裝卸平臺之間的自動化輸送設備,通過相互協同運作,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領域,國外車輛裝卸貨物專業化程度較高,對于不同運輸產品,國外擁有相對應車型進行專門運輸,同時,國外貨物標準化程度較高,貨物多放置于托盤上進行裝卸,裝卸效率較高。通常,國外在車廂內裝入滾筒、鏈條、鏈板等傳輸裝置,并安裝相應傳感控制系統,從而實現了托盤貨物在車廂內的自動傳輸。目前,國內貨物裝卸貨方式仍以人工為主,而現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發展的瓶頸之一。而自動化裝卸系統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。


自動引導車AGV


在揀選和分揀環節,傳統的人工作業難以滿足效率和準確率的要求,傳統自動化分揀設備具有靈活性較差、成本較高等劣勢,而自動引導車憑借其柔性化、智能化的天然特性得到業界廣泛應用,亞馬遜、DHL等企業應用較早,郵政、京東、順豐、申通等電商快遞企業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。揀選AGV的應用將傳統“人到貨”的方式轉變為“貨到人”,大幅提高了揀選效率。“貨到人”揀選系統主要由可移動貨架、揀選AGV、管理系統、充電站、揀選工作站組成,通過揀選AGV搬運貨架實現“貨到人”,揀選人員只需根據顯示屏和播種墻電子標簽的提示,從指定貨位揀取相應數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,有效提升作業效率,降低人工成本。


而分揀AGV是一種并行分揀系統。在整個倉儲物流中,包裹分揀一直是非常重要的一個環節。從原來的人工行走包裹分揀,到傳統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、環保科技企業都在推進綠色包裝應用,實現可持續發展。美國、日本、歐洲等國家和地區快遞企業起步較早,綠色快遞意識較強,綠色快遞研發、實踐經驗豐富。


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


可穿戴設備


可穿戴設備目前仍然屬于較為前沿的技術,在快遞領域,主要包括免持設備、AR智能眼鏡、外骨骼、噴氣式背包。可穿戴設備整體上距離大規模商用仍需要較長時間,除了AR智能眼鏡和外骨骼已經開始小范圍應用外,其他大部分尚處于研發階段。


外骨骼分為腰部、腿部、手部三類助力產品,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、條碼閱讀和庫內導航等功能,可以有效提升倉庫工作效率。目前,UPS、DHL已經小范圍應用免持設備與AR智能眼鏡。


快遞科技發展趨勢


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


隨著快遞業的不斷發展,數字化技術水平的不斷提高,未來快遞科技呈現出多元化、協同化、智慧化三大趨勢。


多元化


快遞科技在每一個作業環節的賦能都將推進快遞業降本增效的進程,隨著技術迭代及場景的精細化區分,快遞科技多元化發展趨勢日益明顯。從倉儲環節的立體倉庫、穿梭車、揀選分揀系統,到運輸環節的智能路線規劃、智能調度,再到配送環節的無人機、無人車以及智能快遞柜,快遞科技一直在探索新技術、新方式。未來,在5G技術的驅動下,快遞科技將出現更多的技術革新,必將為深度賦能快遞業。


協同化


隨著快遞、電商業的快速發展,僅在某單一環節使用智能設備完成自動化作業的方式越來越不能適應與日俱增的快遞業務量。以轉運中心為例,僅在分揀環節使用自動化分揀設備,而在出入庫兩端采用傳統人工裝卸貨的方式,隨著快遞業務量的增加,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,嚴重制約轉運中心快遞流通效率。而自動裝卸系統的引入,將兩端裝卸能力適配自動化分揀系統,二者協同作業,打通卸貨、分揀、裝車三個環節,大幅提高快遞流通效率。


揀選AGV系統與倉庫管理系統結合、“無人機+快遞柜”等都是快遞科技協同化趨勢的表現;同時,快遞科技多元化也為其協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同化作業的典型。


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


智慧化


目前,智能網絡與線路規劃、業務預測、選址規劃、智能排班等領域均出現了不同程度的智能應用。隨著物聯網、大數據、人工智能的發展,快遞科技智慧程度將進一步提升,成為具備自我學習、智能決策等智慧能力的綜合體,引領快遞業走向智慧化時代。


  • END
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