无人机送货：未来智能物流发展方向

核心观点

    1、全球范围技术进步将开启智能物流新时代

    智能物流是利用集成智能化技术、智能设备等使物流系统能模仿人的智能，具有思维，感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。在世界范围内，随着物联网、机器视觉、仓储机器人、无人机等新技术的应用，物流自动化技术正在以较快的速度发生变革。我们认为，物流领域是自动化技术发展最活跃、进步最迅速的板块之一，并且海外先进技术正在向国内外溢，进一步刺激国内物流自动化率快速提升。近年来，物流自动化主要技术创新包括三大方向：KIVA式“货到人”拣选，高效分拣抓取和无人货物配送。

    2、“货找人”订单拣选：实现对传统仓储作业的颠覆电商快递业的迅速发展将带动“货到人”智能设备的需求。我们认为如何实现订单的高效精准拣选和快速响应，是电商仓储物流发展所面临的关键问题。近两年来以亚马逊为主的主流电商快递龙头企业纷纷加大对仓储自动化技术的投入，不断加大创新，如亚马逊推出的KIVA机器人，实现货找人的订单拣选，国内外一些企业纷纷在KIVA的基础上陆续推出“货找人”订单拣选系统，如海康威视最近推出的阡陌系统，以达到成本的节约和效益的提升。

    3、分拣机器人：实现无人机仓储最重要的一步机器人拣选作业是由机器人来进行品种拣选，如果品种多，形状各异，机器人需要带有图象识别系统和多功能机械手，机器人每到一种物品托盘就可根据图象识别系统“看到”的物品形状，采用与之相应的机械手抓取，然后放到搭配托盘上。分拣抓取机器人要进入市场仍需一段时间，一旦这些智能化的分拣机器人应用于电子商务、工厂、物流等行业，将极大地提高仓储管理的工作效率，压缩人工成本。

    4、货物配送：无人机和机器人都将成为可能

    无人机送货可以实现同城物流的加急业务和偏远地区快递业务，进一步开辟物流行业的细分市场，使物流网点、终端之间的流转获得更高效率，提升企业在配送领域的竞争能力。另一方面，庞大的快递队伍以及用工难已经成为众多快递企业发展的一大障碍。而无人机送货，在运营成本大幅降低后，可以实现大量人力的节约。近两年来，亚马逊、顺丰、京东、淘宝等主流电商快递企业纷纷开始进行无人机配送的实地测试。机器人送货，2015年11月，Skype旗下的Starship公司推出了一种专门用来小件货物配送的“盒子机器人”。“机器人盒子”配置了一系列摄像头和传感器，99%都是的自动操作，能够安全行走在人行道上，会在指定时间从物流中心出发，穿越大街小巷，来到顾客家门口完成快递任务。经过3000小时的测试之后，2016年3月，该种机器人将首先在纽约实现交付使用，计划在2017年启动全面商业运作。

    一、新技术新应用-开启智能物流新时代

    从全球来看，自动化物流系统的产生和发展是社会生产和科研技术发展的结果，并伴随着劳动力成本、土地成本的增加等而得到迅速发展。与传统物流系统相比，新技术新应用大大提升企业经营效益与效率，形成对传统生产作业模式的一种颠覆：货物配送；1、提高生产与配送的效率和准确性自动化物流系统采用先进的信息管理系统、自动化物料存储、分拣和搬运设备等，使货物在仓库内按需要自动存取与分拣。

    2、实现企业信息一体化

    物流信息化是企业信息化重要组成部分，物流信息管理系统通过与企业其他管理系统无缝对接，实现信息在企业的各个系统之间自动传递与接收，使企业实现信息一体化，避免物流系统成为“信息孤岛”，对供产销全过程进行计划、控制和物料跟踪。

    3、提高物流管理水平

    自动化物流系统可以对库存的入库、出库、移库、盘点等操作进行全面的控制和管理，不但反映了物品进销存的全过程，而且可对物品进行实时分析与控制，为企业管理者作出正确决策提供依据，平衡企业生产、储存、销售各个环节。

    未来新技术新应用的普及将带动物流从自动化走向智能化。智能物流是利用集成智能化技术、智能设备等使物流系统能模仿人的智能，具有思维，感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流的未来发展将会体现出四个特点:智能化，一体化和层次化，柔性化与社会化。

    随着中国物流应用市场的不断拓展，包含物流机器人在内的细分市场得到更大的关注。搬运、码垛、分拣、AGV等均属于物流机器人行业，它们已经在为工厂的自动化物流仓储改造贡献力量。而在世界范围内，随着物联网、机器视觉、仓储机器人、无人机等新技术的应用，物流自动化技术正在以较快的速度发生变革。

    目前来看自动化领域巨头们纷纷加大在物流自动化的创新，为新的制造和物流应用场景提供解决方案，加入人工智能、数据分析等新的技术提升，主要出现三类创新方向。

    （1）“货找人”订单拣选

    随着物流业的发展，物件的位置、摆放方向、种类、形状和大小也越来越多样，通过采用视觉识别技术给机器人 “装上眼睛”，实现货架找人的订单拣选，如亚马逊的KIVA机器人。

    （2）分拣抓取机器人

    机器人依据订单完成物品的拣选，这一方向对机器人视觉识别技术要求非常高，目前这一方向也面临着一些挑战和机遇，主要体现为是否能为客户提供达标的识别准确度和精度以及满意的性价比。

    （3）无人送货系统

    主要分为无人机和机器人系统，解决物流最后一公里问题。目前亚马逊、谷歌、京东等纷纷加大在一方向的投入。

    二、“货找人”订单拣选

    对传统仓储作业的颠覆电商快递业的迅速发展将带动“货到人”智能设备的需求：首先，电商配送中心的业务特点为以分拣为主、以存储为辅，难点在于大规模的高效精准拆零拣选。其次，电商配送中心目前主要采用“人到货”分区组合拣选的方式，即作业人员穿越仓库访问某个区域的相关货位进行货物拣选和合单。这种作业方式占地面积大、拣选效率低、人员数量多。

    部分电商配送中心也采用了半自动化系统，借助电子标签、PDA、输送设备等辅助拣选，使用自动分拣机分拨。半自动化物流设备的使用有助于提高订单分拣的效率和准确性，但随着人工成本的不断上升和仓库租金的持续增长，配送中心运营成本高的问题并没有从根本上得到解决。

    针对以上问题，业内也有其他尝试。例如，集中式自动化物流系统，采用堆垛机及输送设备实现货物的集中连续处理，这一模式对单一设备的依赖性比较大，适用于以仓储为主、分拣为辅的仓库。我们认为如何实现订单的高效精准拣选和快速响应，是电商仓储物流发展所面临的关键问题。

    近两年来以亚马逊为主的主流电商快递龙头企业纷纷加大对仓储自动化技术的投入，不断加大创新，如亚马逊推出的KIVA机器人，实现“货找人”的订单拣选，是对传统仓储“人找货”拣选方式的颠覆，国内外一些企业纷纷在KIVA的基础上陆续推出“货找人”订单拣选系统，如海康威视最近推出的阡陌系统，以达到成本的节约和效益的提升。

   三、无人机送货：未来物流业发展的一个潜在方向

    1、无人机送货原理

    无人机快递飞行器配有GPS自控导航系统、iGPS接收器、各种传感器以及无线信号发收装置。无人机具有GPS自控导航、定点悬浮、人工控制等多种飞行模式，集成了三轴加速度计、三轴陀螺仪、磁力计、气压高度计等多种高精度传感器和先进的控制算法。

    无人机配有黑匣子，以记录状态信息。同时无人机还具有失控保护功能，当无人机进入失控状态时将自动保持精确悬停，失控超时将就近飞往快递集散分点。无人机通过4G网络和无线电通信遥感技术与调度中心和自助快递柜等进行数据传输，实时的向调度中心发送自己的地理坐标和状态信息，接收调度中心发来的指令，在接收到目的坐标以后采用GPS自控导航模式飞行，在进入目标区域后向目的快递柜发出着陆请求、本机任务报告和本机运行状态报告，在收到着陆请求应答之后，由快递柜指引无人机在快递柜顶端停机平台着陆、装卸快递、以及进行快速充电。

    无人机在发出请求无应答超时之后再次向目的收发柜发送请求，三次超时以后向调度中心发送着陆请求异常报告、本机任务状态报告和本机运行状态报告，请求指令。无人机在与调度中心失去联系或者出现异常故障之后将自行飞往快递集散分点。

    2、无人机送货优势

    无人机快递优势明显，主流电商快递企业纷纷进行无人机送货测试：自动化无人机快递系统利用无人机替代人工投送快递，旨在实现快递投送的自动化、无人化、信息化，提升快递的投递效率和服务质量，以便缓解快递需求与快递服务能力之间的矛盾。

    无人机送货可以实现同城物流的加急业务和偏远地区快递业务，进一步开辟物流行业的细分市场，使物流网点、终端之间的流转获得更高效率，提升企业在配送领域的竞争能力。另一方面，庞大的快递队伍以及用工难已经成为众多快递企业发展的一大障碍。而无人机送货，在运营成本大幅降低后，可以实现大量人力的节约。近两年来，亚马逊、顺丰、京东、淘宝等主流电商快递企业纷纷开始进行无人机配送的实地测试。

    亚马逊积极切入无人机快递领域，提效降本：亚马逊2013年12月首次宣布无人机送货设想，表示有望通过这项业务在30分钟内向多数客户完成送货。据亚马逊方案，亚马逊无人机将能够实时更新行进路线；能够提取收货人智能手机信息，从而追踪收货人位置。计划使用的无人机“载货量”超过2公斤，覆盖超过86％亚马逊所出售的商品。目前，亚马逊不仅成为技术最成熟的企业之一，也在实际应用中积累了大量数据和经验。金融研究公司ARK Invest日前在一项研究中表示，亚马逊无人机送快递每件成本能降低到仅约1美元(约6元人民币)，配送时效也提升至最快30分钟送达。

    美国联邦航空局2015年3月允许亚马逊开始在美国测试无人机，不过飞行高度不得超过122米，而且必须在操纵者视线内飞行。2015年年底，亚马逊在无人机送货方面也取得了新的进展，找到了一个无人机合理降落的解决办法。无人机降落前会先扫描，判断在哪里降落。与此同时，亚马逊无人机已经可以实现在飞行过程中通过传感器和软件自动绕过某些物体。

    谷歌申请无人机送快递包裹专利，力争2017年实现实际应用。2015年11月，谷歌Project Wing项目负责人大卫·沃斯(David Vos)表示，谷歌将于2017年实现利用无人机向消费者运送包裹。

    2016年年初，谷歌申请了关于无人机送快递包裹的专利。谷歌研发的这个项目，是一个安装在“航空配送设备”上的“快递接收容器”，方便用来把包裹安全的送到目的地。谷歌的这个安装在“航空配送设备”上的“快递接收容器”容器，采用了红外发射器和跟无人机连接的动力机构，用来指导无人机准确投送包裹，并且会有一个防止包裹被偷的锁定机制，在安全性和可实施性上有保障。