无人技术在快递物流行业的应用实例

 公司新闻                   |    2018-09-21 11:06

在降本增效和高质量发展的双重要求下,以无人技术为主的科技发展之路成为快递物流企业的一致选择。无人仓、无人机、无人车等“无人化”系列应用正是在这一背景下快速走向大规模落地。

无人仓应用


无人仓是现代信息技术应用在商业领域的创新,实现了货物从入库、存储到包装、分拣等流程的智能化和无人化。目前,国内外多家电商巨头纷纷建立无人仓,以解决货物或包裹分拣等问题。

1.京东物流

上海亚洲一号是京东首个全流程无人仓库,囊括了货到人系统、巷道堆垛机、输送系统、自动控制系统和库存信息管理系统。该自动化立体仓库系统高达24米,存储系统由8组穿梭车立库系统组成,存储量达6.5万托盘,存储效率是传统仓库的5倍。该无人仓主要以3C、数码等小件商品为主,单日分拣能力达到20万单,每单约包含1-3件包裹,意味着每天有最高可达60万件包裹从无人仓出库并配送至全国。

   

 图1  京东物流“上海亚洲一号”内部场景

2018618期间,京东不同层级无人仓项目已达到27个,日订单处理能力同比增幅达1415%。在此基础上,京东物流首次公布了无人仓建设的世界级标准,即三极”“五自一优原则。

表1  京东物流无人仓建设标准

原则

要求目标

释义

三极

作业无人化

极高技术水平、极致产品能力、极强协作能力

五自

运营数字化

自感知、自适应、自决策、自诊断、自修复

一优

决策智能化

成本、效率、体验的最优

2.菜鸟

在菜鸟智慧仓内,一百多台机器人既相互协作执行同一个订单拣货任务,也能独自执行不同的拣货任务,并根据任务优先级来相互礼让。在机器人的协作下,一个智慧仓内拣货员仅行走了2563步,拣货量达3000件,较比传统人工分拣效率提升3倍。菜鸟重金投资了智能仓储设备公司——快仓,其专注于移动机器人、可移动货架等系统研发,以人工智能算法的软件系统为核心,来完成完整的订单智能履行系统。快仓的智能机器人有望进一步提升智能仓库分拣效率,成为菜鸟智慧物流升级提速的重要力量。

 

图2  菜鸟智慧仓内部场景图

3.亚马逊等国外企业

亚马逊目前全球部署的仓储机器人达10万台,仓库自动化程度、订单处理能力均居全球前列。同时,其推出的即时物流还能通过云计算等系列测算,一个小时内将物品送达用户,并可以实现预测、采购、补货和分仓的自动化,自动根据客户需求,精准调整库存,实现发货。物流巨头UPS、联邦快递等也在加大无人仓布局。UPS2016年起对分拣设施、技术能力和生产自动化进行升级和投资,提升了运送能力;联邦快递则在2017财年投资建设19个全自动站点。

无人分拣



在业务量普遍增长和单件净利持续走低的压力下,快递物流企业纷纷在分拣技术上加大资本投入,一方面力求降低人工成本,另一方面则大大提升了作业效率和准确率。由于自动化技术和设备出现较早,也更为成熟,因此在快递物流企业中的应用更为普遍。而从是否需要人工干预的角度来看,目前已经实现大规模无人分拣的仅有京东,其应用场景分为无人仓和无人分拣中心。

1.亚洲一号的无人分拣作业

在上海亚洲一号无人仓内,智能控制系统是京东自主研发的智慧大脑,负责操控无人分拣。在无人分拣区,300台被称为小红人的分拣机器人以每秒3米往来穿梭——全世界最快,井然有序地进行取货、扫码、运输和投货,单日分拣能力达20万单;智能控制系统可以在0.017秒内为小红人计算出680亿条可行路径,并做出最佳选择;若出现常规故障,小红人能在30秒内自动修复;小红人还会自动移动至充电桩旁边充电,充电10分钟可工作四小时。

2.昆山无人分拣中心

京东物流昆山无人分拣中心是全球首个正式落成并运营成功的全程无人分拣中心,由京东集运研发部自主研发的定制化、智能化DCS智能管控系统管理,包含自动分拣机调控、无人AGV搬运调度、RFID的信息处理等。其中,全场投入25台无人AGV(搬运叉车),通过AGV调度系统完成搬运、避让、优先任务执行等工作,其最大特点是从供包到装车实现了全流程无人操作,自动化设备覆盖率达到100%。分拣中心的分拣能力已经达到9000/小时,同等场地规模和分拣货量的前提下,每个场地可以节省180人力。同时,一线设备的操作效率和运营质量也得到显著提升,自动供包台能够对包裹进行六面扫描,保证面单信息被快速、准确识别,效率最高可达到传统效率的4倍多。

 

图 3  京东物流无人分拣作业区

无人运输



在物流领域,干线运输一般分为公路运输、铁路运输和航空运输三种基本形式,对我国快递物流企业而言,主要运输形式为公路运输和航空运输。相应地,无人技术落地表现为无人卡车和大型无人机两种工具。

1.无人卡车

相比应用场景更为复杂的“最后一公里”领域的无人车,用于干线运输的无人卡车可能抢先一步走向大规模应用。目前,国内外均有科技巨头介入无人卡车研发领域。

 

图4  菜鸟“公路高铁”和京东的无人卡车

无人卡车核心优势在于理论上可以24小时不间断作业,这一优势有助于提升陆运网络运营效率和降低成本。此外,在增强高速公路安全、缓解交通拥堵、减少空气污染等领域,无人驾驶有望带来颠覆性的改变。

表2  2018年无人卡车领域主要进展

企业

时间

标志性事件

百度

7月4日

联手狮桥展开深度合作,联合各界开发者与主机厂开发智能驾驶货车,共同建设干线物流运营解决方案

沃尔沃

7月

和联邦快递合作,在北卡罗莱纳进行“无人驾驶车队”技术的高速路试

京东

6月11日

与长沙经济开发区就京东无人车总部项目落户签署合作协议,此为京东百亿无人车智能产业基地的进一步落地

5月29日

美国研发中心打造L4级别的无人重卡,已在美国完成2400小时智能驾驶超级测试,“预计2020年在国内完成商业化试运营的部署”

菜鸟

5月31日

与一汽解放联合发布“公路高铁”——“火车头”使用无人驾驶技术,跟随的车队则是通过无线网络与车头协同,进行列车式运营。公路高铁为“驼峰计划”的组成部分,后者为菜鸟ET物流实验室联合多家公司推进无人设备量产,将打造包括无人车、无人机的新型立体智慧物流网络

苏宁

5月24日

“行龙一号”无人重卡在上海完成了行业首个Level4级(SAE)“仓到仓”无人驾驶物流场景作业。苏宁计划将无人重卡与无人仓、无人机、最后一公里无人配送车联结,完成全流程无人化布局

G7

4月2日

与普洛斯、蔚来资本联合宣布,共同出资组建由G7控股的新技术公司,研发基于自动驾驶、新能源技术和物流大数据的全新一代智能重型卡车

Uber

3月

自动驾驶卡车车队开始在亚利桑那州的高速公路上运输货物,其自动驾驶卡车运输服务与手动卡车服务相互结合

Waymo

2016年

谷歌Waymo与本田探讨合作,重点是货物运输,现在谈判已经接近完成

2.大型无人机

大型无人机在中国市场有三点优势:一是解决飞行员缺乏造成的巨额人力成本;二是降低人员操控的安全隐患;三是给快递企业“降本增效”。因此,追求时效的快递物流企业十分重视大型无人机的开发应用。

顺丰和京东的大型无人机均已试飞成功,两者对于三段式空运网的规划也大同小异。在无人机试飞成功的同时,两家也在争夺行业标准的制定,以此掌控行业发展话语权,顺丰集结了国内顶尖无人机研发团队,包括国家级技术专家近10省部级技术专家82;京东联合西部通用机场有限公司、中飞通用航空有限责任公司共同推动西北地区航空机场网络布局。

表3  顺丰和京东在大型无人机开发应用上的主要动作

企业

           顺丰

            京东

标志性事件

2017年9月,丰鸟航空旗下的基金管理公司发起设立一个10亿元规模的无人机科技基金,致力于实现无人机全生态产业链的构建

2018年6月18日,第一架重型无人机京东“京鸿”正式下线,标志着京东打造的“干线-支线-末端”三级无人机智慧物流体系在支线级布局进入落地阶段

2017年12月26日,顺丰进行国内首次大型无人机应急物资快速投递的演示验证飞行

2018年6月18日,有效载重量达到40-60吨、飞行距离超过6000公里的京东超重型无人机项目正式立项

2018年6月8日,丰鸟航空与中国电子科技集团公司第五十四研究所签署战略合作协议,开展大型物流无人机通用测控数据链、通用地面站等行业技术标准的制定

2018年6月20日,京东进行有人机和无人机协同运输验证,西安研发中心重点研制载重200公斤至2吨、飞行半径超过500公里的支线级中大型无人机,布局西北地区航空网络

无人配送



1.无人配送车/机器人

末端网络尤其是“最后一公里”,一直是制约快递服务水平提升的痛点问题,无人配送技术有望成为快递物流企业优化末端服务的重要载体。

图5  国内主要企业在末端无人配送车领域的发展现状

618期间,菜鸟推出菜鸟快递塔,该快递塔高度超过5米,呈正八面体形,配备自动传动系统,可以存储600-800件包裹,而且空间可灵活调整。通过对接无人机、无人车,将实现24小时全天候无人传送投递,宣告最后100米开始进入无人时代。

 

图6  菜鸟、苏宁、中通无人配送车

此外,致力于解决“最后100米”的配送机器人也得到诸多企业大力投入,甚至即将进入量产阶段,未来十年80%的包裹交付都将自动进行。

表4  主要企业在配送机器人领域的最新动作

企业/团队

                              详细描述

京东

与上海新时达合作,加速智能物流设备和服务类机器人的落地应用,重点在智能机器人制造尤其是末端配送机器人的量产方面展开深入合作
在海淀区开启全球首次全场景常态化配送运营,包括小区配送、快递员接驳等多种应用场景,通过智慧配送站的多车型等探索全新调度运营模式

已在数十个国内城市以及雅加达、曼谷就配送机器人项目开展布局

腾讯

推出“微派”楼宇送货机器人,提供智能移动服务,如智能路径、实时定位、多模交互、场景物联。目前正在测试,开发了派送小程序wepost

杭州电子科技大学

所研发的智能机器人能够楼宇间穿行,通过“扭动轮子”自动爬行楼梯,爬一层楼约需1分钟,最大载重量约30公斤

亚马逊

正在设计postmen,可以打开智能门锁进行货物取送

2.中小型无人机

中小型无人机的应用场景主要为末端配送,尤其是在规模效应不明显的农村、偏远地区。顺丰表示,将持续建设物流无人机覆盖网络,依托现有的资源,在非人口密集、涉山涉水的广大偏远地区,扩大物流配送范围,提升物流服务时效。刘强东表示,虽然京东集团的物流已经覆盖了全中国,但是农村物流成本高的问题没有解决,未来只能靠无人机解决。

 

图7  京东和菜鸟的小型无人机(右图为菜鸟无人机在西湖景区运送春茶)

目前,京东已出动无人机2万余架次,飞行总里程10万多公里,在末端级的常态化运营已扩展到陕西、江苏、海南、广东、青海五省。今年618期间,京东无人机起飞架次环比5月同期增长43%,订单配送量增长46%。此外,其他快递企业这都在涉足中小型无人机的应用业务。

表5  2018年主要企业在中小型无人机领域的动作

企业

标志性事件

顺丰

1月,顺丰中小型无人机参与空军组织的无人机联合补给演练
★3月,民航华东地区管理局向顺丰旗下江西丰羽顺途科技有限公司颁发国内首张无人机航空运营(试点)许可证

京东

1月,京东无人机运输空军后勤物资首飞成功
★2月,获首个国家级无人机物流送试点,由民航西北地区管理局授牌
★3月,京东无人机在海南省试运营的第一个无人机配送站正式启用
★4月,京东农业共同体项目启动,其中包括无人机植保

菜鸟

菜鸟无人机飞行编队往返于狮峰山与炒茶中心之间进行运输作业

饿了么

5月29日,获准开辟中国第一批无人机即时配送航线

美团

在无人车和无人机领域申请了超过60项技术专利
★3月无人配送在朝阳大悦城试点运行,计划在2019年实现规模化运营

亚马逊

3月,亚马逊获专利——无人机可理解手势和语音呼叫

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