顛覆性創(chuàng)新技術(shù)在物流領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用-中國科協(xié)VIP

顛覆性創(chuàng)新技術(shù)在物流領(lǐng)域的發(fā)展與應(yīng)用中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院編譯2016年12月29日美國電商市場的規(guī)模預(yù)計(jì)在2018年將達(dá)到5000億美元，該市場的快速發(fā)展為技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)造了巨大機(jī)遇。2016年6月，斯坦福大學(xué)價(jià)值鏈創(chuàng)新倡議研究中心與美國郵政服務(wù)局督察長辦公室聯(lián)合發(fā)布了《“最后一英里快遞”技術(shù)顛覆與創(chuàng)新白皮書》。報(bào)告預(yù)測了未來5～7年內(nèi)，將在物流領(lǐng)域帶來顛覆性變革的四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：高級(jí)算法與分析、無人機(jī)、機(jī)器人和無人駕駛汽車，并探討了這些新技術(shù)各自的優(yōu)勢、局限性及未來的應(yīng)用前景，本文將對(duì)此做簡要介紹。一、顛覆性創(chuàng)新技術(shù)1.高級(jí)算法與分析過去幾年中，針對(duì)“最后一英里快遞”開發(fā)的各種軟件為傳統(tǒng)及新興快遞企業(yè)改進(jìn)或創(chuàng)新服務(wù)提供了很多機(jī)會(huì)，特別是為快遞企業(yè)向顧客提供定制服務(wù)創(chuàng)造了可能。圖1顯示了目前“最后一英里快遞”的主要流程。圖1“最后一英里快遞”流程圖“最后一英里快遞”關(guān)鍵流程的算法和優(yōu)化分析在傳統(tǒng)郵政企業(yè)和新興快遞企業(yè)均得到了廣泛應(yīng)用。其中，新興快遞企業(yè)尤其受益于此，相關(guān)的軟件開發(fā)不僅降低了行業(yè)準(zhǔn)入門檻，而且減少了先期投資及運(yùn)營成本。產(chǎn)品搜索與匹配算法提高了商家的效率，而快遞單與快遞員的匹配及線路優(yōu)化，使快遞的定制化或當(dāng)日達(dá)成為可能。先進(jìn)算法還為新興快遞企業(yè)創(chuàng)造不同于傳統(tǒng)郵政企業(yè)的商業(yè)模式，例如買家自提貨物、快遞外包、賣家快遞內(nèi)包等。與此同時(shí)，優(yōu)化算法也有助于傳統(tǒng)郵政企業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量。例如，優(yōu)化的線路規(guī)劃算法能夠更好地滿足消費(fèi)者對(duì)送貨時(shí)間的要求，提供物流狀態(tài)查詢服務(wù)，預(yù)計(jì)快遞抵達(dá)時(shí)間以及充分利用快遞運(yùn)輸能力等。需求預(yù)測模型則幫助快遞企業(yè)更好地預(yù)測快遞需求，特別是在快遞需求的高峰期，提早做好計(jì)劃與準(zhǔn)備。與新興快遞企業(yè)較為依賴快遞外包，缺乏穩(wěn)定的承運(yùn)方相比，傳統(tǒng)企業(yè)具有明顯的競爭優(yōu)勢。通過應(yīng)用先進(jìn)算法不斷提高快遞時(shí)效性，降低成本，增加靈活性，傳統(tǒng)快遞企業(yè)有望收回部分被新興企業(yè)分走的市場份額。2.無人機(jī)商用無人機(jī)的主要優(yōu)勢在于其能夠免受路況及交通擁堵的制約，快速抵達(dá)送貨地點(diǎn)，特別是在需要飛越地面屏障、前往地形復(fù)雜的邊遠(yuǎn)地區(qū)時(shí)，無人機(jī)的優(yōu)越性非常明顯。2016年，中國電商企業(yè)京東開始嘗試?yán)脽o人機(jī)向內(nèi)陸農(nóng)村地區(qū)的消費(fèi)者提供快遞服務(wù)。此外，亞馬遜計(jì)劃在未來PrimeAir服務(wù)中使用無人機(jī)技術(shù)，以滿足消費(fèi)者希望禮物、電子產(chǎn)品及食物等在30分鐘內(nèi)送達(dá)的需求。雖然無人機(jī)優(yōu)越性能顯著，但如果想在快遞領(lǐng)域大規(guī)模使用還有很多局限性。首先，目前無人機(jī)的載貨能力較小，全球定位系統(tǒng)的精度誤差也可能會(huì)影響包裹的投放。其次，無人機(jī)快遞飛越私人領(lǐng)地上空還有可能被視為非法入侵。第三，無人機(jī)投遞包裹不排除有可能對(duì)下方的人員造成傷害，由此類風(fēng)險(xiǎn)帶來的無人機(jī)投保成本進(jìn)一步增加了其運(yùn)營成本。出于安全考慮，美國聯(lián)邦航空局規(guī)定禁止無人機(jī)從人群上空飛過，并要求配備一名地面觀察員全程監(jiān)控?zé)o人機(jī)的飛行狀況。2016年Temando的一項(xiàng)調(diào)查顯示，51%的受訪者表示愿意在未來接受無人機(jī)快遞商品。預(yù)計(jì)隨著無人機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，無人機(jī)的安全性將得到更高的保證，相關(guān)的政府管制將更加寬松。如果無人機(jī)技術(shù)能夠較好地解決公眾對(duì)安全性及個(gè)人隱私的擔(dān)憂，無人機(jī)在“最后一英里快遞”領(lǐng)域?qū)⒋笥凶鳛椤Ｐ吕峡爝f企業(yè)、電商企業(yè)都可以使用無人機(jī)提供商品當(dāng)日達(dá)服務(wù)，中間企業(yè)也能夠進(jìn)一步降低運(yùn)營成本，將人力資源集中在消費(fèi)者購物環(huán)節(jié)，商品運(yùn)輸則由無人機(jī)來完成。如果無人機(jī)的購置及操作成本均能降至消費(fèi)者可接受的范圍，未來甚至可以實(shí)現(xiàn)私人無人機(jī)到店鋪?zhàn)孕腥』刭徺I的商品。因此，無人機(jī)市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?.機(jī)器人與無人機(jī)一樣，快遞機(jī)器人也屬于遠(yuǎn)程控制的無人裝置；而與無人機(jī)不同的是，機(jī)器人只能在路面行走，時(shí)速較低（約6.4千米/時(shí)）。目前，已在探索開發(fā)的機(jī)器人包括SideWalk（與敦豪速遞合作）、Starship（由Skype創(chuàng)立工程師設(shè)計(jì)）和Dispatch（由麻省理工學(xué)院和賓夕法尼亞大學(xué)專家設(shè)計(jì)）。其中Starship能夠負(fù)重9～11.4千克的貨物，而Dispatch的“搬運(yùn)”機(jī)器人能攜帶重達(dá)45.4千克的貨物。從快遞地區(qū)樞紐或零售點(diǎn)出發(fā)，機(jī)器人能夠在5～30分鐘內(nèi)將商品送達(dá)，特別適合快遞小包裹、日常雜貨、衣物、外賣等。快遞機(jī)器人主要適用于居住密度較低的城市中高檔小區(qū)、門禁管理社區(qū)、養(yǎng)老中心社區(qū)和校園（適用于無自駕車的學(xué)生采購日用品）等。消費(fèi)者可以通過專門的手機(jī)APP預(yù)約快遞，跟蹤機(jī)器人位置，待其到達(dá)后解鎖商品。機(jī)器人通過全球定位系統(tǒng)、傳感器和攝像頭實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航，如果在行進(jìn)中遇到障礙物或行人能夠自動(dòng)停下。與無人機(jī)相似，快遞機(jī)器人也較好地滿足了消費(fèi)者對(duì)商品投遞效率和靈活選擇快遞時(shí)間的需求；同時(shí)機(jī)器人的碳排放量為零，也大大減少了對(duì)環(huán)境的影響。此外，機(jī)器人還有一些無人機(jī)不具備的優(yōu)勢。例如，機(jī)器人的載貨量更大，能夠同時(shí)為沿路多名顧客遞送商品；機(jī)器人設(shè)有安全的貨物存放格，只有商品的主人才能在輸入密碼后取走貨物；機(jī)器人體積小，步速低，且在路面行走，因此對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞的可能性更低；機(jī)器人快遞無需飛越私人領(lǐng)地上空，不存在侵犯個(gè)人隱私的問題，在政府管控方面的很多障礙也已在自動(dòng)駕駛汽車的推廣過程中先行解決。機(jī)器人與無人機(jī)的成本構(gòu)成相似，主要包括基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本（快遞樞紐）、機(jī)器人成本、運(yùn)營成本（操作員人力成本、數(shù)據(jù)流與存儲(chǔ)成本、維護(hù)成本、充電成本及保險(xiǎn)成本）。由于只需地面工作，快遞機(jī)器人的運(yùn)行及監(jiān)控技術(shù)難度、運(yùn)營成本相對(duì)無人機(jī)均較低。但是，由于機(jī)器人快遞半徑較小，預(yù)計(jì)在直接快遞方面比無人機(jī)的局限性更大。4.無人駕駛/自動(dòng)駕駛汽車很多汽車廠商和高科技公司，包括谷歌、蘋果和優(yōu)步，都在致力于自動(dòng)駕駛技術(shù)的開發(fā)。自動(dòng)駕駛汽車通過激光探測與測量設(shè)備、攝像頭、雷達(dá)、傳感器等為汽車提供360度全景信息，幫助車輛“看”到周圍路況。借助精確的地理信息和深度標(biāo)注地圖，自動(dòng)駕駛汽車能夠準(zhǔn)確判斷自己的當(dāng)前位置、目的地并選擇合適的行駛路線。目前，盡管某些技術(shù)及軟件已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，但由于關(guān)鍵的汽車硬件設(shè)備，例如激光探測與測量設(shè)備的價(jià)格還較高，自動(dòng)駕駛汽車實(shí)現(xiàn)整車商業(yè)化還需要進(jìn)一步降低成本。此外，車對(duì)車通信系統(tǒng)（Vehicle-to-Vehicle,V2V）的開發(fā)有望幫助車輛與附近其他車輛實(shí)現(xiàn)位置、速度、行駛方向等信息的實(shí)時(shí)共享，以進(jìn)一步提高電子安全系統(tǒng)的可靠性。美國國家公路交通安全管理局（NationalHighwayTrafficSafetyAdministration，NHTSA）在此領(lǐng)域的研究已持續(xù)十多年之久。無人駕駛汽車能夠提供更為快捷的遞送服務(wù)，工作時(shí)間更長，安排也更加靈活；不僅適用于交通密度大的城市貨物快遞，也同樣適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)，在長途取貨或送貨中更具優(yōu)勢。英國政府正在資助科研部門測試采用無人駕駛汽車運(yùn)送包裹；美國谷歌于2016年2月獲得一項(xiàng)自動(dòng)駕駛卡車的專利，能夠用于快遞各種網(wǎng)購商品。但是，無人駕駛汽車也面臨著各種挑戰(zhàn)。如果想大范圍的使用無人駕駛汽車，必須開發(fā)并維護(hù)高質(zhì)量的深度標(biāo)注國家交通地圖，以及支持各種天氣狀況的行車算法。其次，目前政府對(duì)無人駕駛汽車的使用有十分嚴(yán)格的監(jiān)管條例。此外，高昂的制造成本也給無人駕駛汽車的推廣造成一定阻礙。二、四大創(chuàng)新技術(shù)的比較分析在技術(shù)分項(xiàng)解析的基礎(chǔ)上，研究人員將各項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的優(yōu)勢、局限性及目前開發(fā)進(jìn)程的關(guān)鍵要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，形成了如表1所示的簡明技術(shù)對(duì)比。表1“最后一英里快遞”創(chuàng)新技術(shù)對(duì)比分析優(yōu)勢局限性開發(fā)階段高級(jí)算法與分析快捷/低廉/靈活低投資成本/低創(chuàng)業(yè)門檻激勵(lì)新的商業(yè)模型某些盈利模式存在不確定性快遞眾包中的消費(fèi)者信任度問題大規(guī)模應(yīng)用快遞無人機(jī)快捷/靈活環(huán)境友好更低成本抵達(dá)偏遠(yuǎn)地區(qū)免受不良路況影響嚴(yán)格管控規(guī)定限制安全及隱私問題載貨量有限遞送距離有限技術(shù)挑戰(zhàn)試點(diǎn)快遞機(jī)器人快捷/低廉/靈活環(huán)境友好與無人機(jī)相比安全性及隱私問題較少與無人機(jī)相比載貨量較大遞送距離及時(shí)速有限無法在擁擠區(qū)域使用偷盜問題克服道路障礙物能力有限試點(diǎn)無人駕駛/自動(dòng)駕駛汽車快捷/靈活運(yùn)營成本低環(huán)境友好偏遠(yuǎn)地區(qū)成本效益高嚴(yán)格管控規(guī)定限制無人駕駛汽車高成本存在大量技術(shù)挑戰(zhàn)試驗(yàn)三、創(chuàng)新技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用展望如前所述，顛覆性技術(shù)創(chuàng)新正在不斷推動(dòng)著“最后一英里快遞”技術(shù)向前發(fā)展，并不斷創(chuàng)造新的商業(yè)模式。電商與傳統(tǒng)零售商也不斷介入快遞行業(yè)的發(fā)展，例如亞馬遜和沃爾瑪?shù)却笮土闶凵陶j釀推出無人機(jī)快遞服務(wù)。未來五年內(nèi)，無人機(jī)技術(shù)在新興快遞企業(yè)和傳統(tǒng)物流企業(yè)都將得到應(yīng)用。無人機(jī)目前的應(yīng)用瓶頸主要來自于噪音、事故危險(xiǎn)及政府管制等方面。與之相比，雖然機(jī)器人風(fēng)險(xiǎn)較低，但受限于使用地理?xiàng)l件的制約，未