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L.E.K.专家谈智慧物流:物流战事,科技为王

作者:Monica Ryu Ashish Khanna 滕勇 王怿恺 杨博 发表于:2020-03-06 L.E.K.专家谈智慧物流:物流战事,科技为王

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在过去3~5年中,全球智慧物流发展迅猛。物流行业从以往的人力密集,逐步过渡到向科技索取效率与成本。未能紧跟或引领科技趋势的企业,可能不仅仅是在短期竞争中输上一城,甚至会错失行业重构过程中转型的关键窗口。

L.E.K.基于行业观察和相关领域项目经验,总结了以下五大物流及相关领域科技发展趋势,希望读者籍此能对最前沿的科技发展方向及其对物流行业的影响窥见一斑。

一. 车联网与自动驾驶:货运车辆完全联网化和自动化,并可以形成车辆编队(platoon)。交通安全水平借此提升,并进一步降低物流成本

二. “最后一公里”自动配送:空中无人机和陆上配送机器人将解决最后一公里的自动配送问题,降低成本并提升消费者体验

三. 超级高铁:埃隆•马斯克(Elon Musk)提出的超级高铁概念将可能被应用于物流运输领域 

四. 物流车辆电动化:重卡、轻卡、微面等物流用车电动化

五. 3D打印:3D打印的进一步成熟将从根本上减少物流需求,对各行业产业链进行重构

车联网与自动驾驶

与自动驾驶的乘用车相似,经过车联网和自动驾驶科技加持的货运卡车将自主地在物流线路间穿梭。自动驾驶卡车尤其获得物流业关注的原因在于,其潜在的形成车辆编队(platoon)的能力。车辆编队是指多辆车,基于自动驾驶技术和V2V(车对车)车联网技术,以极小的车距(远远低于一般意义上的安全行驶车距,仅为约15 m)尾随行驶的编队状态。类似于一辆用电子数据连接的火车。

因其自动驾驶属性带来的司机人工成本削减自不必说(短途货运司机成本占总成本约57%,长途为30%,甚为可观),车辆编队其它优势也同样显著。一方面,车辆编队能够降低运输油耗。其原理像赛车场上一样,利用前车的尾流,降低整个车队在行驶过程中的空气阻力总值,从而减少耗油。相关测试显示,车辆编队行驶中,非头车的编队车辆油耗减少约10%。


另一方面,编队行驶能够增加道路通行能力,因为较小的行驶距离将增加公路运输密度。经相关测试与估算,编队行驶预计可实现15%~55%的道路通行能力提升,大幅减轻道路拥堵。


再者,自动驾驶的事故规避机制也能提升道路安全水平,毕竟物流车辆驾驶是没有争议的最危险的工种之一,而90%以上的道路事故都是由司机的操作不当所导致。

当然,作为前沿的科技突破,一系列相关技术是自动驾驶卡车与编队的基础。如导航与定位(包括高精度雷达、激光探测与测量、红外传感器)、V2V(车对车)车联网、基于4G或5G的车联网云连接、合作式智能交通系统等。

自动卡车正在从构想中走向现实。铁矿石三巨头之一的力拓集团在其4个矿山中启用了共73辆无人驾驶卡车。这些卡车由日本小松公司制造。卡车装有精确的GPS导航系统来进行定位并寻找方向,还有先进的激光传感器和雷达,用以发现、规避障碍物。如果遇到故障,信息将会迅速传回控制中心,故障处理将由控制中心统一协调调度。因为矿区道路环境简单,管制程度高,比起在公共交通道路上,无人驾驶在矿区的应用更为简单。

公共道路上的测试也早已经开展。2016年4月8日,一个完成了跨越欧洲大陆之旅的自动驾驶卡车车队抵达了荷兰的鹿特丹某港口。这是欧洲卡车车队挑战的一部分,包括戴姆勒、沃尔沃在内的6家汽车厂商参与其中。这次成功的挑战证实了该技术的可行性,并为油耗降低、道路通行能力提升等指标评估提供了范本。但在目前的技术水平下,这些卡车无法全程都以这种组队的形式行进,仅在交通状况“正常”的高速公路上才这么做,而且即便是跟随车辆,也是配有司机的。由此可见,大规模商业化还有待技术成熟,但未来已经大概率就在眼前。

“最后一公里”自动配送

电商行业蓬勃发展时日已久,彻底改变了中国消费者的购买甚至生活方式。快递是电商最为重要的基础设施,也是关键的消费者体验节点。而快递是劳动密集型产业,在揽件、分拣、转运、投递等各个操作环节均有较大的人工需求。人口红利消逝,快递行业的人力成本压力不断增加,成为制约行业发展的难题。思考如何降低人工成本,尤其是末端“最后一公里”配送的人工成本变得尤为重要。

陆上机器人以及无人机进行“最后一公里”配送的优势明显。首先,目前快递员配送方式下的人工成本和配送车辆燃油成本皆可被替代(如果机器人配送的能源效率更高)。另外,当前快递配送的小型车辆及电瓶车数量多,快递配送时间压力大,快递配送人员往往更容易忽略交通规则,自动配送某种程度上能够改善交通环境(当然,大批量的商用配送机器人和无人机也将带来新的交通秩序的挑战)。更为重要的是,无人机配送能够大幅减少配送时间,使消费者整体购物体验得到提升。

目前来看,相关痛点明显,技术逐渐成形,机器人替代人力配送的需求处于爆发前夕,已有多个商业化测试的实例出现:

达美乐是餐饮领域的创新先锋。他与澳洲科技公司合作研发的第一款机器人(DRU),为昆士兰州居民提供披萨外送。为了防止批萨在外送过程中丢失,它内部可以上锁。披萨送达目的地时,消费者输入密码打开保温箱才能拿出。它使用了类似无人驾驶汽车的激光雷达技术来探测周围的环境。它内置GPS追踪技术,可随时与谷歌地图同步数据。当然,DRU还处于原型阶段。眼前较为重要的问题是机器人的经济性,以及如何与当地交通部门合作,确保能够符合在路上行驶的各项条件。

另一个获得更广泛关注的案例是,2013年,亚马逊公布其将使用订制的“八翼无人机”进行终端配送的计划。2016年,亚马逊无人机在英国第一次完成了真实订单,将爆米花和一些其它商品在客户下单13 min后送到了他的花园里。去年,亚马逊还公布了一个名为“multi-level fulfilment centers for unmanned aerial vehicles”(多层无人机物流中心)的专利申请,试图构建空中交通架构与规则,在实现无人机配送上又进一步。

德银曾发布的一份研究报告称,如果成功商用,估计亚马逊“最后一英里”运输能将货物从最后的配送中心送到客户家门口的运输成本降低80%。此外,唯品会、京东、菜鸟物流等企业也都公布了自己的配送机器人雏形及测试信息。

但是,机器人配送的大规模商用还待时日,尤其是无人机,其噪声、对恶劣天气的适应、承重与飞行距离、城市空域的交通秩序等问题皆待解决。陆上配送机器人也同样面临被城市交通秩序接纳的问题。短期内,快递员被机器替代的希望还不大。

超级高铁

超级高铁是一种超高速、高安全、低耗能、噪声小、污染小的运输方式,在管道中运行,采用磁悬浮加低真空的模式以最大程度减小阻力,运行速度可达到1000 km/h以上。

目前,该领域还处于发展较初期。超级高铁概念是特斯拉创始人艾隆•马斯克于2013年提出的。按照他的设计,“超级高铁”车厢像一个胶囊,每一个胶囊被放置于真空管道中,像炮弹一样被发射到目的地。美国很多科技公司都在积极研制“超级高铁”的相关技术,但目前还在可行性分析和试验阶段,尚未有一个成熟的项目。

但是,“超级高铁”真正商业化的时间路线目前难以准确估计。2018年6月,中国工程院副院长何华武透露,中国有可能在10年内建成“超级高铁”,在上海与杭州之间运行。但前提是技术条件成熟、成本可控。这两个因素目前均没有清晰规划路线图的条件,其关键的核心技术在于磁悬浮技术的进一步发展,以及超高速情景下的自动驾驶控制体系。

“超级高铁”若得以商业化,对物流企业带来的影响将是运输成本的降低(超级高铁完全自动运行且效率更高)及更快的物流速度(如更大范围的当日达产品的覆盖)。另外,对于企业来说,也能够在某种程度上降低库存成本,提高供应链灵活性。

物流车辆电动化

电动车一方面更为环保,另一方面大约可降低约60%~70%的运营成本(虽然购车成本更高),相比于传统燃油车优势明显,是物流用车不可避免的发展方向。

物流车辆的电动化比较接近现实,早已进入我们的生活。过去5年,中国新能源乘用车经历了133%年均复合增长率的爆发式增长,2017年销售量达到77.7万辆。但较少为大众所关注的是,与新能源乘用车几乎同步爆发,小型物流车也进入了大规模商业化阶段并在2017年售出13.8万辆。这得益于中央和地方政府出于环境保护与产业转型目的的大力政策支持和补贴。

当然,这主要是轻卡、微面等较小车型,主要用于市内配送和快递等领域。因电动车相关技术已初步成熟,小型物流车技术要求反而低于乘用车,在技术可行和市场爆发的情况下已经大面积铺展开来。但是,总行驶里程限制、电池快速衰减、当前车辆品质参差不齐、充电设施有限、补贴退坡也同样是未来行业发展需要解决的关键瓶颈。

另一方面,电动重卡技术要求更高,发展相对较慢,国内比亚迪、解放、成都大运等企业已经研发并商业化了部分车型,但限于电池能量密度小及自重过大,行驶里程仅达100~200 km左右,是其致命短板。目前已经成熟产品仅能替代日行驶里程200 km以下,无外出城际配送需求的传统重卡。

特斯拉在电动重卡市场也同样走在前列,其半挂电动卡车Tesla Semi在2018年正式发布,速度可达65英里/h(105 km/h),满电续驶里程为500英里(约805 km),卡车超过1000 PS,是市面上大多数卡车的2倍。在载重35 t(满载)的情况下,0~60 mph(0~96 km/h)加速时间只需20 s,卡车的能量消耗小于2 kWh/英里,采用4个独立电机即时牵引力控制,是上坡最快的卡车。该车型预计将从2019年起开始量产,这或许将成为推动重卡领域大规模电动化的关键节点。

3D打印

3D打印也是近年来的热门概念。2017年我国3D打印市场已有16.7亿美元。过初期的喧闹之后,目前处于沉淀阶段,打印设备、打印材料在逐步升级,应用场景也在不断试错中日渐丰富,预计未来将保持高速增长。


3D打印对物流、供应链的影响是更为根本和深刻的,可能将直接颠覆现有供应链模式。试想波音或者大众在自己的生产车间中打印零部件,或者可口可乐罐装企业在生产车间内打印包装瓶。这或许是不可阻挡的技术发展趋势,可能导致大量的物流需求从根本上消失,大型物流仓库也没有存在的必要了。

当人们的购物习惯变成下载、打印以后,创意和制造均会去中心化、消费者就近解决购物需求,而且还完全个性定制。企业和消费者的物流需求减少,对传统物流企业造成了根本性的挑战。

在这种趋势下,3D打印对几乎所有产业供应链的重构影响在于,生产向消费者端进一步移动,供应链复杂度降低,具体体现在:

首先,终端仓库同时具备生产与仓配物流两种功能。因为3D打印的生产标准化、简化,临近消费者的终端仓库可以直接根据消费者的设计进行3D打印,且终端仓库是离消费者最近的节点,会被供应链服务商最大程度的利用。同时,终端仓库存放与管理的将主要是3D打印材料,以及一些核心零部件。甚至终端仓库将再也不是仓库,而成为一个目前多品牌、多品类零售店为一身的定制化的超级零售店。

其次,同城配送需求增多。产品将主要通过离消费者最近的3D打印中心进行生产,生产后通过同城配送交付到消费者手中,这将是物流企业的主战场,且此时的城配可以与原来用于生活服务领域的即时物流共用同一网络及运力资源,达到效率的最大化。

其三,终端配送链条极端,消费者要求小时级配送。3D打印时代是接到订单后再生产,分布式的3D打印网点使生产地点与消费者的距离如此的接近。从消费者下订单,到打印生产,再到配送到家,将可能只需要耗费1~2 h的时间,链条极短,响应极快;甚至有时候,消费者可以现场看着自己的商品被生产出来,并当场自提回家。

面对大的趋势浪潮,传统物流企业最好的办法或许是拥抱它、顺应它。

结语

未来已来,或者就在转角。重大科技突破为企业和消费者带来的是更快、更高效的物流服务及更好的体验,为物流企业带来的将是变革的压力挑战,或者是一个弯道超车的机会。

本文作者为L.E.K. 咨询悉尼分公司董事总经理Monica Ryu、伦敦分公司董事总经理Ashish Khanna、上海分公司董事总经理滕勇博士、上海分公司副董事王怿恺,及上海分公司项目经理杨博。

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