無人機在末端物流配送中的應用

尚帥

中國直升機設計研究所

近年來，電商經濟的發展促生了巨大的市場潛力，終端客戶對配送速度要求也不斷提高。無人機物流運輸具有小批量、高頻次的特點，在滿足市場需求過程中具有得天獨厚的效率和成本優勢，是物流行業解決末端環節痛點的有效方案。

據國家郵政局公布的《2020年中國快遞發展指數報告》數據顯示，2020年我國快遞業務量達833.6億件，同比增長31.2%，較2019年快遞業務增量近200億件。我國快遞業務收入達8795.4億元，預計2021年快遞產業將持續增長，業務收入將超萬億。根據中國快遞發展指數可知，我國物流業務需求呈逐年快速上升的特點。雖然我國快遞物流業發展迅速，但作為物流配送重要一環的末端配送，仍存在諸多問題，如配送網點質量良莠不齊、配送成本逐年增長，以及傳統配送服務速度和質量較低等。

末端物流配送是指包裹由末端配送網點送達終端消費者的階段，是與消費者接觸最直接的物流環節，主要包含快遞配送、物品運輸、外賣送餐等服務場景。

為降低物流運營成本、提高客戶滿意度、增強競爭力，相關物流企業致力于挖掘自身潛力，引入新的運營理念，尋求更快、更具成本效益的“最后一公里”交付方式。隨著無人機技術的發展，單機成本不斷降低，其在物流末端配送領域的應用也逐漸增多，如亞馬遜、谷歌、DHL、順豐和京東等公司已經在探索用無人機將包裹運送至消費者手中。

商用現狀

據《2017－2018世界物流無人機產業發展年度報告》顯示，世界物流無人機產業呈現美國全面領跑、歐洲積極跟隨、中國幾近同步、其他國家積極布局的格局。

中國快遞發展指數。

配送無人機的概念隨著亞馬遜Prime Air快遞無人機投入使用進入主流視野。亞馬遜創始人杰夫·貝佐斯于2013年12月宣布，亞馬遜計劃使用無人機快速配送輕型商業產品。2019年6月，亞馬遜展示了Prime Air無人機在30min內送達包裹的場景。谷歌無人機2014年在澳大利亞完成首次配送，2016年測試投遞系統和空中管理平臺。2019年4月，Alphabet子公司、谷歌兄弟公司Wing Aviation成為首家獲得美國批準運營消費品配送無人機的公司。

歐洲方面，德國郵政DHL在2013年完成首次飛行測試，通過小型無人機Parcelcopter的原型交付了1kg的藥品。2016年，DHL提出“無人機＋快遞柜”配送概念。2019年，DHL聯合無人機制造商Wingcopter成功完成一個試驗項目，在無人機輔助下為物流系統難以到達的地方運送醫療保健物品。法國郵政在2014年底完成無人機配送首次測試，2016年底實現自主飛行運送。瑞士郵政在2016年初進入無人機飛行送貨第二階段驗證。英國皇家郵政在2015年底宣布引入無人機技術。

順豐在2012年提出無人機物流概念，2015年成為國內第一家獲得正式審批的物流無人機示范空域企業，在取得無人機航空運營許可證后，即在江西贛州開展了無人機配送業務試點。京東在2016年5月成立專項事業部，規劃建設了“干線一支線一末端”三級無人機通航物流體系，在西安、宿遷、重慶的城鄉開啟了無人機常態化配送運營。《2020年中國快遞發展指數報告》指出，無人機逐步實現多場景常態化運營，輕型、重型無人機機型體系進一步健全，L4級別無人駕駛技術逐步應用于物流場景，實現配送無人化。

亞馬遜運輸無人機PrimeAir

京東的配送無人機

典型應用場景

醫療物資配送

無人機可用來運輸醫藥產品，如血液制品、疫苗、藥品和醫療樣本。與地面運輸方式相比，無人機能夠將醫療物資配送到偏遠或其他地面運輸方式無法進入的地區。在COVID-19大流行期間，美國Zipline無人機在美國、以色列和加納進行了個人防護裝備以及COVID-19疫苗的醫療配送測試。據統計，Zipline無人機在2020年和2021年期間在加納運送了數千計COVID-19疫苗。

送餐服務

如何提高送餐速度，一直是外賣行業的關注熱點，利用無人機配送外賣食品被認為是快速交付外賣食品的有效解決方案。2018年5月29日，餓了么平臺宣布，中國第一批無人機即時配送航線獲準開辟，送餐無人機正式投入商業運營，用戶從下單開始，平均僅需20min即可收到外賣。

郵政投遞

來自澳大利亞、瑞士、德國、新加坡、英國和烏克蘭的不同郵政公司已經進行了各種無人機試驗，以測試無人送貨服務的可行性和盈利能力。美國郵政署USPS一直在探索“車+無人機”運載系統，從而尋找提高“最后一公里”配送能力的技術方案。

船舶補給

通過無人機對海上船舶進行補給配送目前已取得了一定成果。馬士基航運公司在鹿特丹港已經嘗試使用無人機為近海船只提供補給。新加坡初創企業F-drones也開始使用無人機向船舶運輸補給品，并成為首個獲得新加坡超視距無人機交付許可證的公司，為未來無人機船舶補給配送業務發展打下了良好基礎。F-drones表 示，使用無人機向船舶運送補給可節約80%的成本，此外更加綠色環保。

存在的優勢

Zipline無人機配送醫療物資

餓了嗎送餐無人機

美國郵政署USPS“車+無人機”運載系統

F-drones公司的船舶補給運輸無人機

首先， 有助于提升物流行業的時效水平。無人機配送不受道路、地形、交通情況等地面因素制約，與傳統配送車輛相比，配速路線可接近直線，大大提高了有效配送路徑比例。無人機運送頻次較高，可進一步提高末端運輸的時效性。

其次，不受地面路況限制，可達性較高。無人機物流具有傳統物流難以匹配的靈活性，可有效提高陸地交通欠發達地區的物流配送范圍，同時增強極端狀態下的物流可達性，如在應急救援、災害搶險等場景下，無人機可不受道路阻斷、交通設施停滯的影響，保障應急救援物資的可達性。

最后，采用清潔能源低碳環保。與傳統燃油汽車配送相比，無人機多采用清潔的電能驅動。據統計，在美國燃油汽車配送包裹平均會導致約1kg的溫室氣體排放，而無人機運送一個小包裹只會產生平均約0.42kg的溫室氣體排放，溫室氣體排放量降低超50%。

面臨的挑戰

受天氣因素影響較大

相比于傳統汽車運輸，無人機更易受天氣因素影響，例如在雨（雷電）、雪、大霧和大風天氣條件下，無人機可能無法進行運輸。此外，在高溫天氣下，空氣密度下降，這將削弱無人機的最大運載能力。另一方面，當氣溫較低時，無人機電池性能將受到影響，導致無人機續航能力降低，甚至無法使用。

飛行安全存在隱患

由于無人機運輸過程多通過網絡遠程操控或依靠程序自主飛行，較地面運輸有更多的安全隱患。比如無人機運輸過程中出現突發故障墜落、無人機操控系統遭受網絡黑客攻擊、飛行安全不受控制等情況，均會給地面人員及財產安全帶來威脅。

政策及監管問題

無人機運輸作為一個新興產業，其相應國家法規政策仍在制定中，尚未正式出臺針對該行業的適用規范、準入條件和運營環境要求。目前僅有順豐、京東等少數企業獲得無人機物流商用試點許可。現階段無人機運輸的大規模商業化應用仍受到法規限制。

總的來說，通過無人機進行末端物流配送，較傳統車輛配送有諸多獨特的優勢，如配送效率高、低碳環保等，一些企業已開始進行無人機物流配送的商業試點。但從技術層面來看，相關科技企業應從故障容錯性、避障能力、惡劣天氣適應性和抗黑客入侵能力等方面提高無人機技術水平，從而使其更好的應用于末端物流配送業務。從法律制度層面來看，建立完善的無人機末端物流運輸法律體系，是保障無人機末端物流運輸行業健康發展的重要基礎。 ■