2023年,可以說是低空經(jīng)濟元年,近日,不少城市開放低空,為物流無人機的配送創(chuàng)造了政策條件,而在制造方面,國際上具有一定地位的,我國無人機領(lǐng)頭羊大疆,推出了多款配送無人機,這一切都表現(xiàn)物流無人機的發(fā)展進入了新階段,在這一階段,有什么新動向呢?一、應(yīng)用,從農(nóng)村走向城市無人機的應(yīng)用,特別是末端應(yīng)用,正在從農(nóng)村走向城市這個復雜的物流場景,這是近年來末端物流無人機發(fā)展的重要動向之一。
末端無人機配送,空中直線距離一般在10km以內(nèi),載重在5kg~20kg左右,單程飛行時間在15~20分鐘左右,能夠極大限度解決“最后一公里”配送效率較低這一痛點、難點問題,大體說來有農(nóng)村與城市兩大市場。在國內(nèi),京東、順豐、迅蟻、菜鳥等一批無人機物流的先行者,起初都不約而同地選擇了在農(nóng)村開展無人機物流業(yè)務(wù):2016年初,京東首先在宿遷展開了無人機送貨實驗;順豐的思路也類似,他們早年在四川涼山地區(qū)從山上往下送松茸。中通快遞探索農(nóng)村無人機物流配送解決方案,2018年在陜西西安臨潼網(wǎng)點正式啟動無人機常態(tài)化運行;2017年10月,菜鳥網(wǎng)絡(luò)公開進行無人機群組試驗,為農(nóng)村淘寶提供物流服務(wù)。不錯,物流無人機適用于小批量、高頻次運輸,也是農(nóng)村、山區(qū)等偏遠地區(qū)以及緊急件派送的最佳選擇之一,但選擇農(nóng)村試飛無人機,卻有其它原因,那就是跟人口密集、情況復雜的城市相比,農(nóng)村的飛行、起降環(huán)境相對簡單,對技術(shù)和安全性的要求也相應(yīng)更低。無人機物流納入快遞進村、村村通郵服務(wù),促進了快遞物流的融合發(fā)展,很多之前不通快遞的農(nóng)村地方可以利用無人機來提供服務(wù),對于業(yè)務(wù)下沉有積極意義,然而,最偉大的配送革命仍然是城市。就目前來說,很多公司也意識到了農(nóng)村場景的局限,開始有意識地往“城里”走,相比農(nóng)村,在城市飛行,無人機物流面臨的技術(shù)上和政策上的許多難點。早在2013年,順豐曾在廣東東莞,八旋翼飛機模型搭載著 25KG 的貨物進行試飛,然而后來推廣并不明顯,只是近年,順豐在深圳已獲批66條航線,僅在2023年1至3月期間,順豐無人機在深圳的產(chǎn)業(yè)化運行累計超過1800架次,運送貨物超過13萬件。其它物流快遞企業(yè)也都在布局城市末端物流配送。這里要提到美團,因業(yè)務(wù)屬性特殊,從一開始,就選擇了挑戰(zhàn)城市場景,開啟實驗的首發(fā)城市是中國擁有最復雜城市場景的深圳。2021年初,美團無人機在深圳完成了首個面向真實用戶的訂單配送任務(wù);去年12月,由美團針對城市末端配送場景自主研發(fā)的FP400系列無人機已經(jīng)在北京、深圳兩地測試機場完成了超過32萬架次的飛行測試;美團第四代無人機,滿載最大配送半徑達5km,主要用于城市低空配送網(wǎng)絡(luò)。
物流無人機的”進城“,不僅是企業(yè)的意愿,還有政府的支持,許多城市開始劃出一些試飛區(qū),允許無人機在低空飛行。目前,深圳無人機適飛空域面積占比達到 65%;8月14日,有消息稱近日昆明城投公司獲相關(guān)部門批準,在昆明市內(nèi)劃設(shè)臨時空域開展無人機物流配送項目,共涉及5條航線。政府相關(guān)部門的規(guī)劃是,2025年,城市短距離低速輕小型物流配送無人駕駛航空器逐步成熟;2030年,城市中短距離快速中小型物流配送無人駕駛航空器逐步應(yīng)用;2035年,城市中長距離快速中大型物流配送無人駕駛航空器逐步推廣。城市無人機配送需要投入大量的成本,包括無人機技術(shù)及硬件研發(fā)、新建站點、日常運營維護維修等方面。無人機物流不僅僅是從A點到B點的運輸,它還需要打通裝卸、調(diào)度、空中飛行、后臺運維等全過程。這要求我們建立起綜合飛行器、地面承接裝置及航線管理后臺系統(tǒng)為一體的城市低空物流網(wǎng)絡(luò)。當前,城市無人機還無法直接將商品配送到用戶手中,配送過程仍然分為三個環(huán)節(jié):貨物送到無人機投遞點,無人機將貨物送到空投柜,用戶再自行到空投柜取貨,仍然遺留最后100米的配送問題。在城市,無人機的飛行安全問題是最大的挑戰(zhàn),在密集建筑區(qū)域內(nèi),無人機的飛行軌跡受到限制,可能會引發(fā)意外事故。為了解決這個問題,需要進一步升級完善無人機的高精度定位、智能運行調(diào)度和分布式遠程塔臺等相關(guān)技術(shù)。就目前來說,盡管無人機配送帶來運送效率的顯著提升,但為了與整體運營成本相匹配,對貨品價值的要求也會比較高。這類「單次高值」的思路,依賴于創(chuàng)造出聚集高價值物品的業(yè)務(wù)場景,并且能夠常年復用,只有保證常年穩(wěn)定的需求,才能降低系統(tǒng)成本。時至今日,無人機仍面臨“進城難”的難題,外部世界的復雜性要遠遠超過實驗室的模擬,這也意味著有更多問題需要在真實場景中解決,何況,只有物流無人機呈集群化,才有效益,然而在城市呈集群化,難度可想而知。
無人機配送在城市的真正的規(guī)模化落地,乃至構(gòu)建“空地一體”的智慧物流體系,仍有較遠的一段路要走,但是,物流無人機的進城步子已經(jīng)邁開。二、制造,從青澀走向成熟無人機,作為智慧物流領(lǐng)域的關(guān)鍵棋子,其制造呈高速發(fā)展態(tài)勢,其特點則是從青澀走向成熟。
成熟的標志,不僅是美團、京東、順豐豐翼等所在的物流無人機賽道產(chǎn)品性能日漸完備,更重要的是有實力的無人機專業(yè)廠家的加入,近日,萬眾矚目的大疆運載無人機FLYCART 30(FC30)線上發(fā)布。FC30無人機采用4軸8槳多旋翼構(gòu)型,單電模式下最大載重40公斤;雙電模式下最大載重30公斤、滿載最大航程16公里,適用于山地、岸基、鄉(xiāng)村運輸場景及各類應(yīng)急場景下的物資運輸。不錯,行業(yè)中排名前十位的快遞企業(yè)也都在研發(fā)自己的無人機,有一定的研發(fā)團隊,但是,它們畢竟是物流運行公司,產(chǎn)品制造并不擅長,多是通過合作的方式與主機廠在場景上進行一些探索,和大疆的無人機技術(shù)相比,還是有一定差距的,從科研經(jīng)費上來看,更有差距,難怪有人說,無人機制造對他們更多是資本故事中美麗的鉆石。當然,不能一概而論,各家參與程度上不同,無人機制造的效果則不同,不可否認,其中確實有拿無人機當件事在做的物流公司。早在2018年11月,中通快遞第一代油電混合物流無人機——普羅米修斯1600A發(fā)布,但世界知名的專業(yè)企業(yè),大疆入局無人機物流特別是審定類無人機,對整個物流無人機制造將起到很好的促進作用。經(jīng)近十年發(fā)展,大疆已引領(lǐng)全球無人機風潮,大疆貨運無人機,首先解決了低空物流無人機的兩大剛需能力,一是吊掛運輸,二是整機降落傘(適航標準將要求無人機發(fā)生故障后墜地速度不超過6~7m/s左右)。
不僅大疆,新石器、毫末智行、白犀牛等物流科技企業(yè)也在無人機上多有布局,以毫末為例,在2020年初,毫末就推出了末端物流自動配送產(chǎn)品“小魔駝”;前幾年,騰訊也發(fā)布了無人機「空影」。據(jù)統(tǒng)計,深圳擁有無人機企業(yè)超過1300家,2022年產(chǎn)值達750億元,形成了完整的無人機產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,順豐宣布投資30億元打造高端物流無人機制造基地,該基地將負責生產(chǎn)中小型無人機以及改裝大型無人機。城市飛行,安全是第一要務(wù),無人機的安全性和技術(shù)可靠性對于行業(yè)的良性發(fā)展影響較為明顯,專業(yè)廠家的加入,使我國無人機這些核心技術(shù)水平突破成為可能。我們知道,亞馬遜無人機即將撞擊時它會自毀,組件會安全拆散,同時盡量不讓貨物受損。大疆的降落傘保護也是安全防護,大疆的運載無人機重點是前后配有旋轉(zhuǎn)有源相控陣雷達,配有4G增強圖傳模塊,緊急情況下,機身配備的降落傘將自動開啟,保護貨物。大疆物流無人機支持兩地雙控,一鍵切換無人機控制權(quán)限,空吊系統(tǒng)可智能感應(yīng)貨物擺動幅度,并智能消除擺動;可適應(yīng)-20°C 至45°C的工作環(huán)境溫度,最大飛行海拔高度6000米,抗風能力為12m/s,環(huán)境適應(yīng)能力強,可適應(yīng)各種惡劣環(huán)境,滿足各個作業(yè)場景需要。另外,電池續(xù)航時間短、載重有限、有效荷載較低、容易受天氣影響等無人機制造痛點,隨著專業(yè)廠家的介入,都將得到逐步解決。小型無人機對天氣的影響更為敏感,無人配送產(chǎn)品與運營方之間聯(lián)系主要是通過網(wǎng)絡(luò),通訊的穩(wěn)定性、即時性影響著安全。無人機作為新技術(shù)和先進生產(chǎn)力的重要載體,作為中國制造的一張嶄新名片和低空經(jīng)濟新引擎,其制造正走進一個新時代,以市場需求為導向完成無人機系統(tǒng)的合作研發(fā)與投運,成為較為普遍的市場趨勢。無人機的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要大的需求場景,而我國有世界第一大的快遞市場,以目前的無人機制造態(tài)勢 結(jié)合創(chuàng)新性的“先行先試”開放政策,使得我國完全有實力跟國際巨頭掰一掰手腕,甚至領(lǐng)先。
德國專業(yè)研究機構(gòu)發(fā)布的《2021年無人機制造商排名》顯示,在全球500多家以制造無人機為核心業(yè)務(wù)的公司中,商用無人機市場的40強中有11家為中國公司。截至2021年8月,中國無人機專利申請量占全球70.58%;美國占12.62%。三、前景,從終端走向支線在無人機的總體布局上,物流頭部企業(yè),順豐,京東,都不約而同提出了三段式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)想,即以干線-支線-末端三級智能物流體系成為物流無人機的主流布局方向,使大、中、小型無人機有機融合運用,直接對接智能倉儲,實現(xiàn)智慧物流的閉環(huán)。
旋翼無人機,或者稱小型無人機,其應(yīng)用正在擴展,相比旋翼無人機,中大型固定翼無人機具有更廣闊的應(yīng)用空間,大型無人機,以其獨特的優(yōu)勢,將打開物流應(yīng)用的更廣闊的場景,對物流行業(yè)來說,是革命性的。大載重、中遠距離支線無人機運輸,送貨的直線距離一般在100km~1000km左右,噸級載重,續(xù)航時間達數(shù)小時,以跨省跨區(qū)域(干線級)和省內(nèi)城市間(支線級)構(gòu)建點對點直運航空物流網(wǎng)絡(luò)為追求。支線貨運無人機給了打造適合中國國情的大交通體系的一種新思路,未來將有廣闊的成長空間,此舉打破物流行業(yè)應(yīng)用天花板,助力物流行業(yè)實現(xiàn)跨越。近年來,順豐、京東、美團等代表性企業(yè)已在多地開展了支線、末端無人機物流配送試點,走上了探索無人機運輸規(guī)模化落地之路。大型無人機在物流場景下的應(yīng)用不僅打通干線與支線的航空物流新通道,還為日漸增長的生鮮農(nóng)副產(chǎn)品、醫(yī)療用品等高附加值貨品的運輸需求以及政府應(yīng)急運輸?shù)刃枨螅峁┌踩⒖煽俊⒔?jīng)濟的航空運輸服務(wù)。未來無人機貨運網(wǎng)絡(luò)的組成部分包括干線、支線和末端配送的無人機、無人車、智能終端、智能機場等一系列技術(shù)與節(jié)點,將是未來物流配送的支柱力量。三級智能無人機體系,既包括“末端級”物流無人機,也包括“支線級”物流無人機和“干線物流無人機”。噸級以上載重大型無人機:垂直起降貨運無人機、中型固定翼無人機、大型固定翼無人機生態(tài),主要應(yīng)用場景為支線物流市場,承擔全國范圍內(nèi)的物流貨物運輸功能。
細致來看,國內(nèi)外對于物流無人機的布局存在明顯差異:國外更加注重用無人機解決末端配送問題,國內(nèi)則更加關(guān)注無人機在支、干線運輸上的應(yīng)用。不少企業(yè)集中在中、大型固定翼無人機上布局,以期給支、干線運輸帶來運力的升級,目前“支線級”物流無人機將成為全球競爭焦點,與在農(nóng)村、城市終端運送一些小包裹的小型無人機相比,這中間的技術(shù)差距不言而喻。大型貨運無人機,具有載重大、航時長、航程遠等巨大優(yōu)勢,適于承擔城市間中長距離的支干線貨運任務(wù),它們以其獨特的魅力,成為物流領(lǐng)域最有潛力的細分賽道。隨著國內(nèi)無人機市場的火熱,支線貨運無人機運輸領(lǐng)域逐漸受到市場的關(guān)注,具有相應(yīng)技術(shù)積累的企業(yè)逐漸出現(xiàn),順豐、京東、天域航通、白鯨航線等頭部物流平臺和航空科技領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)公司都在布局此類飛機的制造與應(yīng)用。其技術(shù)路線分為兩種:一種是基于原型運輸機改裝,如基于「運-5」「小鷹500」小型運輸機改裝的無人運輸機;另一種為完全從零開始的自主研發(fā)設(shè)計路線。前者進展速度較快,部分已取得相應(yīng)適航證件,已經(jīng)進入或即將進入生產(chǎn)制造階段;后者業(yè)務(wù)進度稍慢,仍處于設(shè)計研發(fā)或是適航受理階段。順豐的飛鴻和中通的鴻雁都是在基于航空工業(yè)的運-5系列飛機基礎(chǔ)上進行的無人化研制,壹通無人機與航空工業(yè)一飛院合作的TP500,則是一款完全正向設(shè)計的大型貨運無人機。從公司的特質(zhì)上可分為兩類:一類為傳統(tǒng)物流企業(yè)如順豐科技、京東物流等孵化的無人貨運飛機研發(fā)公司;另一類為飛機設(shè)計領(lǐng)域技術(shù)專家創(chuàng)業(yè)成立的公司,其中不乏國家隊如中國航天科技集團創(chuàng)立的「飛鴻」系列無人機品牌。前者對于自身業(yè)務(wù)需求更加了解,有豐富的場景,可以根據(jù)自身業(yè)務(wù)實際情況進行貨運無人機定制開發(fā),后者在技術(shù)積累方面相對更加豐富。京東物流主力機型京東「JDY-800京鴻」,已完成載貨檢飛試驗,正在進行更多場景的試驗;京東自主研發(fā)的第二款原生支線物流無人機“京蜓”自轉(zhuǎn)旋翼支線物流無人機,在2020年首飛成功,具備優(yōu)秀的短距起降能力,可擺脫對機場跑道的依賴。順豐主力機型「飛鴻-98」(航天時代電子技術(shù)股份有限公司與順豐合作研發(fā)),2022年獲得全國首個支線物流無人機試運行批準函和經(jīng)營許可,2023年2月圓滿完成了從陜西至寧夏航線的首次飛行任務(wù)。相對于多旋翼飛機在末端物流應(yīng)用的百花齊放,固定翼大型無人機才剛剛起步,大型無人機是非常復雜的系統(tǒng),里面包括了產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、運營、保障等部分,現(xiàn)階段大型無人機應(yīng)用過程中續(xù)航、壽命、噪音、功能等問題突出,誰能先解決物流無人機的技術(shù)問題,誰就能搶先占據(jù)大型物流無人機的高地。
總體而言,支干線貨運無人機屬于高度資源整合和先進技術(shù)型產(chǎn)品,現(xiàn)階段,大載重、中遠距離貨運無人機行業(yè)在國內(nèi)仍處于初期發(fā)展階段,業(yè)務(wù)形態(tài)尚處于摸索階段,業(yè)內(nèi)并無成熟業(yè)務(wù)應(yīng)用案例,但從長遠來看,支干線貨運無人機必然會發(fā)揮應(yīng)有的作用。降本增效是發(fā)展智能物流的終極目標,而干線-支線-末端三級智能物流體系則是實現(xiàn)這一目標的有效手段;從政策角度說,民航局頒發(fā)支線物流無人機商業(yè)試運行牌照;對于大型無人機行業(yè)來說,未來20年將進入行業(yè)發(fā)展的黃金時間。如果說無人機技術(shù),使得航空設(shè)備的發(fā)展進入全新的轉(zhuǎn)型期,那么,大型貨運無人機,將使物流發(fā)展跨入一個新時代,是應(yīng)用想象空間非常巨大,實際價值也非常巨大的一次突破。結(jié)語:無人機物流的大時代是否即將來臨,還需拭目以待,但是,我國無人機配送市場蘊藏的豐富實踐優(yōu)勢,其發(fā)展勢頭與過去相比,不可同日而語。
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