快递系统组成

        快递业是现代服务业的重要组成部分，是推动流通方式转型、促进消费升级的现代化先导性产业。快递科技是基于大数据、云计算、物联网、人工智能、机器人等底盘技术，用于快递活动中的智能硬件装备和软件系统。借助快递科技，可以加深人与机器、机器与机器的协同程度，提高整个快递系统数字化、自动化、智能化水平，加速信息流与物质流高效、通畅地运转，从而推动快递业的高质量、可持续发展，有效降低快递成本，提高运行效率。
        目前，科技创新在链条打通、协同实现等方面效果突出，已经成为推进快递业转型升级、提质增效的关键支撑。
        本期，我们聚焦快递业前沿科技。详解科技发展现状、驱动因素以及典型前沿技术，并对快递业科技发展趋势进行解读。
        快递科技发展现状
        目前，快递活动主要分为以C端用户为起点的第三方快递和以B端电商为起点的仓配快递两种运行链条，快递科技多点渗透，广泛应用于前端揽件、仓储/转运、运输、末端配送以及信息管理等五大应用场景。
        近年来，在以UPS、DHL、顺丰等企业为代表的领先快递企业，以亚马逊、京东、阿里为首的电商互联网企业以及第三方科技公司的共同推动下，机器人与自动化技术、无人机技术、绿色包装技术、大数据、物联网、云计算等技术快速发展，也出现了人工智能、无人驾驶、可穿戴设备、3D打印、AR/VR等新兴技术。其中，机器人与自动化、绿色包装在欧美已经得到大量应用，中国快递业近年来也在加速应用;大数据、物联网技术相对成熟，二者互为依托，应用于需求预测、路由规划、产品追溯等场景;无人机有望在未来3年到5年得到大规模应用;人工智能、无人驾驶、可穿戴设备、3D打印、AR/VR技术等目前仍处于研发测试阶段。
        快递科技在不同地区的发展具有不平衡性，例如，在机器人与自动化领域，美、日、欧处于世界前列;而在无人机领域，中国发展迅速，已经从“追赶者”转为“领跑者”。
        快递科技广泛应用于各个环节，出现了覆盖全球的枢纽及转运中心、世界级标准无人仓、路由规划、新型无人配送模式等众多快递科技应用成果。
        快递科技发展驱动因素
        一是规模因素。随着全球电商保持高速增长，快递业务量不断攀升，对快递业务处理能力提出了更高要求，快递企业必须依靠科技赋能，突破处理效率的上限。
        二是成本因素。全球人口红利加速消失，导致快递企业用人成本不断升高，传统劳动密集型发展模式与建造现代化智慧快递系统的矛盾日益凸显，随着快递科技渗透率不断提高，更多快递业务场景将实现无人化、智能化。
        三是技术因素。物联网、大数据、云计算技术快速发展，加速传统快递设备与机器人、人工智能等上层应用技术融合，智能自动化立体仓库、无人机等一系列智能快递设备不断涌现，科技创新成为全球快递业迈向智能化时代的动力引擎。
        四是政策因素。各国政府持续加大对快递行业的支持力度，主要从发展方向、软件升级、硬件制造、绿色包装、标准制定五个方面出台了一系列政策，帮助引导快递行业向智慧化转型升级。
        五是可持续因素。绿色是快递业高质量发展的“底色”。随着快递业务量的高速增长，包装耗材需求增长迅猛，过度包装、纸箱回收率不高等问题日益凸显，交通运输业的能源消耗总量也一直居高不下，绿色快递是行业高质量发展的迫切需要，以科技为支撑，绿色化、减量化、可循环作为着力方向，减少快递业务对环境的危害，避免资源浪费，最终实现经济可持续和环境可持续的“双赢”。
        快递科技前沿技术
        无人机技术
        无人机技术发展较为成熟，其具有灵活便捷、运营成本低、布局简便、外部环境适应性强以及不受地形限制的优势。无人机本质上是一种空中飞行载体，无视二维路面状况，直接在三维空间进行移动是其天然优势。，无人机一定要与其他智能设备协同工作，将受制于地面束缚的事务移至空中，实现空地一体的无缝衔接。
        在“无人机+车”模式中，货车作为移动配送中心，与无人机优势互补，形成地空并行、移动式协作的末端配送解决方案。货车车顶配套有小型起降平台，无人机得到配送指令后，即可自主规划飞行路线进行投递;与此，快递员可进行人工投递，再开往下一个配送地点;无人机在配送结束后自动飞回货车，并进行充电。2017年2月，UPS将货运卡车与无人机结合，66000辆送货车每天减少一英里路程，每年将节省5000万美元。
        在“无人机+RFID”模式中，将无人机空间灵活和RFID无须接触、可穿透性、快速批量传输等优势结合起来，打破高度和逐件扫描的束缚，成为灵活高效、低成本的仓储盘点新型解决方案。去年12月，长安民生物流整车无人机盘点系统正式启用，使无人机巡检并遍历整车场内所有商品车上RFID标签卡来实现整车场内商品车的快速盘点，准确率达100%，效率提升300%。
        “无人机+智能柜”实现了地空无缝衔接，是末端配送技术的新突破。智能柜成为无人机与用户之间的缓存平台，可实现无人机寄递全程自动化运行。智能柜辅助无人机精准降落，并自动完成包裹装卸分类、移置格口及无人机电池充电，用户只需通过人脸识别验证身份后，即可取走包裹;，当用户投递包裹后，智能柜可自动称量并生成运单，无人机会将包裹取走，实现自助收寄。智能柜在整个运行过程可通过远程网络实时监控和干预，无须人工处理，真正实现无人机配送自动化和无人化。去年11月，顺丰无人机快递接驳柜在江西赣州南康正式落地应用。
        无人机技术目前存在的问题在于一是电池技术是制约场景扩展的瓶颈，需要解决无条件巡航时长和有效飞行距离的问题;二是国内大型民用无人机刚起步，虽然产业需求旺盛，市场潜力巨大，但全产业链尚未形成，短期内研发及试运行成本消耗巨大，普通民营企业承受较大压力;三是法规政策有待健全;四是无人机可能带来的安全问题。
        自动化分拣系统
        随着电商、快递业的高速发展，自动化分拣系统也得到了长足发展。我国分拣设备的研发和应用起步较晚，与国外相比大约晚20年左右，，目前国内输送分拣领域的技术发展，更多是学习国外先进企业的技术，并在已有平台上进行创新。
        自动分拣系统主要由供件装置、输送装置、控制系统、分类装置和分拣道口等组成，是对物品进行自动分类、整理的关键设备之一。按照分类装置的结构进行划分，常见的自动分拣机主要包括滑块分拣、交叉带分拣等六类。
        其中，新一代交叉带分拣系统在众多分拣设备中脱颖而出，成为目前快递业自动化处理流程中的主要设备之一。交叉带分拣系统是利用直线动力驱动的小车队沿着环形轨道高速运动，将贴有标签的货物经过扫描器读码进行分拣，适用于电商、快递等行业的大中型场地。
        除此之外，蜂窝式智能多向分拣传输系统由德国不来梅大学与物流研究所共同研发，是一种基于蜂窝传输技术的、以灵活性为核心的模块化输送系统，目前在DHL已经应用。
        自动装卸系统
        货车自动装卸系统是一种集成在卡车和装卸平台之间的自动化输送设备，通过相互协同运作，代替人工装卸，完成货物的全自动化装卸。
        在货车自动装卸技术领域，国外车辆装卸货物专业化程度较高，对于不同运输产品，国外拥有相对应车型进行专门运输，，国外货物标准化程度较高，货物多放置于托盘上进行装卸，装卸效率较高。通常，国外在车厢内装入滚筒、链条、链板等传输装置，并安装相应传感控制系统，从而实现了托盘货物在车厢内的自动传输。目前，国内货物装卸货方式仍以人工为主，而现在人工成本占物流整体运输成本的30%，未来仍会不断提高，这将成为制约物流行业发展的瓶颈之一。而自动化装卸系统可以在出入两端大幅提升自动化水平，缩短货物装卸时间，加速货物的流通效率。
        自动引导车AGV
        在拣选和分拣环节，传统的人工作业难以满足效率和准确率的要求，传统自动化分拣设备具有灵活性较差、成本较高等劣势，而自动引导车凭借其柔性化、智能化的天然特性得到业界广泛应用，亚马逊、DHL等企业应用较早，邮政、京东、顺丰、申通等电商快递企业近几年也在加速布局。
        其中，拣选AGV是一种“货到人”的拣选系统。拣选AGV的应用将传统“人到货”的方式转变为“货到人”，大幅提高了拣选效率。“货到人”拣选系统主要由可移动货架、拣选AGV、管理系统、充电站、拣选工作站组成，通过拣选AGV搬运货架实现“货到人”，拣选人员只需根据显示屏和播种墙电子标签的提示，从指定货位拣取相应数量的商品放入订单箱即可，打破了对照订单去货位找货的“人到货”模式，有效提升作业效率，降低人工成本。
        而分拣AGV是一种并行分拣系统。在整个仓储物流中，包裹分拣一直是非常重要的一个环节。从原来的人工行走包裹分拣，到传统自动化交叉带分拣机分拣，再到分拣
        AGV的灵活分拣，效率不断提高的，成本也在不断降低。分拣AGV解决方案是目前全球主流分拣方式之一，主要适用于中小型分拣中心。
        绿色包装
        在绿色快递方面，全球各快递、环保科技企业都在推进绿色包装应用，实现可持续发展。美国、日本、欧洲等国家和地区快递企业起步较早，绿色快递意识较强，绿色快递研发、实践经验丰富。
        近年来，我国各快递、电商企业也在加速发展绿色科技，出现了大量绿色科技成果，在电子面单、循环快递箱、循环袋等方面都取得了一定成效。如在循环快递箱上，出现了顺丰“丰box”循环箱、京东“青流箱”、菜鸟“循环箱”、邮政绿色环保快递箱及苏宁共享快递盒等;在循环袋方面，出现了邮政新型方底邮袋、颂军环保FRID环保袋等。
        可穿戴设备
        可穿戴设备目前仍然属于较为前沿的技术，在快递领域，主要包括免持设备、AR智能眼镜、外骨骼、喷气式背包。可穿戴设备整体上距离大规模商用仍需要较长时间，除了AR智能眼镜和外骨骼已经开始小范围应用外，其他大部分尚处于研发阶段。
        外骨骼分为腰部、腿部、手部三类助力产品，主要用于重物搬运，可以有效减轻一线员工的工作强度，保障搬运安全。京东、苏宁、德邦快递近几年开始逐步使用腰部助力外骨骼设备，可以提供不同程度的外部助力，有效提高穿戴者腰背部和核心肌群的高强度负重能力，有效减缓工作肌群的疲劳速度，降低人体运动过程中的能量消耗，提高工作效率。
        AR智能眼镜具有实时的物品识别、条码阅读和库内导航等功能，可以有效提升仓库工作效率。目前，UPS、DHL已经小范围应用免持设备与AR智能眼镜。
        快递科技发展趋势
        从人工机械化时代到自动化时代，再到现在迈向智慧化时代的进程中，科技始终是推动快递业不断演进的重要力量。未来的快递科技将以数字化为核心，在物联网、大数据、云计算、人工智能四大动力引擎的推动下，向智能化目标加速前进(见图2)。
        随着快递业的不断发展，数字化技术水平的不断提高，未来快递科技呈现出多元化、协同化、智慧化三大趋势。
        多元化
        快递科技在每一个作业环节的赋能都将推进快递业降本增效的进程，随着技术迭代及场景的精细化区分，快递科技多元化发展趋势日益明显。从仓储环节的立体仓库、穿梭车、拣选分拣系统，到运输环节的智能路线规划、智能调度，再到配送环节的无人机、无人车以及智能快递柜，快递科技一直在探索新技术、新方式。未来，在5G技术的驱动下，快递科技将出现更多的技术革新，必将为深度赋能快递业。
        协同化
        随着快递、电商业的快速发展，仅在某单一环节使用智能设备完成自动化作业的方式越来越不能适应与日俱增的快递业务量。以转运中心为例，仅在分拣环节使用自动化分拣设备，而在出入库两端采用传统人工装卸货的方式，随着快递业务量的增加，人工装卸将暴露出“入库和出库两端快递运输车滞留时间过长”等问题，严重制约转运中心快递流通效率。而自动装卸系统的引入，将两端装卸能力适配自动化分拣系统，二者协同作业，打通卸货、分拣、装车三个环节，大幅提高快递流通效率。
        拣选AGV系统与仓库管理系统结合、“无人机+快递柜”等都是快递科技协同化趋势的表现;，快递科技多元化也为其协同化带来了更多可能。京东“亚洲一号”无人仓即是多种快递科技高度协同化作业的典型。
        未来，只有以效率适配为原则，多种科技高度协同化作业，才能加速快递业降本增效进程。
        智慧化
        目前，智能网络与线路规划、业务预测、选址规划、智能排班等领域均出现了不同程度的智能应用。随着物联网、大数据、人工智能的发展，快递科技智慧程度将进一步提升，成为具备自我学习、智能决策等智慧能力的综合体，引领快递业走向智慧化时代。