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圆通研究院:无人机现在与未来前景解析与快递物流业应用(附下载)

报告下载:添加199IT微信公众号【i199it】,回复关键词【无人机现在与未来前景解析】即可

报告针对无人机的发展趋势进行研究,探索无人机在重点行业的应用。在当下政策导向、技术发展、行业需求的前提下,就无人机发展趋势提出一些观点,尤其针对物流行业如何应用这一新兴技术,本报告将提供一些新的思考方向。

无人机配送不仅能大幅降低配送成本,还可提高效率,解决偏远地区的配送难题。目前,包括亚马逊、DHL、顺丰在内的企业均在大量测试无人机配送快件。

目前企业测试用的无人机主要为四旋翼或八旋翼式,飞行高度在 1000 米以下,飞行半径在 10 公里上下,承重在 10 公斤以内。业内看来,无人机非常适用于偏远地区和紧急件的派送,同时能有效提高配送效率,减少人力、运力成本。

  一、无人机在快递物流市场优势

1. 直线距离最短:

无人机在空中飞行线路为直线,距离最短,几乎无视地形,没有传统快递配送的运输路线局限性。在 DHL 在德国小镇运输的案例来看,空中的运输限制相较传统方式,有较强的自由度。以中国邮政在浙江省安吉县试点为例,从杭垓镇到七管村以汽车送件需要 40 分钟山路,开通无人机航路后仅需要 15 分钟。因此,无人机无视地形的优势在偏远地区更为明显。

  2. 运营成本较低:

成本相对较低,节省人力和时间成本。据纽约金融研究机构 Ark-invest 公司的一项研究显示,亚马逊公司的无人机送货服务,可以让快递小包裹的每件成本降到只有 1 美元左右。与之相比,亚马逊采用传统方式在纽约等城市实施的一小时内快递服务,每件快递的费用高达 7.99 美元。

中国邮政安吉县的试点来看,中国邮政安吉县分公司市场经营部主任陈康良表示,“安吉山区的一些行政村分布比较分散,平时用汽车运输,每个投递点都跑一遍,绕来绕去可能有两百多公里,路途远,时间上来不及,投递成本非常高。” 中国邮政的无人机供应商迅蚁科技表示,在安吉县的应用相比传统物流方式,无人机配送时间缩短 60%,成本降低 60%

由此,当前针对偏远地区、运载效能需求较低的应用场景,无人机有较强的运营成本优势。京东曾测算目前无人机配送成本比普通快递员持平或略高,未来实现定型和规模化之后,配送成本将下降 40%-50%

 3. 效率高,速度快:

当前无人机在物流行业主流速度在每小时几十公里到上百公里不等,以 DHL 为例,多旋翼无人机 PARCELCOPTER 第三代已经达到了 70km/h。而且,无人机拓展了空间的使用效率 (由平面到立体),没有堵车风险。因此,无飞机将会大幅度提升配送效率。

  4. 适用于小批量,高频次运输:

根据亚马逊统计,85% 左右的快递件均轻于 5 ( 2.27Kg),意味着有大量的件可以通过无飞机完成配送。根据国家邮政总局数据显示,2017 年全年快递件量将达到 360 亿件,研究院预测年人均件量将达到 26 件。因此,小批量、高频次是快递物流的关键特征,相比其他配送方式,无人机有着得天独厚的效率与成本优势。

 5. 非常适用于偏远地区和紧急件的派送:

无视地形的优势,可以充分触及偏远山区的配送需求,中国邮政在浙江安吉山村地区开通了第一条无人机配送航线,试点偏远地区配送服务。DHL 则使用无人机为居住在海岛上的客户进行了药品配送,而且类似于亚马逊 Prime Air 推出的 30 分钟送到服务,也是充分发挥了无人机的速度,为客户提供更高时效的配送服务。

  二、无人机在快递物流市场劣势

1. 初始投资成本较高:

当前,无人技术在快递物流行业的应用成熟度还不高,各类传感器、电池、电机等设备硬件成本较高,导致无人机的采购成本仍居高不下。以圆通研究院调研发现,当前主流多旋翼快递物流用无人机价格数万元。以邮政安吉无人机配送为例,其合作方迅蚁无人机透露,一台无人机成本约 5 万元,寿命仅为 5 年。

  2. 电池续航时间短,载重有限:

当前,以电池为储能介质无人机与化石燃料相比,其储能效率相对较低,无法满足无人机对于航程在物流方面的要求,现行无人机的续航时间主要在几十分钟左右,因此限制了无人机的服务范围;以 DHLParcelcopter 第三代无人机为例,服务范围也仅有 8.2km。京东 X 事业部无人机研发中心总经理刘艳光也表示目前业内绝大多数无人机的续航时间在 10 分钟至 20 分钟之间,超过半数的稳定性差,10 公斤以上载重量的机型占比偏少。

 3. 有效荷载较低:

由于当前无人机主要以电池为主要动力来源,其储能密度导致无人机的有效载荷收到了极大的限制。与此同时,受制多旋翼无人机的自身局限性,导致有效荷载较低,当前多旋翼以亚马逊和 DHL 为例,其有效荷载均在 2-3Kg

 4. 容易受天气影响:

与民航客机或者货机相同,无人机尤其小型无人机对天气影响更为敏感。由于天空的特殊性,其环境更为变幻莫测,由可见的风、雨、雪、雷、雾等大范围的天气因素,到仍然困扰民航的晴空风切变、突发气流等难以预见的情况,都让天气因素对无人机的使用产生了较大的影响。相比传统的公路、铁路等运输方式,无人机仍有此类局限性难以突破。

 5. 国家监管较为严格:

目前,世界各国针对无人机主要针对飞行员进行严格要求,并画出禁飞区域 (飞行范围),来保证安全。例如:日本政府规定:远离人群 30m、远离机场、限高 150m、白天飞行、视距内飞行、飞之前必须至少提前 10 个工作日向“土地基础设施、运输和旅游部” 提交日语申请。当前政策法规主要应对有人控制无人机进行规定,未来无人机实现自主飞行,与整个物流链深入融合完全自动化时,相应的法律法规还尚未出现。

根据研究院与民航管理局专家的调研显示,目前监管有意向给予通航协会更多监管权限,但仍希望有统一的平台实现无人机可控可管。与此同时,商业牌照的发放对于物流企业也更为谨慎,目前,民航局认为偏远山区的应用将于 2 年内成熟,而对于城市应用,专家认为还有很长的路要走,目前业界对于五年内城市市场成熟的看法,专家表示该判断有一些过于乐观。

尤其针对近期顺丰 AT200 大型货运无人机来讲,若其投入商业运营,民航局仍然会按照《中华人民共和国民用航空法》和《中华人民共和国适航管理条例》对其要求申请并获得型号合格证 (TC)、生产许可证(PC)、单机适航证(AC) 等。

 三、无人机在快递物流市场机会

1. 行业发展迅速、技术飞速进步:

随着人工智能等技术发展,未来技术劣势将进一步被弥补,从有人操作到远程操作到自主飞行,未来无人机的运输会越来越频繁。与此同时,随着储能技术的升级,续航能力、荷载能力将会进一步提升,未来无人机运输的使用场景将进一步扩大。

尽管从 2017 年技术成熟度曲线来看,无人驾驶技术的成熟仍有很长的路要走,但 Gartner 认为无人机技术自 2016 年起在大步向前发展。

  2. 硬件成本进一步降低:

随着相关传感、飞控系统以及相关设备大规模使用,无人机硬件成本将会进一步降低,尤其在顺丰、京东等大规模使用者的存在,将会进一步激发市场活力以及规模。京东希望在未来 5 年里部署 100 万架无人机,市场的快速扩大进一步降低无人机的整机成本。

 3. 物流行业最后一公里痛点:

偏远地区的送件量小,路途遥远,成本高昂,而且,物流成本主要在于最后一公里的配送环节,数据显示,2016 年度全球物流成本近 800 亿美元,其中最后一公里运输占总成本比例达 50%。因此,快递物流企业有足够的降本增效的内在驱动力。

 4. 对农村电商市场的巨大潜力的共识:

截至 2016 6 月,我国网民中农村网民占比 26.9%,规模为 1.91 亿。商务部统计数据显示,2016 年全国农村网络零售额达到了 8945.4 亿元,占全国电商零售总额的 17.4%,创造了历史新高,与 2015 年的 3530 亿元农村网购交易额相比,增长将近 2 倍。农村网络销售暴涨背后,还有政府扶持。

2014 年起,农村电商就被正式写入中央一号文件,每年的鼓励政策层出不穷。农村电商成已成电商发展新 “蓝海”,整个双向物流网络的市场空间在万亿以上。由于基础设施建设有待完善等原因,无人机配送将在农村电商中大显身手。京东执行总裁刘强东表示,由于物流成本问题,农村电商很难得到大规模发展,但是无人机带来了新的可能。无人机可以直接从仓库送往乡村地区,省去的中间车辆、司机等成本,直接解决了乡村最后一公里深入问题。

 5. 终端客户对配送速度的要求不断提高:

亚马逊 Prime Air 定位高端速达服务,因此,速度将会成为快递企业提升物流价值的切入点,顺丰公司提出同样设想通过 “大型有人运输机 + 支线大型无人机 + 末端小型无人机” 三段式空运网,实现 36 小时通达全国。而京东的亚洲一号已经从当年的上海 1 座扩展到上 9 座,未来 5 年,还将在全国 30 多个核心城市陆续建造亚洲一号。因此,通过飞机或仓库前置解决干线时效后,末端配送速度会成为另一个瓶颈,因此,时效需求驱动快递物流企业争相上马无人机。

 6. 支线货运需求:

截止 2016 年,我国航空货机仅有 142 架,而对比美国 FedEx 仅一家公司就拥有 657 架货运飞机。与此同时,FedEx 还拥有 232 架支线飞机,我国支线运输在快递物流业来讲仍存在短板。因此,顺丰与京东都在着力发展航程百公里,有效荷载一吨左右的支线无人机,来弥补支线航空运输的能力不足。

 四、无人机在快递物流市场威胁

1. 无人机当前技术水平决定了事故风险概率:

如亚马逊以 Prime Air 定位无人机服务一样,高端客户对于配送风险的厌恶,导致由于技术不成熟造成一旦事故出现,将会严重公司打击无人机业务的发展。随着炸机事件的频频曝光,无人机的安全性仍无法消除大众担忧。对此,民航局飞行标准司处长陈广承认为“目前无人机管理,我们认为安全是唯一的目标”。

  2. 政策规范会严重影响行业发展:

根据中国民航局最新发布的《民用无人驾驶航空器从事经营性飞行活动管理办法 (征求意见稿)》,尚未将物流类无人机纳入其中,根据研究院与民航管理局专家采访得知,主要原因是行业目前不成熟,相关规章与制度尚不完善,民航局本着促进行业发展、行业先行先试的原则,并未就具体运营等方面进行规范。在安全方面考量来看,物流运输的特殊性也可能涉及危险品运输等情况,因此相关的规则制定还在细化当中。但是将来会对物流行业进行进一步的细化管理与规范。

 五、重点标杆公司分析

1. 亚马逊

亚马逊 Prime Air,作为亚马逊 Prime 高端品牌的延伸,打造下单到配送 30 分钟为极速品牌,是亚马逊未来电商物流重要的一环。亚马逊 Prime Air 目前主要应用在郊区,可以涵盖一些农村地区,未来还计划在城市区域送货,可以让无人机把包裹放在屋顶上。

区别于其他公司的无人机计划,亚马逊的无人机主要发力在末端最后一公里配送,亚马逊模式主要以仓库终端直接配送,而不像其他企业出现了干线运输与支线运输,这主要得益于两个方面:

1:亚马逊的电商大数据:通过对用户数据等方面分析,提前将可能购买的商品运送到距离客户的仓库,为其 30 分钟送达提供可能;

2:亚马逊的仓库选址:根据国外相关统计显示,亚马逊在大部分城市 5 英里左右的距离建立了他自己的仓库。

因此,作为提升电商品牌与客户忠诚度宝贵的武器,亚马逊集中发力在无人机最末端配送这个场景。同时,通过亚马逊自身统计 86% 的产品都是轻于 5 磅,这也为亚马逊开展无人机配送奠定了市场基础。

2. 京东

京东成立了 JDX 部门进行无人机业务开发与拓展,并规划未来将落地包含干线、支线、末端配送的三级通航无人机物流网络布局。目前已完成无人机飞控调度中心、飞服中心、研发中心、制造中心等一系列配套技术与设施的落地。与此同时,京东联合英伟达宣布未来五年内生产 100 万台无人机,补充末端配送的能力不足与成本较高的痛点。

未来京东将打造低空无人机通用航空物流网络:在陕西省建立超过 100 个无人机机场,将利用载重量数吨、飞行半径 300 公里以上的中大型无人机,合力打造全球第一个低空无人机通用航空物流网络,实现陕西省全域覆盖。

当前,无人机应用主要以偏远地区为主,达到快速配送,节省由于地理原因产生的高昂的物流费用。相比国外厂商,京东模式主要以中转站当地的京东推广员,以合作模式建立乡村推广员模式,由推广员完成最后的配送。

京东现在无人机分别是垂直起降固定翼无人机和三轴六旋翼无人机。据官方介绍,前者具有更强的环境适应能力,同时具备航时长、航程远、速度快的优势。后者具有轻量化的机身、更快的速度以及优秀的装载能力。

在未来,京东还要研究 6 种类型无人机,例如,投入到四川的无人机将采用油动无人机,载重能力将达到 500kg-1 吨,并且油动无人机飞行更稳定,续航时间长,更适用于蜀地的配送环境。

 3. 菜鸟网络

早在 2015 年淘宝与圆通速递实现了无人机配送的首秀后,阿里巴巴方面就将无人机相关业务雪藏,直到 2017 10 月,阿里巴巴菜鸟网络才公开进行无人机群组试验,满载六箱货品,耗时 9 分钟,飞越近 5 公里的海峡,为农村淘宝提供物流服务。阿里巴巴表示,这是国内首次完成无人机群组跨海快递飞行。因此,我们可以看到阿里巴巴菜鸟网络并没有如顺丰和京东一样对无人机有较为庞大的规划,仅仅以合作实验的方式,实现无人机应用。

当前,菜鸟网络测试的无人机是由杭州迅蚁科技提供,迅蚁科技无人机以多旋翼为主打类型,其有效荷载为 7Kg、航程 30Km、箱体 25L,主要合作伙伴有中国邮政、苏宁、中通、韵达以及菜鸟网络。

  4. 顺丰

2012 年底,顺丰开始寻找无人机在物流领域的应用解决方案,并以合资、投资、自研等多种方式,全面按照集团的战略规划开展物流无人机核心能力建设的工作。按照顺丰集团的构想,用无人机实现航空物流网络干支对接,辅以陆运以及快递员在配送末端的到门服务,可以完成对全国大部分城市的空网覆盖。因此,顺丰的无人机模式更为庞大,不仅仅覆盖在末端最后一公里,更是需要针对支线无人机运输。

顺丰的最根本动力是其航空大战略,董事长王卫早在 2012 年就提出过无人机物流的设想,当时的他希望通过 “大型有人运输机支线大型无人机末端小型无人机” 的三段式空运链条,实现 36 小时通达全国的物流网络,即使是地形复杂或偏远地区。与此同时,不菲的飞行员成本 (占航空运力成本 30%) 也让顺丰有足够的动力去发展无人机,尤其以支线无人机为主。

当前主要应用场景还是在农村偏远地区,顺丰的无人机短期内并不会直接面向客户,而是进行顺丰速运不同网点之间的配送,主要是将货物送往人力配送较难、较慢的偏远地区,并将减少人力。未来,随着航空体系建立,对于无人机的使用将进一步扩大,实现全国的覆盖。

基于对无人机使用场景的需求,顺丰无人机体系较为庞大,覆盖不同的业务场景,预计种类包括有已知的八轴旋翼以及固定机翼,使用不同的载重以及航程需求。顺丰多旋翼无人机最大有效载重从几公斤到几十公斤不等,最大载重飞行距离从几十公里到一百多公里。同时,顺丰正在积极建立支线物流无人机运营能力,合作研发业载达到 300-2000 公斤、续航能力达到 500-2000 公里、巡航速度 200-300 公里 / 小时的大型物流无人机。

近期顺丰参股的朗星无人机公司专门为顺丰研发的 AT200 就是基于成熟平台 P750 通用飞机改装的物流无人机,这架翼展达到 13 米,机身长度 12 米的大家伙显然比多旋翼无人机更适合 “干重活”,其最大航程达到 2000 公里,10 立方米的货舱最多可以承载 1.5 吨重的货物,以 260 公里的时速巡航。该支线无人机直接弥补了顺丰只有干线没有支线的缺陷,与此同时,我们也看到顺丰对于 36 小时通达全国战略的有力贯彻于实施。

  六、标杆企业模式总结

依照京东无人机三级航空物流体系规划来看,未来无人机不仅仅将在无人派件这一细分环节进行发力,随着科技发展,将逐步拓展到支线以及干线物流,深入挖掘无人机潜力,进一步降低物流配送成本,提升效率。

然而,以亚马逊、京东等电子商务公司为主自建物流在尝试挤压快递公司由电子商务推动的业务生存空间。2013 年,亚马逊首席执行官杰夫 · 贝索斯 (Jeff Bezos) 曾表示,“有了这种飞行设备(无人机),就无需再通过 UPS FedEx 向客户派送包裹了”。因此,对于快递物流服务提供商,也在积极布局无人机业务,不论是降低未来物流成本,还是增加对电商市场价值攫取的议价能力,快递物流企业都应该积极布局无人业务。于此同时,研究院通过标杆企业研究对快递物流行业无人机使用场景做如下总结:

国内企业更愿意发力于在支线配送 + 末端配送并非直接接触最终客户,主要原因有两点:

1:我国航空运输起步较晚,支线飞机配备较少,导致支线运输存在航空需求而无法满足。国际快递物流公司均早已配备干、支线航班,在机场总量超过两万个的美国,快递企业也并非只是通过大型货机在枢纽机场之间投送货物,FedEx 总数超过六百架的机队中有三分之一都是赛斯纳 208B 这样小型货运飞机,正是这些运行在主干线之外的机队构成了其本土干线网络的 “毛细血管”,极大拓展了业务覆盖的范围;

2:由于末端配送风险以及无人货柜等基础设施不健全、投入成本高等原因,国内物流商并不愿意直接用无人机将快递配送至客户处;与此同时,由于城市规划以及乡村规划问题,国内尚不具备无人机直接配送条件。

  七、中国物流企业无人机发展展望

圆通研究院在通过对国内外无人机行业的整体发展情况与无人机物流行业应用的调研后,作出如下展望:

 1. 弯道超车,无人机成中国通用航空发展新动力。

由于中国通用航空发展相较欧美国家落后,因此其空域开放度较低,正好为无人机的发展提供了广袤可用的天空资源。研究院认为,无人机将会是中国通用航空发展弯道超车、后来居上的新契机、新动力。

2. 能力输出,无人机助力中国快递物流服务走出国门。

不论多旋翼小型无人机还是大型支线无人机,中国无人机发展与应用均处于世界领先地位。在物流领域,多地开花的应用试点层出不穷,未来物流无人机应用将成为中国服务的科技品牌,随着国家 “一带一路” 政策的牵引,助力中国快递物流企业作为 “中国服务” 金字招牌走出国门,迈向世界。

 3. 政策频出,商用牌照发布指日可待。

国内无人机政策在 2017 年频频推出,不论管理办法还是监管策略,随着《民用无人驾驶航空器从事经营性飞行活动管理办法 (征求意见稿)》的推出,研究院预计在 2018 年内将会对社会推出无人机商用拍照,届时无人机以及行业应用将会迎来新的一波高潮。

4. 先行先试,企业应用推动监管发展。

尽管《民用无人驾驶航空器从事经营性飞行活动管理办法 (征求意见稿)》尚未将物流运输包含在内,但是在邮政、京东、顺丰、苏宁等厂商的加速应用,物流行业的无人机管理办法将会出现行业先行,推动政策发展,民航局也积极与顺丰公司实施无人机物流为期两年的试点工作。因此,研究院建议各公司应放开手脚充分挖掘无人机商业机会、提前站位,在政策标准与监管制定上占据战略高地。

 5. 资源宝贵,航线使用权成企业核心竞争力。

尽管当前中国民航管理局对于航线管理没有出台相应的管理细则,但是未来无人机商用大规模普及后,空中资源将会成为企业的核心资产与竞争力。因此,研究院预测未来的航线管理将类似于无线频谱的分配模式,即 “政府 / 协会管理分配,企业申请(购买) 使用权”的模式,初期以航线独占到未来航线共享模式。如何提升企业在无人机领域话语权,争取航线使用权,将是企业未来 1-2 年内无人机发展的重点方向。

 6. 多态发展,大水漫灌与小步快跑相结合。

物流企业除顺丰、京东以自研方式大规模的上线无人机外,更多物流、电商企业以小步快跑的方式进行无人机实验性尝试,例如通达系、苏宁等玩家未对无人机有大规模商用的规划,均以第三方合作为进行试点为主。因此,研究院认为在物流快递行业来说,未来第三方无人机物流解决方案提供商将会有更大的机会与物流企业进行合作。

 7. 模式革新,无人机或催生快递物流行业新细分。

未来的物流将会是无人化的世界,由于大型无人机对于基础建设要求高、投资大,为推行无人机在物流行业的充分应用,研究院预测未来会有专业的无人机运输公司建立,成立的模式类似于 “丰巢” 一家牵头多家投资,实现无人机在物流行业的专业化运营。

 8. 末端共配,“共享无人机” 将成为偏远地区最后一公里配送解决方案。

随着农村电商的发展,末端配送需求与成本形成了尖锐的矛盾,借鉴城市共配平台的先进经验,无人机或催生偏远地区共配平台的建立,通过 “共享无人机” 打破偏远地区最后一个公里配送瓶颈,以科技促进电商企业对于农村市场的进一步渗透,为推动中国农村的经济发展提供了一条新的思路。

综上,研究院认为,当前仍是快递企业发展无人机的关键时机,如何通过科技创新实现降本增效、提升竞争力、挖深 “护城河” 将是各大物流企业需要思考的问题,无人机也许给予了物流行业新的方向和可能。

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