劉星辰+張美

摘 要：本文基于物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展的時代背景，通過多方面分析、探究無人機(jī)在物流配送中的巨大作用與意義，并在論證無人機(jī)在最后一公里配送中可行性的基礎(chǔ)上展開深入研究，創(chuàng)造性的提出針對物流配送的無人機(jī)的使用環(huán)境、客戶群體屬性及其在造型、功能、載重能力、續(xù)航時間、安全性等設(shè)計方面上的要求明細(xì)。最后，對最后一公里無人機(jī)配送系統(tǒng)的設(shè)計給出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng) 無人機(jī)配送 最后一公里

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）07（c）-0012-05

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，作為互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展，物聯(lián)網(wǎng)更強(qiáng)調(diào)通信和物與物之間的信息交換，逐漸成為新一代信息技術(shù)的核心，迎來了發(fā)展的浪潮。

可以說物聯(lián)網(wǎng)是推動世界市場發(fā)展的又一重大生產(chǎn)力，它的提出體現(xiàn)了大融合的理念，并強(qiáng)化了融合圈內(nèi)各要素之間的聯(lián)系，打破了傳統(tǒng)的將物理設(shè)施和信息設(shè)施分開的模式，極大程度上解決了交通、運(yùn)輸、醫(yī)療等行業(yè)的中的諸多現(xiàn)實問題。這其中，物聯(lián)網(wǎng)與快遞業(yè)務(wù)的結(jié)合被認(rèn)為是一次傳統(tǒng)快遞業(yè)向智能快遞業(yè)轉(zhuǎn)型的良好契機(jī)，研究物聯(lián)網(wǎng)下快遞服務(wù)的問題和需求點，對于我國快遞業(yè)的發(fā)展具有極大的意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)影響下的快遞業(yè)

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)，指的是通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、激光掃描器以及全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，從而實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[1]。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)影響下快遞業(yè)的發(fā)展與需求現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展逐漸為快遞業(yè)的發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)?？梢哉f，物聯(lián)網(wǎng)和快遞服務(wù)已經(jīng)融入大眾生活的方方面面，并逐漸成為現(xiàn)代生產(chǎn)流通的基礎(chǔ)要素，未來有著巨大的協(xié)同發(fā)展空間。因此，加大物聯(lián)網(wǎng)與快遞業(yè)的融合，促進(jìn)智能物流發(fā)展，對于我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型具有極大的推動作用。

根據(jù)中國快遞協(xié)會年會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，見圖1，我國在2015年完成快遞業(yè)務(wù)量206億件，實現(xiàn)快遞業(yè)務(wù)收入2760億元，全國通郵率達(dá)到驚人的94%。伴隨著快遞業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展，中國快遞業(yè)務(wù)量近幾年年均增長率超40%，預(yù)計未來幾年這種發(fā)展勢頭仍會持續(xù)[2]。

我國快遞業(yè)發(fā)展正處于從傳統(tǒng)快遞向現(xiàn)代智能快遞的過渡，急需現(xiàn)代發(fā)展理念的引導(dǎo)、前沿科技指導(dǎo)改造、現(xiàn)代經(jīng)營模式推進(jìn)以及新型科技產(chǎn)品的裝備，相信隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，不僅會為我國快遞業(yè)的發(fā)展提供國際領(lǐng)先的新平臺，也將極大推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級再造。

2 無人機(jī)在最后一公里配送中的可行性

隨著信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及應(yīng)用，電商之間的競爭實際上已經(jīng)從產(chǎn)品質(zhì)量、價格的競爭轉(zhuǎn)為物流服務(wù)的競爭。因此，作為物流配送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，最后一公里配送的質(zhì)量極大程度上決定電商企業(yè)的競爭成敗。

2.1 最后一公里物流概念及發(fā)展現(xiàn)狀

作為快遞配送的最后一個環(huán)節(jié)，最后一公里物流可以實現(xiàn)按時按需的配送到家。解決最后一公里配送的問題，既方便用戶，提高用戶滿意度，又可以擴(kuò)大客戶群。目前現(xiàn)有的最后一公里配送方式有快遞員配送上門、用戶到店取件、自助取件以及無人機(jī)配送等。

當(dāng)前我國在最后一公里物流配送上仍存在諸多現(xiàn)實問題。自動化程度低、依靠人力進(jìn)行派送、監(jiān)管不到位等。由于交通狀況的日益復(fù)雜惡化，導(dǎo)致物流配送效率低下，尤其在大訂單量時，貨物往往不能及時送達(dá)客戶指定地點。此外，投遞過程的不規(guī)范，貨物被置于地上進(jìn)行分派，客戶自行取件，加大了貨物丟失、損毀的可能性?？梢哉f，這些問題嚴(yán)重制約了最后一公里物流配送的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 無人機(jī)配送的作用與現(xiàn)實意義

在日益注重時間價值觀念的今天，為了滿足消費(fèi)者即時使用的心理需求，快遞企業(yè)更注重服務(wù)速度的提升。諸如京東、阿里巴巴等電商平臺也都相繼推出“當(dāng)日達(dá)、極速達(dá)”等服務(wù)。

另一方面，自從無人機(jī)派送貨物的想法提出后，各方不斷加大科研投入，以期盡早實現(xiàn)無人機(jī)配送進(jìn)而在整個快遞服務(wù)市場占得先機(jī)。無人機(jī)配送突破了傳統(tǒng)的地域空間限制，使得快遞配送由地面進(jìn)入低空領(lǐng)域，有效的解決因交通擁堵造成的限制，大大減少了遞送過程的時間遲滯。

2.3 無人機(jī)配送的環(huán)境與人群分析

偏遠(yuǎn)地區(qū)由于位置偏僻，缺乏完整的道路交通系統(tǒng)，且人員居住密度小，快遞派送的成本一直居高不下。而且偏遠(yuǎn)地區(qū)快遞派送量有逐年增加的趨勢，高額的成本代價一直是物流企業(yè)的心結(jié)。

針對快遞派送設(shè)計的無人機(jī)，需配備有最新的導(dǎo)航系統(tǒng)，操控人員只需預(yù)先設(shè)置目的地，無人機(jī)便會自動匹配最優(yōu)飛行路線，快速將包裹送達(dá)指定地點。根據(jù)企業(yè)反饋，對偏遠(yuǎn)地區(qū)的快遞派送工作，由無人機(jī)派送造成的單個包裹的投遞成本遠(yuǎn)低于目前物流企業(yè)所付出的交通和人力成本。

目前，快遞配送針對的人群可以劃分為兩種：其一，年輕人是網(wǎng)絡(luò)購物的主力軍，需求空間大，且其在接受新鮮事物能力上較強(qiáng)。其二，中老年人在快遞需求方面中可謂異軍突起，中老年人是備受社會關(guān)注的群體，有些時髦的老年人也會網(wǎng)上購物；此外，年輕人現(xiàn)在更懂得體貼孝順父母，雖不在身邊但會網(wǎng)上購物寄給他們，尤其以在外務(wù)工人員居多，他們的父母也大都居住在偏遠(yuǎn)地帶。

2.4 無人機(jī)配送的影響因素分析

2.4.1 技術(shù)因素

目前，在無人機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)具備成熟的能夠精準(zhǔn)避開障礙物的技術(shù)，借助GPS定位系統(tǒng)，即便是在高密度的建筑聚集區(qū)，無人機(jī)也能準(zhǔn)確無誤的實現(xiàn)快速的投遞，見圖2。

2.4.2 經(jīng)濟(jì)因素

從經(jīng)濟(jì)因素來考慮，物流配送無人機(jī)要投入使用必須先要構(gòu)筑成熟的系統(tǒng)和運(yùn)營管理體系。這其中，無人機(jī)的購置、派送系統(tǒng)的搭建、無人機(jī)的使用與維護(hù)以及專業(yè)操控人員的培訓(xùn)等費(fèi)用不菲，與其能夠配送的快遞總量相比，單位物品的投遞成本還是比較高的。endprint

縱觀國內(nèi)物流企業(yè)的發(fā)展，大多尚處于向自動化轉(zhuǎn)型的階段，雖然無人機(jī)配送快遞能夠降低成本，但這需要大量的前期投入。相較而言，傳統(tǒng)的配送模式不僅不需要過多資金投入，且在配送單位物品上的平均成本更低。為使無人機(jī)配送快遞能夠盡快實現(xiàn)推廣，無人機(jī)配送系統(tǒng)的構(gòu)建成本、專業(yè)操控維護(hù)團(tuán)隊的運(yùn)作成本必須要大幅下降，而這依賴于無人機(jī)及其相關(guān)配套服務(wù)的產(chǎn)業(yè)化。

2.4.3 社會因素

無人機(jī)在配送快遞的過程中，安全因素是其運(yùn)營中的主要影響因素。包括以下幾個方面：一是無人機(jī)在配送途中受到諸如飛禽之類的無意碰撞或是人為的有意用彈弓攻擊；二是天氣狀況、機(jī)械故障等不可抗力因素引發(fā)的安全問題；三是在配送途中出現(xiàn)的物品墜落對路面行人的意外傷害。

因此，我們要保證社會廣大群體對于無人機(jī)配送的接受度，并制定完善的體系機(jī)制來保障無人機(jī)配送過程中的安全性。這其中，既有無人機(jī)本身的飛行安全，也有無人機(jī)飛行路徑下人群的安全。當(dāng)然，用戶隱私的安全也要得到保證。

2.4.4 國家政策

目前，我國在無人機(jī)配送快遞這一領(lǐng)域尚沒有相關(guān)明確的實施細(xì)則，這也是影響其推廣使用的最大因素。用無人機(jī)配送快遞的發(fā)展前景有很大的不確定性，因此有關(guān)監(jiān)管部門秉持著謹(jǐn)慎的態(tài)度也合乎情理。無人機(jī)進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用勢必會對現(xiàn)行的相關(guān)民法規(guī)范有所沖擊，但這并不代表要被禁止，無人機(jī)的使用及配套設(shè)施的建立實施都需要單獨(dú)適用的法律法規(guī)予以規(guī)范[3]。

2.5 無人機(jī)配送針對的環(huán)境、人群及其可行性分析總結(jié)

隨著工業(yè)4.0的深化發(fā)展，“智能工廠、智能生產(chǎn)”和“智能物流”的應(yīng)用發(fā)展得到不斷推進(jìn)。各行業(yè)開始加大對科技的投入，以期用智能化逐步代替人力來減少成本，獲取最大效益。在智能化的大時代背景下，企業(yè)若始終停留在現(xiàn)有模式固步自封，那么其盈利將是有限的。只有緊跟科技發(fā)展的潮流，加快實現(xiàn)智能化才能實現(xiàn)真正的發(fā)展，自身的競爭力才能得到質(zhì)的飛躍。

無論是從技術(shù)角度、經(jīng)濟(jì)因素還是安全方面看，最后一公里采用無人機(jī)配送貨物都是可行的。雖然國家對于這方面目前還沒有出臺具體的實施細(xì)則，但并不代表會禁止。相信日后伴隨著相關(guān)法律法規(guī)的出臺和完善，國家肯定會予以支持。當(dāng)然，無人機(jī)的在商業(yè)領(lǐng)域的使用也要有所約束，要在尊重他人生命和人身安全的前提下謀求合法的發(fā)展空間。

由此可見，無人機(jī)未來應(yīng)用于物流行業(yè)是大勢所趨。相信隨著無人機(jī)在快遞配送中的應(yīng)用，智能物流將會得到不斷發(fā)展，人們的生活也將走向更好程度的智能化。

3 物流配送無人機(jī)設(shè)計明細(xì)

在論證了物流配送無人機(jī)可行性的基礎(chǔ)上，開展針對此類快遞配送無人機(jī)的相關(guān)設(shè)計明細(xì)，為實現(xiàn)無人機(jī)配送貨物提供理論基礎(chǔ)和形式借鑒。

3.1 造型設(shè)計要求明細(xì)

物流配送無人機(jī)的整體造型要求動感流暢，結(jié)構(gòu)緊湊、明確。合理的把各個部件的功能與形式結(jié)合起來進(jìn)行設(shè)計，并最終能夠融于一體。

針對不同尺寸、重量的貨物，在設(shè)計時要設(shè)有預(yù)留的空間，使無人機(jī)能夠靈活運(yùn)作，適用于攜帶、配送不同大小的貨物。另外，要將快遞企業(yè)的形象完美融合進(jìn)來，使收件人清晰明了的知道提供快遞服務(wù)的對象，從而提升快遞企業(yè)的形象，增加其知名度，見圖3。

3.2 功能設(shè)計明細(xì)

該無人機(jī)主要針對最后一公里中貨物配送問題進(jìn)行設(shè)計，主要功能便是實現(xiàn)無人機(jī)載物飛行，并繞過障礙物將貨物送達(dá)客戶手中。在現(xiàn)有無人機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，要考慮到載重后無人機(jī)飛行的安全性。因此，該物流配送無人機(jī)要具備載物、智能遙感控制、智能躲避障礙物、平穩(wěn)飛行等功能。

3.3 載重能力設(shè)計明細(xì)

物流配送無人機(jī)的設(shè)計要考慮到載重，針對不同重量、尺寸的貨物，設(shè)計有相對較大的載重能力。當(dāng)然，并不是所有貨物都要用無人機(jī)來配送，一些大型的貨物還是需要人工配送，無人機(jī)只針對中小型快件進(jìn)行配送。因此，在快遞寄件市場充分調(diào)研的基礎(chǔ)上設(shè)定物流配送無人機(jī)的載重范圍為0～10kg。

3.4 續(xù)航能力設(shè)計明細(xì)

京東自曝所設(shè)計的無人機(jī)目標(biāo)是實現(xiàn)載重30kg飛行30km，不管是噱頭還是怎樣，從某種角度也反映了對于物流配送無人機(jī)續(xù)航能力的高要求。同樣，在2016年上半年，科比特航空發(fā)布的HYDrone-1800化氫燃料多旋翼無人機(jī)，見圖4，續(xù)航時間長達(dá)273mm，在消費(fèi)無人機(jī)領(lǐng)域中已屬佼佼者。

雖然本文涉及的是最后一公里物流配送，但由于配送環(huán)境的不同，尤其是考慮到村鎮(zhèn)以及偏遠(yuǎn)山區(qū)等地帶，在無人機(jī)已經(jīng)載有重物的基礎(chǔ)上，還是要盡力提升它的續(xù)航能力，做到適應(yīng)中遠(yuǎn)距離的配送要求。

3.5 安全性設(shè)計明細(xì)

無人機(jī)配送快遞的過程中，要保證無人機(jī)本身的安全性，確保其可以安全抵達(dá)目的地，天氣變化、動物撞擊、人為破壞等自然和人為因素都要考慮周全。通過技術(shù)設(shè)計解決自然因素帶來的影響，同時建立健全相關(guān)法律機(jī)制來約束對于配送無人機(jī)的人為破壞行為，構(gòu)建完善的機(jī)制體系保障無人機(jī)在快遞配送中涉及到的各種要素的安全性。當(dāng)然，也要做好用戶隱私安全的保護(hù)工作。

3.6 物流配送無人機(jī)設(shè)計

在上述論述的基礎(chǔ)上，對物流配送無人機(jī)進(jìn)行設(shè)計細(xì)化，效果圖如圖5所示。

設(shè)計的這款無人機(jī)造型輕巧靈動，動感十足，設(shè)計有360°全方位監(jiān)控系統(tǒng)，環(huán)形旋翼保護(hù)殼罩以及智能夾持支架。此外，在立足實現(xiàn)快遞配送的基礎(chǔ)上，該款無人機(jī)也設(shè)計有智能、人性化的信息系統(tǒng)支撐，以保證此系統(tǒng)與整體物流信息系統(tǒng)的實時交互。

4 最后一公里無人機(jī)配送系統(tǒng)研究與設(shè)計明細(xì)

4.1 無人機(jī)配送系統(tǒng)設(shè)計研究

利用無人機(jī)進(jìn)行最后一公里的貨物配送，要有較為完善的配套體系輔助相應(yīng)工序的完成，這就需要搭載和構(gòu)建無人機(jī)配送的系統(tǒng)。從客戶下單、貨物打包出倉、無人機(jī)配送、客戶確認(rèn)簽收直至無人機(jī)返回的整個流程中，通過構(gòu)建的系統(tǒng)模型確保每一步的準(zhǔn)確實施與順利進(jìn)行。endprint

4.2 無人機(jī)配送系統(tǒng)設(shè)計明細(xì)

針對無人機(jī)配送過程以及前期各項流程進(jìn)行研究總結(jié)，以各項工序安全無誤的展開為基礎(chǔ)，對無人機(jī)配送系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計明確，構(gòu)建流程，見圖6。

無人機(jī)配送系統(tǒng)構(gòu)建后，對各環(huán)節(jié)具體實施中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)測并有針對性的提出相關(guān)建議和解決方案：

（1）客戶下單后要確認(rèn)配送時間以便無人機(jī)將貨物準(zhǔn)確送達(dá)。

（2）主調(diào)度控制室要做好系統(tǒng)安排，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)、流程高效有序的開展。

（3）貨物在倉庫中的挑揀和分配也要實現(xiàn)智能化，完全由機(jī)器實現(xiàn)操作控制，加快整個配送系統(tǒng)進(jìn)行時的效率。

（4）無人機(jī)在配送過程中要進(jìn)行全程監(jiān)控，確保無人機(jī)的使用安全以及不影響社會大眾的人身安全，并確保配送貨物的安全以保障顧客隱私。

（5）無人機(jī)將貨物配送至指定地點后，客戶確認(rèn)貨物無誤后要即刻通過手機(jī)客戶端確認(rèn)貨物送達(dá)，以便調(diào)度室后續(xù)工作的安排布置。

5 結(jié)語

在立足實現(xiàn)貨物配送的基礎(chǔ)上，無人機(jī)也需要更加智能、人性化的信息系統(tǒng)支撐，還需保證此系統(tǒng)與整體物流信息系統(tǒng)的實時交互。在這其中，操作員必須掌握較先進(jìn)的技術(shù)，后臺還需具備充分的數(shù)據(jù)分析能力，系統(tǒng)規(guī)劃和實施也需要豐富的經(jīng)驗。否則，難以使飛行系統(tǒng)與整個物流系統(tǒng)結(jié)合。

另外，在本文提出物流配送無人機(jī)設(shè)計的相關(guān)設(shè)計明細(xì)，雖然各類技術(shù)已經(jīng)存在且有所應(yīng)用，但大多應(yīng)用于軍事領(lǐng)域戰(zhàn)爭環(huán)境，在民用物流系統(tǒng)中能否精準(zhǔn)完成所述流程仍存在不確定性?，F(xiàn)實中還沒有此類的商業(yè)化產(chǎn)品，無人機(jī)配送快遞也仍停留在測試階段，尚未形成成熟完善的應(yīng)用商業(yè)化系統(tǒng)。因而本文所提的物流配送無人機(jī)設(shè)計的具體實施仍待進(jìn)一步研究論證。

相信隨著人們對物流認(rèn)識的深入，物流需求逐漸趨于理性，當(dāng)不以簡單的時速論效率時，最后一公里配送問題或可成為提升物流服務(wù)水平的機(jī)遇。相信智能化嘗試將會更多，驚喜也將接連不斷。

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