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【疫情催化】未端配送无人化加速

发表时间:2022-08-17 09:47:18 | 作者:乐竞体育

  疫情防控影响,近期,上海的电商平台末端配送能力也明显下降,导致“最后一公里”“最后100米”矛盾突出。近期,美团买菜紧急从外地调集一批自动配送车来沪投入抗疫保供。据了解,该车最多可装载150公斤、540升物资,目前已在部分社区投用。 美团买菜的社区集单服务上线万单。除社区场景,无人车还将进入医院、高校协助物资配送。

  京东物流40版本无人车搭载1个Velodvne16线个大疆半固态激光雷达和2个高清红绿灯摄像头,具备L4级别自动驾驶技术,拥有1024L货箱容量,承载重量可达150kg,续航里程100km,最大爬坡30%,可进行远程接管。其产品的可靠性和稳定性较之前的版本也显著提高,能够应对恶劣天气和夜间行驶等场景。2020年投入“抗疫”使用,提供服务107天,往返6800公里,运送包裹约1.3万件。

  根据应用场景的差别、自动驾驶级别的高低、行驶速度差别将自动驾驶分为 L4级别乘用车、L3级别乘用车、高速商用车、低速商用车四类。其中低速商用车较早实现安全性、通用性和商业化三个层面的均衡,尤其在末端配送中找到了适配的场景;相比Robotaxi,无人配送Robodeliverv由于运输频次高,拥有与Robotaxi一样可观的市场空间。围绕末端配送的无人化,从技术、路权和商业三个方面进行阐述。

  1)近年来,我国16-59岁劳动年龄人口数量持续下降,从2011年的9.4亿人逐年减少至2020年的88亿人,2020年16-59岁劳动年龄人口占比大幅下跌至62.3%。

  2)人口红利逐渐消退的时代,人工成本压力骤增,吸纳就业人口较多的服务业首当其冲。中国社会科学院发布的《社会蓝皮书》指出,2019年快递员平均月收入4859元,同期全国城镇私营单位就业人员月均薪资4467元,高出9%。此外,根据中国邮政快递报社,2020年全国快递员中从业经历在3年以下的占比为61%,反映出快递员的流动率高,导致公司在招聘和业务培训上的支出居高不下。3)另外,对劳动者权益的保障也将提升互联网平台的履约成本。

  1)人工配送易受到雨雪雾尘等极端天气的影响,不仅会导致派件延误,还可能会对配送员的生命安全造成威胁。

  2)人力无法做到7*24小时连续运转,对于某些极端的需求无法做到很好的响应。

  1)据中国电子商务研究中心统计,末端配送环节在成本和时间上的花费要占到整个配送作业的30%。车百智库数据显示,效率低下加上业务量的持续增长和用工紧缺的问题,导致24.7%的快递人员每天工作12小时以上。

  丢件风险。配送员在上门派件过程中,车辆和包裹处干无人看管状态,容易造成遗失。

  用户隐私问题。2017年11月底中国智慧物流研究院针对8090后为主的消费者调研结果表明,在“最糟心的末端配送体验”中“不送货上门”占总人数的47.6%,“你最担心的末端配送问题?”中583%的用户表达了对“信息泄露”的担忧。所以对于用户来说,既希望能够送货上门但又担心个人家庭住址等隐私泄露存在天然的矛盾。

  封闭区域配送问题。多数的高档住宝区、办公楼宇、学校等为规范管理都是不允许配送员进入的;疫区、医院等特殊场所需要阻隔病菌,无人车提供高效便捷的智能化方案。

  末端配送成本占整个配送作业的30%,从代收点到快递柜,大家一直在试图解决消费者用户体验和快递效率的矛盾。

  1)代收点,能提升快递效率,但也存在安全性低、密度不高、用户体验差的问题。代收点可结合商品销售、便民服务、社区团购等功能,带有综合社区服务性质,盈利模式多元

  2)快递柜,2012年中邮速递易率先在国内开启智能快递柜业务以来,快递柜弥补了派件末端最后100米市场的空缺,在有效提升用户体验的同时也能一定程度上提升配送效率。然而快递柜由干周转效率低,盈利模式单。

  无人配送车拥有人“可移动”的优点,带来较好的用户体验、更高的配送效率。相比于代收点和快递柜而言,无人车具有移动的属性,能够完成直接的用户配送,体验更佳;相比于快递柜的低周转和重投入而言,无人配送车能够实现更高的快递配送效率。

  然而机器不是万能的,机器适合解决集约化需求,人适合解决个性化需求,人机协作是主旋律。对干重复性、机械化的工作,机器能够更高效、更低成本地完成。

  1)对于相对共性需求的快递、社区团购、甚至是某些集约化程度较高的核心办公区的外卖场景,无人车的落地能够形成对运力的补充,配送车和配送员可进行人机协同,一次出车能够装运单人配送的两倍单量,减少配送员往返站点的次数,实现大单量、远距离的高效配送:

  1)无人配送小车能将人力从恶劣的环境中解放出来,提高整体安全性;另外无人配送车除了需要充电维保外可实现7*24小时全天候工作,确保配送服务的即时性与准确性:无人配送被限定按照指定路线行使,遵守交通规则:无人配送能够最大程度减少人员的接触,在封闭区域或特殊场所中有特别的应用价值。

  2)无人配送车的边际成本更低。我们以快递配送举例,2020年京东物流每单快递配送的人力成本为53元,随着快递数量的增加,基本上人员也维持同比例的增长,导致边际成本基本没有太大变化:然而若使用无人车,由干无人车能够较好地解决集约化的需求。随着快递单量的增加其规模效应较为明显,边际成本下降显著。

  1)从技术角度而言,无人配送的技术架构体系在业内逐步达成共识,可适配通用性场景。随着产业链上下游逐渐完善,潜在的规模效应将驱动成本下降,进一步实现无人配送规模化的复制。

  2)持证上岗”,由于无人配送车占用道路公共资源,因此它从诞生起即受到监管。北京亦庄开放路权传达了积极的信号,也为其他城市开放路权做出了示范效应。

  3)从商业化角度而言,“无人配送+”正在各行各业中得到应用。以京东物流为代表,无人配送+物流迎来快速发展。京东物流打造的无人配送车率先在若干公开道路及高校实践无人快递配送,在真实环境中积累数据驱动业务正向循环;在无人配送+本地生活领域,以美团为代表,在外卖、买菜、闪购多场景中以人机协作的方式提升骑手人效,以缓解日益明显的劳动力问题:无人配送也正渗透进零售行业,以新石器为代表,搭建了自下而上的技术和供应链体系,并且自建智能工厂快速实现量产。新石器以定义产品、打造标杆的方式,引领了无人车与新零售结合的模式。目前无人配送行业逐渐形成产业链,同时不管是互联网巨头还是创业公司都积极布局,具体情况如下图所示:

  无人配送与自动驾驶其他赛道遵循相同的底层技术原理,即感知、分析决策、控制执行以及云端基础设施等几个部分。从运行流程来看,首先通过多传感器识别并融合周围环境信息,输入数据;再由计算平台进行算法处理;最后根据计算结果执行相应的动作:另外在云端提供海量数据、高精地图以及后台远程接管和监控等基础设施。

  无人配送架构体系初见成型。由于无人配送的体积小、速度低、载重轻等特点,安全性相对可控,整体而言难度更低。从目前技术发展情况来看,相比于Robotaxi和

  Robotruck的高落地难度,无人配送Robodeliverv技术基础和供应链体系逐渐形成。

  赛道内多家公司基本达成产品和场景的共识。多家公司无人配送车辆陆续问世,既包括美团、阿里、京东等互联网巨头,也有新石器这样的初创企业。从产品基本规格和性能上来看,早些年各家造了大小不等、形态各异的无人配送车,目前各家经过几年的探索验证逐渐达成共识,主流的车体大小约为25米长*1米宽*1.7米高,最高时速在30km/h左右,续航约为100km:无人配送主要解决相对集约化的需求,人机协作是中短期内能够实现的,主要的应用场景包括快递、外卖、新零售等。

  无人配送车辆整体的驾驶过程不再有人类参与,车辆通过电信号传递指令,因此线控底盘成为标配。但由于以下原因导致前期无人车的线控底盘的研发和生产较为困难:

  无人配送车辆可在一定程度上借用原来传统汽车的供应链体系,但因为和传统车辆相比在工作原理、尺寸、目的等方面存在一定差异,需要无人配送企业经过大量工程化积累才能打造出符合场景的底盘。

  1)转向、驱动、制动差异:转向、驱动和制动系统是汽车底盘中重要的组成部分。在传统汽车底盘中,上述部分仍然处于机械式与液压式系统并存的局面。由于无人配送车辆不再有驾驶员参与,依赖外力的机械式与液压式系统不再适用,必须采用通过电信号传递指令的线控系统;此外,无人配送车的高精度与安全性要求也使得线控系统必须具备高冗余,能够应对各种突发情况。

  2)尺寸差异:无人配送车辆的尺寸远小于传统的乘用车/商用车,对应的零部件也需要进行尺寸与结构布局上的调整,无法做到通用。

  3)目的差异:无人配送车辆的作用是实现商品货物 的末端运输,而传统乘用车是为了给乘坐者提供更好的体验,不同的设计目的对车辆的要求不同,进而传导到车型设计、开发与生产的过程中。

  早期无人配送车辆较小的需求难以形成规模,无法驱动产业链供应商重新设计产线满足需求,只能通过定制或自加工的方法生产。

  多方势力进入驱动技术走向成熟。随着无人配送市场的逐步发展,各家企业看到了无人配送的潜在市场规模,以创业公司、Tier-1供应商和整车厂为主的玩家进入无人配送车辆线控底盘领域,推动技术走向成熟并逐步构建起了较为完整的供应链。

  软件定义制造,产业链话语权变革。传统汽车底盘制造的难点在于硬件的生产加工即冲焊涂装的过程,而随着智能化汽车时代的到来,以自动驾驶系统为代表的软件功能成为无人车底盘的核心,需要全新的E/E架构去实现软件定义汽车的理念。我们认为,产业链价值核心的转移驱使主机厂强化在软件能力上的投入,类似于特斯拉研发集中式 E/E架构和FSD系统,在底盘领域,无人配送车企业/主机厂将会采取类似举措以保持产业链核心地位,强化对于产业链的掌握。

  无人配送车同样需要多维度的传感器系统。尽管在运行速度上和Robotaxi

  Robotruck等存在较大区别,面对更加复杂的非标路况,无人配送车辆仍然需要包括激光雷达、毫米波雷达、摄像头和超声波雷达在内的完善传感器体系。受乘用车与商用车领域持续多年的智能化升级趋势影响,当前除激光雷达以外的车载传感器技术相对成熟。激光雷达方面,用于无人配送车辆的产品在技术要求上弱于乘用车和商用车,通常是16线线,低于乘用车和商用车的64线线,相比之下生产难度更低产能更大。

  另一方面,以禾赛科技、速腾聚创、大疆为代表的国产厂商逐步进入之前被 Velodvne等国外厂商垄断的市场,并开发面向无人配送领域的激光雷达,不断降本提效。根据禾赛科技招股说明书,2020年前三季度禾赛激光雷达总产能达到5070台。

  非标路况、行人、环境需要差异化算法。不同场景决定了自动驾驶各个子赛道的技术差异,这在数据和算法上尤为显著。Robotaxi场景集中在城市快速路和高速公路,主要面对车流,追求乘客安全舒适的乘坐体验;Robotruck场景则集中在高速公路上。由于高速和载重大的特点,更加追求极限感知,进而预留出反应时间;而无人配送则集中在非标道路上,主要运行的区域为非机动车道、小区、园区等多元化的场景,因此在自动驾驶算法中除了更关注额外的行人数据外,也需要大量的经验和工程化能力的积累,以更好地识别多种多样的场景、物体,从而更加有效地做决策。

  数据积累驱动算法迭代的飞轮效应开始显现。部分企业已经开始在真实的城市道路和小区中进行商业运营,积累了相对可观的数据。我们预计随着无人配送车辆运营规模增加以及行驶里程提升,算法在大量数据集支撑下将得到快速迭代优化。

  车联网助力无人配送车辆产品力和运营力提升。我们认为无人配送车辆的商业化落地不仅需要安全可靠的自动驾驶技术,还需要强大的运营能力提高业务效率,通过车端与其他设备实现互通互联是其中不可缺少的:

  在提供安全保障的同时推动自动驾驶技术走向成熟:通过车端与云端互联实现无人车批量的远程监控、远程故障诊断与处理乃至远程接管,为无人配送车辆提供最后的安全保障:此外,通过车端与路侧基础设施互通减少车端感知和计算压力,目前落地的主要场景之一是红绿灯和车端的互通。我们认为无人配送车辆能够进一步利用路侧基础设施提升自动驾驶性能,同时降低车端的硬件成本。

  完善智能化运营系统:早期通过车联网将快递、外卖、零售等运营数据传递至云端网络,方便后台人工及时进行调配,提高整体的配送效率:未来随着场景数据的积累,我们预计无人配送车辆将逐步实现基于云端人工智能系统的智能化运营。

  无人配送车有望成为新型智能终端,从即时配送到需求预判。无人配送车通过自动驾驶技术搭载不同功能的车体模块,利用大数据和人工智能技术,辅以智能化的车联网服务,能够更近、更快、更精准地触达消费者,提供所见即所得的服务,实现信息流、物流、资金流的统一。例如京东物流主攻物流配送,利用大数据预测购物需求,将商品提前配置在无人车中,相当于低成本、可移动的迷你型前置仓。

  当前成本跨度较大,平均成本仍然较高。无人配送车辆主要硬件成本由线控底盘、激光雷达、惯导系统和计算平台构成。由于细分场景的差异,不同公司在底盘、上装、传感器、惯导和计算平台选择上存在不同方案,同时由于各公司在规模化进度上的差异,单车成本呈现出明显跨度。

  规模效应驱动成本快速下降。当前无人配送赛道主要玩家均已提出较为明确的量产计划,部分玩家已经实现量产。以激光雷达为例,根据大疆Livox,随着L2+/L3功能的导入,激光雷达出货量将达到十万台每年,对应价格大幅下降。我们认为,类似于激光雷达的降本路径,在规模效应驱动下,无人配送车其他零部件成本也将持续大幅下降。

  2020年,全国快递业务累计完成833.6亿件,同比增长31.2%:快递业务收入达8735亿元,近五年增速均在15%以上。2021年快递业务量突破200亿件用时仅83天,比2020年提前了45天。从2016年至2020年,全国快递业务量复合增长率高达42%,然而期间快递员数量从203万人到400万人,复合增长率只有18%。根据中国就业培训技术指导中心发布的《2021年第一季度全国招聘大干求职“最缺工”的100个职业排行》缺工职业的总体缺口数和总体求人倍率均居2019年第三季度首次发布排行以来的历史最高位,快递员位列第八,目在过去几个季度中始终保持前十五名,高速增长的快递业务量正在对行业的设施、人员、技术、管理提出全面的挑战。

  1)校园需求旺盛:根据中国教育后勤协会、阿里巴巴研究院发布的《校园快递行业发展报告(2019)》,2016年高校快递总量为15亿件,至2019年将突破30亿件,并将保持稳定增长。以教育部披露的当年高等教育在校3833万人计,人均快递达78件。

  2)集约式管理,辐射距离有限:原先高校校园快递主要由快递公司各自经营,快递公司通过在校内租赁房屋或校外摆摊等方式为师生提供快递服务,多家公司较为分散,无法实现集约管理。近年来快递公司与菜鸟驿站等开展合作,也有部分公司采取在固定地点设置货物自提柜的方式,提升网点服务能力。但缺点是驿站和自提柜的位置固定,辐射范围有限,仅对少数距离其近的师生较为便利。

  3)取件效率低下,用户体验差:受到高校学生上课时间的限制,快递取件时间高度集中。加上服务站物品分布杂乱,货架间的距离往往十分狭窄,寻找快递需要花费很长时间,取件效率低下,很难实现优质的用户体验。无人车进一步缩短了货品与用户之间的距离,通过集中派送、标准化服务,灵活机动地为用户提供派送服务,能够满足校园等特殊场景的需求。目前已经有多家企业进入该赛道,具体情况如下所示:

  以京东物流为例,京东物流X事业部支持无人配送技术开发。京东物流于2015年底进入无人配送领域的探索与研发,在2016年5月成立事业部。X事业部被称作是京东物流的“智慧物流技术部队”,打造无人科技,其成果主要集中在三大板块:无人仓储(无人仓)、无人配送(无人车、无人机)、无人店面(无人超市、无人售卖柜)。

  2016年9月京东物流发布无人仓机器人、无人机、无人车原型机,宣告智能物流正式起航:2017年京东618期间智能物流项目开始逐渐投入运营;2019年11月,发布最新一代40版本无人配送车;2020年10月与常熟市开展战略合作,致力于打造全球首个无人配送城;今年5月成为首批获得北京无人配送车车辆编码的企业之一。

  2020年,京东物流在江苏常熟启动了城市级智能配送运营项目,京东物流无人配送研究院也落户常熟。京东物流运营的无人配送车辆已经实现了去掉现场安全员,可以通过在常熟搭建的京东物流无人配送远程指挥中心进行管理,必要时工作人员可进行远程介入、接管以保障安全。截至2021年4月,京东物流自动驾驶团队已经采购超过250台第四代无人车,下产线多个城市,包括常熟、北京、长沙、天津、上海、武汉、宿迁、呼和浩特等,实现常态化运营。团队计划于2021年无人车达到千台规模,2022年达到5000台以上,在2025年实现5万台规模。

  打造“服务站+智能快递柜+无人车”校园快递综合解决方案。不同型号的无人车可一次性承载几+其至上百件包裹,行驶至固定配送点将包裹投递到师生手中,实现点对点便捷交付,拥有较强的机动性,能够有效解决包裹洪峰问题。并且高校学生的快递一般以中小型盒子和袋子为主,多为服装鞋帽、电子产品、日用品、化妆品等,通过车柜的设计改良也能够在将来实现更多快递同时配送。从技术层面看,大学校园作为一个小型的封闭区域,路况可知可控,地图测绘也更加精准,同时出行路线相对固定和简单,低速运行也能在很大程度上保障行人的安全。当前京东物流无人车已经在中国人民大学、长安大学、清华大学、上海财经大学深圳大学江苏财会职业学院、浙江大学、郑州轻工业学院、郑州大学、河南大学、湖南大学等10余所高校投入运营。

  无人配送车在快递未端配送领域的渗透将依据运营场景和运营时间段做相应的调整。在落地运营区域的选择上,京东物流无人配送偏好快递密度更高的学校、住宅区或者 CBD;在运营时段方面,高校的配送时段集中在课间,住宅区集中在晚上下班后,CBI则集中在白天午休时段。成规模、时间匹配性更高的运输能够规避资源的重复配置和浪费,优化运作成本,具有更高的商业价值。京东物流还创造性地推出了“无人车领养计划”,京东物流配送员可申请“领养”一定数量的无人配送车,将标准的未端配送工作交给无人配送车,自己进行快件揽收、打包处理或者其他个性化服务,“人车CP”实现了技术创新和服务落地的良性循环。

  根据公司年报,2020年京东物流营业成本为670.8亿元人民币,2020年京东物流业务量约为39亿单,单票人力配送成本约为5.3元。我们预计在2023年随着单车成本可以下降至10万元,同时伴随单车日均配送单量提升以及运营效率的提升,每单成本在能够控制在15元上下,使用无人车超过10个月即比招聘一个快递配送员划算。

  近年来外卖快速进入我们的生活,以外卖行业的龙头美团为例,2020年美团外卖日均交易笔数近2800万,峰值突破4000万单。与此同时,外卖骑手的数量也快速上升。公司财报显示,美团日均活跃骑手数于2020年突破80万人,该年骑手成本高达487亿元,近年来保持15%以上的高速增长,是公司的最大开支项。

  探索无人配送领域的前沿技术,同时借助美团外卖配送场景和数据技术能力,推动无人配送发展,提高配送效率,进一步提升用户体验。2016年10月,美团成立W项目组,启动无人配送研究;2017年12月W项目组被提升为独立的无人配送事业部,同月,美团第一台自研无人车“小袋”出厂;2018年建设无人配送开放平台,邀请技术、整车硬件、运营等伙伴共建生态;今年4月,经过不断测试和迭代,美团新一代无人配送车“魔袋20”落地;次月,北京市高级别自动驾驶示范区为美团无人车颁发车身编码。

  无人配送四大产品,“小袋”、“福袋”“魔袋”和“美团无人机”。“小袋”针对园区或封闭道路打造,可实现室内和室外无人配送;“福袋”主要面对室内配送场景,送货上门;“魔袋”可在室外行驶,作为当前外卖平台的运力补充;“无人机”是美团为建设城市低空物流网络而设计的飞行器产品。

  美团无人配送车自2018年至今已经完成了多地落地测试运营,包括北京的三元桥凤凰置地写字楼、东直门来福士写字楼、西单大悦城、首钢园区和雄安新区等。截至今年4月,无人车配送服务已覆盖20多个小区,完成35万订单,总行驶里程近30万公里。据美团无人车配送中心产品负责人反馈,无人车的上线帮忙承担了超远距离和超重订单、起手人效提高10单。应用于外卖、买菜、闪购等多条业务线。

  赋能骑手提升人效。年报披露,2020年美团外卖1P模式的订单量为67.6亿单,1P骑手成本为4869亿元,每单配送成本约为72元。我们认为无人配送车适用于某些高密度标准化程度高的外卖、社区团购等场景,我们预计在2023年随着单车成本可以下降至10万元,同时伴随单车日均配送单量提升以及运营效率的提升,每单成本在能够控制在29元上下,使用无人车可以提升外卖骑手人效,无人车运营超过14个月即比再多使用一个外卖骑手配送划算。