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城市物流中心与最后一公里配送的前瞻规划
时间:2022-11-17 16:17       来源:文|特约撰稿人

导语

本文作者是编辑部特约撰稿人,曾就职于国际快递公司,担任供应链分析与管理工作,期间游历于各大物流企业与货主企业,学习企业经营理念,并将其融会贯通,自创一派,尔后担任各大企业供应链物流顾问工作,对中国台湾地区物流发展有先进独特的眼光,总是能够洞烛机先,布局未来。近年来,在研究与实践中,不断提出科技趋势与产业创新发展策略,希望能为供应链产业注入活水。

 

城市物流中心主要是服务城市消费者,由于消费商品种类繁多,传统城市物流中心多采用集中式管理,然后通过第三方运输服务完成最后一公里配送。集中型物流中心可以用较低的库存就做到令人满意的服务水平,且物流中心可提高流通加工效率、导入更具规模经济的自动化设备与信息系统,可降低货件的单位作业成本。

不过,物流中心的营运是建立在一个假设上:也就是大环境不变,例如整体经贸环境、人口年龄结构、消费者居住分布、运具种类、运输成本、环保法规等。如今,大环境真的变了!拖了三年多的疫情、越来越严重的全球暖化,难以预测的缺水或停电现象,这种集中型物流中心只要遇到一场台风、水灾、地震,甚至封城,都会彻底停摆。

在疫情初期,我们已看到集中型物流中心所带来的问题,那就是出货速度变得特别慢,以往可以做到24小时出货的,消费者等了一个多星期还是收不到货;不然就是碰到特殊的电商促销季,庞大的出货、退货需求也会使得物流中心毫无招架之力,即使物流中心内部再怎么高速自动分拣,配送司机人数与运输车辆也有限。因此,改用分散式物流系统,并搭配部分无人运输载具,才能使整个物流系统兼顾效率与韧性。

 

俗话说,三个臭皮匠胜过诸葛亮,计算机系统就是如此,以往硬件开发追求的是单一CPU核心的时脉(clock cycle),认为时脉越高越好;但是新的CPU设计已改用多核心处理器,因为多核心可做到并行处理,可大幅缩短CPU处理时间。

同样的,如果一个大型物流中心,假设其运作的可靠度为0.9,我们只需要三个可靠度都是0.6的小型物流中心,就可达到整体运作可靠度为0.936(1-0.4*0.4*0.4),而维持三个可靠度各是0.6的小型物流中心,整体成本并不会比单一可靠度0.9的大型物流中心来得高,主因是通过现代科技,许多设备都已可远程监控操作。如果分散于不同地理位置建设,还能节省最后一公里配送成本。

因此,应对未来可能的变局,物流中心的规划必须考虑分散式设计,而面对日益成熟的无人机配送,物流中心内部包括硬件及信息系统,都需要及早规划,因为无人机可不是玩具,买来硬设备就能送货。

关于物流中心分散的策略,基本上有二种,分别是轴辐式(hub & spoke),以及去中心化的物流体系。

01)轴辐式

轴幅式物流系统的概念,最直接的做法就是将原本单一物流中心的建筑形态,分散成多个小型物流中心。在2019年,Walmart与Amazon都已开始尝试建设小型物流中心,其规模介于200~500平方米,这样的物流系统因为仍保有中心架构,因此可处理较多元的商品种类,举例来说,低温商品、高价商品、特殊材料商品可通过中央物流中心配送;其余常见的一般商品可通过小型物流中心配送,在城市区可搭配电动摩托车、人力脚踏车、或是无人机配送,因此整体运作弹性与可靠度,都会比单一集中型物流中心还要高,但是库存水平并不会显著增加。

 

 

02)去中心化物流系统

去中心化的物流系统,又可称为仓库即服务(Warehouse as a Service, WAAS),也就是如果要使用物流服务,不须自己建物流中心,也不需要购买货运车队。提供物流服务的,是我们所熟知的第四方物流(4th party logistics)。

如果Food Panda、Uber、滴滴打车,或常见的订房网站这种商业模式可以成功,那么可以预测,迟早有一天会有新形态去中心化(de-centralized)的物流系统出现,这样的物流系统只需有集中的信息体系,其余实体空间以及运输能量都可快速扩充或缩减。

而这种去中心化的物流体系最大的优势就是成本与弹性,在疫情期间仍可有效运作、在发生严重灾害(如台风、水灾、地震)后可快速恢复,而且如果真的不幸受到天灾冲击,所遭受的硬件损失会远比传统集中型物流中心低。

不过,去中心化型物流中心对于某些类型商品比较不适用,例如高科技产品、具有严格温控要求的医药品、危险品、军用品等,这类商品的特色就是不易买到,有较高的保存与配送条件要求,而且交易对象通常不是一般消费者。

不论是去中心化,或是轴辐型物流体系,管理者都应该了解最主要的配套措施就是持续的大数据分析,并根据分析结果调整库存布署,如果少了这个机制,在分散式的状况下库存可能不知不觉膨胀。

03)无人机运输规划

无人机、小型无人车都是未来新一代的运输载具,无人车具备运输量大、多点配送、成本低的优势;无人机则具备快速点对点运输模式,且无人机具有3D路线规划与自动避障能力,不像无人车一旦遇到道路复杂路况就只能原地等候或是绕路,无人车配送要能运作,最好有其专用车道,或是在车流较少的社区内运作,用小型无人车做商务型最后一公里配送的限制较多,因此目前大部分的无人车是用于物流中心或工厂内部做短途配送。

根据MarketsAndMarkets在2022年8月提出的研究报告,全球无人机物流运输市场预计从2022年的5.3亿万美元,到2030年达到178.8亿美元,以55.1%的年复合增长率成长,也就是几乎每二年就翻倍。无人机的商业酬载之所以得以快速发展,来自于AI影像识别、5G通讯技术。

 

无人机最大的优势之一就是点对点直接运送,可减少中途等待,面对未来可能的疫情封城,无人机也都可继续执行最后一公里运送作业,特别是需要紧急、快速运送的情境。举例来说,病人需要的药品、需要保热保冷的食品(如Pizza)、具备时效性的文件,以及其他消费者需求的紧急配送(例如半夜需要的奶粉尿布)。

而根据美国FAA的规定,商用无人机最高可飞离地400英呎(约120米),最快飞行速度是100英哩(约160公里)、最大载重不可超过55英磅(约25公斤)。目前无人机用于载货飞行在技术上已不是问题,不论是载重能力以及行驶距离,都已符合商业需求。因此,现阶段无人机营运的问题不在载具本身,而是物流中心为了整合无人机配送,内部必须有哪些软硬件的调整,以及管理政策的制定。

04)无人机硬件

无人机就跟战机一样,需要有基地进行例行巡检、保养、维修、校验、测试,同时无人机也要有专属的充电站与休息停靠空间。

 

其次,无人机需要有类似塔台的管制中心,指引无人机起降与飞行路线,而且路线引导可能每天都得依照天气状况(如风力、降雨、雾霾、落雷)修正,千万不要认为无人机永远遵循单一航线起降。

 

除了物流中心内部的硬件设施,在整个配送半径范围内还需要架设临时的停机坪与充电站,主要是可让无人机临时遇到突发状况时可有就近的紧急避难点,这样的紧急避难点不见得是要在建筑物内,包括路灯、通讯塔,都可附挂简易的避难设施让无人机暂时停靠。

 

不论在物流中心或是消费者家里的阳台,无人机都需要有可识别的停机坪,停机坪上需要附有二维码让无人机垂直下降时,可对准降落平台,而且每个降落平台的二维码都不同,方便无人机在空中就能预先判断该降落于哪个平台。

如果无人机故障,特别是完全失去飞行动力时,必须要有紧急装置可立即触发降落伞,避免下降速度过快导致整机坠落造成伤亡,因此,无人机的管理中心,本身就是最大的一套硬件,管理中心必须持续监控当地气候资料,并追踪无人机运转状态,如果无人机真的发生紧急事件,管理中心必须立即指派地面维修车辆前往事故地点。

 

05)无人机软件与资安

无人机即将抵达消费者家里时,可利用5G讯号,通过手机APP通报消费者,消费者通过APP进行解密、签收,然后无人机再返回,而不是无人机到目的地后东西放了就跑,因此整个最后一公里的签收需要有新的软件,如果是高价商品,甚至无人机得使用内置摄影机进行人脸辨识。

无人机从物流中心出发后,很容易成为黑客攻击标的。特别是无人机携有锂电池,而且又有载货,如果无人机本身的资安管控不佳,只要取得遥控指令并且让无人机高速飞行,无人机很容易变成有心人士的遥控飞弹,因此无人机必须搭配区块链(block chain)系统,确保沿途的飞行路线、降落地点都是管理中心所认可,不会也不能被窜改。

无人机从出发到返程,沿途会持续发送一系列大数据,包括回报自己的位置、飞行高度、夹舱容器内温度、气压等一系列大数据,这些数据会持续传回物流中心内部,因此需有相对应的系统持续对这些大数据进行异常分析,例如当发现商品温度异常时,应该立即召回该无人机。

无人机本身最重要的软件则是具备AI的路线识别能力,因为不管是在地面或是空中,随时都有状况发生,例如一夜之间飞行路线中多了个广告牌、烟囱,大气环境中灰尘量突然变多、突然的大风,甚至无人机收不到来自管理中心的遥控信号等,这些意外状况,如果是人类驾驶员都可快速做出反应,自动运作的无人机必须有避障与自动重新规划路线的能力,这类软件必须直接嵌入于无人机内,以便对于外界环境,立即反应。

06)无人机管理政策

无人机要能携带货件,货件的材积尺寸,以及商品特性是否适合无人机是需要逐一检查的,举例来说,烈酒、高压气体容器,或是其他容易因为气压变化导致商品本身的物理、化学特性受到影响,就不适合使用无人飞行配送,但是可通过无人车做地面运输。

无人机飞行路线中免不了会绕经住宅区,在飞行高度的限制下,无人机的旋翼噪音就会变得扰民,不过这问题可通过主动降躁机制解决。

 

可垂直起降,又可水平飞行的无人机(资料来源:Alphabet -Wing)

现阶段无人机做商业飞行,初期营运成本毕竟很高,特别是会有许多回程空机问题,也就是去程有载货,然后空机返回,解决方案是利用回程空机空档进行地面状况侦测。例如协助搜集路况信息、搜集人群聚集信息,甚至协助判断所经过的山林是否有失火、盗伐等异常状况,这些都是属于有价值的资料搜集,可提高无人机的附加效益。

在全球极端气候持续严重的情形下,需要快速配送的需求也会越来越多,但是要做好这件事,光靠无人机是不够的。因此,整体的物流据点规划、持续的大数据分析、完整的3D地理信息搜集,以及配套的基础建设与法规,才能让无人机配送的效益发挥到最大。

文章精选/现代物流-119期


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