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无人配送在国内商业化的现状、挑战及建议

2020-05-11车百智库中国电动汽车百人会

工业经济论坛 2020年2期
关键词:无人成本

文/车百智库 中国电动汽车百人会

当前,末端配送需求与日俱增,配送痛点持续存在,催动无人配送产业发展。技术与市场双重驱动,国内已建立无人配送完整产业链。疫情刺激短期内无人配送市场需求,规模落地有待成本快速下降。无人配送商业化进程仍面临诸多挑战。

一、末端配送需求催动产业发展

高频、分散的末端配送作业模式,带来低效率、高成本的行业痛点。末端配送呈现高频次、小批量、服务分散的特征。

配送货物呈现高频次、小批量的特征。移动互联网时代下,网购用户数量和比例双重增长,同时客户对末端配送即时性的要求也越来越高。海量的碎片化订单使得末端配送的作业模式趋向以小批量、高频次的方式进行。

配送服务呈现空间分散、时间分散特征。一方面,末端配送需要连接分布在城市各区域商家和消费者,包括超市、便利店、餐厅以及社区、写字楼、高校等各类主体,服务需求尤为分散。另一方面,配送服务时间分布同样分散,以美团外卖为例,从凌晨到深夜均有需求,且大多时段订单量较为可观。由于配送服务的空间与时间上广泛分布,使得城区配送站点多、快递员多,服务可控性较弱。

效率低下、成本高且车辆监管难,成为配送业发展的瓶颈。

末端配送效率低下,成本高。一是末端配送服务对象分布分散,消费者的取货习惯各不相同,经常出现重复配送,浪费时间。二是末端配送高频次、小批量的配送本质是以高成本换高时效。以顺丰为例,其每车装载率仅为50%~60%,低装载率增加了总运输成本。三是广分布、低效率的末端配送既增加快递员数量,又增加快递员工作负荷,近25%的快递员每天工作时长超过12 小时,使得末端配送的人力成本也居高不下。快递员人工成本约占整个配送作业成本的30%以上,企业负担较重。

配送车辆游走灰色地带,带来安全隐患。我国快递车辆的管理和使用规范由各地自行制定,很多城市的配送车辆游走在灰色地带,给监管带来巨大挑战。国内快递行业集中度不高,部分企业对末端配送承包方疏于管理,存在大量时速、装载质量不达标的非正规电动三轮车用于末端配送现象。这些车辆带来道路管理困难的同时,频繁进出居民区与商业区,也增加了安全隐患。

末端配送市场与劳动力间的矛盾,进一步拉动无人配送需求。不断增长的业务量将给末端物流带来极大的配送压力。

我国的快递和即时配送行业在高基数下迎来了高速增长。随着我国电商的发展,快递与即时配送业务增长迅猛,2019 年快递业务量达到635 亿件,即时配送订单量也达到185 亿单。不断增长的业务量将继续给末端配送环节施压,产生巨大的配送运力需求。

末端配送已出现用工难,劳动人口的下降将加剧此趋势。

末端快递员流动频繁、雇佣难。数据显示,物流配送的快递人员一年内离职率高达40%,说明流动性较强。从行业整体看,低工资、高强度、平台约束力较弱以及基本保障体系不健全等问题,使得配送一线员工工作不稳定,造成“用工荒”难题。

我国适龄劳动人口下降趋势明显,将加剧物流配送用工难的问题。中国享受了30 多年的人口红利开始消失,青壮年劳动力供给呈逐年下降的趋势。我国适龄劳动年龄人口在从2013 年开始逐年下降,7 年内减少了2300 万。随着我国社会老龄化程度的加深,劳动人口数量与日益增长的劳动力需求间将产生巨大缺口,物流配送用工难的困境将难以缓解。

无人配送车的应用有望解决城市末端配送的各种问题。面对末端配送需求与日俱增、配送痛点持续存在、劳动人口不断下降的多重压力,市场提出许多解决方案,比如共同配送、自提柜、便利店自提等,问题得到一定程度缓解。但各平台面对快递、外卖的巨大人力支出成本,单纯依靠人工配送,已难以完全解决城市末端配送当下面临的问题。

无人配送车有望成为“最后一公里”难题的解决方案。一是减少对配送人员需求,解决快递员流动大、雇佣难问题,亦能很好应对未来劳动力短缺。二是无人配送车替代快递摩托车、三轮车,有利于交通环境治理,消除道路与社区安全隐患。三是用户与无人配送车通过网联功能,可定制化服务,减少重复配送,提高配送效率。

二、国内已建立完整产业链

图1 中国自动驾驶应用场景落地节奏与渗透率

无人配送有望率先落地,众多企业看好其市场前景。

无人配送车属于行驶速度低、场景复杂度低的场景,有望率先实现规模化应用(见图1)。一是无人配送车更安全。其行驶速度较低(15km/h~25km/h),可有效避免严重交通事故。在发生危险时,其载货装置可“自我牺牲”,保障其它交通参与者的安全。二是单车成本更低。由于车速不高,传感器探测距离短、配置低,如采用16 线激光雷达、较少的毫米波雷达等;数据融合所需计算量较少,对芯片、计算平台要求低。三是无人配送车没有驾驶舱,不需要安全员随行,未来运维人员与车辆可达1:20,可有效降低人力成本。

图2 中国自动驾驶应用场景目标市场规模

无人配送市场规模可观,众多公司纷纷战略布局,以期抢占市场先机。根据蔚来资本测算,中国末端无人配送市场规模约达840 亿元(见图2)。面对广阔市场,众多企业参与其中,主要分为两类:一是京东、美团、顺丰等自带物流配送业务的大企业,通常采用自研+合作的方式推进。并利用自身场景测试,希望通过无人配送降本增效;二是从技术切入市场的初创公司,如新石器、智行者等,期望利用低速载物实现自动驾驶的快速商业化。

国内无人配送车具有完整产业链,已开始小批量生产。

得益于“互联网+”和人工智能发展,国内无人配送车拥有完整产业链优势。借助国内丰富的落地场景,上下游企业之间合作、大公司与初创公司之间合作都将更加密切,市场参与者角色分工也将更加明确,推动产业链持续、健康发展。

上游关键技术发展较快,核心零部件逐渐国产化。

无人配送是自动驾驶技术的具体应用,大多数技术跟一般自动驾驶技术相同,包括感知、决策与控制。无人配送车成本占比最高的三大核心零部件为:激光雷达、计算平台与线控底盘。

无人配送车普遍采用16 线的激光雷达,且逐渐国产化。无人配送车与乘用车的激光雷达供应商相同,但其低线束雷达具有制造工艺要求低、价格低的优势,将更易量产。另一方面,国内激光雷达技术已逐渐成熟,国产品牌逐步增多。国内低线束激光雷达技术的快速发展以及较为便宜的价格,为无人配送车量产做好铺垫。

计算平台方面国内企业也有新突破。目前无人配送车主流使用英伟达Jetson AGX Xavier 平台,国产芯片及计算平台也在奋力追赶。2020 年1 月,地平线在CES 上发布中国首款车规级AI 芯片征程二代,以及基于该芯片的Matrix 计算平台。近期,华为MDC 计算平台也获车规级认证。目前新石器宣布采用MDC 计算平台推进无人配送车规模化生产,预计未来更多解决方案商迎来计算平台国产化。

无人配送车线控底盘与乘用车差异较大,国内已出现成熟供应商。无人配送车底盘采用整车电子电气架构、线控制动、车规级ECU 等机动车底盘架构,但其底盘尺寸比一般汽车小。许多传统汽车上的零部件,比如轮毂、轮胎、制动器等无法直接使用,需要开发专用底盘。早期部分自动驾驶企业自己造车,现在国内无人配送车产业分工逐渐清晰。国内线控底盘制造商主要包括新能源汽车相关、机器人移动平台转型、高校孵化等,产业发展相对成熟。新石器在常州自建工厂,有资方车和家的加持,自研自产车辆底盘成熟度高。但国内底盘相关的技术、生产标准有待统一。

厂商结合国内特点研发,部分已进入小批量阶段。

国内无人配送车具有多货仓、大容量、按非机动车规则行驶的特性。目前无人配送车以单车智能为主,在道路或园区覆盖通信网络、部署RTK 基站(如需),就可行驶。结合国内人口密度大、运输距离短、配送业务量大等特点,无人配送车的货仓在18 个以上,最大载重通常为200kg~500kg。大多数公司产品在非机动车道行驶,或在机非混行道路上靠右行驶,且多为固定线路。

各公司无人配送车可进入小批量生产阶段。在前期经过了大量的测试,自动驾驶技术得到较为充分验证。行深智能已在在国内外投放了百余台无人配送车进行测试,“超影”系列在2019 年底完成了400 公里开放道路的连续无故障运行,并计划2020 年小批量生产1000 台。京东、新石器、智行者等也均部署超过百余台车辆进行测试验证,部分企业已经拿到商业订单。

疫情刺激短期内无人配送市场需求,规模落地有待成本快速下降。

无人配送无接触、不用休息的优势在疫情期间得到体现。无人配送车提供各类免接触配送,缓解劳动力不足的困境。

疫情期间订单量大、劳动力不足,无接触配送需求旺盛。新冠肺炎疫情期间,各地民众均闭门不出,使用线上方式采购物资,食材销量环比增幅达200%,大大增加了配送业务量。然而由于疫情爆发正值春节,大量劳动力已返乡且部分配送人员被隔离,劳动力严重不足。另一方面,医院、隔离点、社区等也更希望可以通过无接触的配送方式,降低快递员与消费者的感染风险。

路面车少人少,各地监管宽松,为疫情期间无人配送车上路创造条件。面对新冠肺炎,各地政府启动突发公共卫生事件一级响应,禁止或减少人员、车辆出行,客观上为无人配送车上路运行降低了道路环境的复杂程度。同时,多地政府放宽监管,支持无人配送车的试点,缓解了配送人员不足的困境。

防疫助力期间,无人配送的重要价值也被充分肯定。

无人配送的作业方式和优势在疫情期间被公众更广泛认知。在市场需求和宽松监管的双重作用下,疫情期间多家电商、物流及自动驾驶企业纷纷将产品投入试点,用无人配送的方式为医院、小区、商业区配送医疗及生活物资。例如在北京市顺义区,美团投放无人配送车为居民提供送菜服务。客户下单后,配送调度系统会将订单指派给无人配送车,由其完成取货、送货、交接等动作,整个配送流程隔绝了人与人的接触。

习近平总书记在统筹推进新冠肺炎疫情防控和经济社会发展工作部署会议上指出:“疫情对产业发展既是挑战也是机遇。一些传统行业受冲击较大,而智能制造、无人配送、在线消费、医疗健康等新兴产业展现出强大成长潜力。要以此为契机,改造提升传统产业,培育壮大新兴产业。”这一重要讲话不仅肯定了无人配送在抗击新冠肺炎过程中发挥的重要作用,也为交通行业未来发展指明了方向。

各家公司将无人配送车量产提上日程,价格成本成为其中关键一环。多数公司计划三年内量产,具体时间受整车成本影响。

预估2020~2022 年部分公司实现规模化量产。目前无人配送车硬件成本约为30 万~50 万之间,其中线控底盘、激光雷达以及计算平台约占总成本70%以上。同时,车辆外形、传感器安装支架等都为手板件,小批量生产成本较高。

大规模量产后整车成本有望降至15 万元以下,甚至十万以内(见表1)。一是产业链成熟后,各环节拥有标准化、系统化生产过程降低生产成本。二是大批量生产摊薄研发费用,拉低单位成本。三是核心零部件国产化带来成本显著降低。例如大疆发布的固态激光雷达Mid-40 与Mid-100,分别具有40°和100°水平FOV,组成360°的32 线雷达成本约为5400~6000 美金。而Velodyne 32 线的激光雷达售价约为4 万美元,成本降低明显。

无人配送对人力成本的可替代性,影响整体商业化进程。

无人配送市场的最终打开将取决于路权与成本。路权的开放影响无人配送车能否上路,以及接受怎样的监管,下文具体论述。另一方面,物流本身是对成本极为敏感的行业,在无人配送成本低于人工成本之前都很难大规模推广。

表1 各公司无人配送车的量产计划及成本预期

各公司预期无人配送车量产价格为15 万元,若其使用寿命为3 年,每年15%的运维费用,每月综合成本6042 元,略低于快递员平均薪酬6281 元/月。

在快递配送方面,快递员一般每天送100 件,每月工作23 天,每单成本约2.7 元。无人配送车每月可工作30 天,若每天送出75 件快递,可持平每单成本;在即时配送方面,根据美团2019 年半年报,其每日外卖订单为2070 万,上半年骑手成本约为177 亿元,每单成本约为4.7 元。则需要无人配送车每天送出约42 单方可持平,而目前骑手平均每天送出25-35 单。

当无人配送车价格为15 万元时,有望进入市场,对快递配送吸引力超过即时配送。由于无人配送车只能完成配送整体环节中部分功能,不能节省拣货打包成本,也不能节省入户送达成本。整体规模化应用,则需成本进一步降低,市场期待价格或在10 万以内。

无人配送车可能会经历三个发展阶段,最终催生新生态。

随着自动驾驶技术的快速迭代、5G 网络逐步商用,无人配送车的兴起将会从优化旧的商业模式开始,最终催化新的生态,可能会经历三个阶段。

简单场景。在发展初期,较多应用在诸如在高校、产业园或夜间配送,满足部分快递需求,如信件、药品、夜宵等,可能会出现无人售货车、校园快递车等商业模式,并在此过程中提升可靠性,探寻运营管理规范。

优化旧模式。无人配送车能在复杂场景运行,且单车成本进一步降低,各电商平台、快递公司使用无人配送车替代快递员、即时配送员,降低配送成本,提升商家快递、外卖份额及服务质量,对已有商业模式进行优化。

新生态。无人配送车结合城市新的智能基础设施,形成无人服务基础设施,整合零售、物流、安防等,形成新生态,提供更高效、更好体验的多业务服务。

三、商业化进程仍面临诸多挑战

法律属性尚未厘清,游离于交通监管之外。

尚未明确无人配送车的监管范畴,是属于“机器人”还是“车辆”。一、按机器人管理,目前法律并不禁止机器人上路。疫情期间,大部分企业的无人配送车通常以“机器人”身份向在当地政府提交申请,当地政府审批备案后,牵头协调公安、交通等部门给予其试点运营支持。二、按车辆管理,现行法律法规尚不支持“无人驾驶车辆”量产上路。无人驾驶车辆需经过考核后,获得测试牌照在指定区域内上路测试。但目前各地颁布的《智能网联汽车道路测试管理规范》只针对乘用车和商用车辆,不包括低速车、摩托车以及其它非机动车。

缺乏对无人配送车这类交通参与者的规定,不明确其属于“机动车”,还是“非机动车”。根据《道路交通安全法》中对“机动车”与“非机动车”的定义,无人配送车“用于运送物品以及进行工程专项作业的轮式车辆”的属性更贴近于“机动车”类别。但若定义其为机动车,则需要进行场地测试、公开道路测试方能上路,同时接受严格的产品标准、市场准入、牌照等管理。因此,需要针对无人配送车修订现行《智能网联汽车道路测试管理规范》,或另行制定道路测试管理规范。另一方面,无人配送车暂时也难以被定义为“非机动车”。“非机动车”需在最高时速、空车质量、外形尺寸等方面须符合国家标准,如电动自行车的国家标准是时速不超过20km/h,质量不超过40kg。相关标准的缺失,使其处于在交通监管的灰色地带。

无人配送车在道路事故中法律责任主体不清晰。目前我国已量产的自动驾驶车辆均为L3 级以下,驾驶员是道路事故责任的首要追责方。针对自动驾驶测试车辆,目前法规并不允许“无人”驾驶,要求驾驶座上要有安全员,并作为交通事故首要追责方。而无人配送车并没有驾驶座,在测试前期有安全员随行,后期测试成熟后只有远程监控员。其次,对于无人配送车的安全接管,尚无明确要求。无人配送车上路发生交通事故时,如何判定责任,由谁来承担相关刑事、民事与行政处罚等问题尚待确认。

无人配送产品的标准体系亟待完善。

缺乏行业标准,更缺乏国家标准。针对无人配送车,目前只有中关村标准化协会技术委员会提出并归口的《服务型电动自动行驶轮式车技术规范》,对于无人配送车的物理特性、自动驾驶功能做了规定。该标准属于团标,由企业自愿选择,缺乏约束力。

表2 常见无人配送车技术参数

缺乏产品安全、道路测试标准。一方面,已有代工厂或自建工厂生产无人配送车,但由于无人配送车法律属性不清晰,对产品生产管理体系难以形成行业规范,导致产品良莠不齐,存在一定安全隐患。另一方面,无人配送车真正上路需要测试准入,对其他的交通参与者安全予以保障,目前该方面仍属空白。

是否应该遵循自动驾驶的设计准则有待讨论。自动驾驶对于汽车功能安全有非常严格的标准,如汽车电子功能安全标准ISO26262、预期功能安全ISO21448 等。此类标准对于无人配送过于苛刻,行业如何参考相应的安全标准,更侧重哪方面,值得探讨。

缺乏基础配套设施方面的支持。

缺乏本地部署或者边缘计算的资源支持。无人配送车数据量非常大,每天回传1T~2T 的数据。由于缺乏本地或者边缘服务器支持,数据回传的稳定性和效率均有待提高。

缺乏通讯基础设施的支持。完全实现无人化之后,运营方与无人配送车之间唯一的联系是通过网络监控。因此通讯的稳定性、即时性影响着车辆安全。在目前4G 环境下,容易出现通信被遮挡、基站覆盖不够、接入量太大而拥堵等,造成信号断掉或卡顿。其次,缺乏专用信号通道,通信稳定性不够。由于无人配送车刚刚起步,尚未形成成熟商业模式,缺乏停靠点建设、充电设施建设、V2X 等配套支持。

技术成熟度有待在更复杂环境下验证。

复杂道路环境决策规划存在挑战。疫情期间行驶环境相对简单,但在正常运营环境中,路上行驶有较多自行车、电动车,而且驾驶者常常不受交通秩序约束,可能与无人配送车产生较多冲突。其次,建筑更密集、路边树木遮挡较多,造成卫星定位信号丢失或飘移。这些真实环境,都对无人配送车的感知、定位以及决策规划提出了较高挑战。

车辆稳定性也需要经受考验。无人配送车能否满足高强度下的配送要求,能否满足雨雪、大风等极端天气配送的要求,能否满足光线不足、夜间行驶要求等等,都充满了挑战。

四、推动产业发展的建议

开展无人配送车管理体系研究,尽早将其纳入交通参与者。

厘清无人配送车法律属性,并在我国交通体系中给以明确地位。默许无人配送车违规发展或强制取缔都不符合科学发展要求,加强管理并逐步引导其规范发展利大于弊。

建议尽早地构建一套行之有效的管理体系。将无人配送车列入法定交通参与者,实施归类管理,明确投资、准入、路权、牌照等管理要求,并完善相关标准加以引导。

建立无人配送车管理体系涉及两个方面,一是对产品的定义、技术标准、生产许可、产品认证等的行政管理;另一个是路权和车辆注册、牌照、保险等交通管理。尽快开展研究,将无人配送车根据产品结构、性能和用途特点归类到最合适的车辆类别,或单归新一类,以适应现行的行业管理和交通管理体系。

建议采取“安全第一、有序创新”的政策方针。

建议政府本着安全第一、有序创新原则,在保障安全前提下,出台无人配送相关科学实践的落地政策,允许企业先行先试,加快无人配送真实落地速度。

给供需双方在市场环境下留出大胆创新的空间。无人配送车与共享出行、即时配送等新兴产业一样,是由需求导向、市场推动发展起来的。应积极引导和鼓励消费者使用无人配送,建立消费习惯,促进商业化发展。

建立跨学科、跨行业、跨部门的协同机制,推动产业共识。

建立无人配送车领域跨学科、跨行业、跨部门的协同机制。一是将政府各部门、行业协会、上下游企业、科研机构及投资机构等在产业发展中的角色定位清楚;二是建立沟通机制,就行业管理问题逐一与发改、工信、交通、公安、住建等主管部门对接,探讨无人配送物流体系、商业模式和技术落地的解决方案。

在产业协作层面,达成无人配送车落地时间与节奏的共识。助力加强产业上下游合作,底层重点推动5G 网络覆盖、IoT 基础设施建设等,同时以大规模商业化为导向,拓展对应新型保险险种等外围保障。

分区域分时段示范,逐步扩大无人配送车应用。

分区域开展无人配送示范推动和局部应用。推广思路应“以大城市为主,逐步推广到中小城市”,加快无人配送车应用。一是大城市对创新发展有更多政策鼓励;二是大城市有更多元的市场需求和更复杂的交通场景;三是大城市居民对新科技更强包容性和接受度。一旦在大城市某个局部有所突破,示范性和推广性具有更强生命力。综合道路交通环境、市场需求与用户接受度,建议在大城市内的高校、新兴产业园区等率先示范。

分时段推动无人配送车上路。为解决人车冲突等问题,建议采用分时段分车道机制。在车流与人流较少的时段,率先允许无人配送车加入,和普通车辆、非机动车混合运行。并建立持续跟踪评估体系,针对存在问题提出解决方案与政策建议,逐步拓展到更多时段。

建立无人配送车技术标准体系,形成准入许可制度。

建立道路测试标准、产品安全标准。基于我国复杂的道路交通情况,特别建议标准中引入碰撞安全要求,以保证其他交通参与者人身安全。

借鉴美国交通部门对Nuro R2 豁免政策,在保证安全前提下,对技术领先的企业允许率先进入市场。同时,推动无人配送车功能测试、安全测试、车-路-云通信等行业标准,并推动形成常态上路许可制度。

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