物流无人机专题研究

来源:物流天地 | 2018-10-10 17:00

  物流是指物品从供应地向接受地的实体流动过程,其间包括运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等有机结合的完整链条,最终为用户提供多功能、一体化的综合性服务。从运输方式看,物流体系包括公路、铁路、航空、水运、管道等。其中汽车运输为我国货运的主要方式(占78%),其次是水路货运(占14.1%)和铁路货运占(占7.8%),而航空运输(通过全货货机或客机腹舱运输)比重极低,不到货运总量的0.1%。

  公路货运分为整车和零担运输两大类。整车物流指一张货运单托运的货物即可装满一整车进行运输,重量一般超过3吨;零担运输则需要多张运输单共同承载装满一整车,到达目的地后分发给各个客户,根据重量可细分为大票零担物流(500kg-3t)、小票零担物流(30kg-500kg)和快递(30kg以下),大票零担物流和小票零担物流统称为零担物流。本文物流无人机的分类将参照此标准。

  物流业规模

  根据Al Masah Capital的报告,2015年全球物流市场规模为8.1万亿美元,预计2024年将增长为15.5万亿美元,2015年至2024年的复合年增长率为7.5%。

  根据国家发改委的数据,2017年我国完成社会货运量472.4亿吨,位列全球第一;2017年全国社会物流总额252.8万亿元,较2016年度的229.7万亿元,同比增长10.06%,其中工业品物流总额234.5万亿元,仍占主导地位,达到92.76%。2017年全国物流业总收入为8.8万亿元,比上年增长11.5%,增速提高6.9个百分点,高于Al Masah Capital预测的全球平均增长率。2017年社会物流总费用与GDP的比率为14.6%,同比下降0.3个百分点,社会物流总费用占GDP的比率持续回落。

  其中,零担物流和快递为物流业中增速最高的两个细分行业。

  零担物流业规模

  2017年我国公路零担物流市场规模为1.37万亿元,同比增长20%。受益于电商行业的发展和物流基础设施的完善,消费者的消费需求得到进一步释放。消费者不仅在线上完成小额小件商品的购买,也逐渐培养出购买大件商品的行为,例如3C家电、家具、食品等30kg以上的商品。

  公路零担市场未来几年将保持10%~20%的增速,预计到2020年,零担物流市场规模将达到2万亿左右。

  快递业规模

  我国的快递业务量规模已经连续4年位居世界第一。根据国家邮政局的数据, 2017年全国快递业务收入累计完成4957.1亿元,同比增长24.7%,增速略高于零担物流。快递业务市场未来几年将保持10%~20%的增速,预计到2020年,快递市场规模将超过8000亿。

  2017年全国快递业务量累计完成400.6亿件,同比增长28%,是2007年的33.4倍,预计2018年全国快递业务量将完成490亿件。2017年同城业务量累计完成92.7亿件,同比增长25%;异地业务量累计完成299.6亿件,同比增长28.9%;国际/港澳台业务量累计完成8.3亿件,同比增长33.8%。从地域分布看,东、中、西部地区快递业务量比重分别为81.1%、11.6%和7.3%,业务收入比重分别为80.9%、10.8%和8.3%。

  由此可见,我国快递业务以中长途的异地业务为主,占75%;国内快递业务主要集中在经济发达的东部地区,而中西部占比较低,约为19%。

  物流业现存的问题

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  物流运输成本高

  我国社会物流总费用与GDP的比率常年保持在18%左右的较高水平,比全球平均水平高6.5个百分点,而发达国家该指标约为10%。自2014年开始,我国物流费用有所降低,2017年社会物流总费用与GDP的比率为14.6%,同比下降0.3个百分点,占比依然很高。从产品成本结构看,我国物流成本占产品成本的比例高达30%-40%,远高于世界平均水平,如表1所示。

  表1:我国物流成本占产品成本比例对照表

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  资料来源:公开资料

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  物流运输效率低

  过去相当长的时间内,物流行业提升效率的主要方式是不断优化车辆、仓储等设施。这种方式一方面投入巨大,另一方面效果有限。现阶段,我国各种物流运输设施及装备的技术水平和管理水平较低,物流作业效率不高。

  以公路运输为例,根据2017年贝恩公司与G7联合发布的《中国公路货运市场研究报告》,我国最繁忙的10条公路的汽车平均时速约50-65km/h,相比发达国家75-80km/h的平均水平仍有差距,车辆性能、车况差距、公路拥堵程度、公路路况、收费流程等是导致我国汽车运输平均速度低于发达国家的关键因素。

  航空运输方面,航空运输有速度优势,但面临空域资源紧张、机场服务和运行效率较低、航空物流企业竞争力弱以及外部环境制约等问题,其效率仍有待提高。国内货机需要与客运飞机共用民航机场和航线,加之近年来空域管制频繁,导致货机空域资源极度匮乏,高度依赖机场设施和服务效率。

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  物流运输结构不合理

  近年来,随着电子商务的蓬勃发展,“轻、薄、短、小”型的货品数量和比重逐年上升,单位重量产品的价值呈现上升趋势,货运客户对运价承受能力越来越强,对时效性的要求也越来越高。因而,市场对于航空货运的需求越来越大,以生鲜食品、电子通讯、精密机电、商业文件、高价值商品和医药用品等为代表的产品,越来越多地选择以航空运输作为承运方式。从全球看,由航空运输的贸易量占世界贸易总价值的35%。

  然而我国目前物流体系过度依赖于公路,航空运输处于起步阶段。根据交通部发布的《2017年交通运输行业发展统计公报》,2017年我国仅有143架货机,绝大多数航空货运仍以客运飞机搭载,2017年国内民航机场完成货邮吞吐量1617.7万吨,增长7.1%,低于物流业的平均增速,更是远低于快递业增速。货机数量不足(仅143架),航空货运占总货运量比重(不到0.1%)低于全球1%的平均水平,不利于构建高效的现代物流体系。

  针对物流业现存的问题,国务院和中央各部委,发布了《关于进一步推进物流降本增效,促进实体经济发展的意见》、《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》、《关于推动物流服务质量提升工作的指导意见》等政策,力求扩大高质量物流服务供给,降低物流费用,提升物流效率。因此,发展速度快、成本低、安全可靠、智能化程度高的新型物流承运平台成为构建现代物流业的重要方向。

  物流无人机概念及分类

  物流无人机是具有全自主起降和巡航能力,能按照预定航线,通过内置货仓或吊舱安全可靠地进行货物运输的无人驾驶飞行器。物流无人机具备高度智能化的特点,能自主起降巡航,能妥善应对和处置飞行任务中的各种复杂突发情况,是对现有物流体系的补充,也是对某些平台的潜在替代。物流无人机可按照运输半径、载重分为“干线-支线-末端”三级。

  干线级

  干线级物流无人机一般为固定翼,用于跨省区、跨国的机场之间的物资运输,根据京东《2017-2018世界物流无人机产业发展年度报告》的定义,干线级物流无人机载重50-60t,运输半径1500km。本文参照快运分类标准,将干线级物流无人机定义为载重大于3t(整车物流重量标准),满载情况下运输半径大于1500km的无人机。

  干线级物流无人机在通航机场、专用机场、民航机场之间进行远距离、大批量、点对点的物资运输,承担货运飞机、列车、汽车的长途运输职责,补充现有物流体系的运输能力。干线级物流无人机对跑道长度要求较高,对照我国民航局航空民航标准-MH 5001-2013《民用机场飞行区技术标准》,干线级物流无人机一般2B等级以上的机场工作。

  支线级

  支线级物流无人机一般为固定翼、旋翼或倾转翼飞机,用于省内城市运输或者跨省区机场或运输,根据京东《2017-2018世界物流无人机产业发展年度报告》的定义,支线级物流无人机载重200kg-2t,运输半径不超过800km。本文参照了快运分类标准,将支线级物流无人机定义为载重500kg-3t(大票零担重量标准),满载状况下运输半径100km-1500km的无人机。

  支线级物流无人机在通航机场、专用机场或非机场场地(垂直起降无人机)之间进行中距、中等批量、点对点的物资运输,承担汽车、列车的运输职责,补充现有物流体系在偏远地区(山区、草原、海岛、冰雪覆盖区域等)的运输能力并提升运送效率。支线级物流无人机能在2B以下等级的机场工作,某些垂直起降无人机可在简易机场使用。

  末端级

  末端级无人机一般为旋翼飞机或多旋翼飞机,用于解决“最后一公里”,降低递送成本,根据京东《2017-2018世界物流无人机产业发展年度报告》的定义,末端物流无人机载重5kg-50kg,运输半径10-50km。本文参照了快运分类标准,将末端级物流无人机定义为载重500kg以下(快递和小票零担重量标准),满载状况下运输半径100km以下的运输用途无人机。

  末端级物流无人机在配送站、终端客户(或配送柜)之间进行物品配送,降低现行末端配送体系的成本,减少末端配送人员工作量。

  物流无人机应用场景

  民用

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  物流

  物流无人机最主要的用途是物资运输,即补充或部分替代货运飞机、列车、汽车、快递人员的职能,从而补充运力缺口,突破地形限制,缩短投放周期,缩减投送成本,促进现代物流业升级。其中,支线级物流无人机特别适用于岛屿,人烟稀少、公路基础设施薄弱的山区、草原、戈壁沙漠等地区,亦适用于经济发达的地区。

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  弥补公路运输不便的地区

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