在上個月的618,京東在中國人民大學完成了首次無人物流車送貨。去年9月,京東曾首次展示了無人配送車樣機圖片,提出了“移動版自提柜”的概念,同日菜鳥末端配送機器人小G也在阿里的杭州園區內測,除了規劃路線、遞送貨品,小G還和阿里總部電梯進行了打通,小G可以上電梯,將快遞直接送到工位上。
在AGV倉儲、分揀環節的技術落地后,京東、阿里們又將目光投到了最后一公里——末端配送上。
其實此前在最后一公里的落地上,此前各方曾嘗試過無人機方案,例如去年雙11期間,京東自主研發的無人機在江蘇等地開始鄉村配送,京東同時計劃在四川建立150個無人機貨運機場,預計3年內投運。
但總體來說,無人機配送還在試驗狀態、政策管制嚴格,且其存在成本高、易丟易墜落、載重量有限、航線規劃不夠靈活的缺點,此次618劉強東再次提到,京東對無人機的規劃是將其放在空曠的農村固定線路。
在對比了末端無人物流車和無人機配送兩種方案之后,我們認為,相比無人機配送,配送機器人或許能更快地進入實際應用。在以下的文章篇幅里,我們將從市場規模、物流成本結構、無人配送車研發、配套的激光雷達產品等方面,對無人配送車進行探討。在人力成本逐年攀升的情況下,尋找可持續發展的替代方案是必然的趨勢,而無人配送車如能在成本和可靠性方面表現優異,在物流行業京東、阿里、順豐等大企業的助推下,這或許將成為下一個可以值得投資的產業鏈。
而無人駕駛,也將找到率先破局的首個應用場景。
物流成本結構
在探討市場規模之前,我們先暫要探討下無人機這一方案面臨的政策局限,以及無人車場景和無人機的不同。
首先在全球范圍內,無人機配送都面臨著落地難題,主要是來自政策層面。比如亞馬遜在美國就遭遇了美國FAA(美國聯邦航空管理局)的飛行限制,其Prime Air無人機是在英國完成的首次試飛送貨。在中國,絕大部分的城市地區人口密集,對無人機的飛行管制正在日趨收緊,其中北京最嚴,城區六環內全城禁飛。這也是為何京東的無人機布局都是首先從偏遠或農村地區開始。
以京東為例,京東希望在農村發展無人機是基于渠道下沉的考慮,目前,農村用戶如果在京東上下單購買物品,京東物流一般是配送到鄉鎮,用戶再自行到鄉鎮取貨,中間3-5公里的交通成本由用戶來承擔;或是配送到村里大隊,用戶去大隊取貨——由于農村POI點尚不密集,單靠定位無法獲取用戶詳細地址,一般來說京東的農村用戶目前尚未獲得上門服務。
這樣來看,京東無人機未來如果進入常態化運營,其一,解決的是京東倉庫到縣城、縣城到鄉鎮、到村大隊的配送,仍然屬于嚴格意義上“干線物流”的范疇,無人機介入,更多將對現有京東物流成本結構進行優化;其二,更適于無人機的是農村場景,而末端物流需求最強烈的城市場景需要的是無人車解決方案,同時無人車需要有運營區域的高精度地圖,中國農村幅員遼闊,目前尚不具備大規模進行高精度地圖測繪的優先級。
因此,我們認為,如果分析無人物流車送貨的話,更多應在京東現有的物流成本結構、現有的物流手段組合下找尋答案。同時由于無人物流車尚未有在全球正式運營的對標公司,因此我們僅以京東為例來研究無人物流車送貨,究竟能夠在多大程度上為其節約成本。
京東2014-2016年財報節選
我們以圖中京東2015-2016年的數據為例,其凈營收從1812.75億上漲為2601.22億元,漲幅43.5%。全部的運營支出則從2015年的1877.46億元上漲為2622.67億元,漲幅39.7%。
京東在財報中解釋道,其運營支出的增長主要是因為其營業成本(Cost of revenue,主要由商品采購成本、線上流量成本、以及京東金融相關的利息成本組成)、倉儲物流成本(Fulfillment expenses)、市場營銷費用(Marketing expenses)、技術和內容開支(Technology and content expenses)、行政管理費用(General and administrative expenses)等的增長導致。
其中,京東強調,倉儲物流成本未來仍然將是公司未來重大開支。
我們看到,2014-2016年京東的營業成本分別為1016.31億、1570.08億、2206.99億元,占營收比例分別為88.3%、86.6%、84.8%,為其最大開支,因為電商的本質是零售商,在網上要先進貨再賣出去。同時我們注意到,營業成本占營收的比例在逐年下降,這意味著京東可以用較小的成本獲得更大的營收,即其產品和服務的議價能力在提升,用戶愿意為其買單。
那么,這一現象是如何發生的呢?我們認為,用戶對于京東品牌認知的提升和對于其服務的認可是不小的因素。而用戶的首肯多來自京東市場營銷(Marketing)對用戶心智的占領、技術和內容開支(Technology and content expenses)帶來的流程改進。以及,京東之所以成為京東的,也是占營收比例第二大的,京東對于倉儲物流成本的持續投入。
2014年-2016年,京東的倉儲物流費用分別為80.67億、139.21億、209.51億元,占營收比例分別為7%、7.7%和8.1%。能夠看到,相對于京東營業成本(主要是進貨成本)占營收比例下降,倉儲物流費用在營收中的占比是在持續增加的,其中從2015-2016年,京東對倉儲物流費用的投入增長了50.5%。
京東表示,這一費用的增加,一方面是由于其配送網絡的擴大,另一方面,由于配送業務的增長,其合作第三方配送公司的配送費也在上升,從2015年的20.59億增加到2016年的33.87億,另外為了應對業務增長,京東租賃的倉儲用地也在擴大,這也帶來了相應費用的提升。除了上述這些,倉儲物流費用增加的最重要原因,是由于其倉儲物流人員隊伍的壯大,從2015年底的8.9萬人增加到了2016年底的10.05萬。
而這些物流人員的總成本也從72.89億增加到了108.45億。同時,這兩年倉儲物流人員成本占營收比例則比較穩定,維持在4%。這說明,占據快遞物流成本最大一塊的人力成本,沒有下降的余地了。
而這就是最后一公里無人車物流可以介入的地方。
市場規模
那么,這個最后一公里物流車的市場規模有多大呢?首先,我們不妨來看看我們國家物流成本在GDP中的占比。
在上圖中我們知道,中國物流成本占GDP的比例高達18%,而同時發達國家則將這一比例控制在8%左右,其中美國為8.2%,日本為8.5%,世界平均水平在11.7%,即中國的物流成本是在世界水平線之下的,有巨大的提升空間。
上面我們從京東的例子中看出,京東在2015、2016年的倉儲物流費用分別為139.21億、209.51億元,占營收比例分別為7.7%和8.1%。而其中,這兩年倉儲物流人員成本占營收比例則比較穩定,維持在4%。也就是說,人力成本在倉儲物流的總成本中占比高達50%。2017年,中國快遞業務量預計為419億件,而三年以后,2020年,這一數量將增長到1000億件。
2016年,中國快遞相關從業人員總數為203.3萬人,其中,負責倉儲分揀的人員數在16.9萬人(AGV技術較為成熟,替代了一部分人力),卡車司機(干線)為5.1萬人,數量最多的是一線的三輪車、二輪車快遞員(支線),在118.3萬人。相比其他分支,對最后一公里進行無人化改造效益更為顯著,也即這118.3萬的一線快遞員。
以人均每年成本10萬元計算,(參考京東2016年底物流人員10.05萬,人員成本為108.45億,每年人均約10萬元成本),118萬一線快遞員就是1180億的市場。
低速無人物流車解決方案
在上個月的京東618機器人配送中,京東采用了多家企業和高校的物流車解決方案,包括長安低速無人車,以及智行者科技的首款無人配送物流車——“蝸必達-無人配送物流車”。下面我們以智行者的蝸必達為例,來探討下低速無人物流車的解決方案。
蝸必達-無人配送物流車屬于智行者低速無人駕駛領域的“蝸(Ω)”系列產品。智行者成立于2015年,其定位是做自動駕駛的決策系統,目前已經取得近20項專利,先后同北汽、上汽等國內大型車廠合作,推出了多款L3級別無人駕駛樣車,累計測試里程超過30萬公里。
而在真正落地執行的商業化方面,智行者選擇了限定區域內的無人物流配送車、以及無人作業車兩個方向。其中,無人物流配送車背靠大物流產業,并有京東、阿里菜鳥、順豐等幾大巨頭作為潛在大客戶,或將得到率先爆發。
智行者的CTO王肖介紹道:“蝸必達-無人配送物流車”采用了自動駕駛系統,通過多線激光+ DGPS的環境感知系統,搭載了智行者研發的AVOS系統,使用嵌入式低成本方案,可以適應復雜環境。同時,結合具備360°全程監控和實時信息交互的云平臺管理系統及可一鍵開鎖的智能快遞,來實現物流配送最后一公里的智能化。日后,快遞員可通過“蝸必達-無人配送物流車”提高物流配送效率,也可為用戶提供安全快捷的物品配送體驗。
在產品成本組成上,智行者物流車的成本主要由車體、激光雷達傳感器、以及智行者自身研發的決策系統AVOS等部分構成。其中激光雷達傳感器是成本的重要組成部分。
在智行者展示的低速物流車上,其使用了兩種激光雷達,一處是前向的16線Velodyne激光雷達,另外在車身下部周圍還安裝了3個1線Sick激光雷達。這些雷達都是進口,性能穩定的同時,價格也較高。對此,張德兆表示,智行者正在接洽國內的激光雷達廠商,以期在未來降低產品成本。低速無人物流車的整體成本目前可以控制在10萬元左右。
16線激光雷達
在智行者的解決方案中,其低速物流車要實現無人駕駛,需要其一,構建高精度地圖,其二,在行駛時進行實時定位。其中在構圖時,智行者使用一個64線激光雷達對園區進行了路網搭建。在定位時則使用的是一個放置在車輛前方的16線激光雷達。
激光雷達本身具備精確的測距、空間定位與描述、可靠的障礙物檢測等獨特能力。通過高分辨率激光雷達,有助于實現復雜交通環境下自主駕駛,特別是針對交通擁堵、狹窄道路、小區和停車場等特殊場景。
在高速自動駕駛(時速高于70公里/小時)解決方案中,谷歌Waymo、百度、Lyft、Uber均用到了64線Velodyne HDL-64E激光雷達,這種64線激光雷達用于障礙物和移動車輛檢測,可形成水平方向360度和垂直方向30度視域的掃描數據,目前在高速車的無人駕駛中仍然不可缺少。
但是這種多線束旋轉的激光雷達依然存在弊端。成本高(64線Velodyne激光雷達售價70萬)、需要手工調教、出貨少(被福特和百度投資后,產能基本被二者占據,導致激光雷達供不應求),導致激光雷達成為無人駕駛傳感器中較為掣肘的一環。
而低速自動駕駛對于激光雷達的要求較低,給了較少線束激光雷達量產破局的可能。同時像智行者、馭勢科技這樣的自動駕駛解決方案公司,均將低速無人車作為初期方向,并對國內低成本的16線激光雷達有實際需求,因此,16線激光雷達或許是一個不錯的量產方向。
目前國內的激光雷達創業公司也在迎來各自的進展,在高線束方向,禾賽科技今年4月推出的40線激光雷達挑戰的是Velodyne的64線解決方案。而在低線束方向,也有速騰聚創、北科天繪、鐳神科技等創業公司推出16線產品。
去年5月份,北科天繪推出其16線智能車用激光雷達(R-Fans16),有效探測距離大于50m(ρ≥20%),掃描視場360°,測距誤差優于5cm。去年10月份,速騰聚創推出了16線激光雷達樣機,宣布掌握了相關技術,其產品包括硬件傳感器和相應的點云算法——包括定位、車道線識別、路沿檢測、障礙物識別和跟蹤、對障礙物進行分類等。
速騰聚創COO邱純潮告訴36氪,在10月份驗證了技術后,團隊曾一度陷入接下來是進行64線的研發、還是16線的量產的爭論,不過在綜合了市場需求、技術實現難度、生產周期等考量因素后,速騰聚創決定投入到16線的量產——64線激光雷達的產能最多為一周兩臺,而16線激光雷達可以做到15小時生產一臺。同時在市場需求方面,國外自動駕駛公司Drive.ai所用的激光雷達方案是將4個16線激光雷達進行耦合。
邱純潮告訴36氪,團隊最終跑下來發現,即使是原本被認為可以在4個月內投入量產的16線激光雷達,也花了6個月時間(去年10月-今年4月份)才做好量產準備。其出貨量在上個月達到了100臺,同月公司實現了收支平衡。今年,速騰聚創計劃建設100條生產線,并計劃在今年年底做出微震靜解決方案MEMS,以替代旋轉激光雷達。
鐳神智能CEO胡小波透露,鐳神智能第二代三角法16線激光雷達將于今年8月量產。其第一代TOF激光雷達采用了無線傳電傳信號,可靠性、壽命較長。
總結
總體來說,我們認為,相比干線物流,對最后一公里進行無人化改造效益更為顯著,以人均每年成本10萬元計算,118萬一線快遞員至少是一個1180億的市場。在替代人類快遞員的解決方案中,低速無人車解決方案有望比無人機(因為監管因素)更快落地。正如智能鎖之于共享單車,作為低速物流車車身關鍵零部件的激光雷達也是一個值得資本和業界投資的方向。同時,我們認為,相比高速自動駕駛,特定場景下的低速無人駕駛或將迎來真正意義上的商用化破局,這是由京東、阿里、順豐們的強物流需求決定的。
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