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20年后,机器人将接管网购供应链?
导语:到2036年,网上购物和货运过程将会演变成什么样呢?会彻底自动化,机器人完全接管整个供应链吗?彭博社近日撰文以一位消费者网上购买的一双中国制造的鞋子为例,畅想了整个货运和最后一公里的配送过程,并分析了所涉及的种种技术的发展。
美国科罗拉多州英格伍德,10月的一个寒冷的晚上。这一年是2036年。26岁的凯特琳(Caitlin)下班回到家,发现门口放着一个箱子,里面装有她3天前上网购买的一双运动鞋。那是一次冲动购物,不过并不贵——只需29美元,免运费——鞋子也刚好可以周末穿来跑步。该双鞋是MassOnlineRetail.com零售网站女性区在售的3812双中的一双,在7月生产于中国的一家工厂。

该双紫黄色的运动鞋没什么特别之处,相比之下,它被送往凯特琳位于郊区的家门口的旅程更有意思。

在过去的几十年里,人类已经完全被剔除出物流运输行业。该行业如今由机器和软件所主导。制鞋很久以前就成了机器人的活儿,至少在低端工艺方面是如此。休闲鞋等消费品的制造、销售、运输和购买流程如今仅涉及一个重要的人——消费者——以及一个到处监察装配线和维修机器人的人。现在,我们所购买的很多日常用品,制造、购买和出货的一整个过程只有一个人参与:顾客。

2036年7月5日,那双运动鞋从中国南方的一家鞋厂出厂,到18个星期后的10月26日,送达凯特琳的家门口。凯特琳是第一个看见或者触摸这双鞋子的人类。她很高兴鞋子跟她预想的那么舒适。

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这个未来旅程,是展示多项不同的技术会如何共同重塑零售世界的一次尝试。在不远的未来,现有的工具和想法会达到满足我们在线消费需要不再需要很多人工甚至完全不需要他们的地步。

当然,这种特定的情景并不是必定会发生。某种未知的障碍可能会减弱监管机构对无人驾驶汽车的渴望。如果借助3D打印技术,在本地市场“打印”鞋子成本更低的话,那低利润率的鞋子装配业务可能会逃离亚洲。不过,货运和物流行业都在热切关注这些技术的潜力,并进行了积极的投资布局。这种现实的某种版本离我们不远。

2036年7月5日,5点45分



开始货运



目的地:加州





在广东东莞的鞋厂,机器人将数百双运动鞋装载到一个金属集装箱。该集装箱将与数千个其它的集装箱堆叠在集装箱船上,穿越太平洋。这些40英尺联运集装箱仍然是国际贸易的支柱。我们的暗红色集装箱放置在一艘轮船上,踏上26天穿越大西洋、经由温哥华到达加州长滩的旅程。它距离轮船的舱面30英尺,周围是1.7442万个几乎一模一样的集装箱,它们装满诸如玩具、餐椅和书架扬声器的消费品。船上一个人都没有。从该轮船驶离喧嚣繁忙的深圳港口以后,它便一直处在近乎死寂的环境,一直向东北方向航行。集装箱在航行过程中一旦偏移超过1.5英寸,它上面的标签就会发出卫星信号。在韩国的远程海运操控室里面的计算机在监控该集装箱以及全球各地约480万个其它的集装箱,包括装着我们的那双鞋子的那个集装箱。集装箱摇晃幅度极少会超过0.25英寸。如果轮船的摄像头检测到任何超过正常范围的摇晃,韩国的计算机就会调派船上的一台小型无人机进行近距离检查。

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国际货运90%都发生在海上,都利用迄今为止最大的一些船舶。相比其它的货运方式,集装箱货运成本较低,这得益于由美国零售商、亚洲供应商和集装箱组成的生态系统大大压低了成本,让几乎任何一种商品都能够以很低的成本运送到全球几乎任何一个地方。

劳斯莱斯船舶业务创新副总裁奥斯卡·莱万德(Oskar Levander)表示,轮船正在快速奔向数字化未来。未来,很多船舶将会远程操控,其它的船舶也将全自动航行。劳斯莱斯正在研究各种不同的技术来加速这一转变。该公司和其它倡导这类航行方式的公司认为,自动航行船舶将会降低运营成本,将会进一步被充分利用,同时也将提升航行的安全性。

劳斯莱斯预计,渡船、拖船等“本地”船舶将最先实现自动航行,然后是沿海船舶,再接着是那些在公海航行的船舶。船长坐镇的地方将从轮船变成海岸,他们将利用雷达、摄像头、传感器等各种先进的工具来操控船舶,就像美国军事飞行员在美国大陆操纵大型无人侦察机在全球各地飞行那样。在其它的情况中,人类领航员将只会在特定的时候操控船舶。“我们将会让身处海岸中心的船长在轮船接近港口或者发生特殊情况的时候接管操控任务。”莱万德说道。他预计,货运行业基本上都将转向远程操控和自动航行的混合模式。

船舶的“智能化”进化可能也将刺激海运行业的整合。目前,船队平均规模仅为8艘船,尽管部分国际巨头马士基集团、AS、地中海航运公司、赫伯罗特航运公司在全球范围运营数百艘船。那些差异意味着,随着更多的船舶能够远程操控,规模效应引导行业转向打造更容易通过航行控制中心操控的、更大型更统一的船队,船舶公司的数量将会出现萎缩。

劳斯莱斯预计,首批远距离操控的船舶将会在2020年出现,到2030年它们将会“在公海上变得司空见惯”。商用货运市场已经在进行相关的部署。他们在测试和强化通信连接,以期使其达到自动航行船舶所需要的可靠性。劳斯莱斯正在芬兰研究陆地船舶控制中心。“20年后,我肯定我们将会迎来可全自动航行的集装箱船。”莱万德指出。

2036年8月3日,4点47分



港口卸货



目的地:道路运输车辆





经过26天的航行,装有凯特琳购买的鞋子的集装箱船于8月3日凌晨4点47分到达加州长滩港口。该船减速靠近港口,与一个自动化监控系统通信进行停泊,这一过程大约耗时40分钟。该船和船上的货物让港口的传感器快速进行数字“检查”,然后开始卸货。头顶的起重机由分析和整理过各个集装箱的计算机来程控,计算机会给该轮船设计出最高效的卸货和装货方式。起重机在庞大的船舶上方前后左后地移动,将各个40英尺集装箱移动到自动化的托盘车上面,然后后者再通过轨道车或者卡车将集装箱送到指定地点。(43小时后,我们的鞋子所在的集装箱被送到卡车,前往洛杉矶以东的圣贝纳迪诺县的仓库,然后再通过另一辆无人驾驶卡车运送到丹佛。)在港口,由人类技术员组成的小团队换班处理维修工作,以防起重机或者托盘车发生故障。他们还会给有需要的托盘车更换轮胎。8月3日,处理装有凯特琳购买的鞋子的集装箱的机器运作良好:没有出现停顿,也没有磨损部件需要处理。该双运动鞋的100英尺范围内,一个人都看不见。

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早在1990年代,欧洲港口是自动化进化的先驱者,当时货运公司和港口官员认识到,借助更加大型的起重机和更加先进的计算机软件,集装箱在全球贸易中的角色可进一步自动化。集装箱本身已经有50年历史,早前在削减来自供应链的成本方面掀起过变革。在那之前的码头工人时代,大多数货物都是依靠大型挂钩和人力来在码头和船舶之间运输。之后的一步是,更加高效地利用这些金属柜子。亚洲后来跟随欧洲推行港口的自动化运作。

随着专业技术的不断成熟,比如起重机、集装箱、机器人和自动化软件悉数变得更加先进,距离完善运营实现免除人工的港口的全球化网络,只有几年的时间,而不是几十年。全球最大的港口——深圳、上海、新加坡、鹿特丹和洛杉矶——均大力投资自动化技术,渴望扩大该类技术的角色。这不仅仅是为了提升运营效率,还为了实施更加绿色的运作来解决环境隐忧。不过,港口基本工程项目在成本和规模上都相当巨大,往往以多年的周期来运作。相关投入也跟全球贸易状况息息相关:经济不景气往往会放缓自动化进程。

3月的一个早上,在长滩港口,OOCL Taipei货柜被卸下。中港(Middle Harbor)港口是美国自动化程度最高的港口之一。(在技术自动化方面,鹿特丹被广泛认为是全球最先进的港口。)巨大的门式起重机在OOCL Taipei从亚洲买来的大约8000个集装箱上面作业。那些起重机有一位操作员负责监视抓起和释放这些5万磅重的集装箱的细微工作,但起重机的运转主要由计算机来操控。这些机器扮演协调货船的装货和卸货工作的角色,它们帮助将集装箱分门别类,比如区分哪些集装箱要运送到卡车,哪些要运送到轨道车辆。

2036年8月5日,1点35分



卡车长途货运



目的地:科罗拉多州





2036年8月5日凌晨1点35分,我们的鞋子所在的集装箱在长滩逗留43小时后准备离开海岸。一家卡车联合运输公司的无人驾驶牵引式挂车准备就绪,按照预约将于凌晨1点50分取货。该卡车准时到来。两分钟后,一架起重机给它装上集装箱。5分钟后,进行完额外的数字检查以后,卡车驶离港口,奔向北边比较畅通的I-710高速公路。(在这个时段,几乎全程都是自动驾驶;人类乘客在睡觉。)卡车前往加州丰塔纳的转运站,离开安大略机场附近的I-10高速公路。90分钟后,3点26分,它到达该地,接着起重机将我们的红色金属柜子调离卡车底架。

在接下来的周三,2036年8月11日,在洛杉矶以东的干旱地区,炎炎夏日。我们的集装箱被转移到另一辆卡车上,准备送往科罗拉多州。客户希望这批包含500双鞋子的货物在72小时内送到仓库。该行程从下午6点03分开始,往西进入I-10州际公路,然后转到I-15州际公路,穿越加州、内华达州和犹他州的部分地区,但由于软件发现更加合适的路线,卡车可以绕道行驶,提升效率。科罗拉多州河狸溪滑雪场附近山脉的狂风让我们的卡车稍微降速,与此同时,拉斯维加斯外也发生了交通事故,造成了一点延误。早上8点40分,我们的鞋子到达客户位于科罗拉多州森特尼尔的大型配送中心。这段行程在不到15个小时内完成——该990英里长的路线自动驾驶车辆的标准用时。

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作为一个研究领域,自动驾驶汽车呈现爆炸式增长——从宝马到特斯拉,几乎每一家汽车厂商都计划推出该类汽车,帮助形成监管标准。谷歌那帮人同样在积极涉足该领域。大卡车厂商也不甘落后。(特斯拉CEO伊隆·马斯克也对打造无人驾驶卡车很有兴趣。)

从技术层面来看,打造无人驾驶卡车不算是令人畏惧的挑战,但在UPS或者联邦快递等地方,给卡车装载包裹却是很难安排的事情。人类仍然要处理给拖车装货的任务。拖车主要载运散装的包裹,另外还载运装到货盘上的部分货物。在成本方面,“散装货物”模式仍然是最高效的卡车装货方式,但对于机器来说,这种模式最难掌握。为了实现装货和卸货的全自动化,卡车内部将需要在整个行业范围实现标准化,设置“笼子”或者其它的分区来将卡车内部空间分成一个机器人系统可以应对的平台。这很可能会推高货运公司和消费者的成本。

无人驾驶卡车的两大好处是:安全和节省成本。按照美国的法规,卡车司机每天驾驶时间不得超过11个小时,这制约了卡车的生产力。无人驾驶汽车行业将自动驾驶程度分成五级,0级到4级,0级是指当前的人工驾驶模式,4级是指汽车驾驶技术跟技术出色的人类司机一样出色。Cowen & Co股权分析师今年2月发布的报告称,达到3级标准(人类司机主要负责监视自动化系统)的车队可让收益最多提升8%。凭借这类自动化技术,在长途运输任务上,货车运输在与铁路运输的竞争中能够重新夺回一些优势。另外,在工作表现方面,无人驾驶卡车不需要休息,也不需要服药来治疗慢性疾病。它们不会碰酒精和毒品。它们不会为了工作离开家人数天甚至数个星期。它们不需要喝咖啡,不需要吃东西,不需要上厕所。它们不会出现疲劳,不会在高速公路上注意力不集中,不会一边驾驶一边捣鼓车上的广播电台。全球最大的一些采矿企业已经在它们不对公众开放的大型工地上使用无人驾驶卡车。

根据Cowen & Co的分析,到2022年至2027年,达到3级半自动驾驶标准的卡车在美国高速公路上可能将会变得“随处可见”。3级和4级的货车运输至少要再过十年甚至更久才能实现,因为大型道路交通生态系统还无法达到99.999%的可靠性。支持系统将需要达到这种水平才能够让3级和4级自动化驾驶变得可行。

2036年8月12日,9点15分



在仓库卸下存货



目的地:未知





集装箱到达仓库,多台机器人快速将它卸下,然后穿梭般往复将产品运送到它们各地的存放区域。鞋子处在东北角落,离集装箱送达地点有几个足球场那么远,位于28C走道。这时是8月12日,鞋子在等待买家下单购买。

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在亚马逊时代,仓库成了在线零售业的新百货商店,由高科技机器人组成的无敌舰队担当数字化店员。随着在线购物的持续发展,一个一个仓库中心如雨后春笋般拔地而起,领头羊亚马逊走在了最前面。网络零售催生了仓库机器人——亚马逊目前有4.5万个机器人员工——这有助于减少这些大型配送中心的人工走动距离和受伤情况。那些机器人取来产品的速度要快速人类员工。再算上塔吉特、沃尔玛、梅西百货和数千家其它的零售商——机器人需求似乎相当大。

2012年,亚马逊收购仓库机器人行业先驱Kiva Systems。3年后,该创立于马萨诸塞州的公司被更名为Amazon Robotics,开始将它的320磅重机器人悉数提供给它的母公司。据行业期刊《机器人报告》(The Robot Report)称,这一企业决策使得多家公司都想要替代Kiva Systems的位置,为在线零售业供应仓库机器人。

不过,仓库和机器人的影响力远不局限于亚马逊和零售业。大多数涉足物流行业的公司——这意味着几乎每一家从事商品进口和销售的公司——都在研究机器人在其供应链和配送流程中的潜在角色。“再怎么夸大便利性在美国经济中的威力也不为过。”PlusOne Robotics创始人兼CEO埃里克·尼夫斯(Erik Nieves)去年在一个自动化大会上指出。

仓库机器人辛勤地与我们一起工作已经有好几年时间,但还需要进行改进。一方面,物流机器人欠缺视觉和感知能力。它们利用运动传感器以及其它的传感器来识别文字和行走,但它们实际上无法“看到”自己所在的环境。未来,凭借由敏感摄像头和识别软件组成的“视觉伺服控制”技术,以及抓握、拣取和放置能力,仓库机器人将会变得更加强大。这些机器将能够为卡车装货和卸货——目前的一大难题——并在包裹分类和装箱上替代人工。

2036年10月26日3点45分



向顾客交付订单



最终目的地:科罗拉多州恩格尔伍德80113号





夏天结束,我们的鞋子在仓库里躺了两个多月。(它们是紫红色的,不是这个灰尘时代最流行的颜色。)零售商的算法准备要移走它们。零售网站的脚本自动将鞋子的价格下调33%。周日晚上,即将迎来繁忙一周的凯特琳午夜辗转难眠,因此开始上网浏览鞋子,看到了这双鞋子。鞋子价格合适,凯特琳在想新运动装备会否让她有更大的动力去运动。她点击下单。她选择免费配送,也就是说鞋子不会早上7点钟或者第二天就能送达,但将会在周二10月26日送达。那天下午,一架蜘蛛似的硬件降落在森特尼尔配送中心的一个装货码头。在此之前,一台负责分拣的机器人已经将我们穿越万里路的运动鞋从28C走道的货架取下来,将它与另外数十盒包装类似的鞋子放在一起。机器人给鞋子贴上RFID(无线射频识别)跟踪标签,让它等待被送往几英里以外的最终目的地:凯特琳位于恩格尔伍德北边的平房。

无人机识别跟踪标签上的加密信息,读取到该盒鞋子的交货期限:当地时间2036年10月26日下午5点。只剩下75分钟了,因此无人机决定优先配送该双鞋子,给GPS系统输入地址坐标,然后飞到300英尺高的空中。29分钟后,凯特琳隔壁的邻居听到外面有轻微的呼呼响,无人机将鞋子送到凯特琳家门前的门垫。到凯特琳下班回家打开盒子之时,她就会成为第一个亲眼看到这双鞋子的人类。

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美国联邦航空管理局(以下简称“FAA”)近期预计,到2021年,美国将会有超过42万架商用无人机投入使用,较当前的数量增长十倍之多。(该机构的最高估算是160万架。)“商用无人机行业很有活力,似乎还处于增长初期。”FAA在其预测中称。

亚马逊、谷歌、Flirtey、UPS和其它的公司都将自动飞行的无人机视作更快速地将商品送到顾客手中的关键。但正当这些公司探索无人机送货之时,全美范围的市政府都在考虑实施针对无人机独特的监视功能的法规。消费者的这种担忧可能会大大影响商用无人机运营市场的发展,至少在部分地区是如此。
Edit
注:机器人网原创文章,欢迎转载与分享,转载请注明出处。
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