2036年網購和貨運:機器人完全接管供應鏈?
2017年09月18日11:19

  到2036年,網上購物和貨運過程將會演變成什麼樣呢?會徹底自動化,機器人完全接管整個供應鏈嗎?彭博社近日撰文以一位消費者網上購買的一雙中國製造的鞋子為例,暢想了整個貨運和最後一公里的配送過程,並分析了所涉及的種種技術的發展。以下是文章主要內容:

  美國科羅拉多州英格伍德,10月的一個寒冷的晚上。這一年是2036年。26歲的凱特琳(Caitlin)下班回到家,發現門口放著一個箱子,裡面裝有她3天前上網購買的一雙運動鞋。那是一次衝動購物,不過並不貴――只需29美元,免運費――鞋子也剛好可以週末穿來跑步。該雙鞋是MassOnlineRetail.com零售網站女性區在售的3812雙中的一雙,在7月生產於中國的一家工廠。

  該雙紫黃色的運動鞋沒什麼特別之處,相比之下,它被送往凱特琳位於郊區的家門口的旅程更有意思。

  在過去的幾十年里,人類已經完全被剔除出物流運輸行業。該行業如今由機器和軟件所主導。製鞋很久以前就成了機器人的活兒,至少在低端工藝方面是如此。休閑鞋等消費品的製造、銷售、運輸和購買流程如今僅涉及一個重要的人――消費者――以及一個到處監察裝配線和維修機器人的人。現在,我們所購買的很多日常用品,製造、購買和出貨的一整個過程只有一個人參與:顧客。

  2036年7月5日,那雙運動鞋從中國南方的一家鞋廠出廠,到18個星期後的10月26日,送達凱特琳的家門口。凱特琳是第一個看見或者觸摸這雙鞋子的人類。她很高興鞋子跟她預想的那麼舒適。

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  這個未來旅程,是展示多項不同的技術會如何共同重塑零售世界的一次嚐試。在不遠的未來,現有的工具和想法會達到滿足我們在線消費需要不再需要很多人工甚至完全不需要他們的地步。

  當然,這種特定的情景並不是必定會發生。某種未知的障礙可能會減弱監管機構對無人駕駛汽車的渴望。如果借助3D打印技術,在本地市場“打印”鞋子成本更低的話,那低利潤率的鞋子裝配業務可能會逃離亞洲。不過,貨運和物流行業都在熱切關注這些技術的潛力,並進行了積極的投資佈局。這種現實的某種版本離我們不遠。

  2036年7月5日,5點45分

  開始貨運

  目的地:加州

  在廣東東莞的鞋廠,機器人將數百雙運動鞋裝載到一個金屬集裝箱。該集裝箱將與數千個其它的集裝箱堆疊在集裝箱船上,穿越太平洋。這些40英呎聯運集裝箱仍然是國際貿易的支柱。我們的暗紅色集裝箱放置在一艘輪船上,踏上26天穿越大西洋、經由溫哥華到達加州長灘的旅程。它距離輪船的艙面30英呎,周圍是1.7442萬個幾乎一模一樣的集裝箱,它們裝滿諸如玩具、餐椅和書架揚聲器的消費品。船上一個人都沒有。從該輪船駛離喧囂繁忙的深圳港口以後,它便一直處在近乎死寂的環境,一直向東北方向航行。集裝箱在航行過程中一旦偏移超過1.5英吋,它上面的標籤就會發出衛星信號。在韓國的遠程海運操控室裡面的計算機在監控該集裝箱以及全球各地約480萬個其它的集裝箱,包括裝著我們的那雙鞋子的那個集裝箱。集裝箱搖晃幅度極少會超過0.25英吋。如果輪船的鏡頭檢測到任何超過正常範圍的搖晃,韓國的計算機就會調派船上的一台小型無人機進行近距離檢查。

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  國際貨運90%都發生在海上,都利用迄今為止最大的一些船舶。相比其它的貨運方式,集裝箱貨運成本較低,這得益於由美國零售商、亞洲供應商和集裝箱組成的生態系統大大壓低了成本,讓幾乎任何一種商品都能夠以很低的成本運送到全球幾乎任何一個地方。

  勞斯萊斯船舶業務創新副總裁奧斯卡・萊萬德(Oskar Levander)表示,輪船正在快速奔向數字化未來。未來,很多船舶將會遠程操控,其它的船舶也將全自動航行。勞斯萊斯正在研究各種不同的技術來加速這一轉變。該公司和其它倡導這類航行方式的公司認為,自動航行船舶將會降低運營成本,將會進一步被充分利用,同時也將提升航行的安全性。

  勞斯萊斯預計,渡船、拖船等“本地”船舶將最先實現自動航行,然後是沿海船舶,再接著是那些在公海航行的船舶。船長坐鎮的地方將從輪船變成海岸,他們將利用雷達、鏡頭、傳感器等各種先進的工具來操控船舶,就像美國軍事飛行員在美國大陸操縱大型無人偵察機在全球各地飛行那樣。在其它的情況中,人類領航員將只會在特定的時候操控船舶。“我們將會讓身處海岸中心的船長在輪船接近港口或者發生特殊情況的時候接管操控任務。”萊萬德說道。他預計,貨運行業基本上都將轉向遠程操控和自動航行的混合模式。

  船舶的“智能化”進化可能也將刺激海運行業的整合。目前,船隊平均規模僅為8艘船,儘管部分國際巨頭馬士基集團、AS、地中海航運公司、赫伯羅特航運公司在全球範圍運營數百艘船。那些差異意味著,隨著更多的船舶能夠遠程操控,規模效應引導行業轉向打造更容易通過航行控製中心操控的、更大型更統一的船隊,船舶公司的數量將會出現萎縮。

  勞斯萊斯預計,首批遠距離操控的船舶將會在2020年出現,到2030年它們將會“在公海上變得司空見慣”。商用貨運市場已經在進行相關的部署。他們在測試和強化通信連接,以期使其達到自動航行船舶所需要的可靠性。勞斯萊斯正在芬蘭研究陸地船舶控製中心。“20年後,我肯定我們將會迎來可全自動航行的集裝箱船。”萊萬德指出。

  2036 年8 月3 日 ,4 點47 分

  港口卸貨

  目的地:道路運輸車輛

  經過26天的航行,裝有凱特琳購買的鞋子的集裝箱船於8月3日淩晨4點47分到達加州長灘港口。該船減速靠近港口,與一個自動化監控系統通信進行停泊,這一過程大約耗時40分鍾。該船和船上的貨物讓港口的傳感器快速進行數字“檢查”,然後開始卸貨。頭頂的起重機由分析和整理過各個集裝箱的計算機來程控,計算機會給該輪船設計出最高效的卸貨和裝貨方式。起重機在龐大的船舶上方前後左後地移動,將各個40英呎集裝箱移動到自動化的托盤車上面,然後後者再通過軌道車或者卡車將集裝箱送到指定地點。(43小時後,我們的鞋子所在的集裝箱被送到卡車,前往洛杉磯以東的聖貝納迪諾縣的倉庫,然後再通過另一輛無人駕駛卡車運送到丹佛。)在港口,由人類技術員組成的小團隊換班處理維修工作,以防起重機或者托盤車發生故障。他們還會給有需要的托盤車更換輪胎。8月3日,處理裝有凱特琳購買的鞋子的集裝箱的機器運作良好:沒有出現停頓,也沒有磨損部件需要處理。該雙運動鞋的100英呎範圍內,一個人都看不見。

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  早在1990年代,歐洲港口是自動化進化的先驅者,當時貨運公司和港口官員認識到,借助更加大型的起重機和更加先進的計算機軟件,集裝箱在全球貿易中的角色可進一步自動化。集裝箱本身已經有50年歷史,早前在削減來自供應鏈的成本方面掀起過變革。在那之前的碼頭工人時代,大多數貨物都是依靠大型掛鉤和人力來在碼頭和船舶之間運輸。之後的一步是,更加高效地利用這些金屬櫃子。亞洲後來跟隨歐洲推行港口的自動化運作。

  隨著專業技術的不斷成熟,比如起重機、集裝箱、機器人和自動化軟件悉數變得更加先進,距離完善運營實現免除人工的港口的全球化網絡,只有幾年的時間,而不是幾十年。全球最大的港口――深圳、上海、新加坡、鹿特丹和洛杉磯――均大力投資自動化技術,渴望擴大該類技術的角色。這不僅僅是為了提升運營效率,還為了實施更加綠色的運作來解決環境隱憂。不過,港口基本工程項目在成本和規模上都相當巨大,往往以多年的週期來運作。相關投入也跟全球貿易狀況息息相關:經濟不景氣往往會放緩自動化進程。

  3月的一個早上,在長灘港口,OOCL Taipei貨櫃被卸下。中港(Middle Harbor)港口是美國自動化程度最高的港口之一。(在技術自動化方面,鹿特丹被廣泛認為是全球最先進的港口。)巨大的門式起重機在OOCL Taipei從亞洲買來的大約8000個集裝箱上面作業。那些起重機有一位操作員負責監視抓起和釋放這些5萬磅重的集裝箱的細微工作,但起重機的運轉主要由計算機來操控。這些機器扮演協調貨船的裝貨和卸貨工作的角色,它們幫助將集裝箱分門別類,比如區分哪些集裝箱要運送到卡車,哪些要運送到軌道車輛。

  2036 年8 月5 日 ,1 點35 分

  卡車長途貨運

  目的地:科羅拉多州

  2036年8月5日淩晨1點35分,我們的鞋子所在的集裝箱在長灘逗留43小時後準備離開海岸。一家卡車聯合運輸公司的無人駕駛牽引式掛車準備就緒,按照預約將於淩晨1點50分取貨。該卡車準時到來。兩分鍾後,一架起重機給它裝上集裝箱。5分鍾後,進行完額外的數字檢查以後,卡車駛離港口,奔向北邊比較暢通的I-710高速公路。(在這個時段,幾乎全程都是自動駕駛;人類乘客在睡覺。)卡車前往加州豐塔納的轉運站,離開安大略機場附近的I-10高速公路。90分鍾後,3點26分,它到達該地,接著起重機將我們的紅色金屬櫃子調離卡車底架。

  在接下來的週三,2036年8月11日,在洛杉磯以東的乾旱地區,炎炎夏日。我們的集裝箱被轉移到另一輛卡車上,準備送往科羅拉多州。客戶希望這批包含500雙鞋子的貨物在72小時內送到倉庫。該行程從下午6點03分開始,往西進入I-10州際公路,然後轉到I-15州際公路,穿越加州、內華達州和猶他州的部分地區,但由於軟件發現更加合適的路線,卡車可以繞道行駛,提升效率。科羅拉多州河狸溪滑雪場附近山脈的狂風讓我們的卡車稍微降速,與此同時,拉斯維加斯外也發生了交通事故,造成了一點延誤。早上8點40分,我們的鞋子到達客戶位於科羅拉多州森特尼爾的大型配送中心。這段行程在不到15個小時內完成――該990英里長的路線自動駕駛車輛的標準用時。

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  作為一個研究領域,自動駕駛汽車呈現爆炸式增長――從寶馬到特斯拉,幾乎每一家汽車廠商都計劃推出該類汽車,幫助形成監管標準。Google那幫人同樣在積極涉足該領域。大卡車廠商也不甘落後。(特斯拉CEO伊隆・馬斯克也對打造無人駕駛卡車很有興趣。)

  從技術層面來看,打造無人駕駛卡車不算是令人畏懼的挑戰,但在UPS或者聯邦快遞等地方,給卡車裝載包裹卻是很難安排的事情。人類仍然要處理給拖車裝貨的任務。拖車主要載運散裝的包裹,另外還載運裝到貨盤上的部分貨物。在成本方面,“散裝貨物”模式仍然是最高效的卡車裝貨方式,但對於機器來說,這種模式最難掌握。為了實現裝貨和卸貨的全自動化,卡車內部將需要在整個行業範圍實現標準化,設置“籠子”或者其它的分區來將卡車內部空間分成一個機器人系統可以應對的平台。這很可能會推高貨運公司和消費者的成本。

  無人駕駛卡車的兩大好處是:安全和節省成本。按照美國的法規,卡車司機每天駕駛時間不得超過11個小時,這製約了卡車的生產力。無人駕駛汽車行業將自動駕駛程度分成五級,0級到4級,0級是指當前的人工駕駛模式,4級是指汽車駕駛技術跟技術出色的人類司機一樣出色。Cowen & Co股權分析師今年2月發佈的報告稱,達到3級標準(人類司機主要負責監視自動化系統)的車隊可讓收益最多提升8%。憑藉這類自動化技術,在長途運輸任務上,貨車運輸在與鐵路運輸的競爭中能夠重新奪回一些優勢。另外,在工作表現方面,無人駕駛卡車不需要休息,也不需要服藥來治療慢性疾病。它們不會碰酒精和毒品。它們不會為了工作離開家人數天甚至數個星期。它們不需要喝咖啡,不需要吃東西,不需要上廁所。它們不會出現疲勞,不會在高速公路上注意力不集中,不會一邊駕駛一邊搗鼓車上的廣播電台。全球最大的一些採礦企業已經在它們不對公眾開放的大型工地上使用無人駕駛卡車。

  根據Cowen & Co的分析,到2022年至2027年,達到3級半自動駕駛標準的卡車在美國高速公路上可能將會變得“隨處可見”。3級和4級的貨車運輸至少要再過十年甚至更久才能實現,因為大型道路交通生態系統還無法達到99.999%的可靠性。支援系統將需要達到這種水平才能夠讓3級和4級自動化駕駛變得可行。

  2036 年8 月12 日 ,9 點15 分

  在倉庫卸下存貨

  目的地:未知

  集裝箱到達倉庫,多台機器人快速將它卸下,然後穿梭般往複將產品運送到它們各地的存放區域。鞋子處在東北角落,離集裝箱送達地點有幾個足球場那麼遠,位於28C走道。這時是8月12日,鞋子在等待買家下單購買。

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  在亞馬遜時代,倉庫成了在線零售業的新百貨商店,由高科技機器人組成的無敵艦隊擔當數字化店員。隨著在線購物的持續發展,一個一個倉庫中心如雨後春筍般拔地而起,領頭羊亞馬遜走在了最前面。網絡零售催生了倉庫機器人――亞馬遜目前有4.5萬個機器人員工――這有助於減少這些大型配送中心的人工走動距離和受傷情況。那些機器人取來產品的速度要快速人類員工。再算上塔吉特、沃爾瑪、梅西百貨和數千家其它的零售商――機器人需求似乎相當大。

  2012年,亞馬遜收購倉庫機器人行業先驅Kiva Systems。3年後,該創立於馬薩諸塞州的公司被更名為Amazon Robotics,開始將它的320磅重機器人悉數提供給它的母公司。據行業期刊《機器人報告》(The Robot Report)稱,這一企業決策使得多家公司都想要替代Kiva Systems的位置,為在線零售業供應倉庫機器人。

  不過,倉庫和機器人的影響力遠不局限於亞馬遜和零售業。大多數涉足物流行業的公司――這意味著幾乎每一家從事商品進口和銷售的公司――都在研究機器人在其供應鏈和配送流程中的潛在角色。“再怎麼誇大便利性在美國經濟中的威力也不為過。”PlusOne Robotics創始人兼CEO埃里克・尼夫斯(Erik Nieves)去年在一個自動化大會上指出。

  倉庫機器人辛勤地與我們一起工作已經有好幾年時間,但還需要進行改進。一方面,物流機器人欠缺視覺和感知能力。它們利用運動傳感器以及其它的傳感器來識別文字和行走,但它們實際上無法“看到”自己所在的環境。未來,憑藉由敏感鏡頭和識別軟件組成的“視覺伺服控製”技術,以及抓握、揀取和放置能力,倉庫機器人將會變得更加強大。這些機器將能夠為卡車裝貨和卸貨――目前的一大難題――並在包裹分類和裝箱上替代人工。

  2036 年10 月26 日 3 點45 分

  向顧客交付訂單

  最終目的地:科羅拉多州恩格爾伍德80113 號

  夏天結束,我們的鞋子在倉庫里躺了兩個多月。(它們是紫紅色的,不是這個灰塵時代最流行的顏色。)零售商的算法準備要移走它們。零售網站的腳本自動將鞋子的價格下調33%。週日晚上,即將迎來繁忙一週的凱特琳午夜輾轉難眠,因此開始上網瀏覽鞋子,看到了這雙鞋子。鞋子價格合適,凱特琳在想新運動裝備會否讓她有更大的動力去運動。她點擊下單。她選擇免費配送,也就是說鞋子不會早上7點鍾或者第二天就能送達,但將會在週二10月26日送達。那天下午,一架蜘蛛似的硬件降落在森特尼爾配送中心的一個裝貨碼頭。在此之前,一台負責分揀的機器人已經將我們穿越萬里路的運動鞋從28C走道的貨架取下來,將它與另外數十盒包裝類似的鞋子放在一起。機器人給鞋子貼上RFID(無線射頻識別)跟蹤標籤,讓它等待被送往幾英里以外的最終目的地:凱特琳位於恩格爾伍德北邊的平房。

  無人機識別跟蹤標籤上的加密信息,讀取到該盒鞋子的交貨期限:當地時間2036年10月26日下午5點。只剩下75分鍾了,因此無人機決定優先配送該雙鞋子,給GPS系統輸入地址坐標,然後飛到300英呎高的空中。29分鍾後,凱特琳隔壁的鄰居聽到外面有輕微的呼呼響,無人機將鞋子送到凱特琳家門前的門墊。到凱特琳下班回家打開盒子之時,她就會成為第一個親眼看到這雙鞋子的人類。

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  美國聯邦航空管理局(以下簡稱“FAA”)近期預計,到2021年,美國將會有超過42萬架商用無人機投入使用,較當前的數量增長十倍之多。(該機構的最高估算是160萬架。)“商用無人機行業很有活力,似乎還處於增長初期。”FAA在其預測中稱。

  亞馬遜、Google、Flirtey、UPS和其它的公司都將自動飛行的無人機視作更快速地將商品送到顧客手中的關鍵。但正當這些公司探索無人機送貨之時,全美範圍的市政府都在考慮實施針對無人機獨特的監視功能的法規。消費者的這種擔憂可能會大大影響商用無人機運營市場的發展,至少在部分地區是如此。

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