美国创新土壤促进亚马逊无人机物流发展

在2013年，无人机物流的概念由亚马逊引入大众视野。亚马逊是美国的电商巨头，它在智慧物流和无人机物流等方面的目标非常远大，比如在半小时内送货给用户以及向“月球的人类定居点”派送物资和包裹等。亚马逊的老板贝佐斯的一大优点是，擅长发现“对的东西”并持续坚持下去，比如亚马逊的AWS云服务等。

在无人机物流这件事上，亚马逊可以说是具有代表性的伟大先驱者。目前，这家公司在项目的专注度、物流作业各环节的衔接、设备运营配套以及相关的系统性技术和专利储备等方面都展现了长期的、战略性的特质。本书对该公司近年来在这一领域的实践进行了梳理，希望对行业发展有所启发和帮助。

企业简介：电商巨头亚马逊，创立于1995年，总部位于美国华盛顿州的西雅图，是全球最大的网上零售商，其电商平台为用户提供数百万种商品。例如，图书等文化娱乐产品，家电、手机、电脑等电子产品，以及各种生活用品等。亚马逊的创始人兼CEO杰夫·贝佐斯（Jeff Bezos）的著名格言是，成功没有神奇妙方，关键是要抢在别人前面。亚马逊是电商行业的老前辈，发迹于“网络书店”，其电子阅读器kin-dle、AWS云服务等都大获成功，并在近些年持续推进无人机物流业务。

亚马逊之所以能保持长期繁荣是多种因素共同合力的结果，其中最重要、最核心的因素是创新意识和战略性眼光。举例如下：

在20世纪90年代，当大多数人还不明白什么叫“电子商务”的时候，亚马逊的网络书店已经做得风生水起了。

在21世纪初，当很多企业开始效仿亚马逊，涌入电商行业的时候，亚马逊又再次勇于做第一个吃螃蟹者——以让用户快捷收货为目标，花费巨资在全球各地布局了仓储物流系统，打造了顶尖的“网络平台+供应链+仓储”的运营模式。

在2006年左右，亚马逊又开始前瞻性地布局云计算业务，持续多年的努力使其积累了极大的优势，其AWS云服务占全球市场份额的30%左右，成为超级霸主。

在2013年左右，亚马逊又开始布局无人机物流的项目，其最终的目标是用无人机送货的方式覆盖其电商平台80%左右的订单，并能够让用户在下单后30分钟内收到货。以下为近几年该公司在此领域的探索实践简史：

在2013年，贝佐斯提出了名为“PrimeAir”的无人机快递项目，初期主要是派送书籍、食品和其他小型商品，这一服务能让顾客在网购下单后30分钟内收到包裹，并预计将在四五年内投入运营。但在当时美国联邦航空局（FAA）曾表示，不允许任何商用无人机飞行。于是，亚马逊不得不把大量的前期工作放在美国本土以外的地方，同时继续跟美国有关部门沟通。

最初，人们并不相信他的话，甚至嘲笑说这只是一个宣传噱头或作秀。

在2014年，亚马逊的送货无人机原型PrimeAir亮相，大约能在20km的范围内送货。2014年9月，亚马逊申请了一项无人机送货系统的专利，但是申请失败了。这项专利的情况是当需要很多无人机在运货时能形成网络机群，能互相交流信息，收集环境数据并智能更新路线。同时，该系统还可以为无人机更换电池以及充电等。2014年底，亚马逊的另一项专利“空中物流中心”获批。“空中物流中心”是想要在指定区域的上空建立一种悬浮仓（如图3-8所示），计划用一种小型的接驳“飞船”将货物运送到目标地附近的悬浮仓，再用无人机完成最后一公里配送。

图3-8 亚马逊“空中物流中心”—悬浮仓

2015年2月，亚马逊申请了一项关于无人机送货集群的专利（如图3-9所示），主要面向大体量的货物。用小型无人机组成集群，根据需要进行不同的排列，形成不同的方阵，以满足不同形状、尺寸货物的运输需求。

图3-9 亚马逊无人机送货集群示意

2015年，FAA向亚马逊及其无人机原型设计颁发了一份实验性的适航证书（airworthiness certificate），该适航证只适用于部分无人机型号，只允许其在华盛顿州的私人及农村地区进行测试飞行。同年，来自澳洲的无人机快递创业公司Flirtey给予亚马逊以极大的竞争压力，迫使亚马逊加速布局在美国以外无人机送货的项目。2015年3月，亚马逊在加拿大测试无人机送货。当地规定无人机的飞行高度是距地面约60米至150米的范围，并规定在有人飞机飞行的时段内无人机不能飞行。

2016年1月，亚马逊的高管公布了无人机快递系统的更多细节，未来的目标是能让用户在线下单的30分钟内完成送货。直线飞行距离为10英里（约合16km），飞行器自重为55磅（约合25kg），而负载包裹的重量为5磅（约合2.3kg）。关于公众担心城市上空将会遍布无人机的问题，亚马逊的方案是向监管部门提议，划分一定高度的空域用于送货无人机。以美国为例，建议该空域的高度在（200～400英尺）（约合61～121.9m）。

2016年，亚马逊在美国进行了很多方面的小规模测试（不是测试把包裹直接送给用户）。比如在某个接近农村的地方设立了模拟区，以测试无人机在送货过程中可能遇到的各种障碍的反应。

初期的送货方式大多是集中在那些ABA类型的任务上，但最终可能会做到单次飞行就能把不同的货送到不同的用户那里，甚至将客户退的货带回仓库。亚马逊方面表示，它的无人机有八九种不同的设计，适用于不同的场景。

2016年7月，亚马逊申请了一项关于无人机“接驳点”的送货系统专利。通常会把这些接驳点设在建筑物的高处，例如广播电视塔、路灯、电线杆、教堂或写字楼等建筑物的高处，通过中央控制系统进行监控和管理，使送货无人机能够借助这些接驳点进行充电，在极端天气提供避险。这样的控制能够应对意外天气、密集人流的影响，选择最优的送货路径。送到接驳点之后，一个途径是通过升降机或传送带等设施送到地面快递员的手上，由快递员投递给客户，另一个途径是无人机直接投递到预设地点。

2016年9月，亚马逊的一个让无人机降落在卡车上的专利获批。在不影响送货时效的情况下，无人机可以通过搭卡车顺风车来实现节能，或者在出现故障、电量过低时降落在临近卡车上。

2016年12月，亚马逊完成了商业性的无人机送货的首飞。具体是在英国的剑桥给一位顾客送上了一包咸甜口味的爆米花和FireTV电视盒。从完成下单到货物送达共计用时13分钟，整个过程无须人员操控，借助GPS完成定位，无人机送完货后自动返回。(www.xing528.com)

2017年3月，亚马逊在美国本土某地完成了首次无人机包裹快递，具体货物是7罐防晒霜，总计重量约为1.81kg，这标志着亚马逊在美国的空中快递业务又向前迈进了一大步。

与此同时，亚马逊有两项专利曝光。一个是无人机可以根据对地形起伏的判断自动调整脚架的高度，使机体本身能够在斜坡上稳定降落，无人机快递的适用范围将从平地扩展至斜坡、雪地甚至是泥泞地。另一个是如果包裹下降过程中由于外界因素不能直线下落，就会自动启用无线电发消息指示包裹部署降落伞、压缩空气罐或着陆襟翼，这样可以保障包裹不会中途丢失，而且提高交货速度。

2017年5月，有外媒报道，亚马逊在法国巴黎的郊区投资一个新的研发中心，计划推出30分钟无人机送货服务，该研发中心的目标是研发最安全、最先进的自动无人驾驶交通管理软件。

2017年6月，亚马逊曝光了一款新的专利申请——无人机配送运营中心（如图3-10所示），外形是一座类似蜂巢的塔楼，内部配备机器人，配送无人机可以在该运营中心停靠，并装载下一单配送任务的货物。

图3-10 亚马逊无人机配送运营中心示意

2017年8月亚马逊又有了新专利——移动交付中心。例如在火车、汽车和轮船上设计移动式维修站网络。以车辆为例，联合运输车辆装满了各种商品，并配备了一架无人机，并配置可以往无人机装入货物的系统以及发射或回收无人机的系统。还装满了各种备用零部件和检测设备，以便在联合运输车辆行进的过程中进行维修或检测活动。

2017年10月份，亚马逊拿到一份新专利，是让飞行的无人机给汽车充电。

2017年10月底，在包括亚马逊、大疆（DJI）、联邦快递、Intel、AVUSI协会、AOPA协会和HAI（直升机协会）等30多家企业和协会的共同努力推动下，美国交通部公布了无人机融合试点计划——UASIntegration PilotProgram。该计划的目的是安全地将无人机系统融入国家空域系统，进一步推动无人机对经济和社会的贡献。这个试点计划的内容包括：夜间运行，在人群上空运行，超出视线运行，以及无人机送货等方面。美国交通部和下属的FAA将建立法规系统，使无人机在低空（一般定义为200英尺以下，个别地方为400英尺以下）更负责和有效地运行，协调各方面的需求，照顾到民众安全和隐私的顾虑。

2017年11月28日，亚马逊获得无人机自动拆解专利——当无人机遇到危险时将会自动拆解（如图3-11所示）。当无人机在飞行途中即将碰撞或遇到危险时，将会触发自动装置，组件会安全拆散，并且会让组件投向安全地点，比如池塘或者大树上。投放组件时，控制器还会考虑如何节省成本，尽量不让货物受损。

图3-11 亚马逊无人机自动拆解示意

2017年12月，据英国《每日邮报》消息，有人发现亚马逊的产品工程师正在进行无人机测试。据说他们正在测试亚马逊无人机极其复杂的“感知和回避”技术——用起重机将无人机提离地面然后迅速放下，以此来测试无人机是否能有效避开障碍物，以及安全降落在预定范围。亚马逊还考虑在无人机送货的途中，利用无人机来扫描用户的房子周围的环境，据此针对性地推销更多的商品。关于这一点，可能会有些争议，相信亚马逊会兼顾好商业活动、公众隐私和道德等方面的问题。

无人机物流项目对于亚马逊来说仅仅是其物流业机械化、自动化和智能化目标的一小部分。亚马逊正从整个链条的方方面面进行探索和布局。比如在无人仓库、AmazonGo无人便利店、生产、库存和挑拣等环节都在一定程度上实现了机械化，但快递运送仍停留在单一的“人+车”的模式上，所以无人机和自动驾驶就成了实现配送自动化的现实方案。

从整体规划上看，自动驾驶实现的是常规的物流运送，无人机项目的目标更多的是体现在高效率、低成本和可达性等方面，这两者的相互补充和融合会进一步提升物流和营运的自动化、智能化水平。

通过以上盘点，我们可以总结出以下几点：

（1）亚马逊在无人机配送方面的目标是无处不达。为了实现这个目标，从陆地、海上、空中、地下各角度着手进行了探索，很多专利都非常有想象力。值得说明的是，并非所有的专利最后都兑现了价值，高投入、不确定性、高回报，这正是创新的魅力所在，这些尝试和研究都在为无人机的应用提供更加丰富的思路。

（2）无人机物流非但涉及飞行器本身，更是一个全面的、系统性的物流工程的设计和运营。亚马逊自始至终着眼于从整个系统工程的角度、整个配送链条的角度，从全流程的方方面面进行了探索和布局，并对货物品类、作业方式、起降点设置、控制和调度、空中补给和维护、安全保障、效率和成本以及能耗等的所有环节进行了通盘考虑。

亚马逊通过全流程、全环节的规划设计，打造自己的无人机配送体系，他们已经在该领域走在了最前面。未来亚马逊会继续成为物流运输方式革新的先驱，创造新的亚马逊价值。

（3）亚马逊最初设想的让用户在下单后30分钟内收到货物，配送费用节约70%，并非镜花水月。

在无人机物流这一事业上，我们隐约看到了曾大获成功的AWS云服务的影子。亚马逊的这种精神值得我们研究、学习、挖掘和总结！这些努力和付出也许源自于开发美洲新大陆的冒险精神、自由探索的勇气、创新的基因、天马行空的想象力以及对技术研发的科学态度。

资料来源：http：//tech.sina.com.cn/i/2016-12-15/doc-ifxytqax6053096.shtml