Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее

в 9:17, , рубрики: будущее здесь, логистика, монорельс, робототехника, транспорт будущего, Урбанизм

Доставить покупку в пригород за 30 минут и за $1 — вызов, который не примет ни один перевозчик. Зато примет робот, который движется по монорельсу. От идеи к первым прототипам: экономика, конкуренты, ошибки и их осмысление. На аперитив — ответ на экзистенциальный вопрос “Зачем?”
Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 1

Существующая проблема

Жить не в центре городской агломерации — неизбежно мириться с неудобствами: время проведенное в дороге до работы, отсутствие полноценной инфраструктуры. А еще на качество жизни в пригороде влияет уровень повседневных продуктов, горячей еды, которые можно найти в пешей доступности, как правило это массовый сегмент соответствующего качества. Выбор интернет-магазинов ограничен теми, кто возит в указанную область, тарифы при этом от 250 рублей и везут дольше 12 часов.

Единственное решение которое находят жители пригородов вроде меня — это садиться в авто и ехать в ближайший цивилизованный центр за необходимым, заезжать туда после работы, стоять в традиционных пробках. Одним словом — сжигать и без того ограниченное время.

Если умножить эту проблему на количество вовлеченных в нее людей, в одном только ближнем заМКАДье окажется 8 000 000 человек. Из них, согласно статистике, 70% пользователи интернета, и если верить исследованиям GfK, треть — активные покупатели интернет-магазинов. Итог: 1 866 400 человек только в одной Москве и Подмосковье нуждаются в быстрой и недорогой доставке.

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 2
На карте указаны новостройки, от нулевого этапа до вводимых в данный момент.

Как быть? Аналоги и конкуренты.

Какое решение ищем: доставку быстрее 2х часов и дешевле 150 рублей — в логистике эта задача именуется последней милей. Но, строго говоря, с быстрым, дешевым и массовым решением мир пока не столкнулся.

Рассмотрим альтернативы и начнем с экзотических (далее красным подчеркнуты пункты технически непреодолимые):

Дрон

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 3

Пять инженерных проблем дронов:

  1. Все еще работают на пределе своей мощности (это небезопасно для тех кто внизу).
  2. Пока не умеют работать в режиме авторотации (и снова, проблема для людей внизу).
  3. Малый ресурс массовых аккумуляторов, что сказывается на радиусе действия (ждем новое поколение).
  4. Экономика дрона, как транспорта, заставляет волосы на голове логистов шевелиться: стоимость перевозки 1 тонны груза на одну милю пока составляет $2000. Это самый дорогой транспорт из доступных, и все из-за отсутствия легких, дешевых и не энергоемких мозгов.
  5. И наконец, габариты дрона, который перемещает груз в 20 кг.

Starship

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 4
Повозки на колесах не требуют сложной инфраструктуры, выносливы и показывают эффективность в малоэтажной Америке, но тоже имеют недостатки:

  1. Вовлечение человека, даже если часть функций на себя берет робот. Например, в случаях, когда повозка не знает как себя вести на перекрестке.
  2. Стоимость оснащения мозгами такого устройства пока еще высока, но достигнет приемлемых значений в ближайшие 3 года.
  3. Скорость, это, пожалуй, ключевой недостаток — двигаться по тротуару быстрее 15 км час не получится из соображений безопасности пешеходов.
  4. И малый радиус действия, который по заявлению производителей, пока не превышает 2 мили, что серьезно ограничивает область применения.

Теперь к существующим решениям:

Постаматы + курьер

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 5
Это решение позитивнее с точки зрения экономики и посылку можно будет забрать на следующий день, так-как развозка груза производится ночью в отсутствии трафика на дорогах. Однако, если учитывать, что мы говорим о 15-летнем горизонте событий, то устроит ли людей будущего доставка через 12 часов?

Беспилотные автомобили

В будущем повышенный риск представляют беспилотные автомобили, которые двигаются по дорогам на которых налажено движение без пробок.

Плюсы:

  1. самая капиталоемкая часть инфраструктуры уже готова — дорога;
  2. транспорт относительно дешев;
  3. грузоподъемность от 300 кг;
  4. доступ ограничен наличием дороги.

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 6
Источник изображения

Возникает единственное препятствие от которого зависит все: а смогут ли дороги разгрузиться через 15 лет с приходом автопилотируемого транспорта, с учетом роста населения, модернизацией дорожной инфраструктуры?

Не думаю, что есть человек, который смог бы ответить на этот вопрос достоверно.

Монорельс

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 7

Мы же предлагаем иное решение задачи — прокладка инфраструктуры над уже существующими дорогами в виде компактного монорельса и подвижного состава (шаттлы), способный перемещать груз по весу и габаритам покрывающий 90% ежедневной потребности в доставке.
Разумеется, в инфраструктуру входит квартальные постаматы и специализированные депо на стороне складов, которые принимают груз к отправке. И такая система не предполагает участие человека — от момента клика на сайте магазина до момента забора посылки.

Сравним аналоги:

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 8

Несмотря на то, что «The last mile report 2017» от Barclays относится к британской аудитории, опрос жителей Москвы и Подмосковья указывает на схожие результаты. Люди не готовы весь день ждать посылки, не понимая, во сколько она прибудет и в редких случаях готовы переплачивать за скорость доставки.

Можно предположить, что в ближайшие 10 лет ситуация изменится и людям будет нужна мгновенная доставка для импульсивных повседневных покупок, как, например, это уже стало популярно в некоторых городах США, где осуществляется доставка за час, благодаря слаженной работе складского персонала, роботов и курьера Amazon. Дистанция до клиента при этом составляет не более пары километров.

Преимущества монорельса

  1. в отличии от наземных беспилотных решений, монорельс не зависает в пробках, не останавливается на перекрестках дорог — что отражается на скорости доставки;
  2. грузоподъемность такого решения ограничена только прочностными характеристиками шаттла и пути;
  3. прогнозировать время прибытия груза куда проще, по отношению к существующими аналогам — важно знать, что посылка будет вовремя и не придется ждать;
  4. автопилот для одномерной задачи уже создан, а значит проект не относится к играм в R&D;
  5. решение будет бесшумным — хорошая новость для тех, кто устал от шума за окном;
  6. всепогодность — неоспоримое преимущество перед тем, что летает или перемещается по земле (во всяком случае, если речь о климате, который свойственен северным широтам).

Недостатки монорельса

  1. стоимость инфраструктуры — текущая задача, получить технологию производства, сборки и монтажа пути, стоимость которой стремиться к минимуму;
  2. затраты на обслуживание пути и подвижного состава — минимизируем благодаря роботизации производства;
  3. согласование прокладки инфраструктуры в городе или пригороде — предсказуемое препятствие на уровне города и муниципалитетов. Механизм не так прозрачен как хотелось бы, но мы верим, что это будет не сложнее чем согласовать, скажем, троллейбусную линию и речь пока не идет о центре города.

Экосистема монорельса

Постамат

Постамат по-соседству — круглосуточно принимает и хранит груз до востребования. Если нет желания идти до него пешком — местный курьер сделает эту часть работы за вас. Благодаря коротким дистанциям, он как почтальон, обслужит до 30 адресов в день, а значит разовая услуга будет в пять раз дешевле, чем курьер из города.

Складское депо

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 9

Складское депо — автоматический терминал отправки грузов на стороне склада интегрируется во внутреннюю логистику, а собственный парк шаттлов гарантирует отсутствия задержек в отправлении груза.

Подвижной состав

  • подвижной состав — компактные автоматические шаттлы совмещают в себе надежность железнодорожного транспорта с мобильностью дрона;
  • скорость движения 45-60 км/ч — доставка на дистанцию в 12 км, вместе с процессом обработки и сборки груза займет 30 минут;
  • высота прокладки монорельса — 4-6 метров.

Путевая структура

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 10

На первом этапе развития сети она опоясывает город по линии МКАД и соединяет все находящиеся в километровой зоне склады между собой. Пригородные ветки строятся над существующей дорожной инфраструктурой, над разделительной полосой шоссе или вдоль железнодорожных путей.

Постаматы размещаются вблизи сосредоточения трафика жителей с максимальным охватом аудитории.

Экономика монорельса

Это тема отдельной статьи с подробными выкладками (если будет интерес аудитории — опубликую), поэтому назову ключевые цифры: капитальные затраты на сооружение 1 км трассы — $420 000.

Таким образом, оснастить монорельсовой сетью агломерацию Москвы и Московской области за МКАД обойдется в $129 756 000.

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 11

Исходя из того, что каждый пользователь приносит $12, а активная аудитория будет составлять 1 866 400, то возврат инвестиций будет на 5-й год.
Будем считать такую оценку оптимистичной.

Что может пойти не так или риски

  1. расходы на согласования строительства инфраструктуры могут оказаться выше — зависит от уровня поддержки проекта на уровне правительства Москвы;
  2. оценка аудитории и ее вовлеченность может быть завышена;
  3. оценка капитальных затрат в инфраструктуру может быть занижена.

Робот-курьер — доставка за 30 минут, или как в России построить будущее - 12

Про путь

После того, как мы перебрали возможные варианты композиции подвижного состава, задача распалась на два возможных решения: активный шаттл — пассивный путь, активный путь — пассивный шаттл (речь идет о смене направления движения на перекрестках).

Так на железных дорогах, традиционном монорельсе и в цеховой логистике эту задачу решают стрелки, которые переводят подвижной состав с одного направления на другое. У такого решения есть ряд неоспоримых преимуществ: подвижной состав прост в изготовлении и у него высокая надежность. Все решения о направлении принимает система, а значит нет необходимости оснащать мозгами сам шаттл.

Недостатки

Стрелки надо обслуживать, в холодное время года прогревать, чтобы не смерзались подвижные части. А с ростом трафика они же будут являться ограничением пропускной способности системы, так как будут вынуждены постоянно переключаться на особо активной развилке. И это скажется на ресурсе стрелки.

Альтернатива

Путь с пассивным переходами, когда решение куда двигаться принимает шаттл и сам перемещается с трека на трек. Аналогов у такого решения уже меньше, распространены там, где речь идет о плотном трафике.

Плюсы

Простота обслуживания пути, плотность трафика и интервал движения ограничивается только способностью шаттла переместиться с трека на трек.

Минусы

Усложнение конструкции шаттла, повышение стоимости с одновременным падением надежности и шаттл необходимо делать умнее.

Не дав для себя однозначного ответа, мы решили провести эксперименты и начать с пассивного шаттла — активного пути.

Форма рельса

Всегда выбор между простотой конструкции и его функциональностью. От простых металлических жгутов-тросов и целой системы из двух и более рельс, которые удерживают подвижной состав в необходимом положении. Кроме этого, рельс должен содержать пару контактных проводов, если речь идет не об аккумуляторном решении.

Про шаттл

  1. себестоимость $800 (при массовом производстве), в противном случае начинаются проблемы с экономикой;
  2. грузоподъемность до 20 кг вместе с тарой-контейнером, при весе шаттла до 25 кг;
  3. скорость: 45-60 км/ч на прямой без уклонов с нагрузкой 20 кг.

Что должно входить в конструкцию шаттла:

  1. узел токосъема или аккумуляторная батарея;
  2. механизм снятия шаттла с монорельса ручным безопасным способом;
  3. решение автоматического крепления контейнера с грузом;
  4. решение всепогодности (защита узлов от воздействия атмосферы);
  5. система автоматического управления шаттлом;
  6. система точного позиционирования на дистанции;
  7. система защиты от столкновения с помехами на пути: на локальном уровне должен сам принимать решение, если речь идет о препятствии или соседе по ходу движения (причем дистанция чувствительности должна быть достаточной для принятия решения и полной остановки подвижного состава).

Еще можно расписать процесс организации движения, защиту от вандализма, процесс очистки пути от копоти, грязи, льда и помёта, но рискую утомить читателя. Впрочем, если необходимо, готов рассказать обо всем в деталях в одном из следующих постов.

И в заключении

Проблема последней мили требует решения, которое вписывается в реальность взвешенной экономикой и наличием соответствующего спроса на рынке, а его зрелость пока ответ открытый, логисты считают, что мгновенная доставка массовому потребителю потребуется не скоро, но это вопрос времени, достаточно посмотреть на опыт Сингапура, Гонконга и США.

Экономика решения выглядит состоятельной, но при условии всесторонней поддержки со стороны городов. При этом, самому городу это дает относительную разгрузку периферийных дорог и шоссе от транспорта локальной логистики, пропорциональное сокращение выброса CO2 и улучшения экологической ситуации.

Образовался паритет технологий вокруг двумерной и трехмерной задачи управления транспортом, задача же одномерная — монорельс, относится к разряду решенных, а, следовательно, техническую гипотезу проверять не нужно. Остается подтвердить состоятельность экономической модели на грузовом потоке и установить разумный срок окупаемости, путем сокращения капитальных затрат в инфраструктуру и подвижной состав. При равных условиях на рынке, преимущество будет у решения, которое начнет масштабироваться первым и легкий монорельс претендует на эту роль.

Следующие посты посвятим прототипу шаттла и постамата, устройству эстакады монорельса.

Автор: muteego

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля