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Kurierroboter - Lieferung in 30 Minuten oder wie man die Zukunft in Russland baut

Die Lieferung eines Kaufs in die Vororte in 30 Minuten und für 1 US-Dollar ist eine Herausforderung, die kein Spediteur annehmen wird. Aber es wird einen Roboter brauchen, der sich entlang der Einschienenbahn bewegt. Von der Idee bis zu den ersten Prototypen: Wirtschaftlichkeit, Wettbewerber, Fehler und deren Interpretation. Zum Aperitif - die Antwort auf die existenzielle Frage „Warum?“


Bestehendes Problem


Leben außerhalb des Ballungszentrums der Stadt - unweigerlich mit Unannehmlichkeiten verbunden: Zeit auf dem Weg zur Arbeit, mangelnde Infrastruktur. Und die Lebensqualität in den Vororten wird durch das Niveau der alltäglichen Produkte, der warmen Speisen, beeinflusst, die zu Fuß erreichbar sind. In der Regel handelt es sich hierbei um ein Massensegment von angemessener Qualität. Die Auswahl an Online-Shops ist auf diejenigen beschränkt, die in dem angegebenen Gebiet einkaufen. Die Tarife beginnen bei 250 Rubel und dauern länger als 12 Stunden.

Die einzige Lösung, die Bewohner von Vororten wie mir finden, besteht darin, in ein Auto zu steigen und zum nächsten zivilisierten Zentrum zu gehen, um das Notwendige zu holen, nach der Arbeit anzurufen und im traditionellen Stau zu stehen. Mit einem Wort - um eine bereits begrenzte Zeit zu verbrennen.

Wenn Sie dieses Problem mit der Anzahl der daran beteiligten Personen multiplizieren, gibt es nur 8.000.000 Personen in der GUS. Laut Statistik sind 70% davon Internetnutzer, und laut GfK-Forschung sind ein Drittel aktive Käufer von Online-Shops. Ergebnis: Allein in Moskau und der Region Moskau benötigen 1.866.400 Menschen eine schnelle und kostengünstige Lieferung.


Die Karte zeigt neue Gebäude von der Nullstufe bis zur aktuell eingegebenen.

Wie man ist Analoga und Konkurrenten.


Welche Lösung suchen wir: Die Lieferung ist schneller als 2 Stunden und billiger als 150 Rubel - in der Logistik wird diese Aufgabe als letzte Meile bezeichnet. Aber genau genommen hat die Welt noch keine schnelle, billige und massenhafte Lösung gefunden.

Betrachten wir die Alternativen und beginnen wir mit den exotischen (die technisch unüberwindbaren Punkte sind rot unterstrichen):

Drohne



Fünf technische Probleme mit Drohnen:


  1. Sie arbeiten immer noch an der Grenze ihrer Leistung (dies ist für die unten aufgeführten Personen nicht sicher).
  2. Sie wissen zwar nicht, wie sie im Autorotationsmodus arbeiten sollen (und wiederum ein Problem für die unten aufgeführten Personen).
  3. Kleine Ressource von Massenbatterien, die den Aktionsradius beeinflusst (wir warten auf eine neue Generation).
  4. Die Wirtschaftlichkeit der Drohne wie auch der Transport lässt die Haare der Logistiker in Bewegung geraten: Die Kosten für den Transport von 1 Tonne Fracht pro Meile betragen immer noch 2000 US-Dollar . Dies ist das teuerste verfügbare Fahrzeug, und das alles wegen des Mangels an leichten, billigen und energieeffizienten Gehirnen.
  5. Und schließlich die Abmessungen der Drohne , die die Last von 20 kg bewegt.


Raumschiff



Karren auf Rädern erfordern keine komplexe Infrastruktur, sind robust und zeigen Effizienz in Flachbau-Amerika, haben aber auch Nachteile:

  1. Einbeziehung einer Person, auch wenn einige der Funktionen von einem Roboter übernommen werden. Zum Beispiel in Fällen, in denen der Wagen nicht weiß, wie er sich an der Kreuzung verhalten soll.
  2. Die Kosten für die Ausstattung eines solchen Geräts mit Gehirnen sind immer noch hoch, werden aber in den nächsten 3 Jahren akzeptable Werte erreichen.
  3. Geschwindigkeit, dies ist vielleicht der Hauptnachteil - wenn Sie sich schneller als 15 km / h auf dem Bürgersteig bewegen, funktioniert dies aus Gründen der Fußgängersicherheit nicht.
  4. Und eine kleine Reichweite, die nach Angaben der Hersteller bisher 2 Meilen nicht überschreitet, was den Umfang ernsthaft einschränkt.


Nun zu den bestehenden Lösungen:


Postamata + Kurier



Diese Entscheidung ist aus wirtschaftlicher Sicht positiver und das Paket kann am nächsten Tag abgeholt werden, da die Fracht nachts ohne Verkehr auf den Straßen transportiert wird. Wird die Lieferung von Personen in 12 Stunden unter Berücksichtigung der Tatsache, dass es sich um einen 15-jährigen Ereignishorizont handelt, mit zukünftigen Personen zufrieden sein?

Unbemannte Fahrzeuge


Unbemannte Fahrzeuge, die ohne Stau auf Straßen fahren, werden künftig ein erhöhtes Risiko darstellen.

Vorteile:

  1. Der kapitalintensivste Teil der Infrastruktur ist fertig - die Straße;
  2. Transport ist relativ billig;
  3. Tragfähigkeit ab 300 kg;
  4. Der Zugang ist durch die Verfügbarkeit auf der Straße begrenzt.


Bildquelle

Das einzige Hindernis, von dem alles abhängt, ist: Können Straßen nach 15 Jahren mit dem Aufkommen von Autopilot-Fahrzeugen unter Berücksichtigung des Bevölkerungswachstums und der Modernisierung der Straßeninfrastruktur entladen werden?

Ich glaube nicht, dass es eine Person gibt, die diese Frage zuverlässig beantworten kann.

Einschienenbahn




Wir schlagen eine andere Lösung für das Problem vor - die Verlegung der Infrastruktur über vorhandenen Straßen in Form einer kompakten Einschienenbahn und eines rollenden Materials (Shuttles), die in der Lage sind, Fracht nach Gewicht und Abmessungen zu bewegen und 90% des täglichen Lieferbedarfs abdecken.
Natürlich umfasst die Infrastruktur Viertelsockel und spezialisierte Depots an der Seite von Lagern, die Fracht für den Versand annehmen. Und ein solches System impliziert nicht die Teilnahme einer Person - vom Moment des Klickens auf die Website des Geschäfts bis zum Moment der Abholung des Pakets.

Analoge vergleichen:




Trotz der Tatsache, dass „The Last Mile Report 2017“ von Barclays einem britischen Publikum gehört, zeigt eine Umfrage unter Bewohnern von Moskau und der Region Moskau ähnliche Ergebnisse. Die Leute sind nicht bereit, den ganzen Tag auf ein Paket zu warten, ohne zu verstehen, wann es ankommen wird, und in seltenen Fällen sind sie bereit, die Liefergeschwindigkeit zu überbezahlen.

Es ist davon auszugehen, dass sich die Situation in den nächsten 10 Jahren ändern wird und die Menschen eine sofortige Lieferung für impulsive Einkäufe im Alltag benötigen, da sie beispielsweise in einigen US-Städten, in denen die Lieferung innerhalb einer Stunde erfolgt , dank der koordinierten Arbeit von Lagermitarbeitern, Robotern und Amazon-Kurierdiensten bereits populär geworden ist . Die Entfernung zum Kunden beträgt in diesem Fall nicht mehr als ein paar Kilometer.

Einschienenbahn Vorteile


  1. Im Gegensatz zu bodengestützten unbemannten Lösungen friert die Einschienenbahn nicht im Stau ein und hält nicht an Kreuzungen an - was sich auf die Liefergeschwindigkeit auswirkt.
  2. Die Tragfähigkeit einer solchen Lösung ist nur durch die Festigkeitseigenschaften des Shuttles und des Weges begrenzt.
  3. Die Vorhersage der Ankunftszeit der Waren ist im Vergleich zu vorhandenen Analoga viel einfacher. Es ist wichtig zu wissen, dass das Paket pünktlich ist und nicht warten muss.
  4. Ein Autopilot für eine eindimensionale Aufgabe wurde bereits erstellt, was bedeutet, dass das Projekt nicht für Spiele in Forschung und Entwicklung gilt.
  5. Die Lösung wird still sein - eine gute Nachricht für diejenigen, die den Lärm vor dem Fenster satt haben.
  6. Allwetterwetter ist ein unbestreitbarer Vorteil gegenüber dem Fliegen oder Bewegen auf dem Boden (auf jeden Fall, wenn es sich um ein Klima handelt, das den nördlichen Breiten eigen ist).

Monorail Nachteile


  1. Die Kosten für die Infrastruktur sind die derzeitige Aufgabe, die Technologie für Produktion, Montage und Installation des Gleises zu beschaffen, deren Kosten auf ein Minimum angestrebt werden sollen.
  2. Wartungskosten für das Gleis und das rollende Material - wir minimieren es aufgrund der Robotisierung der Produktion;
  3. Die Koordination der Verlegeinfrastruktur in einer Stadt oder einem Vorort ist ein vorhersehbares Hindernis auf Stadt- und Gemeindeebene. Der Mechanismus ist nicht so transparent, wie wir es gerne hätten, aber wir glauben, dass es nicht schwieriger sein wird, beispielsweise eine Obuslinie zu koordinieren, und wir sprechen bisher nicht über das Stadtzentrum.

Einschienenbahn-Ökosystem


Postamat


Postamat nebenan - nimmt Fracht auf Anfrage rund um die Uhr entgegen und lagert sie. Wenn Sie nicht zu Fuß dorthin gehen möchten, erledigt der örtliche Kurier diesen Teil der Arbeit für Sie. Dank der kurzen Entfernungen wird er als Postbote bis zu 30 Adressen pro Tag bedienen, was bedeutet, dass ein einmaliger Service fünfmal billiger ist als ein Kurier aus der Stadt.

Lagerdepot




Lagerdepot - Ein automatisches Frachtversandterminal auf der Lagerseite ist in die interne Logistik integriert, und unsere eigene Shuttle-Flotte garantiert keine Verzögerungen beim Versand.

Fahrzeuge


  • Fahrzeuge - Kompakte automatische Shuttles verbinden die Zuverlässigkeit des Schienenverkehrs mit der Mobilität der Drohne.
  • Geschwindigkeit 45-60 km / h - Die Lieferung bis zu einer Entfernung von 12 km dauert zusammen mit der Verarbeitung und Montage der Ladung 30 Minuten.
  • Einschienenhöhe der Einschienenbahn - 4-6 Meter.

Gleisstruktur




In der ersten Phase der Netzwerkentwicklung umgibt es die Stadt entlang des MKAD und verbindet alle in der Kilometerzone gelegenen Lager miteinander. Vorortzweige werden über die vorhandene Straßeninfrastruktur, über den Trennstreifen der Autobahn oder entlang von Eisenbahnlinien gebaut.

Postamata werden in der Nähe der Verkehrskonzentration von Bewohnern mit maximaler Abdeckung des Publikums platziert.

Einschienenbahn Wirtschaft


Dies ist das Thema eines separaten Artikels mit detaillierten Berechnungen (wenn es für das Publikum von Interesse ist, werde ich es veröffentlichen), daher erwähne ich die Kennzahlen: Kapitalkosten für den Bau von 1 km der Route - 420.000 USD.

Für die Ausstattung eines Einschienenbahnnetzes wird die Agglomeration von Moskau und der Region Moskau außerhalb des MKAD 129.756.000 USD kosten.



Basierend auf der Tatsache, dass jeder Benutzer 12 US-Dollar mitbringt und das aktive Publikum 1.866.400 beträgt, beträgt der Return on Investment das fünfte Jahr.
Wir werden diese Einschätzung als optimistisch betrachten.

Was könnte schief gehen oder Risiken


  1. Die Kosten für die Koordinierung des Infrastrukturbaus können höher sein - dies hängt von der Höhe der Projektunterstützung auf der Ebene der Moskauer Regierung ab.
  2. Publikumsbewertungen und Engagement können überbewertet sein;
  3. Schätzungen der Investitionen in die Infrastruktur können unterschätzt werden.



Pro Weg


Nachdem wir die möglichen Optionen für die Zusammensetzung von Fahrzeugen besprochen hatten, gab es zwei mögliche Lösungen: aktives Shuttle - passiver Weg, aktiver Weg - passiver Shuttle (wir sprechen über Richtungswechsel an Kreuzungen).

Bei den Eisenbahnen, der traditionellen Einschienenbahn und in der Werkstattlogistik wird dieses Problem durch die Pfeile gelöst, die das rollende Material von einer Richtung in eine andere befördern. Diese Lösung bietet eine Reihe unbestreitbarer Vorteile: Das rollende Material ist einfach herzustellen und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf. Alle Entscheidungen über die Richtung werden vom System getroffen, was bedeutet, dass das Shuttle selbst nicht mit dem Gehirn ausgestattet werden muss.

Nachteile


Die Pfeile müssen gewartet und in der kalten Jahreszeit erhitzt werden, damit die beweglichen Teile nicht gefrieren. Und mit dem Wachstum des Verkehrs werden sie auch den Durchsatz des Systems einschränken, da sie gezwungen sein werden, ständig auf eine besonders aktive Gabelung umzuschalten. Dies wirkt sich auf die Ressourcenpfeile aus.

Alternative


Der Weg mit passiven Übergängen, wenn das Shuttle die Entscheidung trifft, wohin es sich bewegen soll, und sich von Spur zu Spur bewegt. Es gibt bereits weniger Analoga für eine solche Lösung, sie sind weit verbreitet, wenn es um dichten Verkehr geht.

Vorteile


Die einfache Wartung der Strecke, die Verkehrsdichte und das Verkehrsintervall sind nur durch die Fähigkeit des Shuttles begrenzt, sich von Strecke zu Strecke zu bewegen.

Nachteile


Die Komplexität des Designs des Shuttles, die Erhöhung der Kosten bei gleichzeitigem Rückgang der Zuverlässigkeit und des Shuttles müssen intelligenter gestaltet werden.

Ohne uns eine eindeutige Antwort zu geben, beschlossen wir, Experimente durchzuführen und mit einem passiven Shuttle zu beginnen - einer aktiven Route.

Schienenform


Es besteht immer die Wahl zwischen der Einfachheit des Designs und seiner Funktionalität. Aus einfachen Metallkabelbäumen und einem ganzen System von zwei oder mehr Schienen, die das rollende Material in der gewünschten Position halten. Außerdem sollte die Schiene ein Paar Kontaktdrähte enthalten, wenn es sich nicht um eine Batterielösung handelt.

Über das Shuttle


  1. Kosten von 800 USD (für die Massenproduktion), andernfalls beginnen Probleme mit der Wirtschaft;
  2. Tragfähigkeit bis 20 kg mit Containercontainer, Shuttlegewicht bis 25 kg;
  3. Geschwindigkeit: 45-60 km / h auf einer geraden Linie ohne Steigungen mit einer Last von 20 kg.

Was sollte in der Gestaltung des Shuttles enthalten sein:


  1. aktuelle Sammeleinheit oder Batterie;
  2. Mechanismus zum sicheren manuellen Entfernen des Shuttles von der Einschienenbahn;
  3. Lösung zur automatischen Sicherung eines Containers mit Fracht;
  4. wetterfeste Lösung (Schutz der Knoten vor atmosphärischen Einflüssen);
  5. automatische Shuttle-Steuerung;
  6. genaues Positionierungssystem in einiger Entfernung;
  7. Schutzsystem gegen Kollisionen mit Störungen auf dem Weg: Auf lokaler Ebene muss er seine eigenen Entscheidungen treffen, wenn es um ein Hindernis oder einen Nachbarn in Fahrtrichtung geht (der Empfindlichkeitsabstand sollte ausreichen, um eine Entscheidung zu treffen und das rollende Material vollständig anzuhalten).

Sie können auch den Prozess der Organisation des Verkehrs, den Schutz vor Vandalismus und den Prozess der Reinigung des Pfades von Ruß, Schmutz, Eis und Kot malen, aber ich riskiere, den Leser zu stören. Bei Bedarf bin ich jedoch bereit, in einem der folgenden Beiträge ausführlich über alles zu sprechen.

Und zum Schluss


Das Problem der letzten Meile erfordert eine Lösung, die in die Realität einer ausgeglichenen Wirtschaft und das Vorhandensein einer angemessenen Nachfrage auf dem Markt passt, und seine Reife ist immer noch eine offene Antwort. Logistiker glauben, dass eine sofortige Lieferung an den Massenverbraucher nicht bald erforderlich sein wird, aber es ist eine Frage der Zeit. Schauen Sie sich nur die Erfahrungen in Singapur, Hongkong, an und den USA.

Die Wirtschaftlichkeit der Lösung sieht konsistent aus, aber mit der vollen Unterstützung der Städte. Gleichzeitig entlastet die Stadt selbst die peripheren Straßen und Autobahnen relativ vom lokalen Logistikverkehr, reduziert die CO2-Emissionen proportional und verbessert die Umweltsituation.

Um die zweidimensionalen und dreidimensionalen Probleme der Transportkontrolle herum hat sich eine Parität von Technologien gebildet, während das eindimensionale Problem - die Einschienenbahn - zur Kategorie der gelösten gehört, und daher muss die technische Hypothese nicht überprüft werden. Es bleibt die Realisierbarkeit des Wirtschaftsmodells für den Güterverkehr zu bestätigen und eine angemessene Amortisationszeit durch Reduzierung der Kapitalkosten für Infrastruktur und Fahrzeuge festzulegen. Unter gleichen Marktbedingungen besteht ein Vorteil in einer Lösung, die zuerst skaliert, und eine leichte Einschienenbahn beansprucht diese Rolle.

Die folgenden Beiträge widmen sich dem Prototyp des Shuttles und der Postamata, dem Bau der Einschienenbahnüberführung.

Source: https://habr.com/ru/post/de409291/

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