Sistema di consegna con drone

Descrizione

I camion per la consegna dei pacchi sono una parte considerevole del traffico urbano che può essere ridotta implementando un sistema di consegna con droni. Poiché il mercato delle consegne sta crescendo in modo significativo e costante, soprattutto a causa delle crescenti opzioni di acquisto online, questo aspetto diventa ancora più rilevante. Allo stesso modo, il mercato delle consegne si sta lentamente trasformando da un mercato prevalentemente B2B a un mercato B2C. Questi sviluppi rendono responsabile della crescente importanza del cosiddetto "ultimo miglio", ovvero la consegna dall'hub di trasporto più vicino alla destinazione finale. Un'opportunità per migliorare la consegna dell'ultimo miglio sono i droni. I droni autonomi possono accelerare notevolmente i tempi di consegna e ridurre i costi umani associati alla consegna.

Modelli operativi

Modalità di funzionamento:

• Centri di distribuzione centrali: Tutti i droni partono da un centro di distribuzione centrale e consegnano un solo pacco alla volta. Per i destinatari fuori dal raggio d'azione o troppo pesanti per i droni, vengono utilizzate modalità di consegna tradizionali (b). L'uso parziale della consegna tradizionale può essere ottimizzato in quanto i destinatari che si trovano sulla strada del camion tradizionale potrebbero essere serviti in modo più efficiente dal camion che dai droni (c). Per confrontare le diverse modalità di consegna, (a) mostra un sistema di consegna tradizionale tramite camion. (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)

• Camion per le consegne come base per i droni: Soprattutto nei casi in cui il centro di distribuzione si trova lontano dai clienti, un'alternativa è quella di abbinare il sistema di consegna con drone a un camion tradizionale (b). Il camion delle consegne trasporta tutti i pacchi e i droni dal centro di distribuzione più vicino ai destinatari. A seconda del percorso ottimale del camion, una parte dei pacchi viene consegnata tramite droni. I droni partono e atterrano sul camion. Il camion può cambiare posizione mentre il drone consegna il pacco. L'autista deve caricare i pacchi, sostituire le batterie e recuperare i droni per metterli al sicuro a bordo del camion durante il trasporto. (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)

Vantaggio in termini di costi:

Secondo Business Insider, le consegne con i droni si tradurranno in un risparmio immediato sui costi, parte dei quali saranno trasferiti ai consumatori. Soprattutto nei paesi sviluppati, costa molto meno gestire una flotta di veicoli aerei senza pilota rispetto a una flotta di veicoli terrestri. Secondo un calcolo condotto da Raffaello D'Andrea, cofondatore di Kiva Systems (i robot di magazzino utilizzati da Amazon), consegnare un pacco di 2 g per quasi 10 km con un drone costa 10 centesimi. Si tratta di un costo di gran lunga inferiore rispetto ai 2-8 dollari per pacco che oggi Amazon spende utilizzando i mezzi di trasporto terrestri per le consegne nell'"ultimo miglio".

Il fatto di trasferire ai clienti i risparmi ottenuti sui costi di consegna può aumentare in modo significativo la quota di mercato di un'azienda di e-commerce, dal momento che i "costi di spedizione più alti del previsto" sono il motivo principale per cui i consumatori abbandonano il carrello della spesa online. (Smith, 2015)

Il grafico seguente mostra i costi di consegna per ogni spedizione via drone. Il calcolo si basa su una ricerca dell'ivey business review sul sistema di consegna di Amazon. I costi calcolati variano a seconda della quota di mercato delle consegne via drone / anno e dei costi di investimento per drone. (Menon, Prashon, 2013 - di quanti droni ha bisogno Amazon?)

Per un'azienda di e-commerce così grande come Amazon e con costi di investimento per drone inferiori a 500 dollari, tutti i costi calcolati sono di gran lunga inferiori ai costi di spedizione tradizionali, che ammontano in media a 2,1 dollari.

Progetti pilota: Attualmente Amazon sta conducendo una sperimentazione locale di Amazon Prime Air a Cambridge, in Inghilterra, mentre DHL sta sperimentando i sistemi di consegna via drone in Germania. DHL utilizza droni diversi a seconda dell'ambiente locale. L'immagine seguente mostra i dettagli tecnici dei tre droni attualmente utilizzati.

VIDEO: www.edge-cdn.net/video_1046346

Potenziale di mercato

Panoramica del mercato:

Il sistema di consegna tramite drone può rientrare nel mercato della consegna dei pacchi. Il costo totale globale della consegna dei pacchi, esclusi il ritiro, il trasporto in linea e lo smistamento, ammonta a circa 70 miliardi di euro. Cina, Germania e Stati Uniti rappresentano oltre il 40% del mercato. Tuttavia, il mercato non è solo grande, ma anche molto dinamico. I tassi di crescita variano a seconda dei paesi. Gli attuali mercati principali, che sono principalmente paesi sviluppati come la Germania o gli Stati Uniti, hanno tassi di crescita compresi tra il 7 e il 10%. I mercati in via di sviluppo, come l'India, raggiungono invece tassi di crescita di quasi il 300%. (McKinsey, 2016)

Anche se i droni possono gestire solo parti o nicchie del mercato della consegna dei pacchi, come discusso di seguito, il potenziale del mercato globale è comunque significativo. Il mercato ha ricevuto molta attenzione da parte delle start-up. Il grafico seguente mostra 308 di queste start-up raggruppate in base al tipo di consegna su cui si concentrano.

Il grafico mostra che la maggior parte delle start-up lavora su soluzioni per la consegna di cibo. Anche molti investitori sono interessati ai sistemi di consegna via drone: dal 2011 al 2016, ad esempio, le giovani aziende di questo mercato hanno attratto finanziamenti per poco meno di 10 miliardi di dollari. (McKinsey, 2016)

Possibili gruppi target:

• Consegna rapida premium: Secondo un'indagine su larga scala condotta da McKinsey in Cina, Germania e Stati Uniti con un totale di 4.700 intervistati (più di 1.500 in ciascuno dei tre paesi), il 25% dei clienti pagherebbe un supplemento, fino a 3 euro, se il proprio pacco venisse consegnato in giornata. In ogni caso, il 70% delle persone che hanno partecipato allo studio sceglierebbe l'opzione più economica. (McKinsey, 2016)
• Consegna di generi alimentari: Il settore dei generi alimentari è l'unico in cui più del 25% dei clienti è disposto a pagare costi aggiuntivi per una consegna più veloce. D'altra parte, alcuni hanno anche affermato che, soprattutto per quanto riguarda la spesa elettronica, vogliono che le casse vengano portate fino al loro appartamento e che i resi vengano gestiti direttamente. (McKinsey, 2016)
• Prodotti medici: Come i prodotti alimentari, anche i medicinali sono un prodotto in cui i tempi di consegna possono essere molto importanti. Un esempio di sistema di consegna medica tramite droni già implementato è Zipline a Rawanda, dove il sangue viene consegnato agli ospedali rurali.
• Edifici piccoli e privati: Dato che nei grattacieli o negli edifici commerciali possono essere consegnati più pacchi contemporaneamente, il vantaggio economico del sistema di consegna dei pacchi diminuisce. Secondo i calcoli basati sulla ricerca di McKinsey, ilpunto di pareggio tra le consegne tradizionali e quelle con i droni si raggiunge con un fattore di caduta medio di 10-15 pacchi per luogo. Per questo calcolo il costo del personale è stato stimato in 20 euro all'ora. (McKinsey, 2016)
• Aree con alti costi di manodopera: Secondo i calcoli di McKinsey, i droni offrono un vantaggio in termini di costi soprattutto per evitare i costi personali. Pertanto, possono creare un vantaggio economico rispetto al sistema di consegna tradizionale nei paesi in cui il costo della manodopera supera i 10-12 euro all'ora. Questo è il caso più o meno di tutto il mondo sviluppato. (McKinsey, 2016)

Requisiti:

• Peso del pacco: Attualmente i droni possono consegnare solo pacchi fino a 5 kg. (McKinsey, 2016) Amazon indica che l'86% delle sue consegne pesa meno di questa soglia.
• Lunghezza del percorso di consegna: Il servizio istantaneo può essere economicamente vantaggioso solo se il prodotto giusto è disponibile nelle vicinanze del destinatario, il che esclude molte aree rurali da questo servizio. Per i prodotti commerciali, i costi aggiuntivi vengono accettati solo per distanze inferiori a 5-10 km. (McKinsey, 2016) Il drone Prime Air, ad esempio, ha un raggio d'azione di 10 miglia(Gross, 2013). Pertanto, il centro di distribuzione deve essere vicino ai destinatari.

Problemi tecnici:

• Attualmente, la maggior parte dei droni si affida al GPS, che ha un'accuratezza limitata a circa 10 m senza tecnologie correttive(Arnold e Zandbergen, 2011).
• Data la lunghezza limitata dei percorsi di consegna, le operazioni nelle aree urbane sono un'area efficiente per il sistema di consegna tramite droni. Un problema principale che si presenta con i segnali GPS nelle aree urbane è il rischio di perdere il segnale nei cosiddetti canyon urbani. Per questo motivo, è cresciuto l'interesse per gli approcci di localizzazione e navigazione che consentono ai droni di funzionare in ambienti privi di GPS(Clark e Bevly, 2008; Marais et al., 2014).
• Un altro rischio della navigazione dei droni è il rischio di dirottamento ( Humphreys, 2012; Faughnan et al., 2013).
• Le batterie dei droni attualmente limitano enormemente la lunghezza dei percorsi di consegna (Gross, 2013).

Problemi ambientali e sociali:

• Resistenti alla pioggia e ai danni causati dal maltempo e dagli animali (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)
• Inquinamento acustico (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)
• Abbattimento di droni (Gross, 2013)

Fattori di supporto

• Infrastruttura IT: per guidare i droni nel traffico quotidiano
• Precisione del GPS

Requisiti legali

UE:

• Non esiste ancora un regolamento giuridicamente vincolante. Dal 29/11/17 l'Agenzia Europea per la Sicurezza Aerea (EASA) sta elaborando un regolamento.
• Attualmente, gli operatori di droni devono essere registrati se utilizzano droni in grado di trasferire più di 80 Joule di energia cinetica al momento dell'impatto con una persona.
• Prima bozza qui: data.consilium.europa.eu/doc/document/ST-5218-2018-INIT/en/pdf
• Intento: garantire la sicurezza, la riservatezza e la protezione dei dati personali.

USA:

• Gli Stati, i Paesi e le città hanno per lo più regolamenti propri.
• Esenzione FAA Part 333 per le operazioni commerciali con i droni:
  • È possibile operare oltre la linea di vista, ma non con le proprietà altrui.
  • Questa esenzione è concessa solo ai piloti certificati o se si mantengono 500 metri di distanza da persone non partecipanti.
• Normativa sui droni Parte 107 della FAA:
  • I droni che trasportano posta non possono attraversare i confini nazionali o statali.
  • I droni devono essere in linea di vista con il pilota.
  • È necessario un pilota remoto.
  • Un pilota remoto può pilotare solo un drone alla volta.
  • I droni non possono essere manovrati da un veicolo in movimento.
  • Non è possibile operare in prossimità di aeroporti (la maggior parte delle città è esclusa!).