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一架UPS 767货机停在郑州新郑国际机场（CGO） A网 郑州飞友：LX01345供图
从活的鲨鱼到重要的文件，每年快速公司需要运送数十亿件货品，他们全年无休的通过海陆空三维一体的运输体系，将任何物品送往世界各地。经过一个多世纪的发展，有家快递公司已经将全球快递产业带入了高科技的领域。让我们通过国家地理的纪录片来了解全球最大的快递公司——联合包裹服务公司（United Parcel Service, Inc.简称UPS）。
1、 UPS凭什么成为世界最大的快递包裹公司？
UPS每年处理将近40亿件货品，全球设有1800处转运中心，并拥有一条大型铁路（图1）和270多架货机组成的机队，还拥有9.5万辆陆运货车。依托庞大的运输团队，UPS能够在全球200多个国家和地区展开业务。但是这家巨无霸物流企业的核心是位于肯塔基州的路易维尔（Louisville）转运中心，也被称为UPS世界港。
UPS世界港是目前全世界最大的物流中转中心：营运面积达37万平方米，相当于80个美式橄榄球场地大小，拥有44个航站近机位。仅营业场地内的传送带就有1.9万个，总长达150公里，货物每秒移动5米以上。UPS世界港共有9000名雇员，中转中心的核心构建是一条信息高速公路，这里每小时处理超过5千万笔交易信息。UPS世界港集中处理来自当地转运中心的所有货物，也堪称是全球最先进的货物分拣设施。
图1，UPS的专属铁路
图2，位于路易维尔的UPS世界港
2、UPS世界港里都有什么？
UPS世界港占地240公顷（2.4平方公里）,巨大的转运中心直接和机场接驳（图3）。UPS世界港的核心建筑是4层楼高的处理中心，内建有多条数公里长的传送带，处理中心连接有44个货运站的3大货机收发侧翼（图4），每4小时轮转一次，能提供多达100架货机的装卸工作。工厂更是拥有规模惊人的作业量，世界港每天处理超过1百万件货物，最高纪录是在24小时内处理250万件货物（图5，全自动的分拣系统）。
图3，直接和机场接驳的处理中心
图4，处理中心连接有44个货运站和3大货机收发侧翼
图5：全自动的分拣系统
3、快递包裹如何进行入库和分拣？
这个庞大的分拣系统源于各个当地运转中心，我们以目标货物为例，傍晚6点钟开始工作，美国东部某城市的UPS快递员完成了最后的收件工作，将货件送往当地运转中心（图6），在分类扫描后，输入UPS电脑系统。在当地UPS运转中心，分拣员根据货品的送达地和急迫性为数千件快件分门别类的进行处理。
根据不同的服务项目，将隔夜快递（注：隔夜快递为今天发次日达）件混入3天送达件将会造成严重的问题。误打邮政编码也将无法准确送达急件。UPS员工知道分类工作不容有误，而这个系统的工程师则面临消除潜在人为误差的挑战，他们提出的解决方案被称之为智能标签的电脑分类程序。用以识别货品信息的UPS智能条码（图8）也被作为进入核心分拨区的明细资料，这个标签内含有重要信息，包括重量、紧急程度和邮政编码。
这条条码还带有分类过的隐藏资料，首先是代表个别货物的识别码，第二个条码显示送达地区的邮政编码，更为重要的是显示所有资料信息的二维码，在一英寸见方的区域内藏有93个字元码的信息，包括标准运送资料和详细递送路线等信息。
图6：UPS快递员将快递送往当地运转中心
图7：扫描快件并打印出标签
图8：用以识别货品信息的UPS智能条码
4、如何完成收件第一步？
在所有当地UPS转运中心，货件的尺寸是首要条件，分类的第一步便是以尺寸大小区分，UPS运输的每个货件都分为以下三类：小件货是低于4.5公斤，23×30cm的信封或者纸盒；包裹则是45磅（20千克）之内的立体纸盒；特殊件包括笨重的或者形状不规则的货件。
了解先进快递系统的最佳方式便是即使追踪货件，当地转运中心的一大任务便是为送往世界港的所有货品进行分类，转运中心必须迅速读取所有货件的资料，才能以正确的路线进行递送。货品在当地转运中心分类后，将通过UPS运送系统的2种路线送出，当地快件将以公路运输或者短途空运配送。但相当数额的外地或者国际邮件都会以空运的形式送达UPS世界港进行处理。
现在是晚上8点钟，收到的快件已经被装入被称为大箱的超大航空货柜，这些航空货柜的容量接近15立方米，差不多相当于一个大型办公室的隔间。完成装箱的货柜被搬上UPS的货机（图9），UPS货运站的工人驾驶大型的货柜牵引车，把满载的货柜送上待命的货机，剪刀式的高空作业装载机将货柜装入机舱内（图10）。UPS货机的装载量惊人，可以达到60多个货柜。这些货物最终都被送往UPS世界港的转运中心。
图9：已经完成装箱的航空货柜
图10：剪刀式的装载机将货柜送入机舱内
5、如何让庞大的货机队高效安全的降落？晚上10点钟，这架货机正在飞往UPS世界港的途中，但其他起降的货机已经让世界港热闹不已。在此起降的货机都要经过精密的引导，频繁起降的航班让安全也成为了巨大的挑战，一旦有疏忽就会酿成大错。在任何货机落地前，都必须经过导航进场，货机在排队进场的时候可能会排成长达20英里的机队，紧接着持续落地。由于航班编排异常紧凑，时间必须争分夺秒。
近年来，UPS发现旗下航务需要新的科技为货机机队提供更加精确的指引和控制，普通的雷达不够精准，反应也不够迅速。UPS决定引入了新型的飞机定位科技已解决所面临的问题，他们采用世界上最先进的监视系统科技，简称ADSB（Automatic Dependant Surveillance Broadcast）的广播式自动相关监视技术。ADSB技术的创新在于它工作的原理，雷达站是从地面发出信号，ADSB则从飞机上主动送出包括飞机位置、高度和航速的数据信号。
航管员能从雷达屏幕上获取所有在此的货机信息，这对飞行安全带来了很大保障，其他货机同样能获取信号，避免撞机事件的发生（见空难改变航空史系列文章，撞机事件屡有发生）。
图11：雷达的工作模式是从地面发出信号
图12：ADSB则是在飞机上主动工作
图13：机场雷达屏幕能够显示所有在场飞机的信息
6、快件如何进入UPS世界港处理中心？晚上11点半，这架UPS货机开始降落在UPS世界港机场，地面上有数十架货机等待装卸货物，地面保障人员必须有极高的效率才能完成这些工作。飞行员只有数分钟的事件操控飞机滑进航展侧翼，地面引导员和飞行员通力协作才能保证任务高效安全的完成。机场引导员指引货机进入卸货区，所有的其他团队成员马上把货柜卸入世界港的巨大传送带中。
UPS世界港从高空俯瞰就像一个规模庞大的机场航站楼，跑道后方有A、B、C三个侧翼，能够同时进行44架货机的装卸任务，在一个繁忙的工作夜晚，9千名工人要在4小时内写下80多万件货物。由于隔夜快递的巨大需求，起重作业基本都是在晚上最忙碌的时候展开，现在工作的重心落到了货运地勤人员的身上。
图14：地勤人员要在数分钟内写下大量的货柜
7、如何卸下重达数吨的货柜？他们要在几分钟内，从货机卸下大型货柜。这项艰苦的任务需要强力工具的协助，地勤人员要在1小时内卸下大约11万5千公斤的货柜，这只有重型的机械才办得到——K型装载机隆重出场，这种高5米的钢骨剪刀式高空作业装载机（图14），其次能够抬起5.5吨重的货柜，但操作这个大家伙并非易事（图15）。地勤人员必须准确高效的将货柜送入UPS世界港的侧翼。
图15：K型装载机的操控盘
8、一个人如何拉动1吨重的货柜？UPS通过试误法找到解决方案，引入创新性的滚珠轴承地板（图16）。这种特制的滚珠轴承地板在表面安装有成排的钢珠滚珠轴承和塑胶皮滚轮，轴承用2个螺栓装在地面上，它可以随意的旋转滚动，即使是重型的货柜也能移动自如，这个巧妙的设计成为地勤们完成任务的不二法门，一个人就能搬动重达一顿的货柜。
图16：滚珠轴承地板
9、小件货物的快速分拨都有哪些诀窍？在滚珠轴承底板的帮助下，货柜进入了机场侧翼的内部，员工们把货柜锁在侧翼中的200个卸货站之中的一个。为了卸下货柜里的所有货件，员工们通常2人一组工作。卸货员负责让新来的所有货件进入世界港的传送系统，员工们必须为每个货物进行分类（图16）。3种不同尺寸的货物都要推入不同的传速带系统，每个系统的设计只能处理专属货件的尺寸和重量。
小件最容易处理，只需放在侧翼运输带上即可。包裹则稍微麻烦一点，为了追踪每个包裹的进度，工程师必须设法读取完整的包裹信息。他们打造了一种机器，被称为之DWS（Dimensioning Weighing Scanning），集测量尺寸、称重和扫描为一身（图17）。包裹被送上运输带，通过DWS设备的时候，内置的磅秤会在几秒内准确称重，接着会开始摄像机和激光仪用来测量包裹的高度和宽度，最后由DWS的扫描仪读取包裹的邮政编码。
这组数据被送入中央处理器，服务器进行快速的计算。服务器也是整个UPS数据港的核心区域，它根据任何时间通过这里的总货量进行运算，确认每个包裹应该采取的输送路线，其结果也是避免传送带造成堵塞、系统超重和包裹之间的碰撞。而种类繁多的特殊件处理则考验着这座超级转运中心，首先员工们要把这些物品以不同的路线进行传输，这需要更多的人工介入处理。
图17：三位一体的DWS设备
图：18用来测量体积的摄影头设备
包裹处理中心是UPS世界港的核心竞争力所在，他的主体建筑宽1千米，25米高，所有的货物都是到此汇总处理，然后被送上正确的货机飞赴目的地，而这次需要运送的目标货物也即将进入处理中心。UPS世界港每晚需要处理约50万个小件商品，运输带直接把小件货送往处理中心的4楼，员工从袋中取出小件货放进滑槽，接着很快将小件货进行分类。这些小件货将会被传速带送往引导区的工作站。
在引导区的员工则将小件货的标签向上摆放，通过特殊的蛇形运输带抵达倾斜盘分拣机的位置（图20）。这里共有6700个货件放置口，每个都有特别的设计，保证一次只能放一件货件。但是标签向下的货件就相当于没有贴标签，所以这里的员工必须保证每个包裹都是向上摆放。倾斜盘分拣机的特殊设计就是为了尽快把货件自动送入正确的目的地，分拣机由带有摄像头功能的电脑控制，放上倾斜盘的每个货件都要通过特制的摄影机隧道，这里面装置有先进的激光读码器，能够在几纳秒的时间内扫描智能标签，用以识别货件的邮政编码。摄像机也迅速将信息送入UPS世界港运输带控制系统处理器，控制运输带把货件分别送入正确的货袋，货袋是以目的地的邮政编码来分辨。
图19：两人一组排放货物
图20：引导区的小件货保证都是标签向上
10、高科技传输带停摆了怎么办？不过就算是最先进的科技装备，也需要考虑备用计划，如果摄像机隧道系统无法读取标签信息，那么这件货品就会失踪。UPS设计称之为远端编码的干预措施来解决这个问题。如果智能标签受损，贴着的标签为手写的或条码不清楚，摄像机的识别系统会把标签照片送入远端的编码部门，这里的工程师会通过人工的方式来识别标签，以手工的方式帮货件添加上正确的邮递编号。
11、如何尽快处理标准包裹？最重可达45公斤的包裹则采用其他的分类方式，这些形状各异的中型货件占据了UPS包裹公司最大的配送量，它们的处理部门则放在较低楼层进行全自动处理。同样这里数公里长的运输带上也装备有数十架摄像机和条码读取器，不同的是在这里的运输带上安装了滑块式分拣机，这些分拣器则协助货件通过处理中心。滑块式分拣器通过在运输带上的滑块，让货件保持安全距离并成排前进。运输带上的货件如果有移动的话，就可能对系统产生破坏性影响。
为了避免出现危险性的移动，有专门的摄像机专门处理在运输带上占据的空间距离 ，从而判定要用几个滑块推开货件，当运输带抵达连接处时，滑块就开始滑动把货件退向正确的方向（图21）。这个巧妙地设计节省了很多人力成本，而且还能有效地避免人工出现的失误。
图21：滑块式分拣器
12、什么是UPS公司的“礼貌货件”？UPS也引入了优先交通的方法，避免货件的碰撞和运输带造成阻塞，通过被称之为“礼貌货件”的电脑监视系统执行这个程序。“礼貌货件”由摄像机、磅秤和扫描仪组成，在输送中收集每项货件的信息，并送回主控电脑。主控电脑能随时得知运输带上每分钟的输送情况，如果存在潜在的危险，主控电脑就会指示运输带停止运作，直至风险消除。
13、如何处理棘手的特殊货件？最后就剩下特殊件进行处理了，尺寸特别而且不规则的货品统称之为特殊件，这些货品很容易就碰上阻碍造成运输通道的堵塞。即使最先进的处理系统也无能为力，只能人工介入来处理这个难题。处理中心有一个专门的特殊件处理系统，这里由经验丰富的技师来操作整个流程。他们首先手动扫描标签，再把货件放进运输带上的大塑料箱上，这些塑料箱是依照航空行李分拣机设计的，能够固定形状特殊的货件（图22）。
这些特殊件货箱的前进速度高达每分钟300米，输送轨道则类似于过山车的轨道，提前设定好的电脑系统能预知货箱何时抵达交叉口，于是指挥轨道像铁路岔口一样改变运送方向，将货箱送上UPS世界港侧翼的正确方向。
图22：专门用来处理特殊件的滑轨
现在已经是凌晨1点45分，货件经过45分钟的奔波，已经进入即将要发出的货柜，被送往目的运转中心。UPS世界港的员工必须尽快摆放好这些货柜（图23），操作员同样是通过K型装载机将货柜送入飞机货舱内。货柜的位置如果摆放不合理，货机就会有失去重心的危险，导致货机无法起飞。地勤人员必须对货柜的重量进行精确的计算，才能让货机以最合理的方式搭载足够多的货物。
图23：UPS货机内部
14、UPS如何训练自己的飞行员？接下来，货机的飞行员便隆重出场了。合格的客机飞行员每年都要接受美国联邦航空管理局（FAA ，Federal Aviation Administration）的训练，而UPS公司则有自己的专属飞行模拟器（图25），飞行员们能在这里进行完美的模拟飞行程序。这个模拟器通过电脑化3D程序进行训练，而受训的飞行员必须接受最严格的测试与训练，在这里的试错能够降低真实情况下的危险。
图24：UPS公司专属的飞行模拟器
15、UPS如何挑战天气难题？世界上最大的包裹快递公司仅剩下一个挑战无法控制——天气因素。UPS公司清楚，如果想要高标准的完成所有快递的运送任务，如何降低天气因素造成的影响，成为他们所面临的最大难题。UPS公司为此特设了世界港天气指挥中心，这里拥有多达600名员工，提供7×24小时服务。这是一座全天候监控天气条件的研究中心，通过顶尖的卫星服务和天气预报程序来保障数据的精确度。。
有了这些做后盾，UPS的气象专家能够追踪预报世界各地的任何天气状况。熟练地工程师通过快速的分析卫星数据，为飞机提供更加合理的航路规划，为保障员工生命和货物安全提供预防性保障。
图25：UPS气象研究中心
16、UPS货机如何高效降落？对于所有在UPS世界港起降的货机而言，飞行员都有三个既定目标：安全、节能和准时。为此，UPS还特别优化了飞机的降落程序，这种进场模型被称之为“持续降落”。
飞行员准备降落的时候，将发动机转成空转模式，“持续降落”是利用重力的方法，能让飞行员把耗油量和降落速度控制到最低，让大型的喷气机变身一架庞大的滑翔机，让UPS货机能以最小动力完成落地程序，科学的降落程序不仅能提高进场速度还能降低运营成本。
17、货机如何安全启动？现在是凌晨2点15分，距离我们寄出快件离开当地转运中心已有8个小时，这个时候UPS世界港的员工也已经即将离场的货机装满了货柜。飞机即将启动飞赴下一个目的地，喷气式飞机的发动机启动后，能产生超过100节（180公里）的强风，为了避免所有的潜在未下，UPS的货机不直接进行倒车操作，而是由飞行员转动怠速状态的飞机，然后被推上跑道（图26）。
UPS世界港庞大的停机坪和诸多的滑行到也让这个机场变成了障碍赛道。货机在推出的时候，稍不留心便会碰到建筑物或者撞到其他货机（图27，机场内的剐蹭屡见不鲜，2014年10月24日，首都机场1号航站楼外停机坪上，海南航空一架客机在滑出时，与东方航空一架处于静止状态的客机发生剐蹭，致东航客机垂直尾翼上的方向舵受损）。安全进入跑道的货机终于可以起飞了。
图26：为保障安全，飞机被推向跑道
图27：被后退的货机
货机抵挡目的地转运中心后，当地UPS员工把装满的货柜卸下进行分拨处理。而每个当地转运中心也被称为“迷你”版的世界港，不过这次不仅通过邮编编码来进行分配，货件需要通过精确的地址进行分配。接下来便是早已待命的200多辆货车发挥的时候了，通过最后的配送程序被送往各个社区和写字楼。
18、UPS如何高效节能的完成最后一公里？每辆UPS货车在出发前都已经被规划好行驶路线，UPS的工程师会检查卫星和客车的无线通讯，并设计出最佳的配送路线，这个功能都被集成在被称之为DIAD（Delivery Information Acquisition Device，信息传送收集器）的设备上。
早期的DIAD仅仅是一个简单的小设备，但现在却进化为UPS神器。DIAD通过无线链接进入线路和中央定位资料库，这种手持设备能为配送司机提供重要信息，能够及时提醒货物的配送优先性和司机最需要的路线变动。内置的GPS卫星定位系统能帮助司机行驶在正确的道路上，及时将货件送达正确地址。
在货车司机出发前，DIAD装置便会提前储存好配送路线，DIAD能和地图软件系统相连接，司机碰到任何路线问题都能得到及时的解决方案。背后的大数据系统也对这套系统提供了节省时间和节省油耗的解决方案——不准左转！一般情况下，UPS的货机基本不会左转行驶，这样能够保障UPS能以最高效的方式进行配送。
图28：UPS神器——DIAD信息传送收集器
图29：规划好路线的UPS货车基本不会左转
我们的目标货物横跨美国大陆，通过UPS世界港的转拨分配，经过传速带和分拣机和无数员工的操作，顺利完成了隔日送达业务。客户通过DIAD设备签收货物（图30），完全的无纸化办公。这也是超级快递公司UPS一天的正常工作。
图30：客户在DIAD设备上签收，完全的无纸化
通过30张图，和18个问题，我们能基本上了解到世界最大的快递包裹公司成功的因素，高科技几乎介入了UPS快递的每个环节。当然近年来我国的快递业也发展迅猛，希望他们早日成为世界的第五大快递公司。
大家好，我是乔善勋，喜欢纪录片，喜欢拍飞机，收藏飞机模型，喜欢研究事件背后的故事。
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