從活的鯊魚到重要的文件，每年快速公司需要運送數十億件貨品，他們全年無休的通過海陸空三維一體的運輸體系，將任何物品送往世界各地。經過一個多世紀的發展，有家快遞公司已經將全球快遞產業帶入了高科技的領域。讓我們通過國家地理的紀錄片來了解全球最大的快遞公司——聯合包裹服務公司（United Parcel Service, Inc.簡稱UPS）。
一架UPS 767貨機停在鄭州新鄭國際機場（CGO）
1、UPS憑什麼成為世界最大的快遞包裹公司？
UPS每年處理將近40億件貨品，全球設有1800處轉運中心，並擁有一條大型鐵路（圖1）和270多架貨機組成的機隊，還擁有9.5萬輛陸運貨車。依託龐大的運輸團隊，UPS能夠在全球200多個國家和地區展開業務。但是這家巨無霸物流企業的核心是位於肯塔基州的路易維爾（Louisville）轉運中心，也被稱為UPS世界港。UPS世界港是目前全世界最大的物流中轉中心：營運面積達37萬平方米，相當於80個美式橄欖球場地大小，擁有44個航站近機位。僅營業場地內的傳送帶就有1.9萬個，總長達150公裡，貨物每秒移動5米以上。UPS世界港共有9000名僱員，中轉中心的核心構建是一條信息高速公路，這裡每小時處理超過5千萬筆交易信息息。UPS世界港集中處理來自當地轉運中心的所有貨物，也堪稱是全球最先進的貨物分揀設施。
圖1 UPS的專屬鐵路
圖2，位於路易維爾的UPS世界港
2、UPS世界港裡都有什麼？
UPS世界港佔地240公頃（2.4平方公裡）,巨大的轉運中心直接和機場接駁（圖3）。UPS世界港的核心建築是4層樓高的處理中心，內建有多條數公裡長的傳送帶，處理中心連接有44個貨運站的3大貨機收發側翼（圖4），每4小時輪轉一次，能提供多達100架貨機的裝卸工作。工廠更是擁有規模驚人的作業量，世界港每天處理超過1百萬件貨物，最高紀錄是在24小時內處理250萬件貨物（圖5，全自動的分揀系統）。
圖3 直接和機場接駁的處理中心
圖4，處理中心連接有44個貨運站和3大貨機收發側翼
圖5，全自動的分揀系統
3、快遞包裹如何進行入庫和分揀？
這個龐大的分揀系統源於各個當地運轉中心，我們以目標貨物為例，傍晚6點鐘開始工作，美國東部某城市的UPS快遞員完成了最後的收件工作，將貨件送往當地運轉中心（圖6），在分類掃描後，輸入UPS電腦系統。在當地UPS運轉中心，分揀員根據貨品的送達地和急迫性為數千件快件分門別類的進行處理。根據不同的服務項目，將隔夜快遞（註：隔夜快遞為今天發次日達）件混入3天送達件將會造成嚴重的問題。誤打郵政編碼也將無法準確送達急件。UPS員工知道分類工作不容有誤，而這個系統的工程師則面臨消除潛在人為誤差的挑戰，他們提出的解決方案被稱之為智能標籤的電腦分類程序。用以識別貨品信息的UPS智能條碼（圖8）也被作為進入核心分撥區的明細資料，這個標籤內含有重要信息，包括重量、緊急程度和郵政編碼。這條條碼還帶有分類過的隱藏資料，首先是代表個別貨物的識別碼，第二個條碼顯示送達地區的郵政編碼，更為重要的是顯示所有資料信息的二維碼，在一英寸見方的區域內藏有93個字元碼的信息，包括標準運送資料和詳細遞送路線等信息。
圖6：UPS快遞員將快遞送往當地運轉中心
圖7：掃描快件並列印出標籤
圖8：用以識別貨品信息的UPS智能條碼
4、如何完成收件第一步？
在所有當地UPS轉運中心，貨件的尺寸是首要條件，分類的第一步便是以尺寸大小區分，UPS運輸的每個貨件都分為以下三類：小件貨是低於4.5公斤，23×30cm的信封或者紙盒；包裹則是45磅（20千克）之內的立體紙盒；特殊件包括笨重的或者形狀不規則的貨件。了解先進快遞系統的最佳方式便是即使追蹤貨件，當地轉運中心的一大任務便是為送往世界港的所有貨品進行分類，轉運中心必須迅速讀取所有貨件的資料，才能以正確的路線進行遞送。貨品在當地轉運中心分類後，將通過UPS運送系統的2種路線送出，當地快件將以公路運輸或者短途空運配送。但相當數額的外地或者國際郵件都會以空運的形式送達UPS世界港進行處理。
現在是晚上8點鐘，收到的快件已經被裝入被稱為大箱的超大航空貨櫃，這些航空貨櫃的容量接近15立方米，差不多相當於一個大型辦公室的隔間。完成裝箱的貨櫃被搬上UPS的貨機（圖9），UPS貨運站的工人駕駛大型的貨櫃牽引車，把滿載的貨櫃送上待命的貨機，剪刀式的高空作業裝載機將貨櫃裝入機艙內（圖10）。UPS貨機的裝載量驚人，可以達到60多個貨櫃。這些貨物最終都被送往UPS世界港的轉運中心。
圖9：已經完成裝箱的航空貨櫃
圖10：剪刀式的裝載機將貨櫃送入機艙內
5、如何讓龐大的貨機隊高效安全的降落？
晚上10點鐘，這架貨機正在飛往UPS世界港的途中，但其他起降的貨機已經讓世界港熱鬧不已。在此起降的貨機都要經過精密的引導，頻繁起降的航班讓安全也成為了巨大的挑戰，一旦有疏忽就會釀成大錯。在任何貨機落地前，都必須經過導航進場，貨機在排隊進場的時候可能會排成長達20英裡的機隊，緊接著持續落地。由於航班編排異常緊湊，時間必須爭分奪秒。近年來，UPS發現旗下航務需要新的科技為貨機機隊提供更加精確的指引和控制，普通的雷達不夠精準，反應也不夠迅速。UPS決定引入了新型的飛機定位科技已解決所面臨的問題，他們採用世界上最先進的監視系統科技，簡稱ADSB（Automatic Dependant SurveillanceBroadcast）的廣播式自動相關監視技術。ADSB技術的創新在於它工作的原理，雷達站是從地面發出信號，ADSB則從飛機上主動送出包括飛機位置、高度和航速的數據信號。航管員能從雷達屏幕上獲取所有在此的貨機信息，這對飛行安全帶來了很大保障，其他貨機同樣能獲取信號，避免撞機事件的發生（見空難改變航空史系列文章，撞機事件屢有發生）。
圖11：雷達的工作模式是從地面發出信號
圖12：ADSB則是在飛機上主動工作
圖13：機場雷達屏幕能夠顯示所有在場飛機的信息
6、快件如何進入UPS世界港處理中心？
晚上11點半，這架UPS貨機開始降落在UPS世界港機場，地面上有數十架貨機等待裝卸貨物，地面保障人員必須有極高的效率才能完成這些工作。飛行員只有數分鐘的事件操控飛機滑進航展側翼，地面引導員和飛行員通力協作才能保證任務高效安全的完成。機場引導員指引貨機進入卸貨區，所有的其他團隊成員馬上把貨櫃卸入世界港的巨大傳送帶中。UPS世界港從高空俯瞰就像一個規模龐大的機場航站樓，跑道後方有A、B、C三個側翼，能夠同時進行44架貨機的裝卸任務，在一個繁忙的工作夜晚，9千名工人要在4小時內寫下80多萬件貨物。由於隔夜快遞的巨大需求，起重作業基本都是在晚上最忙碌的時候展開，現在工作的重心落到了貨運地勤人員的身上。
圖14：地勤人員要在數分鐘內寫下大量的貨櫃
7、如何卸下重達數噸的貨櫃？
他們要在幾分鐘內，從貨機卸下大型貨櫃。這項艱苦的任務需要強力工具的協助，地勤人員要在1小時內卸下大約11萬5千公斤的貨櫃，這隻有重型的機械才辦得到——K型裝載機隆重出場，這種高5米的鋼骨剪刀式高空作業裝載機（圖14），其次能夠抬起5.5噸重的貨櫃，但操作這個大傢伙並非易事（圖15）。地勤人員必須準確高效的將貨櫃送入UPS世界港的側翼。
圖15：K型裝載機的操控盤
8、一個人如何拉動1噸重的貨櫃？
UPS通過試誤法找到解決方案，引入創新性的滾珠軸承地板（圖16）。這種特製的滾珠軸承地板在表面安裝有成排的鋼珠滾珠軸承和塑膠皮滾輪，軸承用2個螺栓裝在地面上，它可以隨意的旋轉滾動，即使是重型的貨櫃也能移動自如，這個巧妙的設計成為地勤們完成任務的不二法門，一個人就能搬動重達一頓的貨櫃。
圖16：滾珠軸承地板
9、小件貨物的快速分撥都有哪些訣竅？
在滾珠軸承底板的幫助下，貨櫃進入了機場側翼的內部，員工們把貨櫃鎖在側翼中的200個卸貨站之中的一個。為了卸下貨櫃裡的所有貨件，員工們通常2人一組工作。卸貨員負責讓新來的所有貨件進入世界港的傳送系統，員工們必須為每個貨物進行分類（圖16）。3種不同尺寸的貨物都要推入不同的傳速帶系統，每個系統的設計只能處理專屬貨件的尺寸和重量。小件最容易處理，只需放在側翼運輸帶上即可。包裹則稍微麻煩一點，為了追蹤每個包裹的進度，工程師必須設法讀取完整的包裹信息。他們打造了一種機器，被稱為之DWS（Dimensioning Weighing Scanning），集測量尺寸、稱重和掃描為一身（圖17）。包裹被送上運輸帶，通過DWS設備的時候，內置的磅秤會在幾秒內準確稱重，接著會開始攝像機和雷射儀用來測量包裹的高度和寬度，最後由DWS的掃描儀讀取包裹的郵政編碼。這組數據被送入中央處理器，伺服器進行快速的計算。伺服器也是整個UPS數據港的核心區域，它根據任何時間通過這裡的總貨量進行運算，確認每個包裹應該採取的輸送路線，其結果也是避免傳送帶造成堵塞、系統超重和包裹之間的碰撞。而種類繁多的特殊件處理則考驗著這座超級轉運中心，首先員工們要把這些物品以不同的路線進行傳輸，這需要更多的人工介入處理。
圖16：兩人一組排放貨物
圖17：三位一體的DWS設備
圖：18用來測量體積的攝影頭設備
包裹處理中心是UPS世界港的核心競爭力所在，他的主體建築寬1千米，25米高，所有的貨物都是到此匯總處理，然後被送上正確的貨機飛赴目的地，而這次需要運送的目標貨物也即將進入處理中心。UPS世界港每晚需要處理約50萬個小件商品，運輸帶直接把小件貨送往處理中心的4樓，員工從袋中取出小件貨放進滑槽，接著很快將小件貨進行分類。這些小件貨將會被傳速帶送往引導區的工作站。在引導區的員工則將小件貨的標籤向上擺放，通過特殊的蛇形運輸帶抵達傾斜盤分揀機的位置（圖20）。這裡共有6700個貨件放置口，每個都有特別的設計，保證一次只能放一件貨件。但是標籤向下的貨件就相當於沒有貼標籤，所以這裡的員工必須保證每個包裹都是向上擺放。傾斜盤分揀機的特殊設計就是為了儘快把貨件自動送入正確的目的地，分揀機由帶有攝像頭功能的電腦控制，放上傾斜盤的每個貨件都要通過特製的攝影機隧道，這裡面裝置有先進的雷射讀碼器，能夠在幾納秒的時間內掃描智能標籤，用以識別貨件的郵政編碼。攝像機也迅速將信息送入UPS世界港運輸帶控制系統處理器，控制運輸帶把貨件分別送入正確的貨袋，貨袋是以目的地的郵政編碼來分辨。
圖19：UPS世界港處理中心
圖20：引導區的小件貨保證都是標籤向上
10、高科技傳輸帶停擺了怎麼辦？
不過就算是最先進的科技裝備，也需要考慮備用計劃，如果攝像機隧道系統無法讀取標籤信息，那麼這件貨品就會失蹤。UPS設計稱之為遠端編碼的幹預措施來解決這個問題。如果智能標籤受損，貼著的標籤為手寫的或條碼不清楚，攝像機的識別系統會把標籤照片送入遠端的編碼部門，這裡的工程師會通過人工的方式來識別標籤，以手工的方式幫貨件添加上正確的郵遞編號。
11、如何儘快處理標準包裹？
最重可達45公斤的包裹則採用其他的分類方式，這些形狀各異的中型貨件佔據了UPS包裹公司最大的配送量，它們的處理部門則放在較低樓層進行全自動處理。同樣這裡數公裡長的運輸帶上也裝備有數十架攝像機和條碼讀取器，不同的是在這裡的運輸帶上安裝了滑塊式分揀機，這些分揀器則協助貨件通過處理中心。滑塊式分揀器通過在運輸帶上的滑塊，讓貨件保持安全距離並成排前進。運輸帶上的貨件如果有移動的話，就可能對系統產生破壞性影響。為了避免出現危險性的移動，有專門的攝像機專門處理在運輸帶上佔據的空間距離，從而判定要用幾個滑塊推開貨件，當運輸帶抵達連接處時，滑塊就開始滑動把貨件退向正確的方向（圖21）。這個巧妙地設計節省了很多人力成本，而且還能有效地避免人工出現的失誤。
圖21：滑塊式分揀器
12、什麼是UPS公司的「禮貌貨件」？
UPS也引入了優先交通的方法，避免貨件的碰撞和運輸帶造成阻塞，通過被稱之為「禮貌貨件」的電腦監視系統執行這個程序。「禮貌貨件」由攝像機、磅秤和掃描儀組成，在輸送中收集每項貨件的信息，並送回主控電腦。主控電腦能隨時得知運輸帶上每分鐘的輸送情況，如果存在潛在的危險，主控電腦就會指示運輸帶停止運作，直至風險消除。
13、如何處理棘手的特殊貨件？
最後就剩下特殊件進行處理了，尺寸特別而且不規則的貨品統稱之為特殊件，這些貨品很容易就碰上阻礙造成運輸通道的堵塞。即使最先進的處理系統也無能為力，只能人工介入來處理這個難題。處理中心有一個專門的特殊件處理系統，這裡由經驗豐富的技師來操作整個流程。他們首先手動掃描標籤，再把貨件放進運輸帶上的大塑料箱上，這些塑料箱是依照航空行李分揀機設計的，能夠固定形狀特殊的貨件（圖22）。這些特殊件貨箱的前進速度高達每分鐘300米，輸送軌道則類似於過山車的軌道，提前設定好的電腦系統能預知貨箱何時抵達交叉口，於是指揮軌道像鐵路岔口一樣改變運送方向，將貨箱送上UPS世界港側翼的正確方向。
圖22：專門用來處理特殊件的滑軌
現在已經是凌晨1點45分，貨件經過45分鐘的奔波，已經進入即將要發出的貨櫃，被送往目的運轉中心。UPS世界港的員工必須儘快擺放好這些貨櫃（圖23），操作員同樣是通過K型裝載機將貨櫃送入飛機貨艙內。貨櫃的位置如果擺放不合理，貨機就會有失去重心的危險，導致貨機無法起飛。地勤人員必須對貨櫃的重量進行精確的計算，才能讓貨機以最合理的方式搭載足夠多的貨物。
圖23：UPS貨機內部
14、UPS如何訓練自己的飛行員？
接下來，貨機的飛行員便隆重出場了。合格的客機飛行員每年都要接受美國聯邦航空管理局（FAA ，Federal Aviation Administration）的訓練，而UPS公司則有自己的專屬飛行模擬器（圖25），飛行員們能在這裡進行完美的模擬飛行程序。這個模擬器通過電腦化3D程序進行訓練，而受訓的飛行員必須接受最嚴格的測試與訓練，在這裡的試錯能夠降低真實情況下的危險。
圖24：UPS公司專屬的飛行模擬器
15、UPS如何挑戰天氣難題？
世界上最大的包裹快遞公司僅剩下一個挑戰無法控制——天氣因素。UPS公司清楚，如果想要高標準的完成所有快遞的運送任務，如何降低天氣因素造成的影響，成為他們所面臨的最大難題。UPS公司為此特設了世界港天氣指揮中心，這裡擁有多達600名員工，提供7×24小時服務。這是一座全天候監控天氣條件的研究中心，通過頂尖的衛星服務和天氣預報程序來保障數據的精確度。。有了這些做後盾，UPS的氣象專家能夠追蹤預報世界各地的任何天氣狀況。熟練地工程師通過快速的分析衛星數據，為飛機提供更加合理的航路規劃，為保障員工生命和貨物安全提供預防性保障。
圖25：UPS氣象研究中心
16、UPS貨機如何高效降落？
對於所有在UPS世界港起降的貨機而言，飛行員都有三個既定目標：安全、節能和準時。為此，UPS還特別優化了飛機的降落程序，這種進場模型被稱之為「持續降落」。飛行員準備降落的時候，將發動機轉成空轉模式，「持續降落」是利用重力的方法，能讓飛行員把耗油量和降落速度控制到最低，讓大型的噴氣機變身一架龐大的滑翔機，讓UPS貨機能以最小動力完成落地程序，科學的降落程序不僅能提高進場速度還能降低運營成本。
17、貨機如何安全啟動？
現在是凌晨2點15分，距離我們寄出快件離開當地轉運中心已有8個小時，這個時候UPS世界港的員工也已經即將離場的貨機裝滿了貨櫃。飛機即將啟動飛赴下一個目的地，噴氣式飛機的發動機啟動後，能產生超過100節（180公裡）的強風，為了避免所有的潛在未下，UPS的貨機不直接進行倒車操作，而是由飛行員轉動怠速狀態的飛機，然後被推上跑道（圖26）。UPS世界港龐大的停機坪和諸多的滑行到也讓這個機場變成了障礙賽道。貨機在推出的時候，稍不留心便會碰到建築物或者撞到其他貨機（圖27，機場內的剮蹭屢見不鮮，2014年10月24日，首都機場1號航站樓外停機坪上，海南航空一架客機在滑出時，與東方航空一架處於靜止狀態的客機發生剮蹭，致東航客機垂直尾翼上的方向舵受損）。安全進入跑道的貨機終於可以起飛了。
圖26：為保障安全，飛機被推向跑道
圖27：被向退出的貨機
貨機抵擋目的地轉運中心後，當地UPS員工把裝滿的貨櫃卸下進行分撥處理。而每個當地轉運中心也被稱為「迷你」版的世界港，不過這次不僅通過郵編編碼來進行分配，貨件需要通過精確的地址進行分配。接下來便是早已待命的200多輛貨車發揮的時候了，通過最後的配送程序被送往各個社區和寫字樓。
18、UPS如何高效節能的完成最後一公裡？
每輛UPS貨車在出發前都已經被規劃好行駛路線，UPS的工程師會檢查衛星和客車的無線通訊，並設計出最佳的配送路線，這個功能都被集成在被稱之為DIAD（Delivery Information Acquisition Device，信息傳送收集器）的設備上。早期的DIAD僅僅是一個簡單的小設備，但現在卻進化為UPS神器。DIAD通過無線連結進入線路和中央定位資料庫，這種手持設備能為配送司機提供重要信息，能夠及時提醒貨物的配送優先性和司機最需要的路線變動。內置的GPS衛星定位系統能幫助司機行駛在正確的道路上，及時將貨件送達正確地址。在貨車司機出發前，DIAD裝置便會提前儲存好配送路線，DIAD能和地圖軟體系統相連接，司機碰到任何路線問題都能得到及時的解決方案。背後的大數據系統也對這套系統提供了節省時間和節省油耗的解決方案——不準左轉！一般情況下，UPS的貨機基本不會左轉行駛，這樣能夠保障UPS能以最高效的方式進行配送。
圖28：UPS神器——DIAD信息傳送收集器
圖29：規劃好路線的UPS貨車基本不會左轉
我們的目標貨物橫跨美國大陸，通過UPS世界港的轉撥分配，經過傳速帶和分揀機和無數員工的操作，順利完成了隔日送達業務。客戶通過DIAD設備籤收貨物（圖30），完全的無紙化辦公。這也是超級快遞公司UPS一天的正常工作。
通過30張圖，和18個問題，我們能基本上了解到世界最大的快遞包裹公司成功的因素，高科技幾乎介入了UPS快遞的每個環節。UPS世界港的高效也是它成功的關鍵，希望UPS也能幫助鄭州CGO建成世界一流的航空港。
作者個人介紹：
喬善勳，高校教師。任職於河南工業貿易職業學院，主講航空物流、交通安全管理等課程。致力於研究通用航空和航空物流業行業，對航空攝影及航模有著獨到見解。新浪微博號，微信號：yankeejoe ，希望和大家交流！
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