为什么政策制定者应该支持机器人自动化以解决物流设施中的生产力紧缩摩根 · 史蒂文斯|2023 年 6 月随着消费者继续在线购买更多商品 ， 物流设施将面临更大的需求 ， 以便及时在全国范围内交付商品。决策者应促进机器人的采用和创新 ， 以提高劳动生产率 ， 工人安全 ， 交货时间和供应链弹性。KEY TKEAWAYS 随着美国电子商务的发展 ， 美国的物流设施雇用了更多的工人来满足消费者的需求。 然而 ， 由于工人现在处理更多种类的商品并将这些产品直接运送给消费者 ， 因此物流设施内的劳动生产率下降了。 机器人的进步为自动化这些设施中的许多过程创造了机会。自动化可以提高工人的安全性 ， 创造高价值的工作 ， 降低错误率 ， 提高运输速度 ， 提高供应链弹性 ， 降低价格并提高生产率。 政策制定者应支持机器人的采用和创新 ， 以提高物流设施的自动化和生产力。itif. org 信息技术与创新基金会 | JUNE26 2023PAGE 页2CONTENTS主要收获 1Introduction 3美国零售电子商务 5电子商务行业中的物流设施 8物流设施类型 8入站交叉码头设施 8电子履行中心 8分拣中心 8交付站 9本地货运站 9快速交货集线器 9物流设施功能 9收货 9存储和订单拾取 10装运货物 12物流设施中机器人自动化的好处 12改善工人安全 12提高劳动生产率 13更有效地利用空间 13仓库机器人市场趋势 13政府政策的案例 15建议 16制定积极的税收政策 ， 以奖励对自动化和机器人的投资 16在政府仓库中优先考虑机器人自动化 17向机器人 17 提供创新资金增加对国家标准与技术研究所的资助 17仓库设置中工业移动机器人的现代化标准 18支持小型物流和仓储业务 19提供机器人奖 19提高最低工资 19支持工人因自动化而流离失所 19建立国家机器人战略咨询委员会 20尾注 21 信息技术与创新基金会 | JUNE26 2023PAGE 页3INTRODUCTION仓储和仓储行业需要通过自动化来提高其生产率 ， 否则将有可能延迟更广泛的批发和零售贸易部门的增长 ， 从而损害生产者 ， 消费者和自己的工人。仓储和存储行业本身仅占美国的 0.4 ％S.1 但随着电子商务的扩张，它对整个经济中许多其他行业的命运产生了巨大的影响，它是每天数百万个包裹在公司和消费者之间穿梭的后勤神经中枢。 2 自 2015 年以来，它一直在努力满足对其服务不断增长的需求。 3 与此同时，该行业的产出激增了 39% 。同时，其劳动生产率下降了 35 ％ 。 4 为了弥补这一差异，工人的工作时间激增了 170 ％，增加了安全风险并降低了工作质量。解决仓储和存储中的生产力问题的明显解决方案是提高机器人自动化 ： 公司需要采用技术来帮助工人每小时完成更多工作。增加机器人的使用将提高工人的安全和工作质量 ， 减少运输错误 ， 加快订单时间 ， 提高供应链弹性 ， 提高生产率和降低价格。然而 ， 尽管机器人技术取得了进步 ， 但采用速度仍然很慢 ， 这主要是因为它们的成本以及用新技术和现代技术改造现有仓库的困难。美国领导机器人采用物流设施显然符合国家利益。因此 ， 国会和拜登政府应采取以下步骤 ：1.制定鼓励投资自动化和机器人技术的税收政策如果新设备的税后净现值大于投资成本，则理性公司投资于新设备。因此，税收政策在投资决策中发挥着重要作用。至少，国会应该恢复立法，允许公司花费第一年的资本设备投资。 5 这样做将使更多的机器人投资能够满足资本投资的门槛。《 2017 年减税和就业法案》包含一项条款，允许公司在合格设备投入使用之年全额支出。不幸的是，这项规定今年正在逐步取消。国会应该永久延长它。 6 当然，国会应该抵制新卢德主义者对机器人征税的呼吁，因为这种税收会降低投资回报率，并阻止公司投资于可以提高生产率的机器人工具。2.在政府仓库中优先考虑机器人自动化美国邮政局 （ USPS ），国防部 （ DOD ） 和联邦调查局 （ FBI ） 等机构利用仓库来执行任务。机构官员应优先考虑仓库自动化，以证明采用的好处，并促进机器人系统的进一步发展。国会应该为这两个机构提供资金，以实施最先进的计划，使其设施自动化。3.增加国家科学基金会 （ NSF ） 对机器人研究的资助。新成立的 NSF 技术、创新和伙伴关系理事会 (TIP) 由国会授权 ， 专注于包括机器人在内的 10 项关键技术。在实施这项立法时 ， NSF 应该优先考虑机器人研究。为此 ， 国会应该为 NSF 增加至少 5 亿美元的资金 ， 用于机器人研究。 信息技术与创新基金会 | JUNE26 2023PAGE 页44.机器人研究的目标资金。国会应增加对美国国家标准与技术研究所 （ NIST ） Hollings Manufacturing Extension Partnership （ MEP ） 的资助。然后 ， 该机构应使用这笔资金来支持推进自动化和自主机器人研究的项目。 8 此外 ， 国会应扩大 MEP 的任务范围 ， 包括协助小型物流和仓储公司。5.现代化工业环境中机械的安全标准。国家职业安全与健康研究所 （ NIOSH ） 应与负责制定工作场所标准的研究人员，私营公司和政府机构合作，以使仓库和其他工业环境中的机械标准现代化。当前的职业安全与健康管理局 （ OSHA ） 标准限制了设施经理和机器人公司开发新的机器人系统并将其集成到工业环境中。NIOSH 应该开发新的基于性能的标准，使公司能够安全地试验机器人系统。6.支持小型物流和仓储公司。小企业管理局 （ SBA ） 应扩大其制造办公室 ， 以包括对物流和仓储公司的支持。允许小型物流和仓储公司利用与制造公司相同的资源 ， 将促进每个行业和更广泛的供应链的创新和弹性。7.创建国家机器人奖计划商务部 （ DOC ） 应通过设立机器人自动化奖来表彰在使用机器人技术以提高生产率方面的杰出成就，来补充马尔科姆 · 鲍德里奇质量奖，这是一项总统奖，旨在表彰公司的卓越绩效。包括仓库行业。8.提高最低工资。国会应该将联邦最低工资提高到至少每小时 12 美元 ， 并将其与通货膨胀挂钩 ， 以鼓励仓储和存储行业投资于自动化。 10 随着电子商务行业的持续增长 ， 提高最低工资将激励企业投资于自动化以提高劳动生产率。9.支持因自动化而流离失所的工人。仓库中的自动化将取代某些任务，并可能导致仓库工人失业，尽管其中大部分可能是通过减员。政策制定者应改善职业培训和失业补偿计划。通过与当地组织合作，为流离失所的工人提供职业培训，并允许计划参与者在培训期间获得失业补偿，政策制定者可以减轻经济流离失所的影响。10.成立一个机器人创新和采用咨询委员会。国会应通过立法 ， 指示 DOC 成立一个咨询委员会 ， 以制定支持机器人创新和采用的战略。在制定战略时 ， 委员会应提出建议 ， 以推进机器人研究 ， 促进公共和私营部门的采用 ， 支持劳动力等。 信息技术与创新基金会 | JUNE26 2023PAGE 页5美国零售电子商务近年来 ， 随着电子商务平台使消费者能够在线购买各种商品 ， 零售业经历了重大变化。主要有四个变化。首先，消费者越来越多地在网上购买商品，而不是去实体店。从 2002 年到 2022 年，电子商务零售额从美国总销售额的 1.4 ％ 增长到 14.7 ％ 。S.基于运输和邮寄公司，2015 年在美国运送了 118 亿个包裹，而 2022.13 年运送了 212 亿个包裹。需求的增加导致设施处理的订单比以往任何时候都多。因此, 物流设施的工作人员必须处理许多不同的货物, 这就增加了处理流经设施的所有订单的复杂性。第三，在网上购物的消费者已经习惯了在几天或更短的时间内收到他们的购买，因为许多在线零售商承诺及时发货和交付订单。例如，亚马逊在美国为超过 2000 万种精选商品提供免费的一日或当日送货。 15 为了满足客户对快速送货的期望，公司不得不适应消费者的期望，并比过去更快地处理订单。第四，许多零售商采用全渠道分销模式，使消费者能够在网上、店内或两者的混合体中购买商品。 16 在这种模式下，物流设施工人可能会将订单运送到商店、特殊提货点或顾客家。这种多样化的目的地使得工人更难包装和运输在线订单，因为在拣选和运输过程中，它们不一定会被组合在一起。由于这些动态，物流设施需要以更快的速度对更高数量的较小货物进行分类。 17 因此，用于存储和分配货物的物流设施中的劳动生产率 — — 产出与工作时间的比率 — — 下降了。自 2015 年以来，工作时间的年度百分比增长超过了产出的年度百分比增长，因此，物流设施的劳动生产率下降了 19 。这种发展可能是由于电子商务行业的增长速度、仓库员工在挑选订单时面临的挑战以及 COVID - 19 大流行。为了满足电子商务的更多需求，物流设施雇用了更多工人。 20 2021 年，美国一般仓储和仓储行业雇用了 1, 578, 300 名工人 ，从 2014.21 年的 651, 300 上升此外，如图 2 所示，2014 年至 2021 年的就业年度百分比变化通常超过该时间段之前的就业年度百分比变化，表明该行业内的招聘率有所增加。 信息技术与创新基金会 | JUNE26 2023PAGE 页6图 1 ： 2015 年至 2021 年 ， 劳动生产率、产出和仓储工作小时数的年度百分比变化20%15%10%5%0%-5%-10%-15%2015201620172018201920202021工时产出劳动生产率图 2 ： 一般仓储及仓储行业就业人数变动百分比 （ 千 ）25%20%15%10%5%0%-5%-10%1988199820082018 信息技术与创新基金会 | JUNE26 2023PAGE 页7然而，许多工人受雇于旧仓库，这些仓库没有现代机器人技术来自动化流程。2022 年，CBRE，美国S.总部位于商业房地产服务和投资公司的报告说，美国的平均仓库使用年限为 43 年，而 28 ％ 的现有仓库使用年限超过 50 年。 22 只有 6 ％ 的仓库使用年限不到 10 年。 23 。仓库的平均年龄表明，许多仓库没有布局或基础设施来支持现代系统，这些系统可以使工人在面对不断增长的电子商务需求时产生更多的产出。安装机器人技术是一个耗时、昂贵且具有破坏性的过程，通常需要物流设施调整或暂时中止全部操作。物流设施通常经历高水平的基于成本的竞争，导致供应链中的低利润率和波动性和风险。因此，许多人可能对成本风险敞口持厌恶态度。随着电子商务的发展，仓库的平均年龄和设施经理在安装机器人系统时面临的挑战可能导致经理雇用更多的工人来满足需求。然而，产出的增长没有就业那么多。结果，如图 3 所示，与就业水平和实际部门产出相比，一般仓储和仓储行业的劳动生产率 （ 即产出与工作小时数的比率 ） 有所下降。对 COVID - 19 大流行的反应可能加剧了这一趋势，因为工人实施了社会疏远措施，扰乱了运营。 25 为了提高劳动生产率，仓库需要追求更多的自动化，而不仅仅是雇佣更多的工人。图 3 ： 一般仓储和仓储行业的劳动生产率 ， 就业和实际部门产出 （ NAICS 493110 ） （ 2012 = 100 ）300250200150100就业产出生产率5001987199720072017 信息技术与创新基金会 | JUNE26 2023PAGE 页8电子商务行业的物流设施在线零售商出售的商品在从供应商到客户的过程中会经过许多不同类型的物流设施。这些设施接收、存储和运送产品给客户。在线零售商定制他们的分销网络，以有效地运输他们销售的货物，并可能与其他实体合作，如 USPS 或第三方物流公司，以完成这一过程。物流设施类型零售商使用配送中心将货物运送到当地商店，在那里顾客亲自购物，并将购买的货物运送回家。相比之下，直接向客户送货的在线零售商必须适应更多的目的地。 27 大量的送货上门，再加上消费者对快速收到购买的期望 ，已导致在线零售商和电子商务行业的