Feasibility study of utilizing drones in the last-mile of parcel delivery : a case study of Rome metropolitan area

Today courier operations are subjected to several negative impacts in urban area. Numerous complaints are raised against delivery activities in cities due to congestion, safety and crashes, local air pollution, visual intrusion, blockade effects, noise and extreme energy consumptions problems caused by them. In the entire chain of a courier, the last step of it, which is called “last-mile”, is recognized as the most problematic and inefficient part. Additionally, it is the most expensive phase and represents between 30-75% of the total cost of the chain. The reasons behind this are due to many kilometers travelled per parcel, failure in the first time delivery, waste time in traffics, more operations per parcel and several other matters. Once drones were only limited to the military domain, but today there are increasing interests to employ them in civil and commercial applications. Parcel and home delivery industry can also benefit significantly from small drones. Recently Amazon announced its drone delivery project, which is designed to deliver parcels within 30 minutes and at no cost. Deutsche Post DHL likewise started its drone delivery trial in north of Germany last year, and there is an increasing attention to employ drones in CEP industry worldwide, particularly in the last-mile activities. This thesis is aimed at investigating whether utilizing drones, as parcel delivery vehicles, are feasible today. In doing so, four major dimensions are considered; technical, operational, financial and legal studies. The result of this research indicates that drones can significantly improve the current situation, by reducing the operational costs up to 70% and reducing negative impacts up to 80%. However, current regulations and legislations do not allow automated and autonomous flight operations, therefore exploiting the thorough potential of drones is not feasible at the moment. The trends in aviation regulation show that current legal pressures may relax by 2019 in EU. The last regulatory framework published by EASA has foreseen automated and autonomous flights in near future. Theretofore, drones are not practically operable in most commercial applications.

Oggigiorno le attività dei corrieri espressi sono soggette, nell’area urbana, a molteplici impatti negativi. Diversi reclami sono stati sollevati contro l’attività di consegna nelle città a causa del traffico, della sicurezza e degli incidenti, dell’alto livello di inquinamento locale, dell’impatto visivo, degli effetti dell’intasamento stradale, della confusione e dell’uso energetico e di tutti i problemi a loro correlati. All’interno della catena di un corriere espresso l’ultima parte, chiamata “last-mile”, è quella che presenta più problematiche e più inefficienze. Come se non bastasse, è la fase più dispendiosa con una spesa che varia tra il 30 e il 75% del costo totale della catena. Le ragioni vanno ricercate nei molti chilometri che un pacco viaggia, la mancata prima consegna dello stesso, la perdita di tempo nel traffico, molteplici operazioni per collo e diverse altre cause. Inizialmente i droni erano limitati alla competenza militare, oggi l’interesse ad utilizzarli in ambito civile e commerciale è in forte aumento. Attraverso l’utilizzo dei piccoli droni, l’industria dei pacchi e della consegna a domicilio potrebbe avere benefici significativi. Recentemente, Amazon ha annunciato il suo progetto di consegna tramite drone, designato per recapitare un pacco in 30 minuti a costo zero. Allo stesso modo lo scorso anno, la Deutsche Post DHL ha iniziato il collaudo della consegna tramite drone nella Germania del nord, portando l’utilizzo di droni ad una crescente attenzione, a livello mondiale e nell’industria CEP, in particolare nelle attività del “last-mile”. Questa tesi mira a ricercare se, oggigiorno, l’utilizzo dei droni, come veicoli di consegna dei pacchi, è fattibile. Per fare ciò si sono prese in considerazione quattro principali dimensioni: tecniche, operazionali, finanziarie e legali. I risultati della ricerca indicano che i droni possono migliorare in modo significativo l’attuale situazione riducendo i costi di operazione fino al 70% e l’impatto negativo fino all’80%. Tuttavia, i regolamenti e le legislazioni correnti non consentono operazioni di voli automatici e automatizzati, pertanto al momento sfruttare il completo potenziale dei droni, non è fattibile. Le tendenze nei regolamenti dell’aviazione dimostrano che l’attuale pressione legale, in Europa, potrebbe rilassarsi a partire dal 2019. L’ultimo bozzetto pubblicato dall’EASA prevede l’utilizzo di voli automatici e automatizzati in un futuro molto vicino. Prima d’ora, i droni non erano in grado di operare in modo effettivo nella maggior parte delle operazioni commerciali.