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加速“熄灯”终极目标:看一看亚马逊智能物流机器人进化史

  • 2022-05-13

全球175个物流中心、每天20多万台不同机器人负责交付超过3.5 亿种不同产品,每年分拣包裹总数高达数十亿。这就是亚马逊2000多亿美元网购业务的版图。

亚马逊对速度的追求几乎痴迷,你会在仓库中见到长达4.7米的发那科六轴机器人 M-2000iA ,地球上最大机械臂之一 Robo-Stow ,还有以轻型摩托车速度在地板上运行的移动机器人。

从收购 Kiva 到随后大规模部署机器人,再到发布无人机,亚马逊已经走上了自己的自动化道路,每一步都令人瞩目。

最近,他们又推出 10 亿美元的亚马逊工业创新基金,通过直接投资新兴技术,解决自动化过程中最棘手问题。首批得到投资的五家企业中,每一家都拥有一种特殊技术,可能对亚马逊仓库运作带来价值。

 

01 不断扩张和削减成本

一转眼,亚马逊Kiva 已经代表十年前的最新技术。Kiva 可以实现「让货找人」,提出了全新导航和控制系统,价格还不昂贵,它们不需要购买最好的电机、齿轮箱来保证机器人的可靠性,将条形码贴纸贴在地板上,为机器人配备摄像头和传感器,即可在控制系统引导下直线行驶,避免相互碰撞。

Kiva 实现「让货找人」,价格不贵

在2012年收购 kiva 时,亚马逊的仓库还没有今天这么多。数据显示,2011年,亚马逊只对居住在五个州的消费者征收销售税,亚马逊没有大规模建立配送中心。

2018年,亚马逊等大型电商也开始建造许多新仓库,目前,亚马逊不仅拥有全美最大仓储面积,其配送中心多集中在消费者密集地区附近。其中,仓库面积最多的10个州中,有8个位居人口最多的州,「人口中心和亚马逊仓库位置之间,似乎存在很强的相关性。」

亚马逊也不再将仓库藏在工业区,而是让「仓库进城」,在美国各城市和郊区开设 1000多家小型配送中心,使网上购物速度与快速跑到商店一样快。规模化驱使 Kiva机器人持续进化。在2019年,Kiva 后裔——Pegasus 、Xanthus 公开露面。同样身披橘色,Pegasus 只有手提箱大小,19厘米高,比小型号的 Kiva 还要矮。多出来空间可以用来储存更多东西,力气也比 Kiva 大,可举起560公斤货物。

Pegasus 是亚马逊新型仓库分拣机器人之一

Xanthus 是 Pegasus 继任者, 也是一个全新设计,可以移动叠加黄色「托特袋」,将物品从拣选转移到包装环节。

Xanthus 可配备不同的模块,如传送带和堆叠的托特袋(黄色)

 

02 加速机器人灵活度与协作

目前,亚马逊机器人与人类员工在物理上是分开的,员工仅以一种或两种非常特定的方式与机器人交互。例如东西从吊舱里掉出来,或者机器人坏了。

亚马逊认为,完全自动化的仓库至少还需要 10 年的时间。早在2018年,亚马逊就收购了专注于在人类附近移动货物的机器人初创公司 Canvas Technology。公司 3D 摄像头和导航技术,使移动机器人无需依赖先前地图即可运行,这些机器人还能不断更新共享地图,在动态环境中安全行驶在人群中。

Canvas 提供了  Pegasus、Xanthus 更多自主性所需的秘诀,它们能超越预定义的仓库障碍,与员工协作完成一些任务。除了移动机器人,亚马逊也在尝试提高叉车的自主和安全性。2020年亚马逊高调收购自动驾驶汽车公司Zoox ,其技术用于叉车。安装自动化叉车套件的标准叉车(叉车、托盘堆垛机、前移式叉车等)可以借助短程激光雷达更好地「看见」,在仓库周围独立移动,根据需要拾取、移动和运送托盘。还可以根据生成地图在工作区内精确定位,与人类安全合作。

最近,作为「人机协作」最新技术风向,亚马逊工业创新基金投资了以色列机器人公司 Bionic HIVE,也是该批投资中唯一一家来自美国以外的公司。

这家公司的机器人很特殊,和常见的那些仅在地面移动的机器人不同,SqUID  机器人具有三维移动能力,在 AI 算法引擎支持下,可滑上天花板高货架,背负十几公斤的货品顺杆滑到地面,自主导航将货物运到指定地方。

SqUID 机器人舰队具有三维移动能力,行动灵活

一个关键性区别在于,SqUID 自主机器人舰队通过智能算法引擎协调和控制,能将多个操作串联起来,并加以简化。

随着 AMR 和 AGV 等自主解决方案在仓库中变得越来越普遍,库存跟踪又成了一个问题,为此,亚马逊工业创新基金投资了 Vimaan 。他们开发了一个计算机视觉平台,用于整个仓库的产品跟踪和管理——包括接收、拣选、存储和包装和运输。

通过安装传感器和摄像头

叉车机器人实时地观察和跟踪库存

 时钟总是在亚马逊承诺的交货时间上滴嗒作响。机器人将拣货员的平均生产力从每小时大约 100 件物品提高到300 或 400 件。

 

03 “熄灯”是终极梦想吗?

一些亚马逊物流中心收货区设在一楼,有近百个挂车卸货码头。卸下的货物通过传送带送到楼上分拣。

卸载包裹是一项劳动密集型、体力消耗大且容易受伤的工作,还要经常承受极端温度,无论是亚马逊还是其他物流巨头都在积极寻求卸载自动化。

最近,亚马逊工业创新基金参与了双足机器人制造商 Agility Robotics  B 轮融资。外形上,他们的机器人 Digit 很容易让人想起波士顿动力的  Atlas 。Digit 身高略高于 5 英尺,怪异的后关节腿可让机器人向前、向后和侧向移动。看到人或障碍物时,Digit 会停下来,用手臂、手和脚保持平衡,还可以捡起和放下物体。

Agility Robotics 的双足机器人 Digit

目前,Digit 的业务重心是卸载货车、搬运箱子、管理货架等仓储工作

目前,Digit 的业务重心也是卸载货车、搬运箱子、管理货架等仓储工作。其优越性不仅在于可以轻松地行走、爬楼梯(轮式机器人恐怕做不到)、在非结构化环境中导航、搬运包裹、堆放货物,滑入任何现有工作场所,还在于能与人类协作。在亚马逊看来,「这种为协作而生的机器人技术,确实独一无二。」

自动化打包技术,也是亚马逊近年来开始向少数几个仓库添加的新技术。例如,3D包装自动化意大利公司 CMC Srl 的 CMC CartonWrap 机器人。

机器能从连续折叠瓦楞纸中根据订单物品大小,量身定制纸板箱(无需使用一次性塑料衬垫),密封后还能直接贴上标签,送到码垛区。据说,每小时可以生产 600 到 700 个盒子,是人类包装工的 4 到 5 倍。

亚马逊已将它们安装在法兰克福、米兰、阿姆斯特丹等地的繁忙仓库中。这些机器有可能使每个地方实现超过 24 个工作岗位的自动化。