熄灯亚马逊机器人十年进化史

这些只是自动化即将到来的预兆。亚马逊也间接暗示了这一点。「不断变化的工作环境」本可以很容易地替换成「自动化」这个词,而「熄灯」是未被言明的终极目标。

撰文

吴昕

这是亚马逊多亿美元网购业务的心脏。全球个物流中心、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。而从客户下单到按响客户门铃,亚马逊Prime服务的最快记录是……坐好……3分钟!亚马逊追求速度几乎痴迷,以至于包裹从传送带上掉下来以至于几个小时内都无法追踪到,或者(更糟糕地)被送到错误目的地甚至被毁损,都不啻于噩梦。这也是为什么你会在仓库中能见到长达4.7米的发那科六轴机器人M-iA,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。当然,「锱铢必较」的亚马逊很少提及一笔账。当人力成本占大多数仓库平均运营预算的65%、仓库员工流动率超过35%,培训成本却是普通工人年工资2倍时,考虑到物流行业利润率低,只要自动化一部分订单作业,省下的预算数字都极为可观。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扩张与成本

一转眼,Kiva已经代表十年前的最新技术。Kiva的美妙之处「让货找人」,将经典串行过程转换为大规模并行处理引擎。但最重要贡献还是提出了一个全新导航和控制系统,关键是还不昂贵:多亏功能强大但价格低廉的电子设备出现(如无线系统、制导传感器、嵌入式处理器),以及多智能体系统和控制理论领域的新算法,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,它们即可在控制系统引导下直线行驶,避免相互碰撞。Kiva的美妙之处「让货找人」,但最重要贡献还是提出了一个全新导航和控制系统,还不昂贵。

不过,很少有人注意道年收购kiva时,亚马逊的仓库远没有今天这么多。智库税收和经济政策研究所(InstituteonTaxationandEconomicPolicy)的数据显示,年,亚马逊只对居住在五个州的消费者征收销售税。也就是说,亚马逊只在这些州经营办公室和仓库。根据当时法律,电商只需在有实体(比如仓库或办公室)存在的州征收销售税,亚马逊没有大规模建立配送中心。年,美国最高法院对Wayfair案的裁决改变了这一局面。裁决赋予各州要求在线零售商征收销售税的权利,无论他们是否在给定的州有实体存在。亚马逊等大型电商也开始建造许多新仓库。年1月,向公司出租设备的公司BigRentz一项新分析显示,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。」与此同时,沃尔玛和塔吉特正在利用他们的数千家商店,通过提供在线订单当日送达,在自己的游戏中击败亚马逊。亚马逊也不再将仓库藏在工业区,让「仓库进城」,在美国各城市和郊区开设多家小型配送中心,使网上购物速度与快速跑到商店一样快。所有这些都在驱使Kiva持续进化。除了让「进城」的仓库单位面积可以容纳更多的货品,以有利可图,也要降低新中心的建设成本和时间。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,可举起公斤货物。与Kiva负责运输吊舱不同,Pegasus主要用于包装好的包裹分拣。它被设计成一个可以添加不同附件的通用基础,当「头上」添加传送带后,机器人可在地板矩形孔引导下,找到对应邮政编码所在溜槽,用传送带将包裹滑下溜槽,后者会连接到送货卡车。整个过程大概只要两分钟。Pegasus是亚马逊的新型仓库机器人之一,顶部装有传送带,用于公司的分拣设施。Xanthus是Pegasus继任者,也是一个全新设计。作为通用平台,添加 XanthusTote单元,Xanthus即可以移动叠加的黄色「托特袋」,将物品从拣选转移到包装环节。添加x-drive单元后,Xanthus和Pegasus一样,可将包裹送到到对应邮政编码溜槽。亚马逊可能尝试利用Xanthus两个功能,简化流程,整合履行和分拣中心。Xanthus是亚马逊后来推出的两款新机器人之一,它可以配备不同的模块,如传送带和堆叠的托特袋(黄色),以执行各种任务。值得注意的是,从现成的直流电机到定制的滚珠丝杠,据说最初的Kiva大约有多个零件。Kiva继任者的零件数量更少,成本更低,也更易于维护。例如,Pegasus零部件数量只有其一半;Xanthus 零件数量只有其三分之一,成本是最初Kiva的一半。这些也使得建立新的履行中心更容易和快速,既不需要一堆传送带,还能显著降低分类错误。

作为亚马逊的竞争对手,英国在线杂货商Ocado技术演变也遵循了类似的线路。

例如,Ocado最新推出的系列,也是目前世界上最轻的机器人,一半以上组件都是3D打印。比该公司目前这一代机器人轻五倍,更灵活,对电池功率要求也更低。它们可以在几周而不是几个月内以较低的成本安装,使在城市地区建立「微型」履行中心变得可行。

被工作人员称为蜂巢的Ocado分拣中心内,数千台机器人用最快速度和最少人工完成订单。

02灵活与协作

目前,亚马逊机器人与人类员工在物理上是分开的,除了一个高度结构化站点,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。在此之前,人类和机器人最好能在仓库中协同合作——适应彼此的优势,也能提高宝贵的空间利用效率。因此,他们对增进人机协作的新技术非常感兴趣。幸运的是,环境结构化、任务多重复且容错的仓库,再次成为3D视觉感知技术「唾手可得的果实。」早在年,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CanvasTechnology。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。很多人都还记得年亚马逊高调收购自动驾驶汽车公司Zoox,其技术可用于叉车。但少有人注意到收购Canvas后不久,亚马逊曾与与一家小到几乎很少有人知道的法国公司Balyo签署了一份七年协议。双方约定,如果亚马逊在七年内购买高达3亿欧元(3.6亿美元)的Balyo产品,将有权通过认股权证以当前价格收购这家机器人制造商高达29%的股票。Balyo提供低成本的叉车改造方案。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。

亚马逊已与法国公司Baylo合作,帮助其部分配送中心实现自动化最近,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BionicHIVE,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魔性,马斯克曾在推特上对此感慨「therobotfutureis


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