核心觀點(diǎn)：

　　全球范圍技術(shù)進(jìn)步將開(kāi)啟智能物流新時(shí)代：智能物流是利用集成智能化技術(shù)、智能設(shè)備等使物流系統(tǒng)能模仿人的智能，具有思維，感知，學(xué)習(xí)，推理判斷和自行解決物流中某些問(wèn)題的能力。在世界范圍內(nèi)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器視覺(jué)、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等新技術(shù)的應(yīng)用，物流自動(dòng)化技術(shù)正在以較快的速度發(fā)生變革。我們認(rèn)為，物流領(lǐng)域是自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展最活躍、進(jìn)步最迅速的板塊之一，并且海外先進(jìn)技術(shù)正在向國(guó)內(nèi)外溢，進(jìn)一步刺激國(guó)內(nèi)物流自動(dòng)化率快速提升。近年來(lái)，物流自動(dòng)化主要技術(shù)創(chuàng)新包括三大方向：KIVA式“貨到人”揀選，高效分揀抓取和無(wú)人貨物配送；

　　“貨找人”訂單揀選：實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的顛覆：電商快遞業(yè)的迅速發(fā)展將帶動(dòng)“貨到人”智能設(shè)備的需求。我們認(rèn)為如何實(shí)現(xiàn)訂單的高效精準(zhǔn)揀選和快速響應(yīng)，是電商倉(cāng)儲(chǔ)物流發(fā)展所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。近兩年來(lái)以亞馬遜為主的主流電商快遞龍頭企業(yè)紛紛加大對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)的投入，不斷加大創(chuàng)新，如亞馬遜推出的KIVA機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)貨找人的訂單揀選，國(guó)內(nèi)外一些企業(yè)紛紛在KIVA的基礎(chǔ)上陸續(xù)推出“貨找人”訂單揀選系統(tǒng)，如海康威視最近推出的阡陌系統(tǒng)，以達(dá)到成本的節(jié)約和效益的提升；

　　分揀抓取機(jī)器人：實(shí)現(xiàn)無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)的重要一步：機(jī)器人揀選作業(yè)是由機(jī)器人來(lái)進(jìn)行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機(jī)器人需要帶有圖象識(shí)別系統(tǒng)和多功能機(jī)械手，機(jī)器人每到一種物品托盤(pán)就可根據(jù)圖象識(shí)別系統(tǒng)“看到”的物品形狀，采用與之相應(yīng)的機(jī)械手抓取，然后放到搭配托盤(pán)上。分揀抓取機(jī)器人要進(jìn)入市場(chǎng)仍需一段時(shí)間，一旦這些智能化的分揀機(jī)器人應(yīng)用于電子商務(wù)、工廠、物流等行業(yè)，將極大地提高倉(cāng)儲(chǔ)管理的工作效率，壓縮人工成本；

　　貨物配送：無(wú)人機(jī)及機(jī)器人都將成為可能：無(wú)人機(jī)送貨可以實(shí)現(xiàn)同城物流的加急業(yè)務(wù)和偏遠(yuǎn)地區(qū)快遞業(yè)務(wù)，進(jìn)一步開(kāi)辟物流行業(yè)的細(xì)分市場(chǎng)，使物流網(wǎng)點(diǎn)、終端之間的流轉(zhuǎn)獲得更高效率，提升企業(yè)在配送領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)能力。另一方面，龐大的快遞隊(duì)伍以及用工難已經(jīng)成為眾多快遞企業(yè)發(fā)展的一大障礙。而無(wú)人機(jī)送貨，在運(yùn)營(yíng)成本大幅降低后，可以實(shí)現(xiàn)大量人力的節(jié)約。近兩年來(lái)，亞馬遜、順豐、京東、淘寶等主流電商快遞企業(yè)紛紛開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人機(jī)配送的實(shí)地測(cè)試。機(jī)器人送貨，2015年11月，Skype旗下的Starship公司推出了一種專門用來(lái)小件貨物配送的“盒子機(jī)器人”。“機(jī)器人盒子”配置了一系列攝像頭和傳感器，99%都是的自動(dòng)操作，能夠安全行走在人行道上，會(huì)在指定時(shí)間從物流中心出發(fā)，穿越大街小巷，來(lái)到顧客家門口完成快遞任務(wù)。經(jīng)過(guò)3000小時(shí)的測(cè)試之后，2016年3月，該種機(jī)器人將首先在紐約實(shí)現(xiàn)交付使用，計(jì)劃在2017年啟動(dòng)全面商業(yè)運(yùn)作。

　　一、新技術(shù)新應(yīng)用 - 開(kāi)啟智能物流新時(shí)代 

　　從全球來(lái)看，自動(dòng)化物流系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展是社會(huì)生產(chǎn)和科研技術(shù)發(fā)展的結(jié)果，并伴隨著勞動(dòng)力成本、土地成本的增加等而得到迅速發(fā)展。與傳統(tǒng)物流系統(tǒng)相比，新技術(shù)新應(yīng)用大大提升企業(yè)經(jīng)營(yíng)效益與效率，形成對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)作業(yè)模式的一種顛覆：

　　1）提高生產(chǎn)與配送的效率和準(zhǔn)確性。自動(dòng)化物流系統(tǒng)采用先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)、自動(dòng)化物料存儲(chǔ)、分揀和搬運(yùn)設(shè)備等，使貨物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)按需要自動(dòng)存取與分揀。

　　2）實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息一體化。物流信息化是企業(yè)信息化重要組成部分，物流信息管理系統(tǒng)通過(guò)與企業(yè)其他管理系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信息在企業(yè)的各個(gè)系統(tǒng)之間自動(dòng)傳遞與接收，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息一體化，避免物流系統(tǒng)成為“信息孤島”，對(duì)供產(chǎn)銷全過(guò)程進(jìn)行計(jì)劃、控制和物料跟蹤。

　　3）提高空間利用率，降低土地成本；減少人工需求，降低人工成本。

　　4）提高物流管理水平。自動(dòng)化物流系統(tǒng)可以對(duì)庫(kù)存的入庫(kù)、出庫(kù)、移庫(kù)、盤(pán)點(diǎn)等操作進(jìn)行全面的控制和管理，不但反映了物品進(jìn)銷存的全過(guò)程，而且可對(duì)物品進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與控制，為企業(yè)管理者作出正確決策提供依據(jù)，平衡企業(yè)生產(chǎn)、儲(chǔ)存、銷售各個(gè)環(huán)節(jié)。

　　未來(lái)新技術(shù)新應(yīng)用的普及將帶動(dòng)物流從自動(dòng)化走向智能化。智能物流是利用集成智能化技術(shù)、智能設(shè)備等使物流系統(tǒng)能模仿人的智能，具有思維，感知，學(xué)習(xí)，推理判斷和自行解決物流中某些問(wèn)題的能力。智能物流的未來(lái)發(fā)展將會(huì)體現(xiàn)出四個(gè)特點(diǎn):智能化，一體化和層次化，柔性化與社會(huì)化。

　　隨著中國(guó)物流應(yīng)用市場(chǎng)的不斷拓展，包含物流機(jī)器人在內(nèi)的細(xì)分市場(chǎng)得到更大的關(guān)注。搬運(yùn)、碼垛、分揀、AGV等均屬于物流機(jī)器人行業(yè)，它們已經(jīng)在為工廠的自動(dòng)化物流倉(cāng)儲(chǔ)改造貢獻(xiàn)力量。而在世界范圍內(nèi)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器視覺(jué)、倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等新技術(shù)的應(yīng)用，物流自動(dòng)化技術(shù)正在以較快的速度發(fā)生變革。

　　目前來(lái)看自動(dòng)化領(lǐng)域巨頭們紛紛加大在物流自動(dòng)化的創(chuàng)新，為新的制造和物流應(yīng)用場(chǎng)景提供解決方案，加入人工智能、數(shù)據(jù)分析等新的技術(shù)提升，主要出現(xiàn)三類創(chuàng)新方向：

　　1）“貨找人”訂單揀選：隨著物流業(yè)的發(fā)展，物件的位置、擺放方向、種類、形狀和大小也越來(lái)越多樣，通過(guò)采用視覺(jué)識(shí)別技術(shù)給機(jī)器人“裝上眼睛”，實(shí)現(xiàn)貨架找人的訂單揀選，如亞馬遜的KIVA機(jī)器人。

　　2）分揀抓取機(jī)器人。機(jī)器人依據(jù)訂單完成物品的揀選，這一方向?qū)C(jī)器人視覺(jué)識(shí)別技術(shù)要求非常高，目前這一方向也面臨著一些挑戰(zhàn)和機(jī)遇，主要體現(xiàn)為是否能為客戶提供達(dá)標(biāo)的識(shí)別準(zhǔn)確度和精度以及滿意的性價(jià)比。

　　3）無(wú)人送貨系統(tǒng)，主要分為無(wú)人機(jī)和機(jī)器人系統(tǒng)，解決物流最后一公里問(wèn)題。目前亞馬遜、谷歌、京東等紛紛加大在一方向的投入。

　　二、“貨找人”訂單揀選：對(duì)傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的顛覆

　　電商快遞業(yè)的迅速發(fā)展將帶動(dòng)“貨到人”智能設(shè)備的需求：首先，電商配送中心的業(yè)務(wù)特點(diǎn)為以分揀為主、以存儲(chǔ)為輔，難點(diǎn)在于大規(guī)模的高效精準(zhǔn)拆零揀選。其次，電商配送中心目前主要采用“人到貨”分區(qū)組合揀選的方式，即作業(yè)人員穿越倉(cāng)庫(kù)訪問(wèn)某個(gè)區(qū)域的相關(guān)貨位進(jìn)行貨物揀選和合單。這種作業(yè)方式占地面積大、揀選效率低、人員數(shù)量多。

　　部分電商配送中心也采用了半自動(dòng)化系統(tǒng)，借助電子標(biāo)簽、PDA、輸送設(shè)備等輔助揀選，使用自動(dòng)分揀機(jī)分撥。半自動(dòng)化物流設(shè)備的使用有助于提高訂單分揀的效率和準(zhǔn)確性，但隨著人工成本的不斷上升和倉(cāng)庫(kù)租金的持續(xù)增長(zhǎng)，配送中心運(yùn)營(yíng)成本高的問(wèn)題并沒(méi)有從根本上得到解決。

　　針對(duì)以上問(wèn)題，業(yè)內(nèi)也有其他嘗試。例如，集中式自動(dòng)化物流系統(tǒng)，采用堆垛機(jī)及輸送設(shè)備實(shí)現(xiàn)貨物的集中連續(xù)處理，這一模式對(duì)單一設(shè)備的依賴性比較大，適用于以倉(cāng)儲(chǔ)為主、分揀為輔的倉(cāng)庫(kù)。我們認(rèn)為如何實(shí)現(xiàn)訂單的高效精準(zhǔn)揀選和快速響應(yīng)，是電商倉(cāng)儲(chǔ)物流發(fā)展所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。

　　近兩年來(lái)以亞馬遜為主的主流電商快遞龍頭企業(yè)紛紛加大對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)的投入，不斷加大創(chuàng)新，如亞馬遜推出的KIVA機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)“貨找人”的訂單揀選，是對(duì)傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)“人找貨”揀選方式的顛覆，國(guó)內(nèi)外一些企業(yè)紛紛在KIVA的基礎(chǔ)上陸續(xù)推出“貨找人”訂單揀選系統(tǒng)，如海康威視最近推出的阡陌系統(tǒng)，以達(dá)到成本的節(jié)約和效益的提升。

　　2.1亞馬遜KIVA機(jī)器人：實(shí)現(xiàn)“貨找人”的訂單揀選

　　2.1.1 收購(gòu)Kiva Systems，提升倉(cāng)儲(chǔ)配送中心自動(dòng)化率

　　2012年，亞馬遜以7.75億美元收購(gòu)了自動(dòng)化物流提供商Kiva的機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)。KivaSystems公司整合硬件及軟件，使整個(gè)取貨，包裝，運(yùn)輸產(chǎn)品的過(guò)程更加流暢，公司利用自制移動(dòng)機(jī)器人及精密的控制軟件，為零售商提供一套完整系統(tǒng)。

　　Kivasystems成立于2003年1月，首席執(zhí)行官M(fèi)ickMountz曾先后在CIM系統(tǒng)公司、蘋(píng)果電腦公司、Webvan公司工作。雖然Webvan公司由于物流自動(dòng)化搬運(yùn)系統(tǒng)使用的復(fù)雜性及訂單執(zhí)行系統(tǒng)的高成本性而最終破產(chǎn)，但正是因?yàn)樵赪ebvan公司工作，Mick獲得了物料處理和分配的寶貴經(jīng)驗(yàn)，從而創(chuàng)立了KivaSystems公司。

　　公司成立之初，KivaSystems就致力于打造一個(gè)“貨到人”系統(tǒng)來(lái)優(yōu)化揀選、包裝、配送等流程，并且它能夠根據(jù)指令在任何時(shí)間內(nèi)提供任何物品給任何操作人員。在兩位自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)＜业膮f(xié)助下，公司正式成立并在20個(gè)月內(nèi)提出了第一套原型方案。公司瞄準(zhǔn)千億美元的電商市場(chǎng)，在網(wǎng)絡(luò)零售市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，到2009年，在美國(guó)成長(zhǎng)最快的公司排名中公司位居第六名，并且公司的高增速仍在持續(xù)。

　　目前亞馬遜第八代配貨中心：1.5萬(wàn)臺(tái)Kiva機(jī)器人成主角。2012年，亞馬遜以7.75億美元收購(gòu)了自動(dòng)化物流提供商Kiva的機(jī)器人倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)，這家初創(chuàng)企業(yè)專注于如何利用機(jī)器人在倉(cāng)庫(kù)里完成網(wǎng)上巨量訂單的分配工作。通過(guò)使用KIVA機(jī)器人，亞馬遜改變了貨物配貨和包裝的方式，從原來(lái)的“人到貨物”變成“貨物到人”，試圖提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行速度。亞馬遜目前有1.5萬(wàn)臺(tái)Kiva機(jī)器人被部署在全美的10家配貨倉(cāng)庫(kù)，負(fù)責(zé)管理、分配數(shù)量龐大的庫(kù)存產(chǎn)品，成為亞馬遜倉(cāng)庫(kù)中最忙的“員工”。

　　2.1.2  Kiva系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“貨到人”揀選，大幅提升倉(cāng)儲(chǔ)效率

　　KIVA機(jī)器人實(shí)現(xiàn)“貨找人、貨架到人”的機(jī)器人揀選：Kiva倉(cāng)管機(jī)器人呈方形，頂部中間有一個(gè)可以升降的圓盤(pán)，可抬起重達(dá)750磅（340千克）的貨物。Kiva機(jī)器人的“眼睛”位于頂部中央位置，它可以識(shí)別出貨架，之后與“眼睛”平齊的黑色平面將會(huì)上升，將貨架舉起來(lái)并交付給工作人員。Kiva倉(cāng)管機(jī)器人能根據(jù)訂單找到合適的產(chǎn)品，將貨物所在的貨架從巨大的倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)搬運(yùn)至員工處理區(qū)，大大提高處理效率。之后分檢人員能夠從Kiva搬運(yùn)過(guò)來(lái)的貨架中挑選客戶訂單要求的貨物，進(jìn)行處理分發(fā)。

　　貨架到人的核心思路就是把專門的初道揀選搬運(yùn)人員取消，直接把貨架搬到復(fù)核包裝人員的邊上，由復(fù)核打包人員完成揀選，二次分揀，打包復(fù)核三項(xiàng)工作，把人員壓到最低，同時(shí)也取消了原來(lái)傳輸線完成的位移動(dòng)作。

　　從亞馬遜第八代物流中心作業(yè)流程看Kiva作業(yè)模式：

　　1） 收貨

　　根據(jù)批量揀選（BatchPicking)和拆零揀(SplitPicking)選需要來(lái)選擇不同收貨入庫(kù)方式。一般收貨作業(yè)位有三層輸送線，中間層輥道輸送線連接門口送貨卡車的卸貨輸送機(jī)，將采購(gòu)的商品紙箱輸送到作業(yè)工位，作業(yè)人員從輥道機(jī)上拿取整箱貨品，拆除貨品外包裝紙箱，對(duì)每件貨品貼條碼掃描后將貨品信息錄入系統(tǒng)，所有貨品放到邊側(cè)的手推車和料箱中，手推車由人工送至Kiva機(jī)器人入庫(kù)裝載區(qū)，料箱推入底層輥道機(jī)，通過(guò)輸送機(jī)送到閣樓存儲(chǔ)區(qū)，拆箱后的廢紙箱扔到上層皮帶機(jī)上回收。

　　2） 上架

　　在商品入庫(kù)裝載區(qū)一臺(tái)Kiva機(jī)器人載著存儲(chǔ)料架剛駛?cè)胝九_(tái)，站臺(tái)自動(dòng)讀取料架上的條碼，存儲(chǔ)區(qū)作業(yè)人員撿取從收貨端過(guò)來(lái)手推車上的各種貨物，掃描后隨機(jī)放入料架的儲(chǔ)位格子上，再掃描對(duì)應(yīng)料架格子上的二維碼，貨物存儲(chǔ)信息即存入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，料架格子中的商品各不相同，只要有空間同一格子也可以放不同的商品，這就是亞馬遜隨機(jī)存儲(chǔ)（RandomStorage）貨物管理系統(tǒng)的能力。Kiva機(jī)器人將裝滿貨物的貨料架送入儲(chǔ)存區(qū)存放，機(jī)器人可以從料架底部穿行，不需要很大的通道，因此這些料架可以密集存放，大幅減少庫(kù)存面積。

　　每個(gè)料架有各種大小的分區(qū)和分層，分區(qū)（同層）用數(shù)字1、2、3...表示，分層用一個(gè)字母（從下到上）A、B、C...表示，如格子代碼1A加一個(gè)二維碼表示料架的一個(gè)存儲(chǔ)位pod，一個(gè)pod可以存放不同的SKU，從料架四周都可以存放商品入pod或取出商品。料架底部四周橫檔上各有一個(gè)條形碼，到站臺(tái)時(shí)自動(dòng)讀取。

　　3） 揀貨

　　與傳統(tǒng)配送中心將貨物存放在靜態(tài)貨架、旋轉(zhuǎn)貨架或者自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中不同，Kiva系統(tǒng)將貨物存放在可移動(dòng)的貨架中；訂單容器也放置在可移動(dòng)貨架中，每個(gè)訂單容器對(duì)應(yīng)一個(gè)訂單的揀選。Kiva系統(tǒng)是一種貨至人的揀選系統(tǒng)，作業(yè)人員邊側(cè)是Kiva機(jī)器人載貨料架到達(dá)揀選站，正面是雙層輸送機(jī)線，上層積放式輸送線供應(yīng)空料箱，下層輸送線輸送揀貨后的訂單箱。

　　之前人到貨架區(qū)的揀貨方式每天要行走20公里左右的路程，現(xiàn)在貨到人的方式，作業(yè)人員只需在揀選區(qū)幾平米的區(qū)域作業(yè)活動(dòng)，而且作業(yè)區(qū)域敷設(shè)防疲勞腳墊，可移動(dòng)爬梯用于揀選料架上層的商品。在每個(gè)揀選站臺(tái)處通常有5-10個(gè)貨架成U型排隊(duì)等待揀選，保證揀選工作人員始終處于揀選的狀態(tài)。所有的貨品在Kiva系統(tǒng)中都是可移動(dòng)的，都能在任何時(shí)間到達(dá)工人處來(lái)完成訂單的揀選。

　　Kiva系統(tǒng)采用一種交叉揀貨的方式進(jìn)行揀選作業(yè)。所謂交叉揀選，是指一個(gè)揀選工作站可以從多個(gè)存貨貨架揀貨，一個(gè)存貨貨架可以向多個(gè)工作站臺(tái)供貨。Kiva系統(tǒng)采用按單揀選方式進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)訂單的實(shí)時(shí)響應(yīng)，縮短訂單處理周期。

　　Kiva機(jī)器人載著料架進(jìn)入站臺(tái)時(shí)，顯示屏即自動(dòng)顯示要揀選商品的信息，顯示屏左邊顯示需揀選商品在料架上的貨位格子代碼如1A，中間圖片顯示商品照片，右上角大號(hào)數(shù)字顯示需揀選的數(shù)量，讓作業(yè)人員輕松準(zhǔn)確地揀貨。

　　閣樓三層揀選商品后的料箱向二層輸送，和二層揀選后的料箱進(jìn)入?yún)R流輸送機(jī)，并排的積放輥道機(jī)將料箱匯總到一條主線上，準(zhǔn)備進(jìn)入滑塊分揀線。滑塊分揀機(jī)將揀選商品的料箱分揀進(jìn)入各包裝區(qū)

　　4）包裝

　　包裝區(qū)作業(yè)區(qū)上層輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)將揀選好商品的料箱送到各包裝工位，作業(yè)人員將料箱從輥道機(jī)上拖入到工作臺(tái)，逐一掃描料箱中的貨物，確認(rèn)訂單信息后系統(tǒng)會(huì)提示包裝盒的尺寸和打印商品條碼標(biāo)簽，將多件商品包裝在紙盒中，貼好標(biāo)簽后將包裝箱放入下層皮帶輸送機(jī)，此處包裝線全部處理一個(gè)訂單一個(gè)包裝件.包裝箱在輸送線上貼標(biāo)簽、掃描和分流。

　　5）出貨作業(yè)。從各包裝線送過(guò)來(lái)的大量包裝箱匯總到皮帶機(jī)主線，經(jīng)特殊的傾斜輥道靠邊機(jī)、滑道和返回皮帶機(jī)處理，將包裝箱有序排隊(duì)（Singulator)，最終進(jìn)入左側(cè)的滑塊分揀機(jī)分揀，每個(gè)分揀道口與螺旋滑道連接。

　　KIVA機(jī)器人能夠帶來(lái)成本的大幅降低和效益的提升：KIVA機(jī)器人作業(yè)顛覆傳統(tǒng)電商物流中心作業(yè)“人找貨、人找貨位”模式，通過(guò)作業(yè)計(jì)劃調(diào)動(dòng)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)“貨找人、貨位找人”的模式，整個(gè)物流中心庫(kù)區(qū)無(wú)人化，各個(gè)庫(kù)位在Kiva機(jī)器人驅(qū)動(dòng)下自動(dòng)排序到作業(yè)崗位。

　　Kiva系統(tǒng)作業(yè)效率要比傳統(tǒng)的物流作業(yè)提升2-4倍，機(jī)器人每小時(shí)可跑30英里，準(zhǔn)確率達(dá)到99.99%，同時(shí)能夠提高近50%的庫(kù)存處理能力，每筆訂單都能省下將近1個(gè)小時(shí)時(shí)間。根據(jù)物流咨詢公司MWPVL國(guó)際的數(shù)據(jù)，使用Kiva機(jī)器人，亞馬遜每發(fā)送一件商品就能節(jié)省21.3美分，也就是節(jié)省了48%的成本。

　　2.1.3  Kiva Systems：軟件控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)核心部分，是系統(tǒng)整合關(guān)鍵點(diǎn)

　　KIVA系統(tǒng)通過(guò)使用數(shù)以百計(jì)的機(jī)器人，構(gòu)成多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)。多機(jī)器人系統(tǒng)，不僅僅是各個(gè)單機(jī)器人的簡(jiǎn)單疊加，還融合有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通信機(jī)制和控制、傳感系統(tǒng)等各個(gè)方面的內(nèi)容。一套完整的Kiva系統(tǒng)配送中心主要包括：可移動(dòng)式貨架、機(jī)器人小車、Kiva系統(tǒng)工作站臺(tái)、軟件控制系統(tǒng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。

　　1）可移動(dòng)式貨架：根據(jù)存儲(chǔ)功能的不同，分為存貨貨架（InventoryPods）和輸送貨架（ShippingPods）兩種。

　　2）機(jī)器人小車Bot是Kiva 系統(tǒng)最基本的組成部分：主要包括舉升裝置、碰撞檢測(cè)系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。舉升裝置:機(jī)器人小車上裝有螺旋升降機(jī)構(gòu)。當(dāng)小車到達(dá)貨架底部，通過(guò)螺旋裝置可以將貨架舉起離開(kāi)地面。為了保證貨架不隨著升降機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，通過(guò)小車下面的輪子使小車進(jìn)行反方向的旋轉(zhuǎn)來(lái)保證貨架的平滑無(wú)旋轉(zhuǎn)舉升。Kiva系統(tǒng)的機(jī)器人小車是與移動(dòng)式貨架相互配合使用的。當(dāng)小車需要運(yùn)輸貨架時(shí)，小車到達(dá)貨架的底部，通過(guò)小車的升降設(shè)備將貨架頂起離開(kāi)地而，進(jìn)而攜帶貨架行駛。

　　碰撞檢測(cè)系統(tǒng)：機(jī)器人小車的前后面裝有紅外傳感器和能夠快速反應(yīng)的碰撞桿，該系統(tǒng)能夠快速檢測(cè)到小車周邊出現(xiàn)的其他物體，并能迅速停止小車以免發(fā)生碰撞。導(dǎo)航系統(tǒng)：機(jī)器人小車上裝有兩個(gè)攝像頭，一個(gè)正面朝上，位于螺旋升降機(jī)構(gòu)的中心；另一個(gè)正面朝下，位于小車的底部。向上的攝像頭用來(lái)讀取可移動(dòng)式貨架底部的條形碼，識(shí)別貨架的信息；向下的攝像頭用來(lái)讀取路面上的二維碼，識(shí)別地理位置信息。通過(guò)整合其他導(dǎo)航傳感器獲得的信息并分析，來(lái)確定小車的導(dǎo)航方向。

　　充電系統(tǒng)：機(jī)器人小車以及其車載電子設(shè)備的電力供應(yīng)由四節(jié)鉛酸電池組成，當(dāng)小車電量低下時(shí)，小車會(huì)自動(dòng)前往充電站臺(tái)進(jìn)行充電。行駛系統(tǒng)：在小車底部的兩個(gè)側(cè)面安裝了橡膠驅(qū)動(dòng)輪，其運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)直流電機(jī)獨(dú)立控制，小車雙向行駛，且小車的行駛速度達(dá)到米秒。控制系統(tǒng)：每個(gè)小車上安裝有控制系統(tǒng)，負(fù)責(zé)機(jī)器人小車的導(dǎo)引、路徑選擇、小車行走和裝卸操作等功能。

　　3）Kiva 系統(tǒng)工作站臺(tái)：Kiva系統(tǒng)的揀選站臺(tái)，由揀選工作者、待揀選存儲(chǔ)貨架、裝有訂單容器的輸送貨架、信息傳送設(shè)備以及貨架的運(yùn)輸機(jī)器人小車組成，位于倉(cāng)庫(kù)的周邊位置。Kiva系統(tǒng)的信息傳送設(shè)備由激光指示器、電腦顯示屏幕、條形碼掃描設(shè)備和電子標(biāo)簽輔助揀選設(shè)備組成。其中激光指示器用來(lái)指示存儲(chǔ)貨架上待揀選貨物的位置，電腦顯示屏幕用來(lái)顯示需要揀選的貨物的數(shù)量和種類，條形碼掃描器確認(rèn)揀選貨物的準(zhǔn)確性，電子標(biāo)簽輔助揀選設(shè)備用來(lái)指示在輸送貨架上貨物相應(yīng)的訂單容器位置，Kiva系統(tǒng)的揀選站臺(tái)，提供一種“系統(tǒng)指示”作業(yè)模式。

　　4）軟件控制系統(tǒng)（MHE）：是Kiva系統(tǒng)整體解決方案的重要組成部分，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦。MHE軟件系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，與WMS（ERP）相連接，管理Kiva移動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)（MFS）。MHE系統(tǒng)包括一系列復(fù)雜的算法，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人最佳行駛路線進(jìn)行規(guī)劃，保證機(jī)器人停留排隊(duì)的時(shí)間最短，同時(shí)也保證在執(zhí)行最大化任務(wù)量時(shí)所使用的移動(dòng)機(jī)器人量最小。同時(shí)系統(tǒng)可以根據(jù)貨品熱消度決定貨架放置的位置，熱銷度最高的貨品所在貨架被放置在離揀選站臺(tái)最近的地方。

　　5）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（WIFI）：Kiva的服務(wù)器是直接與每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接的，這樣設(shè)置起來(lái)非常容易，而且非常容易與倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部的其他無(wú)線系統(tǒng)進(jìn)行整合與拆分。

　　Kiva系統(tǒng)在減少貨物搬運(yùn)時(shí)間，提高效率方面徹底實(shí)現(xiàn)了“人找貨”與“貨找人”的方式的顛倒，使配送中心、倉(cāng)庫(kù)等物流節(jié)點(diǎn)徹底脫離了傳統(tǒng)的揀貨模式。同時(shí)，該系統(tǒng)能夠?qū)⒇浖茉谛枰臅r(shí)候運(yùn)送到工作人員面前，不需要擱置在周轉(zhuǎn)區(qū)域。同時(shí)也證明，新一代庫(kù)內(nèi)搬運(yùn)系統(tǒng)提高效率的基礎(chǔ)是貨物的流動(dòng)代替了人的流動(dòng)，減少了庫(kù)內(nèi)人員尋貨、搬貨、返庫(kù)等動(dòng)作，代之以貨物的準(zhǔn)確移動(dòng)，避免了人員操作的無(wú)用勞動(dòng)；另一方面，如果沒(méi)有可靠而強(qiáng)大的管理系統(tǒng)以及無(wú)線通訊系統(tǒng)的支持，這樣的高效率庫(kù)內(nèi)工作是無(wú)法進(jìn)行下去的。

　　Kiva機(jī)器人以及精密的控制系統(tǒng)和算法，將亞馬遜的物流配送中心變成了一整套靈活的、富有生命的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。作為一種倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人KIVA系統(tǒng)最大的亮點(diǎn)就是:顛覆了過(guò)去意義上的倉(cāng)儲(chǔ)搬運(yùn)作業(yè)，改變了場(chǎng)地適應(yīng)貨品的現(xiàn)狀，其倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)可以在任意時(shí)間將任意物品送達(dá)任意位置，做到讓物品來(lái)適應(yīng)場(chǎng)地。

　　一個(gè)個(gè)獨(dú)立可以自主導(dǎo)航、通訊的貨架搬運(yùn)機(jī)器人就是KIVA倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器系統(tǒng)的基礎(chǔ)。系統(tǒng)與機(jī)器人之間的指令通過(guò)通過(guò)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)傳輸，機(jī)器人的活動(dòng)路徑規(guī)劃是由系統(tǒng)通過(guò)算法計(jì)算完成的；最后導(dǎo)航裝置將機(jī)器人托舉的貨架及貨物運(yùn)送到指定地點(diǎn)。

　　為了讀取二維碼和坐標(biāo)點(diǎn)信息，每個(gè)機(jī)器人還安裝上、下的兩個(gè)攝像頭。兩個(gè)攝像頭利用單核匯聚式處理器執(zhí)行控制、信號(hào)與圖像處理的獨(dú)特能力，執(zhí)行實(shí)時(shí)圖像分析，并實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人主控制器進(jìn)行交互配合的通信協(xié)議。

　　此系統(tǒng)的攝像頭傳感器執(zhí)行兩個(gè)基本而獨(dú)立的功能：朝上的攝像頭讀取二維碼，這些二維碼能夠識(shí)別獨(dú)一無(wú)二的貨架，并實(shí)現(xiàn)貨架的接駁。朝下的攝像頭處理坐標(biāo)點(diǎn)信息，以確定機(jī)器人的位置。處理器執(zhí)行用于圖像采集、分段、亞像素目標(biāo)定位和數(shù)據(jù)矩陣代碼讀取的復(fù)雜圖像處理算法。此處理器的性能、足夠高的系統(tǒng)帶寬以及片上存儲(chǔ)器可加快圖像流水線處理，從而確保動(dòng)態(tài)、快速和高效率的移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航。

　　Kiva系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)配送中心作業(yè)流程帶來(lái)一種變革，優(yōu)勢(shì)明顯。Kiva系統(tǒng)的“貨到人”揀選系統(tǒng)借助先進(jìn)的人工智能技術(shù)、物流自動(dòng)化技術(shù)等，對(duì)配送中心的揀選工藝實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。利用多個(gè)機(jī)器人小車，將傳統(tǒng)的靜態(tài)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的流動(dòng)貨架存儲(chǔ)，提高配送中心的揀選作業(yè)效率。揀選系統(tǒng)借助強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)軟件、機(jī)器人小車、穿梭式貨架、工作站臺(tái)等完成自動(dòng)化操作。

　　相比傳統(tǒng)配送中心作業(yè)流程，優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：

　　1）設(shè)備安裝周期短，并且降低投入成本。

　　2）具有更強(qiáng)的可拓展性和柔性。Kiva系統(tǒng)中的設(shè)備可移動(dòng)，貨架、小車甚至工作臺(tái)都是可以移動(dòng)的，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)量增長(zhǎng)與業(yè)務(wù)增長(zhǎng)速度同步，靈活調(diào)整相關(guān)作業(yè)區(qū)域的大小，使系統(tǒng)具有很好的可擴(kuò)展性，提高了系統(tǒng)的柔性。

　　3）具有更高的靈活性和準(zhǔn)確性。通過(guò)按燈揀選、按燈存放、條碼掃描技術(shù)，保證揀選貨物的髙度準(zhǔn)確性。而且，Kiva系統(tǒng)能夠?qū)ω浧贩N類、速度、訂單優(yōu)先級(jí)等方面的變化做出快速反應(yīng)，具有高度的靈活性。

　　4）應(yīng)用可以拓展到多層，降低土地使用面積。對(duì)于土地成本比較高的環(huán)境，因?yàn)樾≤嚨膶?dǎo)航依靠地面上貼有的二維條形貼碼，沒(méi)有嵌入式網(wǎng)線、磁性材料等復(fù)雜設(shè)備，使得Kiva系統(tǒng)的應(yīng)用可以擴(kuò)展到多層，因此可以建立夾層或多樓層，通過(guò)Kiva垂直升降機(jī)將各層連接起來(lái)，來(lái)減少占地面積降低成本。此時(shí)可以將工作站布置在多層作業(yè)，或者限制高層只用來(lái)存放貨物等，提高了作業(yè)的靈活性。

　　5）Kiva系統(tǒng)采用員工8小時(shí)、小車24小時(shí)工作制。在保證工作效率的前提下，降低了員工的工作強(qiáng)度。晚上，到達(dá)截單時(shí)間后，系統(tǒng)處理訂單，確定任務(wù)貨架并到相應(yīng)揀選站臺(tái)排隊(duì)等候。白天員工到崗，補(bǔ)貨作業(yè)、揀貨作業(yè)按優(yōu)化后的隊(duì)列有序進(jìn)行。對(duì)于新增的訂單，直接進(jìn)入系統(tǒng)，根據(jù)訂單的優(yōu)先性和商品分布情況將相應(yīng)的任務(wù)貨架加入到現(xiàn)有的揀貨作業(yè)隊(duì)列中。

　　白天收貨的商品，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷是否有出貨需求，并優(yōu)先將有出貨需求的貨架運(yùn)輸?shù)窖a(bǔ)貨區(qū)或揀貨區(qū)。在作業(yè)過(guò)程中將發(fā)生揀選誤差的貨架運(yùn)送至庫(kù)存整理區(qū)進(jìn)行循環(huán)盤(pán)點(diǎn)，消除誤差。當(dāng)貨架上的存儲(chǔ)密度小于一定程度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)貨位優(yōu)化任務(wù)，計(jì)算出哪些貨架需要進(jìn)行合并。

　　2.2 海康威視：依托傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，推出“阡陌”機(jī)器人智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

　　海康威視依托多年在圖像傳感、音頻采集、人工智能等領(lǐng)域的技術(shù)積累和自主創(chuàng)新，近期推出了基于機(jī)器人的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)：“阡陌”。“阡陌”智能系統(tǒng)由智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人、機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)(RCS)和智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)(iWMS)三大核心模塊組成。三大模塊協(xié)作共同打造“貨到人”智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。

　　智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人以視覺(jué)傳感器為主，集合圖像處理等多種技術(shù)：智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人凝結(jié)了海康威視多年來(lái)在圖像處理、硬件設(shè)計(jì)及嵌入式軟件領(lǐng)域的技術(shù)積累，完全自主開(kāi)發(fā)完成該機(jī)器人采用兩輪差速底盤(pán)，最大運(yùn)行速度為1.0米每秒，最大負(fù)重能力達(dá)到500公斤；以視覺(jué)傳感器為主，融合多種高精度傳感器，具備自主定位導(dǎo)航、自動(dòng)避障、自主充電等功能，定位精度達(dá)到毫米級(jí)；采用鋰電池為主動(dòng)力，結(jié)合智能能源管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。

　　智能調(diào)度系統(tǒng)（RCS）：“阡陌”系統(tǒng)的靈魂，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)分配，調(diào)度有序，智能運(yùn)維，實(shí)時(shí)反饋。RCS負(fù)責(zé)全部機(jī)器人的任務(wù)分配、調(diào)度及運(yùn)行維護(hù)。RCS采用多種調(diào)度算法，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)的最優(yōu)分配、多機(jī)器人路徑規(guī)劃以及機(jī)器人交通管理，讓機(jī)器人集群能協(xié)調(diào)在一起工作，互相合作又互不影響，發(fā)揮出最大的效能。

　　RCS還負(fù)責(zé)監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)每個(gè)機(jī)器人的歷史情況和當(dāng)前狀態(tài)，來(lái)決定是否需要進(jìn)行具體項(xiàng)目的保養(yǎng)維護(hù)，并結(jié)合充電站的運(yùn)行狀態(tài)和當(dāng)前的任務(wù)執(zhí)行情況，合理的安排有需要的機(jī)器人進(jìn)行自主充電，補(bǔ)充能源；并記錄分析和匯總?cè)繖C(jī)器人的告警信息，及時(shí)通知運(yùn)維人員，給出相應(yīng)的檢查和處理的建議，保障整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

　　智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（iWMS）：數(shù)據(jù)智能分析，優(yōu)化倉(cāng)儲(chǔ)管理；系統(tǒng)對(duì)接，兼容可靠。利用機(jī)器人系統(tǒng)作為執(zhí)行載體，iWMS集成了多種倉(cāng)儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物料隨機(jī)存儲(chǔ)，提升倉(cāng)儲(chǔ)空間利用率；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整冷熱區(qū)物料，提高了出庫(kù)效率；通過(guò)對(duì)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，可挖掘物料之間的關(guān)聯(lián)，并制定相應(yīng)的入庫(kù)策略，提高出庫(kù)效率；與視頻監(jiān)控互聯(lián)，實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作動(dòng)態(tài)。智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、兼容性好，實(shí)現(xiàn)與企業(yè)ERP系統(tǒng)全功能對(duì)接。

　　我們認(rèn)為海康威視推出的“阡陌”系統(tǒng)是將亞馬遜的”KIVA“機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在中國(guó)的創(chuàng)新與推廣，用倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人這種自動(dòng)化技術(shù)，能夠抓取并移動(dòng)貨架和貨品，將貨品直接發(fā)往揀選員工，隨后進(jìn)行包裝和發(fā)貨，對(duì)提高倉(cāng)庫(kù)揀選效率，減少理貨人員，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的有效途徑，我們認(rèn)為這種”貨到人“模式的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)發(fā)展前景將十分可觀。

　　2.3 瑞仕格Click&Pick：實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化存取，“貨到人”拆零揀選技術(shù)

　　2015年9月，作為全球領(lǐng)先的倉(cāng)儲(chǔ)及配送解決方案集成商——瑞仕格與母公司KUKA集團(tuán)聯(lián)手開(kāi)發(fā)了Automated Item Pick機(jī)器人揀選技術(shù)，將人與機(jī)器人協(xié)同作業(yè)的概念引入未來(lái)的自動(dòng)化智能倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)中。KUKA集團(tuán)的輕型機(jī)器人LBR iiwa具有感知能力，可以在不需要護(hù)欄的環(huán)境中與人協(xié)同工作，并保證人員的安全。機(jī)器人與人將實(shí)現(xiàn)在同一工作站履行訂單任務(wù)，機(jī)器人可以連續(xù)不間斷地從事簡(jiǎn)單的重復(fù)性作業(yè)，而人可以從事其他的復(fù)雜作業(yè)。

　　Automated Item Pick機(jī)器人揀選技術(shù)是對(duì)瑞仕格Click&Pick解決方案的智能擴(kuò)充。Click & Pick系統(tǒng)采用的是一種三維的立方體網(wǎng)格架系統(tǒng)，每個(gè)立方體內(nèi)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的箱子裝著特定貨物，如果裝著所需貨物的箱子埋在別的箱子下面，機(jī)器人會(huì)把上面的箱子拿起來(lái)堆在旁邊，拿到貨物后再放好。Click & Pick一小時(shí)能處理一千張訂單，速度是人類作業(yè)的4-5倍。

　　Click&Pick的兩款核心技術(shù)——AutoStore輕載存儲(chǔ)揀選系統(tǒng)和CarryPick自動(dòng)導(dǎo)引車揀選系統(tǒng)，專門針對(duì)電子商務(wù)及其他行業(yè)中小件商品的存儲(chǔ)與零揀選，幫助客戶實(shí)現(xiàn)更高的訂單處理速度、更短的訂單履行時(shí)間和更靈活地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)。

　　AutoStore輕載存儲(chǔ)揀選系統(tǒng)是一款高存儲(chǔ)密度與高靈活性的自動(dòng)化存取、貨到人拆零揀選解決方案。系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)便快捷，既可用于新建倉(cāng)庫(kù)，也適合在任何現(xiàn)有場(chǎng)地內(nèi)安裝，這一優(yōu)勢(shì)可以幫助客戶高效地利用倉(cāng)庫(kù)空間。貨物存放在塑料周轉(zhuǎn)箱中，每個(gè)料箱中可存儲(chǔ) 單一品項(xiàng)或多個(gè)品項(xiàng)的貨物。料箱一個(gè)個(gè)堆疊起來(lái)置于鋁制貨格內(nèi)，料箱垛彼此相鄰，形成了巨大的密集存儲(chǔ)區(qū)。AutoStore 機(jī)器人行走于貨格的上方，往返于貨格和揀選站臺(tái)之 間存取料箱。系統(tǒng)中的每臺(tái)機(jī)器人都可以抓取任何一個(gè)料箱，并送到任何一個(gè)揀選站臺(tái)， 因此系統(tǒng)可以達(dá)到極高的冗余性、可靠性與出貨效率。

　　CarryPick實(shí)現(xiàn)貨到人揀選的解決方案。 CarryPick自動(dòng)導(dǎo)引車揀選系統(tǒng)融合了可移動(dòng)的貨架、自動(dòng)導(dǎo)引車、倉(cāng)儲(chǔ)管理軟件和移動(dòng)式多功能工作站臺(tái)，為零售客戶提供靈活可擴(kuò)展的解決方案，能夠快速適應(yīng)需求的變化。自動(dòng)化存儲(chǔ)與貨到人訂單處理系統(tǒng)是專為電子商務(wù)內(nèi)部物流設(shè)計(jì)的，以應(yīng)對(duì)該行業(yè)日常面臨的產(chǎn)品多樣化、發(fā)貨次數(shù)、成本效率等挑戰(zhàn)。CarryPick 系統(tǒng)具備很高的靈活性與擴(kuò)展 性，可以根據(jù)倉(cāng)庫(kù)的需求變化進(jìn)行快速調(diào)整，是可以滿足企業(yè)當(dāng)下和未來(lái)需求的最佳解決方案。

　　三、分揀抓取機(jī)器人：實(shí)現(xiàn)無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)的重要一步

　　機(jī)器人揀選作業(yè)是由機(jī)器人來(lái)進(jìn)行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機(jī)器人需要帶有圖象識(shí)別系統(tǒng)和多功能機(jī)械手，機(jī)器人每到一種物品托盤(pán)就可根據(jù)圖象識(shí)別系統(tǒng)“看到”的物品形狀，采用與之相應(yīng)的機(jī)械手抓取，然后放到搭配托盤(pán)上。分揀抓取機(jī)器人要進(jìn)入市場(chǎng)仍需一段時(shí)間，一旦這些智能化的分揀機(jī)器人應(yīng)用于電子商務(wù)、工廠、物流等行業(yè)，將極大地提高倉(cāng)儲(chǔ)管理的工作效率，壓縮人工成本。短期內(nèi)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)必然是以自動(dòng)化與人工輔助的形式存在的，要真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)還需要一段時(shí)間。

　　3.1 Fetch and Freight ：揀貨機(jī)器人和倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸機(jī)器人的深度結(jié)合

　　Fetch和Freight是硅谷機(jī)器人公司FetchRobotics的倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人。Fetch Robotics成立于2014年，2015年6月從以軟銀為中心的三家公司獲得了2000萬(wàn)美元的融資。Fetch Robotics與Innovation Matrix于2015年7月底締結(jié)了銷售合作關(guān)系。Innovation Matrix將在日本、臺(tái)灣、新加坡和澳大利亞銷售Fetch Robotics的商品。

　　Fetch and Freight 實(shí)現(xiàn)揀貨機(jī)器人和倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸機(jī)器人的深度結(jié)合，從而保證整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的無(wú)縫運(yùn)行。Fetch and Freight主要包括兩個(gè)部分，配備可從貨架上拿取特定商品的機(jī)械臂的Fetch；與Fetch一同行動(dòng)，運(yùn)輸拿到商品的“Freight”。 Fetch可利用攝像頭、圖像處理和導(dǎo)航技術(shù)等，根據(jù)訂單內(nèi)容，利用機(jī)械臂將位于貨架某一位置上的特定商品取下來(lái)，然后交給Freight運(yùn)回打包。不工作時(shí)，機(jī)器人會(huì)自動(dòng)返回充電樁進(jìn)行充電。

　　Fetch and Freight工作原理: Fetch經(jīng)由無(wú)線LAN與服務(wù)器通信，根據(jù)服務(wù)器的指示在貨架之間移動(dòng)，撿取商品。移動(dòng)過(guò)程中利用激光傳感器和攝像頭掌握周圍的情況，實(shí)時(shí)將障礙物的位置錄入數(shù)字地圖中。這樣就能一邊躲避障礙物一邊向正確位置移動(dòng)。Fetch的機(jī)械臂長(zhǎng)2英尺（約60厘米），配備7個(gè)關(guān)節(jié)，能在避開(kāi)貨架和其他商品的同時(shí)，拾取最大6千克重的商品。Fetch取下的商品交給一同行動(dòng)的Freight。

　　Freight也配備了激光傳感器和攝像頭，能根據(jù)數(shù)字地圖邊躲避障礙物邊自律移動(dòng)。“Fetch”和“Freight”都可以自動(dòng)跑去充電，使用相同的充電座。從電池到驅(qū)動(dòng)器，F(xiàn)etch都是明顯地瞄準(zhǔn)產(chǎn)品需求，而非實(shí)驗(yàn)室需求。它們耐久力很好，即使在最差的使用場(chǎng)景下也有一萬(wàn)三千小時(shí)的使用壽命（指讓機(jī)械臂連續(xù)揮舞一個(gè)6公斤負(fù)載）。在更一般的情況下，“Fetch”預(yù)計(jì)可用每天工作16小時(shí)，一年工作365天，連續(xù)四年而不發(fā)生故障。“Freight”因?yàn)闆](méi)有安裝復(fù)雜的機(jī)械臂，預(yù)計(jì)可以用更久。

　　Fetch：其核心部件是一個(gè)可以反轉(zhuǎn)（back-Drivable）的7自由度機(jī)械臂，擁有高達(dá)6公斤的額定載荷，這個(gè)力量足夠應(yīng)對(duì)實(shí)際典型倉(cāng)儲(chǔ)中90%~95%的貨物。“Fetch” 長(zhǎng)長(zhǎng)的手臂能夠夠到從地板到將近兩米的高度，這意味著它可以基本上覆蓋人類的抓取范圍。其模塊化的抓取器擁有標(biāo)準(zhǔn)ISO接口，并配有以太網(wǎng)接口。“Fetch”頭部裝配有一個(gè)PrimeSense的3D感知器，可以上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)。頭部還有一系列空余接口，可以按需要裝配更多傳感器。基座有一個(gè)充電座，一個(gè)25米有效范圍的導(dǎo)航&避障SICK激光雷達(dá)，和一個(gè)差分驅(qū)動(dòng)。

　　Freight：基本上就是把“Fetch”從腰部截?cái)嗍Ｏ碌牟糠帧Ｋ溆邢嗤牟罘烛?qū)動(dòng)和25米激光雷達(dá)。和“Fetch”相比，其最大優(yōu)勢(shì)就是速度 ——現(xiàn)在它可以輕松達(dá)到2m/s，并且有可能沖到3m/s。“Freight”頂部有很多固定點(diǎn)，用戶可以把任何他認(rèn)為合適的籃子放在上面。它可以承重70公斤，其實(shí)甚至可以更多。

　　3.2  日立HITACHI智能機(jī)器人：實(shí)現(xiàn)在物流倉(cāng)庫(kù)內(nèi)移動(dòng)并自動(dòng)裝卸和搬運(yùn)貨物

　　目前，在物流倉(cāng)庫(kù)實(shí)際投入使用的搬運(yùn)機(jī)器人能連續(xù)搬運(yùn)同一形狀的紙箱等貨物。但是，從貨架上的箱子中取出特定貨物，或搬運(yùn)多種形狀的物品在技術(shù)上仍有困難。日立開(kāi)發(fā)的新型機(jī)器人采取的構(gòu)造是，在移動(dòng)平板車上安裝2個(gè)升降臺(tái)，然后分別裝上操作臂型的機(jī)器人。一條機(jī)械臂的頂端裝有吸附裝置，另一條頂端裝有2根機(jī)械手指。移動(dòng)到指定貨架之后，調(diào)整升降臺(tái)高度，利用機(jī)械臂上安裝的攝像頭確認(rèn)貨物，然后以符合其形狀和重量的方法拿起來(lái)。日立將建立在實(shí)際倉(cāng)庫(kù)內(nèi)能穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)，首先在本公司的物流倉(cāng)庫(kù)上使用，之后再考慮向其它公司出售。

　　例如，在取出箱中的PET瓶時(shí)，首先利用吸附裝置將貨架上的箱子移到近前，然后用2根手指抓住箱中的PET瓶并拿出來(lái)。如果是重量較大的物品，還會(huì)從下面托著進(jìn)行搬運(yùn)。從硬紙箱到1塊肥皂，新型機(jī)器人可處理各種大小和重量的貨物。

　　由于整體構(gòu)造包括1臺(tái)平板車、2個(gè)升降臺(tái)和2條機(jī)械臂，總共5個(gè)裝置，因此能實(shí)現(xiàn)多樣化動(dòng)作。但要相互協(xié)同工作，各個(gè)裝置之間需要通信聯(lián)動(dòng)。平板車一邊利用智能傳感器測(cè)量與貨架之間的距離一邊行駛，但只在距離還剩1米、需要共同作業(yè)時(shí)才會(huì)向機(jī)械臂發(fā)出信號(hào)。通過(guò)減少通信量，提高了動(dòng)作速度。從在貨架前停止到取出箱中物品，只需3秒即可完成。

　　3.3  Bastian機(jī)器人：最新的貨到機(jī)器人電子履單系統(tǒng)

　　Bastian系統(tǒng)方案公司研發(fā)出最新的貨到機(jī)器人電子履單系統(tǒng)，Bastian機(jī)器人系統(tǒng)中集成了自動(dòng)化存儲(chǔ)及選單系統(tǒng)、滑索式運(yùn)輸機(jī)裝置，可揀選單個(gè)物品，功能強(qiáng)大，極大減少了運(yùn)輸線上物品的揀選及運(yùn)送時(shí)間，從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)。

　　Bastian機(jī)器人集成了一些先進(jìn)的2-D和3-D視覺(jué)組件，有著靈活強(qiáng)健的機(jī)械手臂末端工具（EoAT），專門為貨到機(jī)器人（goods-to-robot）揀選解決方案而設(shè)計(jì)。該解決方案能夠?qū)ψ顝?fù)雜的成批產(chǎn)品進(jìn)行揀選。系統(tǒng)能以模塊化方式設(shè)計(jì)，允許容易地引入新產(chǎn)品并由機(jī)器人進(jìn)行鑒別。

　　工作原理：首先，一個(gè)裝有任意物品的貨品箱出現(xiàn)在3-D攝像系統(tǒng)中，在這一點(diǎn)上拍攝一系列照片繪制出物品的方位，就在一瞬間，機(jī)器人和視覺(jué)控制系統(tǒng)識(shí)別出“最可能的”揀選對(duì)象，釋放機(jī)器人進(jìn)行選擇。一旦確定了目標(biāo)對(duì)象，控制系統(tǒng)操縱機(jī)械臂和貨品箱內(nèi)的EoAT，使用吸力或一個(gè)扣人心弦的技術(shù)來(lái)選擇一個(gè)物品，而不碰到其他物品或手提袋的四壁。此時(shí)機(jī)器人從箱子中縮回，把物品放到二級(jí)裝運(yùn)箱，然后準(zhǔn)備下一個(gè)物品揀選，并按順列排好。

　　主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在：不需要上游分揀隨機(jī)箱裝的產(chǎn)品；縮短了從成堆商品中選擇物件的繁瑣耗時(shí)的過(guò)程；新引入的SKU快速模塊化編程；降低人工成本；提高訂單準(zhǔn)確度；每小時(shí)揀選產(chǎn)品多達(dá)350個(gè)；無(wú)縫集成產(chǎn)品輸送機(jī)、托盤(pán)輸送機(jī)和AS/RS等輔助設(shè)備。擴(kuò)展應(yīng)用范圍廣，如將散裝物品成批運(yùn)送到輸送機(jī)，為質(zhì)量檢查選擇散裝的、不規(guī)則的物品，通過(guò)從多個(gè)箱子里挑選零件進(jìn)行零件裝配等。

　　四、貨物配送：無(wú)人機(jī)及機(jī)器人都將成為可能

　　4.1 無(wú)人機(jī)送貨：未來(lái)物流業(yè)發(fā)展的一個(gè)潛在方向

　　無(wú)人機(jī)送貨工作原理：無(wú)人機(jī)快遞飛行器配有GPS自控導(dǎo)航系統(tǒng)、iGPS接收器、各種傳感器以及無(wú)線信號(hào)發(fā)收裝置。無(wú)人機(jī)具有GPS自控導(dǎo)航、定點(diǎn)懸浮、人工控制等多種飛行模式，集成了三軸加速度計(jì)、三軸陀螺儀、磁力計(jì)、氣壓高度計(jì)等多種高精度傳感器和先進(jìn)的控制算法。

　　無(wú)人機(jī)配有黑匣子，以記錄狀態(tài)信息。同時(shí)無(wú)人機(jī)還具有失控保護(hù)功能，當(dāng)無(wú)人機(jī)進(jìn)入失控狀態(tài)時(shí)將自動(dòng)保持精確懸停，失控超時(shí)將就近飛往快遞集散分點(diǎn)。無(wú)人機(jī)通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線電通信遙感技術(shù)與調(diào)度中心和自助快遞柜等進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)的向調(diào)度中心發(fā)送自己的地理坐標(biāo)和狀態(tài)信息，接收調(diào)度中心發(fā)來(lái)的指令，在接收到目的坐標(biāo)以后采用GPS自控導(dǎo)航模式飛行，在進(jìn)入目標(biāo)區(qū)域后向目的快遞柜發(fā)出著陸請(qǐng)求、本機(jī)任務(wù)報(bào)告和本機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，在收到著陸請(qǐng)求應(yīng)答之后，由快遞柜指引無(wú)人機(jī)在快遞柜頂端停機(jī)平臺(tái)著陸、裝卸快遞、以及進(jìn)行快速充電。

　　無(wú)人機(jī)在發(fā)出請(qǐng)求無(wú)應(yīng)答超時(shí)之后再次向目的收發(fā)柜發(fā)送請(qǐng)求，三次超時(shí)以后向調(diào)度中心發(fā)送著陸請(qǐng)求異常報(bào)告、本機(jī)任務(wù)狀態(tài)報(bào)告和本機(jī)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，請(qǐng)求指令。無(wú)人機(jī)在與調(diào)度中心失去聯(lián)系或者出現(xiàn)異常故障之后將自行飛往快遞集散分點(diǎn)。

　　無(wú)人機(jī)快遞優(yōu)勢(shì)明顯，主流電商快遞企業(yè)紛紛進(jìn)行無(wú)人機(jī)送貨測(cè)試：自動(dòng)化無(wú)人機(jī)快遞系統(tǒng)利用無(wú)人機(jī)替代人工投送快遞，旨在實(shí)現(xiàn)快遞投送的自動(dòng)化、無(wú)人化、信息化，提升快遞的投遞效率和服務(wù)質(zhì)量，以便緩解快遞需求與快遞服務(wù)能力之間的矛盾。

　　無(wú)人機(jī)送貨可以實(shí)現(xiàn)同城物流的加急業(yè)務(wù)和偏遠(yuǎn)地區(qū)快遞業(yè)務(wù)，進(jìn)一步開(kāi)辟物流行業(yè)的細(xì)分市場(chǎng)，使物流網(wǎng)點(diǎn)、終端之間的流轉(zhuǎn)獲得更高效率，提升企業(yè)在配送領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)能力。另一方面，龐大的快遞隊(duì)伍以及用工難已經(jīng)成為眾多快遞企業(yè)發(fā)展的一大障礙。而無(wú)人機(jī)送貨，在運(yùn)營(yíng)成本大幅降低后，可以實(shí)現(xiàn)大量人力的節(jié)約。近兩年來(lái)，亞馬遜、順豐、京東、淘寶等主流電商快遞企業(yè)紛紛開(kāi)始進(jìn)行無(wú)人機(jī)配送的實(shí)地測(cè)試。

　　亞馬遜積極切入無(wú)人機(jī)快遞領(lǐng)域，提效降本：亞馬遜2013年12月首次宣布無(wú)人機(jī)送貨設(shè)想，表示有望通過(guò)這項(xiàng)業(yè)務(wù)在30分鐘內(nèi)向多數(shù)客戶完成送貨。據(jù)亞馬遜方案，亞馬遜無(wú)人機(jī)將能夠?qū)崟r(shí)更新行進(jìn)路線；能夠提取收貨人智能手機(jī)信息，從而追蹤收貨人位置。計(jì)劃使用的無(wú)人機(jī)“載貨量”超過(guò)2公斤，覆蓋超過(guò)86％亞馬遜所出售的商品。目前，亞馬遜不僅成為技術(shù)最成熟的企業(yè)之一，也在實(shí)際應(yīng)用中積累了大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。金融研究公司ARK Invest日前在一項(xiàng)研究中表示，亞馬遜無(wú)人機(jī)送快遞每件成本能降低到僅約1美元(約6元人民幣)，配送時(shí)效也提升至最快30分鐘送達(dá)。

　　美國(guó)聯(lián)邦航空局2015年3月允許亞馬遜開(kāi)始在美國(guó)測(cè)試無(wú)人機(jī)，不過(guò)飛行高度不得超過(guò)122米，而且必須在操縱者視線內(nèi)飛行。2015年年底，亞馬遜在無(wú)人機(jī)送貨方面也取得了新的進(jìn)展，找到了一個(gè)無(wú)人機(jī)合理降落的解決辦法。無(wú)人機(jī)降落前會(huì)先掃描，判斷在哪里降落。與此同時(shí)，亞馬遜無(wú)人機(jī)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)在飛行過(guò)程中通過(guò)傳感器和軟件自動(dòng)繞過(guò)某些物體。

　　谷歌申請(qǐng)無(wú)人機(jī)送快遞包裹專利，力爭(zhēng)2017年實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用。2015年11月，谷歌Project Wing項(xiàng)目負(fù)責(zé)人大衛(wèi)?沃斯(David Vos)表示，谷歌將于2017年實(shí)現(xiàn)利用無(wú)人機(jī)向消費(fèi)者運(yùn)送包裹。

　　2016年年初，谷歌申請(qǐng)了關(guān)于無(wú)人機(jī)送快遞包裹的專利。谷歌研發(fā)的這個(gè)項(xiàng)目，是一個(gè)安裝在“航空配送設(shè)備”上的“快遞接收容器”，方便用來(lái)把包裹安全的送到目的地。谷歌的這個(gè)安裝在“航空配送設(shè)備”上的“快遞接收容器”容器，采用了紅外發(fā)射器和跟無(wú)人機(jī)連接的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，用來(lái)指導(dǎo)無(wú)人機(jī)準(zhǔn)確投送包裹，并且會(huì)有一個(gè)防止包裹被偷的鎖定機(jī)制，在安全性和可實(shí)施性上有保障。

　　實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，用戶在網(wǎng)上下單之后，無(wú)人機(jī)的“快遞接收容器”就會(huì)通過(guò)紅外信號(hào)與之連接，將包裹存入容器中，鎖閉容器，然后安全送到目的地，到了后會(huì)提醒客戶接收快遞。不過(guò)由于無(wú)人機(jī)的續(xù)航問(wèn)題，因此只能就近送貨。

　　京東測(cè)試無(wú)人機(jī)送貨，為農(nóng)村電商配送提速。2016年年初，京東物流實(shí)驗(yàn)室在江蘇省宿遷市開(kāi)展了一系列無(wú)人機(jī)送貨實(shí)驗(yàn)，對(duì)無(wú)人機(jī)送貨的流程、飛行調(diào)動(dòng)系統(tǒng)、設(shè)備需求、人員分工等方面進(jìn)行了測(cè)試。據(jù)悉，此次測(cè)試是希望利用無(wú)人機(jī)將商品從配送站傳遞至鄉(xiāng)村推廣員手中，目標(biāo)是解決農(nóng)村電商最后一公里的配送需求。無(wú)人機(jī)配送測(cè)試的推進(jìn)意味著京東正在對(duì)傳統(tǒng)配送方式進(jìn)行顛覆式創(chuàng)新，尋求將物流配送行業(yè)從勞動(dòng)力密集型轉(zhuǎn)向科技導(dǎo)向型。

　　與此前一些電商和物流企業(yè)嘗試的無(wú)人機(jī)送貨模式不同，這次京東測(cè)試的無(wú)人機(jī)供貨不針對(duì)消費(fèi)者的單個(gè)訂單，主要在于完成從配送站到鄉(xiāng)村推廣員之間的農(nóng)村電商配送環(huán)節(jié)。

　　隨著渠道的下沉，京東農(nóng)村電商業(yè)務(wù)快速發(fā)展，至2015年底，京東已擁有700多家縣級(jí)服務(wù)中心，覆蓋27個(gè)省、約800個(gè)區(qū)縣；同時(shí)，京東雇傭了約15萬(wàn)鄉(xiāng)村推廣員，覆蓋了12000多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的近15萬(wàn)個(gè)村落，服務(wù)超過(guò)25萬(wàn)村里百姓；京東幫服務(wù)店已在全國(guó)開(kāi)設(shè)了1293家，覆蓋31個(gè)省、約1300個(gè)區(qū)縣、2萬(wàn)左右鄉(xiāng)鎮(zhèn)、近40萬(wàn)個(gè)行政村。

　　京東通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，從配送站到村莊直線距離往往小于10公里，但因?yàn)榈匦卧颍璺竭^(guò)河，配送員進(jìn)行一次配送有時(shí)需要半天以上，時(shí)間成本很高。同時(shí)，中小件貨物的平均重量和體積都不大，很適合采用無(wú)人機(jī)批量完成。

　　實(shí)驗(yàn)表明，這種模式具有很高的可操作性，商品在配送站完成站點(diǎn)驗(yàn)貨和包裹裝機(jī)，通過(guò)無(wú)人機(jī)迅速送到推廣員手中，再由他們分發(fā)給村里的用戶，既提升了配送效率，又帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)。由于從配送站到推廣員的飛行線路相對(duì)固定，可以通過(guò)事先勘察的方式，規(guī)劃出安全的路線和著陸點(diǎn)，無(wú)人機(jī)起飛后，推廣員會(huì)收到系統(tǒng)通知，按時(shí)在降落點(diǎn)等候即可。

　　在完成無(wú)人機(jī)送貨的流程實(shí)驗(yàn)后，京東將有計(jì)劃、分階段地推進(jìn)與第三方的合作，共同研發(fā)和生產(chǎn)無(wú)人機(jī)，建立無(wú)人機(jī)配送調(diào)度中心，完善京東無(wú)人機(jī)送貨體系的建設(shè)，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)送貨。

　　無(wú)人機(jī)快遞的推廣使用，仍需解決幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：

　　1）空域管制：無(wú)人機(jī)快遞的實(shí)質(zhì)是對(duì)低空空域的廣泛使用，個(gè)別試驗(yàn)性運(yùn)行尚無(wú)大礙，當(dāng)無(wú)人機(jī)快遞廣泛普及形成比較密集的低空交通流的時(shí)候，空域管理與管制就必不可少；

　　2）技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)突破：在技術(shù)上，無(wú)人機(jī)快遞還處于試驗(yàn)階段，其可靠性與飛行安全性還要面臨考驗(yàn)。無(wú)人機(jī)的載重量一般不超過(guò)3公斤，續(xù)航時(shí)間僅20分鐘上下，其最遠(yuǎn)也不超過(guò)10公里。同時(shí)如果不能實(shí)現(xiàn)比較徹底的高度自主，還需要人員地面遙控，那么這產(chǎn)生的人力成本也會(huì)讓企業(yè)望而卻步。因此，成熟可靠的人工智能是技術(shù)上的關(guān)鍵所在，而不論國(guó)內(nèi)外，這些技術(shù)距離實(shí)用化都還有一定距離；

　　3）隱私保護(hù)：如果有人惡意破壞無(wú)人機(jī)，強(qiáng)取貨物，這不僅會(huì)對(duì)公司造成危害，更甚者還會(huì)暴露用戶隱私，給用戶造成負(fù)面影響，讓客戶感受到不好的體驗(yàn)等等。同時(shí)由于無(wú)人機(jī)送貨時(shí)帶有攝像頭，則無(wú)人機(jī)在送貨途中如何保證人們的隱私安全也是一個(gè)待解決的問(wèn)題。

　　無(wú)論從物流成本和配送時(shí)效上來(lái)看，無(wú)人機(jī)快遞都是未來(lái)物流業(yè)的一個(gè)潛在方向，但考慮目前多方面因素限制問(wèn)題，無(wú)人機(jī)快遞的大規(guī)模推廣還需一段時(shí)間。