核心觀點：

　　全球范圍技術進步將開啟智能物流新時代：智能物流是利用集成智能化技術、智能設備等使物流系統能模仿人的智能，具有思維，感知，學習，推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。在世界范圍內，隨著物聯網、機器視覺、倉儲機器人、無人機等新技術的應用，物流自動化技術正在以較快的速度發生變革。我們認為，物流領域是自動化技術發展最活躍、進步最迅速的板塊之一，并且海外先進技術正在向國內外溢，進一步刺激國內物流自動化率快速提升。近年來，物流自動化主要技術創新包括三大方向：KIVA式“貨到人”揀選，高效分揀抓取和無人貨物配送；

　　“貨找人”訂單揀選：實現對傳統倉儲作業的顛覆：電商快遞業的迅速發展將帶動“貨到人”智能設備的需求。我們認為如何實現訂單的高效精準揀選和快速響應，是電商倉儲物流發展所面臨的關鍵問題。近兩年來以亞馬遜為主的主流電商快遞龍頭企業紛紛加大對倉儲自動化技術的投入，不斷加大創新，如亞馬遜推出的KIVA機器人，實現貨找人的訂單揀選，國內外一些企業紛紛在KIVA的基礎上陸續推出“貨找人”訂單揀選系統，如?？?/a>威視最近推出的阡陌系統，以達到成本的節約和效益的提升；

　　分揀抓取機器人：實現無人倉儲的重要一步：機器人揀選作業是由機器人來進行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機器人需要帶有圖象識別系統和多功能機械手，機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別系統“看到”的物品形狀，采用與之相應的機械手抓取，然后放到搭配托盤上。分揀抓取機器人要進入市場仍需一段時間，一旦這些智能化的分揀機器人應用于電子商務、工廠、物流等行業，將極大地提高倉儲管理的工作效率，壓縮人工成本；

　　貨物配送：無人機及機器人都將成為可能：無人機送貨可以實現同城物流的加急業務和偏遠地區快遞業務，進一步開辟物流行業的細分市場，使物流網點、終端之間的流轉獲得更高效率，提升企業在配送領域的競爭能力。另一方面，龐大的快遞隊伍以及用工難已經成為眾多快遞企業發展的一大障礙。而無人機送貨，在運營成本大幅降低后，可以實現大量人力的節約。近兩年來，亞馬遜、順豐、京東、淘寶等主流電商快遞企業紛紛開始進行無人機配送的實地測試。機器人送貨，2015年11月，Skype旗下的Starship公司推出了一種專門用來小件貨物配送的“盒子機器人”。“機器人盒子”配置了一系列攝像頭和傳感器，99%都是的自動操作，能夠安全行走在人行道上，會在指定時間從物流中心出發，穿越大街小巷，來到顧客家門口完成快遞任務。經過3000小時的測試之后，2016年3月，該種機器人將首先在紐約實現交付使用，計劃在2017年啟動全面商業運作。

　　一、新技術新應用 - 開啟智能物流新時代 

　　從全球來看，自動化物流系統的產生和發展是社會生產和科研技術發展的結果，并伴隨著勞動力成本、土地成本的增加等而得到迅速發展。與傳統物流系統相比，新技術新應用大大提升企業經營效益與效率，形成對傳統生產作業模式的一種顛覆：

　　1）提高生產與配送的效率和準確性。自動化物流系統采用先進的信息管理系統、自動化物料存儲、分揀和搬運設備等，使貨物在倉庫內按需要自動存取與分揀。

　　2）實現企業信息一體化。物流信息化是企業信息化重要組成部分，物流信息管理系統通過與企業其他管理系統無縫對接，實現信息在企業的各個系統之間自動傳遞與接收，使企業實現信息一體化，避免物流系統成為“信息孤島”，對供產銷全過程進行計劃、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。自動化物流系統可以對庫存的入庫、出庫、移庫、盤點等操作進行全面的控制和管理，不但反映了物品進銷存的全過程，而且可對物品進行實時分析與控制，為企業管理者作出正確決策提供依據，平衡企業生產、儲存、銷售各個環節。

　　未來新技術新應用的普及將帶動物流從自動化走向智能化。智能物流是利用集成智能化技術、智能設備等使物流系統能模仿人的智能，具有思維，感知，學習，推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。智能物流的未來發展將會體現出四個特點:智能化，一體化和層次化，柔性化與社會化。

　　隨著中國物流應用市場的不斷拓展，包含物流機器人在內的細分市場得到更大的關注。搬運、碼垛、分揀、AGV等均屬于物流機器人行業，它們已經在為工廠的自動化物流倉儲改造貢獻力量。而在世界范圍內，隨著物聯網、機器視覺、倉儲機器人、無人機等新技術的應用，物流自動化技術正在以較快的速度發生變革。

　　目前來看自動化領域巨頭們紛紛加大在物流自動化的創新，為新的制造和物流應用場景提供解決方案，加入人工智能、數據分析等新的技術提升，主要出現三類創新方向：

　　1）“貨找人”訂單揀選：隨著物流業的發展，物件的位置、擺放方向、種類、形狀和大小也越來越多樣，通過采用視覺識別技術給機器人“裝上眼睛”，實現貨架找人的訂單揀選，如亞馬遜的KIVA機器人。

　　2）分揀抓取機器人。機器人依據訂單完成物品的揀選，這一方向對機器人視覺識別技術要求非常高，目前這一方向也面臨著一些挑戰和機遇，主要體現為是否能為客戶提供達標的識別準確度和精度以及滿意的性價比。

　　3）無人送貨系統，主要分為無人機和機器人系統，解決物流最后一公里問題。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：對傳統倉儲作業的顛覆

　　電商快遞業的迅速發展將帶動“貨到人”智能設備的需求：首先，電商配送中心的業務特點為以分揀為主、以存儲為輔，難點在于大規模的高效精準拆零揀選。其次，電商配送中心目前主要采用“人到貨”分區組合揀選的方式，即作業人員穿越倉庫訪問某個區域的相關貨位進行貨物揀選和合單。這種作業方式占地面積大、揀選效率低、人員數量多。

　　部分電商配送中心也采用了半自動化系統，借助電子標簽、PDA、輸送設備等輔助揀選，使用自動分揀機分撥。半自動化物流設備的使用有助于提高訂單分揀的效率和準確性，但隨著人工成本的不斷上升和倉庫租金的持續增長，配送中心運營成本高的問題并沒有從根本上得到解決。

　　針對以上問題，業內也有其他嘗試。例如，集中式自動化物流系統，采用堆垛機及輸送設備實現貨物的集中連續處理，這一模式對單一設備的依賴性比較大，適用于以倉儲為主、分揀為輔的倉庫。我們認為如何實現訂單的高效精準揀選和快速響應，是電商倉儲物流發展所面臨的關鍵問題。

　　近兩年來以亞馬遜為主的主流電商快遞龍頭企業紛紛加大對倉儲自動化技術的投入，不斷加大創新，如亞馬遜推出的KIVA機器人，實現“貨找人”的訂單揀選，是對傳統倉儲“人找貨”揀選方式的顛覆，國內外一些企業紛紛在KIVA的基礎上陸續推出“貨找人”訂單揀選系統，如海康威視最近推出的阡陌系統，以達到成本的節約和效益的提升。

　　2.1亞馬遜KIVA機器人：實現“貨找人”的訂單揀選

　　2.1.1 收購Kiva Systems，提升倉儲配送中心自動化率

　　2012年，亞馬遜以7.75億美元收購了自動化物流提供商Kiva的機器人倉儲業務。KivaSystems公司整合硬件及軟件，使整個取貨，包裝，運輸產品的過程更加流暢，公司利用自制移動機器人及精密的控制軟件，為零售商提供一套完整系統。

　　Kivasystems成立于2003年1月，首席執行官MickMountz曾先后在CIM系統公司、蘋果電腦公司、Webvan公司工作。雖然Webvan公司由于物流自動化搬運系統使用的復雜性及訂單執行系統的高成本性而最終破產，但正是因為在Webvan公司工作，Mick獲得了物料處理和分配的寶貴經驗，從而創立了KivaSystems公司。

　　公司成立之初，KivaSystems就致力于打造一個“貨到人”系統來優化揀選、包裝、配送等流程，并且它能夠根據指令在任何時間內提供任何物品給任何操作人員。在兩位自動化領域專家的協助下，公司正式成立并在20個月內提出了第一套原型方案。公司瞄準千億美元的電商市場，在網絡零售市場快速增長的帶動下，到2009年，在美國成長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。

　　目前亞馬遜第八代配貨中心：1.5萬臺Kiva機器人成主角。2012年，亞馬遜以7.75億美元收購了自動化物流提供商Kiva的機器人倉儲業務，這家初創企業專注于如何利用機器人在倉庫里完成網上巨量訂單的分配工作。通過使用KIVA機器人，亞馬遜改變了貨物配貨和包裝的方式，從原來的“人到貨物”變成“貨物到人”，試圖提高倉庫運行速度。亞馬遜目前有1.5萬臺Kiva機器人被部署在全美的10家配貨倉庫，負責管理、分配數量龐大的庫存產品，成為亞馬遜倉庫中最忙的“員工”。

　　2.1.2  Kiva系統實現“貨到人”揀選，大幅提升倉儲效率

　　KIVA機器人實現“貨找人、貨架到人”的機器人揀選：Kiva倉管機器人呈方形，頂部中間有一個可以升降的圓盤，可抬起重達750磅（340千克）的貨物。Kiva機器人的“眼睛”位于頂部中央位置，它可以識別出貨架，之后與“眼睛”平齊的黑色平面將會上升，將貨架舉起來并交付給工作人員。Kiva倉管機器人能根據訂單找到合適的產品，將貨物所在的貨架從巨大的倉庫存儲區搬運至員工處理區，大大提高處理效率。之后分檢人員能夠從Kiva搬運過來的貨架中挑選客戶訂單要求的貨物，進行處理分發。

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

　　從亞馬遜第八代物流中心作業流程看Kiva作業模式：

　　1） 收貨

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

　　2） 上架

　　在商品入庫裝載區一臺Kiva機器人載著存儲料架剛駛入站臺，站臺自動讀取料架上的條碼，存儲區作業人員撿取從收貨端過來手推車上的各種貨物，掃描后隨機放入料架的儲位格子上，再掃描對應料架格子上的二維碼，貨物存儲信息即存入計算機系統，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，這就是亞馬遜隨機存儲（RandomStorage）貨物管理系統的能力。Kiva機器人將裝滿貨物的貨料架送入儲存區存放，機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，大幅減少庫存面積。

　　每個料架有各種大小的分區和分層，分區（同層）用數字1、2、3...表示，分層用一個字母（從下到上）A、B、C...表示，如格子代碼1A加一個二維碼表示料架的一個存儲位pod，一個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條形碼，到站臺時自動讀取。

　　3） 揀貨

　　與傳統配送中心將貨物存放在靜態貨架、旋轉貨架或者自動化立體倉庫中不同，Kiva系統將貨物存放在可移動的貨架中；訂單容器也放置在可移動貨架中，每個訂單容器對應一個訂單的揀選。Kiva系統是一種貨至人的揀選系統，作業人員邊側是Kiva機器人載貨料架到達揀選站，正面是雙層輸送機線，上層積放式輸送線供應空料箱，下層輸送線輸送揀貨后的訂單箱。

　　之前人到貨架區的揀貨方式每天要行走20公里左右的路程，現在貨到人的方式，作業人員只需在揀選區幾平米的區域作業活動，而且作業區域敷設防疲勞腳墊，可移動爬梯用于揀選料架上層的商品。在每個揀選站臺處通常有5-10個貨架成U型排隊等待揀選，保證揀選工作人員始終處于揀選的狀態。所有的貨品在Kiva系統中都是可移動的，都能在任何時間到達工人處來完成訂單的揀選。

　　Kiva系統采用一種交叉揀貨的方式進行揀選作業。所謂交叉揀選，是指一個揀選工作站可以從多個存貨貨架揀貨，一個存貨貨架可以向多個工作站臺供貨。Kiva系統采用按單揀選方式進行，實現對訂單的實時響應，縮短訂單處理周期。

　　Kiva機器人載著料架進入站臺時，顯示屏即自動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，右上角大號數字顯示需揀選的數量，讓作業人員輕松準確地揀貨。

　　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入匯流輸送機，并排的積放輥道機將料箱匯總到一條主線上，準備進入滑塊分揀線。滑塊分揀機將揀選商品的料箱分揀進入各包裝區

　　4）包裝

　　包裝區作業區上層輥子輸送機將揀選好商品的料箱送到各包裝工位，作業人員將料箱從輥道機上拖入到工作臺，逐一掃描料箱中的貨物，確認訂單信息后系統會提示包裝盒的尺寸和打印商品條碼標簽，將多件商品包裝在紙盒中，貼好標簽后將包裝箱放入下層皮帶輸送機，此處包裝線全部處理一個訂單一個包裝件.包裝箱在輸送線上貼標簽、掃描和分流。

　　5）出貨作業。從各包裝線送過來的大量包裝箱匯總到皮帶機主線，經特殊的傾斜輥道靠邊機、滑道和返回皮帶機處理，將包裝箱有序排隊（Singulator)，最終進入左側的滑塊分揀機分揀，每個分揀道口與螺旋滑道連接。

　　KIVA機器人能夠帶來成本的大幅降低和效益的提升：KIVA機器人作業顛覆傳統電商物流中心作業“人找貨、人找貨位”模式，通過作業計劃調動機器人，實現“貨找人、貨位找人”的模式，整個物流中心庫區無人化，各個庫位在Kiva機器人驅動下自動排序到作業崗位。

　　Kiva系統作業效率要比傳統的物流作業提升2-4倍，機器人每小時可跑30英里，準確率達到99.99%，同時能夠提高近50%的庫存處理能力，每筆訂單都能省下將近1個小時時間。根據物流咨詢公司MWPVL國際的數據，使用Kiva機器人，亞馬遜每發送一件商品就能節省21.3美分，也就是節省了48%的成本。

　　2.1.3  Kiva Systems：軟件控制系統是整個系統核心部分，是系統整合關鍵點

　　KIVA系統通過使用數以百計的機器人，構成多移動機器人系統。多機器人系統，不僅僅是各個單機器人的簡單疊加，還融合有計算機系統、控制系統、通信機制和控制、傳感系統等各個方面的內容。一套完整的Kiva系統配送中心主要包括：可移動式貨架、機器人小車、Kiva系統工作站臺、軟件控制系統、無線網絡等構成。

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

　　2）機器人小車Bot是Kiva 系統最基本的組成部分：主要包括舉升裝置、碰撞檢測系統、導航系統、充電系統、行駛系統、控制系統。舉升裝置:機器人小車上裝有螺旋升降機構。當小車到達貨架底部，通過螺旋裝置可以將貨架舉起離開地面。為了保證貨架不隨著升降機構的旋轉而旋轉，通過小車下面的輪子使小車進行反方向的旋轉來保證貨架的平滑無旋轉舉升。Kiva系統的機器人小車是與移動式貨架相互配合使用的。當小車需要運輸貨架時，小車到達貨架的底部，通過小車的升降設備將貨架頂起離開地而，進而攜帶貨架行駛。

　　碰撞檢測系統：機器人小車的前后面裝有紅外傳感器和能夠快速反應的碰撞桿，該系統能夠快速檢測到小車周邊出現的其他物體，并能迅速停止小車以免發生碰撞。導航系統：機器人小車上裝有兩個攝像頭，一個正面朝上，位于螺旋升降機構的中心；另一個正面朝下，位于小車的底部。向上的攝像頭用來讀取可移動式貨架底部的條形碼，識別貨架的信息；向下的攝像頭用來讀取路面上的二維碼，識別地理位置信息。通過整合其他導航傳感器獲得的信息并分析，來確定小車的導航方向。

　　充電系統：機器人小車以及其車載電子設備的電力供應由四節鉛酸電池組成，當小車電量低下時，小車會自動前往充電站臺進行充電。行駛系統：在小車底部的兩個側面安裝了橡膠驅動輪，其運動由兩個直流電機獨立控制，小車雙向行駛，且小車的行駛速度達到米秒?？刂葡到y：每個小車上安裝有控制系統，負責機器人小車的導引、路徑選擇、小車行走和裝卸操作等功能。

　　3）Kiva 系統工作站臺：Kiva系統的揀選站臺，由揀選工作者、待揀選存儲貨架、裝有訂單容器的輸送貨架、信息傳送設備以及貨架的運輸機器人小車組成，位于倉庫的周邊位置。Kiva系統的信息傳送設備由激光指示器、電腦顯示屏幕、條形碼掃描設備和電子標簽輔助揀選設備組成。其中激光指示器用來指示存儲貨架上待揀選貨物的位置，電腦顯示屏幕用來顯示需要揀選的貨物的數量和種類，條形碼掃描器確認揀選貨物的準確性，電子標簽輔助揀選設備用來指示在輸送貨架上貨物相應的訂單容器位置，Kiva系統的揀選站臺，提供一種“系統指示”作業模式。

　　4）軟件控制系統（MHE）：是Kiva系統整體解決方案的重要組成部分，是整個系統的大腦。MHE軟件系統相當于一個獨立的子系統，與WMS（ERP）相連接，管理Kiva移動執行系統（MFS）。MHE系統包括一系列復雜的算法，對移動機器人最佳行駛路線進行規劃，保證機器人停留排隊的時間最短，同時也保證在執行最大化任務量時所使用的移動機器人量最小。同時系統可以根據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最近的地方。

　　5）無線網絡（WIFI）：Kiva的服務器是直接與每個驅動單元通過WIFI無線網絡來連接的，這樣設置起來非常容易，而且非常容易與倉庫內部的其他無線系統進行整合與拆分。

　　Kiva系統在減少貨物搬運時間，提高效率方面徹底實現了“人找貨”與“貨找人”的方式的顛倒，使配送中心、倉庫等物流節點徹底脫離了傳統的揀貨模式。同時，該系統能夠將貨架在需要的時候運送到工作人員面前，不需要擱置在周轉區域。同時也證明，新一代庫內搬運系統提高效率的基礎是貨物的流動代替了人的流動，減少了庫內人員尋貨、搬貨、返庫等動作，代之以貨物的準確移動，避免了人員操作的無用勞動；另一方面，如果沒有可靠而強大的管理系統以及無線通訊系統的支持，這樣的高效率庫內工作是無法進行下去的。

　　Kiva機器人以及精密的控制系統和算法，將亞馬遜的物流配送中心變成了一整套靈活的、富有生命的倉儲系統。作為一種倉儲機器人KIVA系統最大的亮點就是:顛覆了過去意義上的倉儲搬運作業，改變了場地適應貨品的現狀，其倉儲機器人系統可以在任意時間將任意物品送達任意位置，做到讓物品來適應場地。

　　一個個獨立可以自主導航、通訊的貨架搬運機器人就是KIVA倉儲機器系統的基礎。系統與機器人之間的指令通過通過Wi-Fi網絡傳輸，機器人的活動路徑規劃是由系統通過算法計算完成的；最后導航裝置將機器人托舉的貨架及貨物運送到指定地點。

　　為了讀取二維碼和坐標點信息，每個機器人還安裝上、下的兩個攝像頭。兩個攝像頭利用單核匯聚式處理器執行控制、信號與圖像處理的獨特能力，執行實時圖像分析，并實現與機器人主控制器進行交互配合的通信協議。

　　此系統的攝像頭傳感器執行兩個基本而獨立的功能：朝上的攝像頭讀取二維碼，這些二維碼能夠識別獨一無二的貨架，并實現貨架的接駁。朝下的攝像頭處理坐標點信息，以確定機器人的位置。處理器執行用于圖像采集、分段、亞像素目標定位和數據矩陣代碼讀取的復雜圖像處理算法。此處理器的性能、足夠高的系統帶寬以及片上存儲器可加快圖像流水線處理，從而確保動態、快速和高效率的移動機器人導航。

　　Kiva系統對傳統配送中心作業流程帶來一種變革，優勢明顯。Kiva系統的“貨到人”揀選系統借助先進的人工智能技術、物流自動化技術等，對配送中心的揀選工藝實現自動化。利用多個機器人小車，將傳統的靜態倉儲系統轉變為動態的流動貨架存儲，提高配送中心的揀選作業效率。揀選系統借助強大的計算機軟件、機器人小車、穿梭式貨架、工作站臺等完成自動化操作。

　　相比傳統配送中心作業流程，優勢主要體現在：

　　1）設備安裝周期短，并且降低投入成本。

　　2）具有更強的可拓展性和柔性。Kiva系統中的設備可移動，貨架、小車甚至工作臺都是可以移動的，可以實現設備數量增長與業務增長速度同步，靈活調整相關作業區域的大小，使系統具有很好的可擴展性，提高了系統的柔性。

　　3）具有更高的靈活性和準確性。通過按燈揀選、按燈存放、條碼掃描技術，保證揀選貨物的髙度準確性。而且，Kiva系統能夠對貨品種類、速度、訂單優先級等方面的變化做出快速反應，具有高度的靈活性。

　　4）應用可以拓展到多層，降低土地使用面積。對于土地成本比較高的環境，因為小車的導航依靠地面上貼有的二維條形貼碼，沒有嵌入式網線、磁性材料等復雜設備，使得Kiva系統的應用可以擴展到多層，因此可以建立夾層或多樓層，通過Kiva垂直升降機將各層連接起來，來減少占地面積降低成本。此時可以將工作站布置在多層作業，或者限制高層只用來存放貨物等，提高了作業的靈活性。

　　5）Kiva系統采用員工8小時、小車24小時工作制。在保證工作效率的前提下，降低了員工的工作強度。晚上，到達截單時間后，系統處理訂單，確定任務貨架并到相應揀選站臺排隊等候。白天員工到崗，補貨作業、揀貨作業按優化后的隊列有序進行。對于新增的訂單，直接進入系統，根據訂單的優先性和商品分布情況將相應的任務貨架加入到現有的揀貨作業隊列中。

　　白天收貨的商品，系統會自動判斷是否有出貨需求，并優先將有出貨需求的貨架運輸到補貨區或揀貨區。在作業過程中將發生揀選誤差的貨架運送至庫存整理區進行循環盤點，消除誤差。當貨架上的存儲密度小于一定程度時，系統會觸發貨位優化任務，計算出哪些貨架需要進行合并。

　　2.2 海康威視：依托傳統優勢，推出“阡陌”機器人智能倉儲系統

　　?？低曇劳卸嗄暝趫D像傳感、音頻采集、人工智能等領域的技術積累和自主創新，近期推出了基于機器人的智能倉儲系統：“阡陌”。“阡陌”智能系統由智能倉儲機器人、機器人調度系統(RCS)和智能倉儲管理系統(iWMS)三大核心模塊組成。三大模塊協作共同打造“貨到人”智能倉儲系統。

　　智能倉儲機器人以視覺傳感器為主，集合圖像處理等多種技術：智能倉儲機器人凝結了海康威視多年來在圖像處理、硬件設計及嵌入式軟件領域的技術積累，完全自主開發完成該機器人采用兩輪差速底盤，最大運行速度為1.0米每秒，最大負重能力達到500公斤；以視覺傳感器為主，融合多種高精度傳感器，具備自主定位導航、自動避障、自主充電等功能，定位精度達到毫米級；采用鋰電池為主動力，結合智能能源管理系統，可實現7×24小時連續運行。

　　智能調度系統（RCS）：“阡陌”系統的靈魂，實現最優分配，調度有序，智能運維，實時反饋。RCS負責全部機器人的任務分配、調度及運行維護。RCS采用多種調度算法，實現了任務的最優分配、多機器人路徑規劃以及機器人交通管理，讓機器人集群能協調在一起工作，互相合作又互不影響，發揮出最大的效能。

　　RCS還負責監控機器人的運行狀態，根據每個機器人的歷史情況和當前狀態，來決定是否需要進行具體項目的保養維護，并結合充電站的運行狀態和當前的任務執行情況，合理的安排有需要的機器人進行自主充電，補充能源；并記錄分析和匯總全部機器人的告警信息，及時通知運維人員，給出相應的檢查和處理的建議，保障整個系統運行的可靠性。

　　智能倉儲管理系統（iWMS）：數據智能分析，優化倉儲管理；系統對接，兼容可靠。利用機器人系統作為執行載體，iWMS集成了多種倉儲優化技術，實現物料隨機存儲，提升倉儲空間利用率；實時動態調整冷熱區物料，提高了出庫效率；通過對歷史運行數據的分析，可挖掘物料之間的關聯，并制定相應的入庫策略，提高出庫效率；與視頻監控互聯，實時查看現場運作動態。智能倉儲管理系統穩定可靠、兼容性好，實現與企業ERP系統全功能對接。

　　我們認為?？低曂瞥龅摹摆淠啊毕到y是將亞馬遜的”KIVA“機器人實現在中國的創新與推廣，用倉儲機器人這種自動化技術，能夠抓取并移動貨架和貨品，將貨品直接發往揀選員工，隨后進行包裝和發貨，對提高倉庫揀選效率，減少理貨人員，實現倉儲自動化的有效途徑，我們認為這種”貨到人“模式的倉儲機器人系統的應用市場發展前景將十分可觀。

　　2.3 瑞仕格Click&Pick：實現自動化存取，“貨到人”拆零揀選技術

　　2015年9月，作為全球領先的倉儲及配送解決方案集成商——瑞仕格與母公司KUKA集團聯手開發了Automated Item Pick機器人揀選技術，將人與機器人協同作業的概念引入未來的自動化智能倉庫設計中。KUKA集團的輕型機器人LBR iiwa具有感知能力，可以在不需要護欄的環境中與人協同工作，并保證人員的安全。機器人與人將實現在同一工作站履行訂單任務，機器人可以連續不間斷地從事簡單的重復性作業，而人可以從事其他的復雜作業。

　　Automated Item Pick機器人揀選技術是對瑞仕格Click&Pick解決方案的智能擴充。Click & Pick系統采用的是一種三維的立方體網格架系統，每個立方體內有一個標準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，機器人會把上面的箱子拿起來堆在旁邊，拿到貨物后再放好。Click & Pick一小時能處理一千張訂單，速度是人類作業的4-5倍。

　　Click&Pick的兩款核心技術——AutoStore輕載存儲揀選系統和CarryPick自動導引車揀選系統，專門針對電子商務及其他行業中小件商品的存儲與零揀選，幫助客戶實現更高的訂單處理速度、更短的訂單履行時間和更靈活地擴展系統。

　　AutoStore輕載存儲揀選系統是一款高存儲密度與高靈活性的自動化存取、貨到人拆零揀選解決方案。系統安裝簡便快捷，既可用于新建倉庫，也適合在任何現有場地內安裝，這一優勢可以幫助客戶高效地利用倉庫空間。貨物存放在塑料周轉箱中，每個料箱中可存儲 單一品項或多個品項的貨物。料箱一個個堆疊起來置于鋁制貨格內，料箱垛彼此相鄰，形成了巨大的密集存儲區。AutoStore 機器人行走于貨格的上方，往返于貨格和揀選站臺之 間存取料箱。系統中的每臺機器人都可以抓取任何一個料箱，并送到任何一個揀選站臺， 因此系統可以達到極高的冗余性、可靠性與出貨效率。

　　CarryPick實現貨到人揀選的解決方案。 CarryPick自動導引車揀選系統融合了可移動的貨架、自動導引車、倉儲管理軟件和移動式多功能工作站臺，為零售客戶提供靈活可擴展的解決方案，能夠快速適應需求的變化。自動化存儲與貨到人訂單處理系統是專為電子商務內部物流設計的，以應對該行業日常面臨的產品多樣化、發貨次數、成本效率等挑戰。CarryPick 系統具備很高的靈活性與擴展 性，可以根據倉庫的需求變化進行快速調整，是可以滿足企業當下和未來需求的最佳解決方案。

　　三、分揀抓取機器人：實現無人倉儲的重要一步

　　機器人揀選作業是由機器人來進行品種揀選，如果品種多，形狀各異，機器人需要帶有圖象識別系統和多功能機械手，機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別系統“看到”的物品形狀，采用與之相應的機械手抓取，然后放到搭配托盤上。分揀抓取機器人要進入市場仍需一段時間，一旦這些智能化的分揀機器人應用于電子商務、工廠、物流等行業，將極大地提高倉儲管理的工作效率，壓縮人工成本。短期內倉儲系統必然是以自動化與人工輔助的形式存在的，要真正實現無人倉儲還需要一段時間。

　　3.1 Fetch and Freight ：揀貨機器人和倉儲運輸機器人的深度結合

　　Fetch和Freight是硅谷機器人公司FetchRobotics的倉儲機器人。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2000萬美元的融資。Fetch Robotics與Innovation Matrix于2015年7月底締結了銷售合作關系。Innovation Matrix將在日本、臺灣、新加坡和澳大利亞銷售Fetch Robotics的商品。

　　Fetch and Freight 實現揀貨機器人和倉儲運輸機器人的深度結合，從而保證整個倉儲系統的無縫運行。Fetch and Freight主要包括兩個部分，配備可從貨架上拿取特定商品的機械臂的Fetch；與Fetch一同行動，運輸拿到商品的“Freight”。 Fetch可利用攝像頭、圖像處理和導航技術等，根據訂單內容，利用機械臂將位于貨架某一位置上的特定商品取下來，然后交給Freight運回打包。不工作時，機器人會自動返回充電樁進行充電。

　　Fetch and Freight工作原理: Fetch經由無線LAN與服務器通信，根據服務器的指示在貨架之間移動，撿取商品。移動過程中利用激光傳感器和攝像頭掌握周圍的情況，實時將障礙物的位置錄入數字地圖中。這樣就能一邊躲避障礙物一邊向正確位置移動。Fetch的機械臂長2英尺（約60厘米），配備7個關節，能在避開貨架和其他商品的同時，拾取最大6千克重的商品。Fetch取下的商品交給一同行動的Freight。

　　Freight也配備了激光傳感器和攝像頭，能根據數字地圖邊躲避障礙物邊自律移動?！癋etch”和“Freight”都可以自動跑去充電，使用相同的充電座。從電池到驅動器，Fetch都是明顯地瞄準產品需求，而非實驗室需求。它們耐久力很好，即使在最差的使用場景下也有一萬三千小時的使用壽命（指讓機械臂連續揮舞一個6公斤負載）。在更一般的情況下，“Fetch”預計可用每天工作16小時，一年工作365天，連續四年而不發生故障。“Freight”因為沒有安裝復雜的機械臂，預計可以用更久。

　　Fetch：其核心部件是一個可以反轉（back-Drivable）的7自由度機械臂，擁有高達6公斤的額定載荷，這個力量足夠應對實際典型倉儲中90%~95%的貨物?！癋etch” 長長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準ISO接口，并配有以太網接口?！癋etch”頭部裝配有一個PrimeSense的3D感知器，可以上下左右轉動。頭部還有一系列空余接口，可以按需要裝配更多傳感器。基座有一個充電座，一個25米有效范圍的導航&避障SICK激光雷達，和一個差分驅動。

　　Freight：基本上就是把“Fetch”從腰部截斷剩下的部分。它配有相同的差分驅動和25米激光雷達。和“Fetch”相比，其最大優勢就是速度 ——現在它可以輕松達到2m/s，并且有可能沖到3m/s?！癋reight”頂部有很多固定點，用戶可以把任何他認為合適的籃子放在上面。它可以承重70公斤，其實甚至可以更多。

　　3.2  日立HITACHI智能機器人：實現在物流倉庫內移動并自動裝卸和搬運貨物

　　目前，在物流倉庫實際投入使用的搬運機器人能連續搬運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，或搬運多種形狀的物品在技術上仍有困難。日立開發的新型機器人采取的構造是，在移動平板車上安裝2個升降臺，然后分別裝上操作臂型的機器人。一條機械臂的頂端裝有吸附裝置，另一條頂端裝有2根機械手指。移動到指定貨架之后，調整升降臺高度，利用機械臂上安裝的攝像頭確認貨物，然后以符合其形狀和重量的方法拿起來。日立將建立在實際倉庫內能穩定運行的系統，首先在本公司的物流倉庫上使用，之后再考慮向其它公司出售。

　　例如，在取出箱中的PET瓶時，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。如果是重量較大的物品，還會從下面托著進行搬運。從硬紙箱到1塊肥皂，新型機器人可處理各種大小和重量的貨物。

　　由于整體構造包括1臺平板車、2個升降臺和2條機械臂，總共5個裝置，因此能實現多樣化動作。但要相互協同工作，各個裝置之間需要通信聯動。平板車一邊利用智能傳感器測量與貨架之間的距離一邊行駛，但只在距離還剩1米、需要共同作業時才會向機械臂發出信號。通過減少通信量，提高了動作速度。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機器人：最新的貨到機器人電子履單系統

　　Bastian系統方案公司研發出最新的貨到機器人電子履單系統，Bastian機器人系統中集成了自動化存儲及選單系統、滑索式運輸機裝置，可揀選單個物品，功能強大，極大減少了運輸線上物品的揀選及運送時間，從而達到提高生產效率的目標。

　　Bastian機器人集成了一些先進的2-D和3-D視覺組件，有著靈活強健的機械手臂末端工具（EoAT），專門為貨到機器人（goods-to-robot）揀選解決方案而設計。該解決方案能夠對最復雜的成批產品進行揀選。系統能以模塊化方式設計，允許容易地引入新產品并由機器人進行鑒別。

　　工作原理：首先，一個裝有任意物品的貨品箱出現在3-D攝像系統中，在這一點上拍攝一系列照片繪制出物品的方位，就在一瞬間，機器人和視覺控制系統識別出“最可能的”揀選對象，釋放機器人進行選擇。一旦確定了目標對象，控制系統操縱機械臂和貨品箱內的EoAT，使用吸力或一個扣人心弦的技術來選擇一個物品，而不碰到其他物品或手提袋的四壁。此時機器人從箱子中縮回，把物品放到二級裝運箱，然后準備下一個物品揀選，并按順列排好。

　　主要優勢體現在：不需要上游分揀隨機箱裝的產品；縮短了從成堆商品中選擇物件的繁瑣耗時的過程；新引入的SKU快速模塊化編程；降低人工成本；提高訂單準確度；每小時揀選產品多達350個；無縫集成產品輸送機、托盤輸送機和AS/RS等輔助設備。擴展應用范圍廣，如將散裝物品成批運送到輸送機，為質量檢查選擇散裝的、不規則的物品，通過從多個箱子里挑選零件進行零件裝配等。

　　四、貨物配送：無人機及機器人都將成為可能

　　4.1 無人機送貨：未來物流業發展的一個潛在方向

　　無人機送貨工作原理：無人機快遞飛行器配有GPS自控導航系統、iGPS接收器、各種傳感器以及無線信號發收裝置。無人機具有GPS自控導航、定點懸浮、人工控制等多種飛行模式，集成了三軸加速度計、三軸陀螺儀、磁力計、氣壓高度計等多種高精度傳感器和先進的控制算法。

　　無人機配有黑匣子，以記錄狀態信息。同時無人機還具有失控保護功能，當無人機進入失控狀態時將自動保持精確懸停，失控超時將就近飛往快遞集散分點。無人機通過4G網絡和無線電通信遙感技術與調度中心和自助快遞柜等進行數據傳輸，實時的向調度中心發送自己的地理坐標和狀態信息，接收調度中心發來的指令，在接收到目的坐標以后采用GPS自控導航模式飛行，在進入目標區域后向目的快遞柜發出著陸請求、本機任務報告和本機運行狀態報告，在收到著陸請求應答之后，由快遞柜指引無人機在快遞柜頂端停機平臺著陸、裝卸快遞、以及進行快速充電。

　　無人機在發出請求無應答超時之后再次向目的收發柜發送請求，三次超時以后向調度中心發送著陸請求異常報告、本機任務狀態報告和本機運行狀態報告，請求指令。無人機在與調度中心失去聯系或者出現異常故障之后將自行飛往快遞集散分點。

　　無人機快遞優勢明顯，主流電商快遞企業紛紛進行無人機送貨測試：自動化無人機快遞系統利用無人機替代人工投送快遞，旨在實現快遞投送的自動化、無人化、信息化，提升快遞的投遞效率和服務質量，以便緩解快遞需求與快遞服務能力之間的矛盾。

　　無人機送貨可以實現同城物流的加急業務和偏遠地區快遞業務，進一步開辟物流行業的細分市場，使物流網點、終端之間的流轉獲得更高效率，提升企業在配送領域的競爭能力。另一方面，龐大的快遞隊伍以及用工難已經成為眾多快遞企業發展的一大障礙。而無人機送貨，在運營成本大幅降低后，可以實現大量人力的節約。近兩年來，亞馬遜、順豐、京東、淘寶等主流電商快遞企業紛紛開始進行無人機配送的實地測試。

　　亞馬遜積極切入無人機快遞領域，提效降本：亞馬遜2013年12月首次宣布無人機送貨設想，表示有望通過這項業務在30分鐘內向多數客戶完成送貨。據亞馬遜方案，亞馬遜無人機將能夠實時更新行進路線；能夠提取收貨人智能手機信息，從而追蹤收貨人位置。計劃使用的無人機“載貨量”超過2公斤，覆蓋超過86％亞馬遜所出售的商品。目前，亞馬遜不僅成為技術最成熟的企業之一，也在實際應用中積累了大量數據和經驗。金融研究公司ARK Invest日前在一項研究中表示，亞馬遜無人機送快遞每件成本能降低到僅約1美元(約6元人民幣)，配送時效也提升至最快30分鐘送達。

　　美國聯邦航空局2015年3月允許亞馬遜開始在美國測試無人機，不過飛行高度不得超過122米，而且必須在操縱者視線內飛行。2015年年底，亞馬遜在無人機送貨方面也取得了新的進展，找到了一個無人機合理降落的解決辦法。無人機降落前會先掃描，判斷在哪里降落。與此同時，亞馬遜無人機已經可以實現在飛行過程中通過傳感器和軟件自動繞過某些物體。

　　谷歌申請無人機送快遞包裹專利，力爭2017年實現實際應用。2015年11月，谷歌Project Wing項目負責人大衛?沃斯(David Vos)表示，谷歌將于2017年實現利用無人機向消費者運送包裹。

　　2016年年初，谷歌申請了關于無人機送快遞包裹的專利。谷歌研發的這個項目，是一個安裝在“航空配送設備”上的“快遞接收容器”，方便用來把包裹安全的送到目的地。谷歌的這個安裝在“航空配送設備”上的“快遞接收容器”容器，采用了紅外發射器和跟無人機連接的動力機構，用來指導無人機準確投送包裹，并且會有一個防止包裹被偷的鎖定機制，在安全性和可實施性上有保障。

　　實際應用過程中，用戶在網上下單之后，無人機的“快遞接收容器”就會通過紅外信號與之連接，將包裹存入容器中，鎖閉容器，然后安全送到目的地，到了后會提醒客戶接收快遞。不過由于無人機的續航問題，因此只能就近送貨。

　　京東測試無人機送貨，為農村電商配送提速。2016年年初，京東物流實驗室在江蘇省宿遷市開展了一系列無人機送貨實驗，對無人機送貨的流程、飛行調動系統、設備需求、人員分工等方面進行了測試。據悉，此次測試是希望利用無人機將商品從配送站傳遞至鄉村推廣員手中，目標是解決農村電商最后一公里的配送需求。無人機配送測試的推進意味著京東正在對傳統配送方式進行顛覆式創新，尋求將物流配送行業從勞動力密集型轉向科技導向型。

　　與此前一些電商和物流企業嘗試的無人機送貨模式不同，這次京東測試的無人機供貨不針對消費者的單個訂單，主要在于完成從配送站到鄉村推廣員之間的農村電商配送環節。

　　隨著渠道的下沉，京東農村電商業務快速發展，至2015年底，京東已擁有700多家縣級服務中心，覆蓋27個省、約800個區縣；同時，京東雇傭了約15萬鄉村推廣員，覆蓋了12000多個鄉鎮的近15萬個村落，服務超過25萬村里百姓；京東幫服務店已在全國開設了1293家，覆蓋31個省、約1300個區縣、2萬左右鄉鎮、近40萬個行政村。

　　京東通過調研發現，從配送站到村莊直線距離往往小于10公里，但因為地形原因，需翻山過河，配送員進行一次配送有時需要半天以上，時間成本很高。同時，中小件貨物的平均重量和體積都不大，很適合采用無人機批量完成。

　　實驗表明，這種模式具有很高的可操作性，商品在配送站完成站點驗貨和包裹裝機，通過無人機迅速送到推廣員手中，再由他們分發給村里的用戶，既提升了配送效率，又帶來更好的用戶體驗。由于從配送站到推廣員的飛行線路相對固定，可以通過事先勘察的方式，規劃出安全的路線和著陸點，無人機起飛后，推廣員會收到系統通知，按時在降落點等候即可。

　　在完成無人機送貨的流程實驗后，京東將有計劃、分階段地推進與第三方的合作，共同研發和生產無人機，建立無人機配送調度中心，完善京東無人機送貨體系的建設，力爭早日實現無人機送貨。

　　無人機快遞的推廣使用，仍需解決幾個關鍵問題：

　　1）空域管制：無人機快遞的實質是對低空空域的廣泛使用，個別試驗性運行尚無大礙，當無人機快遞廣泛普及形成比較密集的低空交通流的時候，空域管理與管制就必不可少；

　　2）技術能否實現突破：在技術上，無人機快遞還處于試驗階段，其可靠性與飛行安全性還要面臨考驗。無人機的載重量一般不超過3公斤，續航時間僅20分鐘上下，其最遠也不超過10公里。同時如果不能實現比較徹底的高度自主，還需要人員地面遙控，那么這產生的人力成本也會讓企業望而卻步。因此，成熟可靠的人工智能是技術上的關鍵所在，而不論國內外，這些技術距離實用化都還有一定距離；

　　3）隱私保護：如果有人惡意破壞無人機，強取貨物，這不僅會對公司造成危害，更甚者還會暴露用戶隱私，給用戶造成負面影響，讓客戶感受到不好的體驗等等。同時由于無人機送貨時帶有攝像頭，則無人機在送貨途中如何保證人們的隱私安全也是一個待解決的問題。

　　無論從物流成本和配送時效上來看，無人機快遞都是未來物流業的一個潛在方向，但考慮目前多方面因素限制問題，無人機快遞的大規模推廣還需一段時間。