Kiva机器人如何革新仓储物流模式?

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Kiva Systems 是一家成立于2003年的美国机器人公司,总部位于马萨诸塞州,它的核心发明是“货到人”(Goods-to-Person, G2P)的仓储机器人系统,就是让机器人去仓库里寻找并搬运装有货物的货架(称为“货箱”或“Pod”),然后送到固定的工作站,由工作人员进行拣选、包装等操作。

Kiva机器人如何革新仓储物流模式?-第1张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)

这种革命性的方式彻底颠覆了传统仓库中“人找货”的模式,极大地提高了仓储效率、准确性和空间利用率。


Kiva 机器人是如何工作的?

Kiva 系统的工作流程可以分解为以下几个关键步骤:

  1. 仓库布局改造

    • Kiva 系统并非适用于任何仓库,它需要对仓库进行特殊改造。
    • 地面会铺设一层特殊的、由二维码组成的网格地板,这些二维码是机器人的“路标”。
    • 货架(Kiva称之为“货箱”或“Pod”)不再存放在传统的货架层板上,而是直接堆放在地面上,形成一个密集的“海洋”。
    • 拣选工作站被设置在仓库的周边区域。
  2. 订单处理与任务分配

    Kiva机器人如何革新仓储物流模式?-第2张图片-广州国自机器人
    (图片来源网络,侵删)
    • 当一个订单进入系统后,WMS(仓库管理系统)会计算出完成该订单需要哪些商品,以及这些商品分别存放在哪些“货箱”中。
    • WMS 不会直接命令机器人去取某个商品,而是将任务下发给集群中的机器人,指令通常是:“请将存放了A商品的货箱X运送到工作站Y”。
  3. 机器人行动

    • 仓库中成百上千台 Kiva 机器人同时工作。
    • 每台机器人顶部有一个“升降盘”,可以举起和放下“货箱”。
    • 机器人通过底部的摄像头扫描地面上的二维码,确定自己的位置和方向,并规划出最优路径,在“货箱”海洋中穿梭,精准地找到目标“货箱”。
    • 机器人会从底部伸入升降盘,稳稳地将“货箱”托起,然后将其运送到指定的拣选工作站。
  4. 拣选与包装

    • 当机器人将“货箱”送到工作站后,工作站的操作员面前会升起一个平台,上面就是存放着所需商品的“货箱”。
    • 操作员无需行走,只需在原地完成拣选、扫描、打包等操作,工作高度和“货箱”内容都经过优化,非常符合人体工学。
    • 完成拣选后,机器人会将空“货箱”或已拣选的“货箱”运回仓库的任意空闲位置,等待下一次指令。
  5. 充电与维护

    • Kiva 机器人是自主充电的,当电量低时,它会自动导航到充电区进行充电,充电非常快,通常只需几分钟即可补充足够使用数小时的电量。

Kiva 系统的核心优势

  1. 极高的效率

    Kiva机器人如何革新仓储物流模式?-第3张图片-广州国自机器人
    (图片来源网络,侵删)
    • 并行处理:成百上千台机器人同时工作,可以同时处理大量订单,大大缩短了订单处理周期。
    • 减少行走:拣选员从“人找货”的长时间行走,变为在固定位置等待“货到人”,拣选效率提升了 2-4倍
  2. 极高的空间利用率

    • 传统仓库需要留出宽阔的通道供叉车和人员行走,通道面积往往占到总面积的50%以上。
    • Kiva 系统中,“货箱”紧密堆放,机器人可以在“货箱”之间穿行,通道面积几乎可以忽略不计,仓库的存储密度可以提升3-5倍
  3. 极高的准确率

    • 机器人通过精准的导航和定位,几乎不会拿错货,WMS 系统也确保了拣选的准确性,整体订单准确率可以达到 99% 以上。
  4. 灵活性和可扩展性

    • 可以根据业务需求,随时增加或减少机器人的数量。
    • 系统可以处理多种不同类型的商品,从标准纸箱到特殊形状的物品。
  5. 改善工作环境

    拣选员不再需要长时间行走和搬运重物,工作强度大大降低,工作环境更安全、更舒适,有助于降低员工流失率。


Kiva Systems 的收购与现状

Kiva Systems 的成功引起了亚马逊的注意,2012年,亚马逊以7.75亿美元的天价收购了 Kiva Systems,这次收购是亚马逊历史上最重要的战略投资之一。

收购后,Kiva Systems 成为亚马逊旗下的子公司,但其品牌和产品线仍然独立运营。Kiva Systems 已经更名为 Amazon Robotics

Amazon Robotics 的现状与影响

  1. 内部驱动:Amazon Robotics 的技术是亚马逊能够实现“Prime”次日达甚至当日达服务的核心支柱之一,亚马逊全球运营中心内部部署了数十万台 Kiva 机器人,支撑着其庞大的电商业务。
  2. 外部商业化:Amazon Robotics 仍然向其他企业(非亚马逊的直接竞争对手)提供其仓储自动化解决方案,帮助零售商、电商、第三方物流等客户提升仓储效率。
  3. 行业标杆:Kiva 的“货到人”模式成为了整个仓储自动化行业的标杆和风向标,许多后来的机器人公司(如 6 River Systems, Geek+ 等)都在其基础上进行创新和发展,但核心理念都源于 Kiva。
  4. 技术演进:Amazon Robotics 仍在不断迭代技术,例如开发了更智能的机器人调度算法、更强大的 WMS 软件,并开始探索更复杂的机器人(如机械臂)来执行拣选、放置等动作,向“货到人+机器人拣选”的全自动化方向发展。

Kiva Systems 机器人不仅仅是一台台自动搬运车,它是一套完整的、颠覆性的仓储自动化解决方案,它通过“货到人”的理念,解决了传统仓储中效率低、空间利用率差、劳动强度大等核心痛点,为现代物流业树立了新的标杆,尽管它现在已成为 Amazon Robotics 的一部分,但它的创新精神和技术遗产,至今仍在深刻地影响着全球的供应链和电子商务行业。

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