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亚马逊最头疼的仓库难题,正在被这家机器人公司突破

摘要: XYZ Robotics的愿景是“Pick anything. Place anywhere anyway.” 以手眼协调技术作为核心,结合人工智能、三维感知和机器人操控技术,提供视觉拣选机器人产品,并应用于物流和工业场景。

如果你曾经看过亚马逊自动化仓库的视频,很可能会认为那里已经实现了“无人化”,然而在来往穿梭的机器人的背后,潜藏着亚马逊的“难言隐痛”。

亚马逊“无人仓库”为何还要等10年?

根据路透社的报道,亚马逊在美国有110间仓库,45间分拣中心,以及大约50个送货站,雇用了超过12.5万名全职工人,只有少部分工作由机器人做。而亚马逊工人的权益问题也屡屡见诸报端。

仓库工们控诉自己被像机器人一样对待,每天在仓库中跑过的距离相当于一个马拉松,以至于连上厕所的时间都没有,而且被AI系统随时监控。
亚马逊仓库中的拣货工人

亚马逊仓库中的拣货工人

这样的工作环境,令亚马逊仓库工人的流动性异乎寻常地高,不得不每季度新招10万名工人。

实际上,被指“残酷无情”贝佐斯比仓库中疲于奔命的工人更想早日实现仓库无人化,因为在人工成本居高不的美国,订单履行中心同时也是最大的成本中心。

然而,亚马逊目前还离不开这十多万名抱怨不断的“非机器人”。

虽然2012年以7.75亿美元收购KIVA System,让在仓库中来回穿梭的橙色机器人成为亚马逊仓库最酷的风景线,它们托载着移动货架运到分拣人员面前,大大提高了订单出库的效率。

然而,将货物从移动货架上取下,按照订单分拣到不同的客户并打包出库,这些工作目前仍然需要人手完成。

按照亚马逊机器人物流负责人Scott Anderson的说法,“光是简单的将从未见过的物品识别出并拣出,就需要一系列复杂且先进的软件及硬件,且目前还难以商用化。”

这需要机械手臂能够像人手一样精准、快速地从一堆货品中拣出单件、多件货品,同时不损伤其他货品,需要机器视觉、三维感知、运动控制等多项技术的无缝配合。

这看似简单的任务远比人们想象的更难实现。不久之前,贝佐斯公开表示未来十年内才会有商业机器人能够像人类一样可靠地抓取物品。

为了加速“无人仓库”时代的到来,亚马逊2015年起每年都会公开举办机器人拣选挑战赛(Amazon Picking Challenge)。据了解,首届挑战赛中只有一半的队伍成功从货架上拣选出一件货品。

拣选机器人已经在国内仓库中“上岗”

在这样一场全球范围内的“Intelligent Manipulation”竞赛中,一位麻省理工学院电子信息工程学博士表现突出,作为MIT-Princeton 联队技术架构总负责人,俞冠廷在2015—2017年连续三年冲进前三名。
CTO俞冠廷于2017年带MIT-Princeton联队参加Amazon Picking Challenge

CTO俞冠廷于2017年带MIT-Princeton联队参加Amazon Picking Challenge

2018年4月,俞冠廷作为联合创始人兼 CTO,与卡耐基梅隆大学计算机学院机器人学博士周佳骥(CEO), 北京大学邢梁立博(COO)一起创立XYZ Robotics,周佳骥在读期间曾获 2016 年全球知名机器人学术会议 ICRA 的最佳论文奖,是大会创办30年来第三位以第一作者身份获奖的华人。

XYZ Robotics的公司愿景是“Pick anything. Place anywhere anyway.” 以手眼协调技术作为核心,结合团队在人工智能、三维感知和机器人操控技术方面的优势,提供视觉拣选机器人产品,并应用于物流和工业场景。

近期,XYZ Robotics已完成由高榕资本、晨兴资本领投的 800 万美元 A 轮融资,天使轮投资人创新工场、New Wheel Capital及硅谷无人驾驶公司Aurora CTO Drew Bagnell跟投。

正如仍需人工的拣选、打包是亚马逊自动化仓库目前的最大的效率瓶颈一样,在目前的物流自动化产业中,分拣AGV(移动机器人)、交叉带分拣机、AGV叉车技术已经足够成熟,2018年国内上半年类KIVA仓储机器人出货量超7000台。

然而,仓库末端的播种(把多份订单集合成一批,把其中每种商品的数量分别汇总,再逐个品种对所有客户进行分货)、打包却仍未有成熟的商业解决方案。

目前,模仿人手的机器人公司正如雨后春笋般涌现,踊跃争夺这个机器智能领域的“圣杯”,探索多指、仿生、软体、静电等多种实现方式。胜斐迩这样的全球物流自动化公司也在试图把拣选机器人纳入其整体解决方案中。

去年12月,提供机器人拣选方案的RightHand Robotics获得了2300万B轮融资。XYZ Robotics是国内该领域第一笔大额融资。

既然创业者和资本都已经纷纷入局,为何贝佐斯还“悲观地”估计10年内才会出现商用拣选机器人?

部分原因在于,亚马逊的仓库主要以数万平方米的超级仓为主,仓库中的SKU多达数十万个,存储模式以随机混杂存储为主,这相当于为拣选机器人设置了最高的难度等级。

对于国内较为普遍的SKU千级数量或者单品类的物流仓库来说,已经具备了部署拣选机器人的条件。

亚马逊虽然至今仍未开始部署拣选机器人,但是全球大赛激发出的技术创新,已经可以运用到规模更小、货品复杂度更低的仓库中。

据俞冠廷介绍,在“亚马逊拣选机器人挑战赛”技术积累的基础上,XYZ Robotics已经开发成熟了两项核心技术。

第一项是可处理仓库动态更新的万级 SKU 商品的机器视觉能力。

第二项是机器人柔性夹具设计能力。针对大小、形状、重量不同的物品,机械臂末端需要不同种类的执行器——大吸盘、小吸盘、抓手。XYZ Robotics 研发出了执行时长仅 0.6 秒的执行器快速切换系统,在不损失效率的前提下提升了系统可处理商品的范围。
国内某领先物流企业仓储应用实拍

国内某领先物流企业仓储应用实拍

2018年12月,XYZ Robotics 推出了旗下首款应对多品类混杂商品的播种自动化拣选工作站,应用于国内头部物流企业的苏州仓库,机器人拣选效率可达人工的 1.5 倍以上,且无需事先采集任何商品信息。

机器人离“Pick anything Place anywhere”还有多远?

XYZ Robotics CEO周佳骥坦陈目前能够应对仓库万级SKU的系统仍需要经过严密测试,如何动态识别、处理万级以上的SKU,同时确保准确率和稳定性,仍需要在复杂的仓库环境中部署、测试。

2017年双十一前夕,京东全球首个全流程无人仓的视频在全网流传,这支颇具未来感的视频似乎已经实现了贝佐斯的梦想,自动拣选机器人也在其中。
京东全球首个全流程无人仓宣传视频

京东全球首个全流程无人仓宣传视频

难道在仓库自动化方面,京东已经走在了亚马逊前面了吗?很快就有业内人士道出了里面的玄机。

首先,京东无人仓部署在3C仓库,所有的货品都是统一规格,规避了拣选机器人最大的技能难点——物品的多样性;其次,京东依托无人仓进行了从调度系统、立体库厂商设计、货品的规格整体流程体系的再造,投入不菲,且几乎不可能推广到其他公司。

而XYZ Robotics更多考虑到国内中小型仓库目前的现状。租金、干线运输成本高、人工成本低,成本结构决定了国内的仓库规模更小、更密集,仍然以人工作业为主,AGV并未大规模铺开。

所以,XYZ Robotics目前的拣选机器人是在有人仓中投放,与其他环节上的工人配合。

据周佳骥介绍,目前仓库中有几种类型的工位——搬运、打包、拣选、播种,XYZ承担的是播种工位,“上端有一个拣选人员会在货架上集中拣选,我们做的二次分拣。”
XYZ Robotics智能解决方案

XYZ Robotics智能解决方案

相比于京东无人仓的全流程再造,XYZ Robotics不用打乱仓库原来的工作流程。考虑到上下游工人节奏有可能的不一致性,XYZ Robotics还会加一些缓存,即使上下游工作效率有差异,机器人依然可以正常工作。

XYZ Robotics的客户目前以品牌电商、物流企业的垂直仓储为主,据周佳骥透露,“一些头部品牌商的付费能力强于电商,有很多客户有非常强的自动化意愿。”

“成本结构决定了上不上自动化,以什么样的形式上自动化,多少比例的自动化。”目前中国的人力成本依然偏低,所以很多仓库希望自动化设备能够两年甚至18个月内回本。

这也是XYZ Robotics目前在努力的目标,通过工业机器人、电气组件、传感器、传送带等组件的标准化、批量化、国产化,拣选机器人的成本有望进一步降低。

当成本降低到一定的程度,租赁制可能是更好的选择。在周佳骥的想象之中,未来,拣选机器人可以像搬运机器人一样,以一种可移动的标准工位形式在仓库中呈现,从而实现robot as a service。

为了尽快拓展可以处理的SKU规模,XYZ Robotics自己建立了一个小型无人仓,每天24小时运转,SKU不断更新,来测试拣选机器人的的工作表现,找出SKU越来越长尾之后可能会出现的bug。

当然,Pick anything. Place anywhere anyway.的想象空间不止于物流领域。据周佳骥介绍,在工业领域的每一个细分行业,都有许多人在做与拣选类似的事情,都以手眼协调为核心技能。

只不过,在工业领域XYZ Robotics并不会照搬物流领域的产品思维,更倾向于以输出软件的方式,服务集成商,把半结构化情况下的手眼协调能力赋能给各个行业。

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张远
张远

钛媒体记者,insights provider,微信:haizi0001000

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