為了方便機器人搬運,Amazon物流中心每個貨架下的支架高度,剛好足夠Kiva機器人能滑進去搬運物品,並以自體旋轉的方式改變前進的方向。

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Amazon

為因應感恩節後的網購星期一(Cyber Monday)超大購物潮,Amazon揭露其第8代物流配送中心內部運作細節,全美已有15,000臺機器人嗡嗡嗡如蜜蜂般做工。據網路分析公司comScore統計,2013年網購星期一的購物節,總共締造173億美元的營業額,而且每年均會以20%左右的速度成長,為應付2014年龐大物流量,Amazon派出機器人、全新電腦視覺系統等高科技應對。

目前Amazon在全美已有超過15,000臺Kiva機器人上線運作, Kiva是Amazon斥資7.75億美元買下的公司,其Kiva機器人雖然稱作是機器「人」,其實外型一點都不像人,而是為了搬運貨物而特化的型態,它的外型就像是巨大的掃地機器人,能滑進貨架下,連同架子頂起整串貨物,Kiva機器人有兩種尺寸,小型款能載重1,000磅,而大型的能載重3,000磅,移動速度每秒1.3公尺,Kiva機器人依靠電力驅動,因此每小時需要充電5分鐘。

數千臺Kiva機器人在Amazon物流中心由精密的演算法控制著,搬運著數以千計的貨架(Pod),使其合作無間,演算法不只能計算出Kiva機器人移動成本最低的路線,即使遇到十字路口,也能自動判斷優先順位依序動作,整體就像是分工精細的蜂群運作著。

機器人改變工作流程

Kiva機器人的任務乍看之下簡單,就是把陳列在物流配送中心的貨架,頂到撿貨人員前面。但是要完成這件事,整個物流中心的設計以及工作流程都需要做顛覆性的改變。

首先,是貨架的設計,為了方便機器人搬運,每個貨架下的支架高度,剛好足夠Kiva機器人開進去,稍微升高就能把整個貨架頂離地面數公分,以方便移動,而支架上放置貨物的部分就像是塑膠布衣櫃,數層多置物格的結構以彈性束帶擋住開口,使貨物不至於掉落,而撿貨人員也可以方便的拿取東西。

再來,物流配送中心放置存貨的部分,將不再有固定格局,貨架擺放的位置依據虛擬藍圖定義,因此能夠隨著需求迅速改變,地上貼著導引Kiva機器人的QR Code,整個倉儲中的貨物,隨著撿貨需要,不停的流動著。

傳統的物流配送中心採用的方式是,人動貨不動,撿貨人員需要根據訂單內容,在偌大的存貨倉儲中,找尋每張訂單上的商品。自動化固然是物流中心演進的方向,過去用自動輸送帶在固定的路線上移動商品,但畢竟還是需要人力把商品移到輸送帶上,而且輸送帶的路線也是固定的,自由度受到限制。

貨動人不動,大量節省物流配送中心人力成本

而有了搬運機器人後,貨動人不動,處理出貨訂單時,撿貨人員站在固定的位置上,並配置全新的視覺化電腦系統,Kiva機器人會將放置欲出貨商品的貨架,頂到撿貨人員面前,撿貨人員根據電腦螢幕顯示的貨品撿貨,螢幕會顯示出訂單中的所有商品總數,並以圖示顯示訂單中每樣商品的照片,以防撿貨人員誤認商品,同時還能告知出貨商品是位在貨架上的哪一格。

而且第8代物流配送中心內的Robo-Stow更是全球目前最大的機器手臂,能一次舉起大量的貨物,Amazon也引進全新的電腦視覺系統,能更智慧的控制卡車裝載貨物,縮短時間至30分鐘以內。

Prime Air提前上陣

Amazon打造機器人大軍的野心,不只在物流配送中心大量採用機器人,甚至也想把送貨交給機器人。Amazon派出Prime Air 8軸無人飛行器載送貨物,目標是讓消費者在訂貨30分鐘內收到商品,不過,這項計畫因美國聯邦航空總署(FAA)反對而停擺。FAA表示,由於國安問題暫不開放任何業者使用飛行器運送貨物,2015年會有相關法規出爐。

Amazon由於2013年聖誕節的購物潮,過去倚靠的FedEx和UPS投遞服務系統接連塞爆,以至於無法準時出貨給消費者,收到許多抱怨,不得不提早開始Prime Air無人飛行器送貨計畫,而早在這之前,Amazon就已投資英國的投遞系統,著手進行研發,只是沒想到需要提早啟動這項計畫。

Prime Air是一臺8軸無人飛行器,當Amazon收到網路訂單後,便會透過最近的物流倉儲出貨,經由撿貨人員準備好商品後,放入一個類似便當盒的塑膠製商品盒包裝,由輸送帶送往出貨處,一臺臺Prime Air便會飛來扣住商品盒,並直接飛往出貨地址。

不過,這項計畫存在不少安全上的疑慮而被FAA打回票,諸如無人飛行器是否可以正確閃避如柵欄或是網子等,技術仍無法清楚辨識的各種障礙物,或是當飛行器在行進中損壞,如何避免砸傷人,不過,最重要的還是國防安全問題,已有駭客證實藉由傳送假造GPS,便能控制無人飛行器移動,因此一旦FAA開放商用無人飛行器,當空中這些搭載攝影機的飛行器被有心人士控制後,不只有侵犯人民隱私的疑慮,甚至可能洩漏國防機密。

但不只是Amazon,就連Google也發展自家的Google Express,想以無人飛行器代替物流人員降低送貨成本,在中國也有出版社用無人飛行器載送教科書至偏遠地區,供孩童使用,類似應用正不停醞釀中,美國政府對於無人飛行器的禁止商用命令,也將在2015年相關法規出爐後解開限制,同時NASA打造的低空交通管制系統,也將在明年上線,期望以禁飛區等限制提高無人飛行器的安全性。

以機器人達成商品配送自動化,不僅僅使勞力大幅度縮減,節省人力成本而已,整體工作流程都會跟著改變。看來自動化帶給人類的不僅是成本結構的變動以及效率提升,更大的影響是思維根本上的衝擊。

 

Amazon傳統的物流中心存放貨物的貨架固定,必須人工撿取訂單上的商品,與第8代物流中心的運作大不相同。照片來源/Amazon

 

小型的Kiva機器人載重1,000磅,而大型的則能載重3,000磅,而行進速度為每秒1.3公尺。照片來源/Amazon

 

Kiva機器人依靠辨識地上的二維條碼移動,且本身搭載感應系統,能避免兩架機器人相撞。照片來源/Amazon

 

在Amazon第8代物流中心,撿貨人員只要站在定點,需要撿入的商品所在貨架就會被Kiva機器人送來。照片來源/Amazon

 

大量且重的貨物以全世界最大的機器手臂Robo-Stow負責搬運。照片來源/Amazon

 


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