從機械設計、控制系統等方面來看，亞馬遜的倉庫機器人在工業機器人中是什麼水平？

12-28

亞馬遜倉庫機器人再次革新零售業
Amazon"s New Robot Army Is Ready to Ship

謝邀，多圖預警，這個剛好是本人研究方向之一。
【先說概念】
這個機器人本體，術語叫做AGV，也就是自動導航車（Automated Guided Vehicles），其主要特點是【自動】完成搬運工作。總體來說，是一類【對穩定性和安全性要求較高、對精度和智能性要求較低的機器人】。
另外一個相關概念是自動化倉儲，一般使用的可能是碼垛機器人，比如這樣：

黃色部分是機器人，藍色是貨架。機器人可自動從貨架中取貨。
【應用領域】就目前來說，AGV是這兩年自動化行業和機器人行業非常火的一個方向，大量的新公司投入到這個行業，而很多傳統的自動化倉儲公司也開展了這些產品的開發，在這兩年這類公司找到我們希望合作的非常多。其主要應用場景包括了：
1.工廠內的自動化搬運，這個是最多的場合，大約感覺是這個樣子

前面比較低矮的部分是AGV，後面是貨架。這種叫【牽引式】，就是拉著貨架走。優勢是有效減少負載需求，缺點是貨架必須定置。
目前使用最多的是汽車行業。
2.碼頭搬運

這個就猛了，可以搬集裝箱。（下面藍色部分是AGV）
3.其他場合，這個就是所謂的市場總量不大的特殊領域了，包括主要包括醫院、圖書館、餐廳等需要來回搬運各種物品的場合，比如：

=============下面開始討論亞馬遜機器人的技術水平================
【外觀】和技術無關，不予評論。
【底盤和驅動】首先反對下之前有答案提到的底盤低問題，AGV在絕大部分場合下，都是在平地運行（包括了亞馬遜的場合），爬坡對AGV來說，並不是常規考慮的問題。
AGV的話，常見驅動方式有兩種，分別是【舵輪】和【雙輪差速】，先簡單說說亞馬遜沒有用的那種：舵輪

這個不是實際使用AGV，而是一般科研實驗用的平台，實用的舵輪看不清。
藍色部分是舵輪，每個舵輪可以獨立的旋轉的，也就是說，可以變成這樣

這種車的優勢是負載能力大，問題是結構複雜，因為每個輪子需要兩個電機驅動，一個負責讓輪子轉起來，一個負責輪子轉向。（舵輪有更複雜的雙輪版本，可參考飛機前起落架）
舵輪一般用於重載荷的場合，亞馬遜的AGV並沒有那麼強的負載要求，所以【亞馬遜選擇了結構更簡單的差速方案】。

從地面可以清楚的看到，輪子是兩條軌跡，這點表明亞馬遜的方案。
最常見的差速轉向方案就是輪椅，利用左右輪的速度不同，可以原地轉向、直行、走弧線等等。
除了驅動輪外，還需要其他的從動輪平衡，否則車輛就會倒，這應該就是圖片中中央較淺的印記。
【亞馬遜的機器人在這方面技術實力怎樣？】方案方面，亞馬遜選擇了比較普通的方案，並無創新之處。但由於其搬運的物體重心較高，所以在車輛的起停需要特別注意要緩起緩停，這個雖然技術難度很低，但還是要做的。【該問題可以本科生畢業開題，碩士做這個畢不了業】
【導航定位】導航定位的方法非常多，這裡只說最常見的。最普遍的就是磁條導航。在地面貼一個帶磁性的磁條（感覺和膠帶類似），通過緊貼地面的感測器可以檢測到下方磁條的位置，然後讓AGV順著磁條移動，就好像這樣：

圖中淺灰色部分是磁條，黑色的應該只是油漆。
以此為基礎，發展了很多類似的方案，比如用紅外反光材料代替詞條、用油漆代替等等，方案類似，就不多說了。
此方案的劣勢非常明顯：車輛只能按照固定軌跡行駛。一般工廠因為設備固定，所以沒有問題，但對亞馬遜倉庫來說，貨架頻繁移動，這個就不適合了。
亞馬遜使用的是【磁釘式】或稱【標籤式】導航，其方案是：在地面均勻的分布大量的磁釘（前面軌跡圖中，可以看到的小的白色正方形的東西，在轉彎的圓弧正中），在AGV每次到達一個磁釘時，就可以清楚的知道自己的位置，因為磁釘位置已知。在兩個磁釘的中間，則根據輪子的轉速、慣性導航模塊（可選）推測自己的位置。因為利用轉速推算的方法有積累誤差（運行越久，誤差越大），所以要使用磁釘修正。另外，就是這個磁釘（標籤）可以給出方向信息，有助於AGV旋轉時候調整角度，所以前圖中的AGV全部在標籤處旋轉（該技術存在，但不一定在這個上面使用了，只是推測）。
【那麼這個技術是否先進呢？】準確的說，這是一個方案成熟，但近年才開始在實際項目中應用的技術（主要是以前沒需求）。國內很多AGV廠商都已經推出了產品，我顧問的一個企業只用了1個碩士、2-3個本科生、2-3個月就搞定了。【設計一套這類導航系統，需要做的非常好才可能碩士畢業】
【壁障、防撞】

正面面板中，深黑色有反光的部分是紅外濾光板，可以通過紅外但可見光不能透過。裡面安裝的一般是紅外測距設備（激光掃描器，可以測得前方扇形區域的距離，只有同高度的一條線內可測，對鏡子等無效），這個可以檢測到其他機器人的問題，也可以檢測到意外的物品（比如攝影師），避免碰撞。注意，這裡所謂的避免碰撞，是指有東西就等，而不是有東西繞過去，這個沒有什麼特別的技術。下面黑色的條狀物不是碰撞感測器，只是防蹭條（汽車側面的那個），貨架比AGV大，裝了碰撞感測器也沒用。【這方面沒有任何技術問題，只是很本分的實現了】
【那個攝像頭是什麼？】雖然沒有任何資料，但從目前的圖片來看，這個攝像頭是用來定位貨架中心位置的。就如之前圖片看到的那樣，貨架一般是和AGV配套的，有感測器可以直接定位。但亞馬遜中的貨架數量巨大，而且款式不同，所以個人推測安裝專用的定位標記並不現實。所以用了一個攝像頭，來觀察貨架中心位置，以便定位。【本方案比較獨特，但沒有技術難度】【本科畢設都夠嗆】
【調度、規劃】之前很多人說調度是問題，這裡明確說，這個調度非常簡單且基本，沒有難度。為什麼這樣說，因為該場景有一個特點，就是AGV一次運輸，只需要在一個指定點取貨，並送到一個指定點就可以，不存在一趟運貨可以順道多帶幾個點的貨物問題；所有AGV能力相同；運行速度基本穩定。唯一稱得上問題的點，就是可能會遇到卸貨排隊這樣的問題。【碩士畢業內容太少，需要再配點其他內容】
【總結】
該亞馬遜AGV系統，不存在技術層面的創新性設計，與其他機器人的不同主要體現在【特定應用場合下的定製化設計】。但作為一個這麼大的工程來說，其在產品意義上有很多成功，當然，這不是我的專業，需要專業的產品經理來評價。〔2017.5.21修改〕
時間流逝，會發現自己之前的觀點總會有很多錯誤，這裡不改上文，直接補充上文錯誤的地方。
前一段接觸了這個項目的實際主要參與人員之一，了解了項目的一些應用背景，才恍然大悟，這個項目的難點出在了我認為最簡單的地方上，就是調度。
調度是一個典型的要求高一點，難度成倍滾的東西，亞馬遜的難度在於其吞吐量的超高要求，這就好像立體倉庫，如果是節約空間人力管理成本的立體倉庫，主體技術都在機械電子上，但如果你一個設備每天幾萬的吞吐，那就要求大量的演算法優化了。
至於說具體的技術，這裡就不過多討論了，但我要說的是，即使是他們，也沒有完全解決，所以也奉勸那些只弄懂了導航定位運動控制就打算投身這個行業的朋友，慎重。

謝邀
我覺得外形挺Q的，哈哈。
起重重量似乎不大啊，而且只能頂個架子，估計具體的細分還要人工來做。估計它的作用就是把小物件的架子從指定位置頂到工人面前，解決的問題就是減少人員行走的距離以及尋找貨架的時間。
識別系統應該就是用攝像頭識別條形碼或者二維碼。
至於行走邏輯任務優化（我看它只能頂個架子，沒有機械手，應該不存在路徑優化和多任務評價的能力）多點協同（這個肯定做不了：））我不是很懂。

我覺得就是物流部分簡化以及機械化吧，不覺得特別出挑，但是對於前端人工有一定幫助。最大的提高就是不用找一堆人在貨架中間穿來穿去的。不過我覺得充電時候會不會比較亂啊。
其實類似系統我在日本見過，某廠的裝配線。他們是多機種、小批量生產，每個產線上沒幾個人，但是每個產線有自己的編號，倉庫按照計劃配置物料到一個架子上，然後由機器人送至指定編號的產線。和這個有點像吧。不過估計亞馬遜可能是根據網上訂單直接生成機器人任務。

隨便說說，要是能做個有機械手的，然後自己可以從架子上取東西的，還能自動根據訂單數量、體積、重量計劃單程多任務那就牛啦。

謝邀~

這種倉庫機器人及AGV（Automated Guided Vehicles），我們公司目前也正在研發（包括四軸、六軸機器人等），多少有些了解。

目前國內已經有很多成熟的AGV設計研發製造的廠商了，在華為，美的等很多生產車間，也有應用到類似的自動導航車，主要用作物流周轉。

從機械設計角度來看，技術難度不大，畢竟三個輪子四個輪子很多輪子的車車都在馬路上跑這麼多年了；控制系統上，一般的應用上啟動停止通訊都不是難點，考慮到亞馬遜這麼大的倉儲，每天的發貨量，這點來看還是很厲害的。

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如前面所說，這套系統的機構、驅動、感測、定位、控制、規劃基本都可採用成熟技術來實現，國內的一些實驗室和公司都有能力拿出技術方案。它的意義在於投入了實際使用，特別是用戶是Amazon，可以帶動物流或其他行業對機器人的興趣。

看了一下功能介紹，覺得還是很新奇的。中國的快遞物流中心是一堆貨物亂七八糟的放著，然後人去撿一個，識別一個，再走到相應的省份傳送台上，把貨物丟上去後再回來撿第二個產品。缺點是勞動力大，撿到貨物且要搬運到物流帶上。
京東的物流是員工按照訂單穿梭於各個貨架間，找到貨架對應的商品後把它取下來拿到櫃檯上打包打標配送。
以上兩個流程的弊端就是浪費找的時間，關鍵是浪費了人力（行走，取放重物，貨架間穿梭的時間和路程）。
亞馬遜的工作流程就是人不動，下訂單後機器人去迅速準確的把貨架移動到人面前，人進行分揀（腦力勞動）後下下一個訂單，繼續下一個機器人動作。節省了人力（搬運）空間（搬運車通道）時間（人空手去或者回）。因為物品的不統一性和複雜性，挑選分揀還是有智能的人來完成，較為節約成本。
整個系統是很常規的物流系統，技術含量並不高，用軟體控制，無線通訊即可完成。確實很像掃地機器人。

Q1：亞馬遜機器人的水準。
ANS：簡單說就是-技術領先的機器人中應用最廣的，應用範圍廣的機器人中技術最高的。原因有兩個，第一，美國的人力成本還沒高到和機器人相等。而且機器人的價格很高，一次性購買大量機器人的成本也是很要命的，在忙的時候臨時僱傭幾個工人則便宜的多，買機器人不值得。第二個原因，機器人的功能還太單一。智能化和通用化不高。現在的機器人更適用於工序簡單，重複性高的工作，簡單說-還屬於「機器」，達不到「人」的高度，一台機器人無法實現一個普通人所具有的複合型功能，不划算。
Q2：國內自建物流電商對機器人的應用程度。
ANS：一個字---低！原因是電商行業的利潤率本身較低，公司規模小的話，盈利就更少，不足以支持機器人這種「高貴」、短期效益微弱的自動化應用。而國內的電商企業中，能有條帶分揀功能的傳送帶的企業就算是很牛的。如果在製造業中，機器人的應用會更廣，因為製造業更掙錢，技術性應用需求更廣。
那到底哪個流通企業/組織在倉儲機器人方面應用水平最高，範圍最廣呢。答案是軍隊，準確點是美帝的軍方。
一、現代物流的起源就是美國國防部，目前TA也是世界最大的供應鏈組織，技術上非常先進，先進到民用領域還未涉足。
二、軍隊的倉儲要求更高，供應物料從鞋帶襪子到子彈化學品，事無巨細，而且7*24作業要求，24H供應前線，在倉儲管理和流通管理方面所集成的技術是很先進和成熟的。而且機器人不會泄密，軟體斷電後無數據，硬體易於銷毀，不涉及人權什麼的，簡單粗暴，而且戰場上一個戰士的價錢和機器人真差不多，所以在能不用人的地方就不用。

單個agv好做，但亞馬遜有個系統，號稱能實時根據線上數據優化貨架位置和行進路線來獲得最高效率的，這個難

以AGV從業者的角度來答一下吧，kiva 機器人從本體上來看是屬於AGV的，但是從其運行方式來說與我們目前在工廠中廣泛應用的AGV有顯著區別，主要在於kiva機器人是動態路徑規劃，而常規AGV主要是循跡式導航。需要說明的是，kiva採用的是視覺識別二維碼加慣性進行導航，而不是磁釘。在幾萬平米的物流中心鋪設幾萬個磁釘。。。。。
kiva機器人本體來說，國內是可以做到的，但是運動控制水平（裝載高貨架高速運行，停止穩定精確定位）和整機可靠性目前國產設備還做不到，或者說水平差距較大。不過現在已經有幾家做出了仿製系統，可靠性和效率有待觀察。
kiva系統的真正水平體現了大規模集群機器人的調度管理和WMS（倉庫管理系統）上。這裡的集群調度和普通AGV的調度不是一個概念。現有的汽車行業大型車間也達到了100台左右的AGV同時調度，但是這些AGV有相對固定的線路（可以在多條線路及其組合之間選擇），所以演算法要求低。而對於kiva機器人，其地圖相當於是一個大號的圍棋棋盤，機器人可以到達所有點，那麼從A點到比點之間理論上的路徑數量是一個階乘。對於調度系統來說首先要進行路徑尋優，同時考慮多車之間的避撞。
kiva系統還需要考慮貨架位置的迭代優化，即根據訂單中商品的訂購頻率對貨架位置進行優化。
簡單綜合一下的話，kiva系統是一個非常有創意的東西（在其之前沒有想到物流中心的貨到人用這種方式實現，雖然這也一定是最佳方案），機器人本體的工程設計很出色，調度管理系統很強大。

我覺得，今天我們要討論的是把一件事做成和把一件事做好的區別！

前面幾位都把這一類機器人介紹的差不多了，這裡不再贅述。

考慮到亞馬遜的出貨量和倉庫庫存的複雜程度，也許這個問題可以這樣描述：做一個這樣的機器人實現功能不難，本科生就可以做。做一個倉庫，用多個機器人實現功能也還可以，研究生可以做。但如果是整個亞馬遜在中國的所有倉庫，這件事的複雜程度我覺得還是挺大的。

簡單說一說我知道的，了解一點的可能涉及到的技術。

1，機器人的結構，控制，管理。結構這東西可以說誰都可以做，但是做出來的東西是不是可靠，好用則是另一回事。具體可以參考國內外各種數控加工中心干出來的活差別有多大，還有售價差別有多大。控制說實話不難，無非就是定位和巡航的精度，但是做好也不是容易的，這涉及到多個機器人的群體協作。一句話概括這一段，機器人做出來並不難，難得是整套管理系統
結合

2，從接收訂單，到分配倉庫，再到分配具體機器人，路徑規劃等等，這整個過程可以算得上一個物聯網的概念。高度的自動化可以提高效率，將人為的失誤減小到最低。為什麼亞馬遜做了這件事會被高度讚譽，因為這種應用場合實現起來很有難度。這不同於工業生產中的應用，他的複雜程度不是一個等級的。

最後，如果我們忽略應用場合和任務的複雜程度，綜合程度來談這個問題的話，基本上等於耍流氓

倉儲機器人在國內已經有在用了，某飛機製造廠已經用於儲存標準件及一些成規模零件，倉儲和取用非常方便，而且庫容量巨大。國外很多飛機、汽車製造廠都有類似相關設施，技術相對成熟

這東西硬體難度不大，關鍵是從物流角度如何設計路線，堆放位置，進出庫順序等需要專業物流公司來做。

個人見解，
1.技術：定位，路線規劃，循線
下面是吐槽時間：
1.為了取一個件用得著把整個架子運來運去？
2.真的省時間了么？運完還得運回去
3.真的省空間了么？小車走的路線不是空間么？

睡前抬杠不答題。亞馬遜的倉庫是混亂式倉儲，貨來了哪有地就放哪，貨號和架號成對存儲，一切為了效率，完全不像某位答主以為的圖書館那樣的。

硬體易，軟體演算法難！有機會來上交大機器人研究所一機器人五度空間探討

我想加機械手取貨能做的找我