探秘亞馬遜(Amazon)倉庫

之前在多機器人知識普及裡面，我有提到Amazon倉庫裡面正在運行的的多機器人系統，如果看過視頻的朋友們，一定被那套完美運行的系統所佩服。 在倉庫裡面，幾百個AGV機器人有序的根據需求進行貨台的運輸，大大的提高了倉庫的辦公效率，從長遠角度來說也節約了大量的人力成本。

那麼，下面我們就來剖析一下，這套系統的由來。為什麼要設計這套系統？它是由誰設計的？系統有哪些部件構成？ 機器人的機械結構？ 如何完美運行的？ 下面，我們就來剖析一下這幾個問題。

一.為什麼要設計這套系統？

大家都知道傳統的物流公司，所有的運輸，搬運工作大都是半自動化的。貨物的搬運大部分都是靠人力來完成，即使用了手拖車，叉車之類的，也需要人來操作。 像Amazon, Staples這樣大的物流公司的倉庫最開始都是這樣的，倉庫里每天有大量的員工在裡面忙來忙去，我們可想而知這樣傳統的流程是非常昂貴，低效，並且容易出錯的。

二. 它是由誰設計的？

所以在2003年，美國有一個叫 Mick Mountz 意識到如果電商倉庫中的能有自動移動貨架到人們身邊，而不是人們自己去手動搬運貨架，這會在效率上有個突飛猛進的提高。因此，Mick Mountz就找了另外2個人，Pete Wurman和Raffaello DAndrea 一起成立了一家公司叫Kiva System, 他們的目標就是改變貨物在倉庫裡面的運輸方式。 大家會疑問，你不講的不是亞馬遜機器人嗎，和Kiva什麼關係。

故事是這樣的，在2012年3月20號，亞馬遜以7.75億美元的價格收購了Kiva System公司，獲得所有其機器人倉儲服務。我簡要的講一下，這套倉儲服務的作用。

該服務使用的機器人能舉起重達3000磅的貨物，像蜜蜂一樣成群地在倉庫里來回穿梭忙碌，把一個個滿是貨物的貨架舉起並送到包裝車間，交給包裝工人包裝，隨後又會自動把貨架放到不妨礙其它貨架運輸的地方。倉庫的電腦控制系統會指揮機器人把最暢銷的貨物放到最前面，把用來搭配銷售的貨物放到同一個貨架上。這樣可以減少貨物的搬運時間，從而大幅提高倉儲效率。Kiva System創始人Mick Mountz表示，Kiva可以讓每小時處理的訂單量達到傳統方式的2-4倍。簡直是Fantastic!

三.系統有哪些部件構成？

Kiva開發的這一套系統一共由5個關鍵的部件構成:

1.自己設計的一套高靈活度可移動的Kiva貨物架,Kiva公司管他叫"Pods"。

2.鋪設在地面上的網格形式的2D QR碼， Kiva管它叫 "fiducials".

3.一個含有測量儀，激光和感測器的智能包裝台。

4.橙色的機器人，可以迅速在地面上提升和移動貨物架(Pods)。

5.一個控制所有機器人運作的複雜且穩定的軟體系統。

四. 機器人的機械結構？

通過上面的介紹，我們大體知道機器人怎麼運作的了。 但是具體的細節還有非常之多，這裡我們來討論一下這個智能搬運工(橙色機器人)的機械結構。其實，這些橙色機器人工作起來並不複雜，他們在鋪設有2D QR碼的網格地板上移動，並且每隔40秒都會讀一下這個QR碼，並且他們的大腦會從雲端(就是伺服器中的軟體控制系統和平台)讀一些數據，這些數據可能是分配給他的任務，也可能是位置信息等。然後他們根據這些數據信息來採取行動。

(1) 如何頂起貨架？

當機器人跑到貨架底部的時候，他們會伸出一個4腳支撐柱來將貨架頂起來。見下圖:

我們可以看到在機器人身上有一圈小洞，那些地方是裝有紅外感測器的，並且裝了一圈，這樣就可以360監測周圍的障礙物情況。還有一套類似於vacuum-formed ABS的保護層，就算裝上了，也要避免撞壞了，也可以減小衝擊力，。 當然還有很多LED燈來標示運動轉態。

(3). 如何充電？

機器人會自動計算自己的電量，當電量不足時會自己跑到充電站進行充電，同時會告訴雲端軟體控制平台自己已經下線在充電。

(4). 什麼輪子？

採用的是Pittman(Ametek)的一套萬向輪(boasts 27 in-lbs of torque and stall power of almost 1Kw)，720轉，25:1的減速比。

(5) 其他模塊

無線模塊， 圖像處理模塊，紅外感測器，壓力感測器，電源管理單元，電機驅動模塊，MCU（32-bit Freescale MPC5123 跑的是PowerPC Linux系統）。

當然還有很多細節，我也不是太清楚怎麼設計的，只找到了這些科普資料。 歡迎感興趣的朋友們補充說明。

掃掃更自信O(∩_∩)O