過去兩年，勢如破竹的電商一路高歌猛進，在撼動傳統(tǒng)零售業(yè)的同時也帶動著物流行業(yè)風聲水起。去年雙十一，阿里平臺共完成912億成交額，而在這背后是繁復的物流作業(yè)與龐大的人力支出。隨著人工智能等技術(shù)的進步，仍處于人工主導型的物流行業(yè)在效率提升與成本降低方面將存在哪些潛在商機？
在2012年底被亞馬遜收購的Kiva倉儲機器人給出了很好的范例，并于兩年后達到1.5萬臺的使用規(guī)模。但遺憾的是，亞馬遜的Kiva項目至今僅對內(nèi)開放，換句話說，在過去的很長一段時間內(nèi)倉儲機器人相關(guān)技術(shù)都被亞馬遜所壟斷。全球范圍內(nèi)，雖有印度GreyOrange、瑞士Swisslog、中國新松物流機器人等項目持續(xù)跟進，但仍都停留在商業(yè)化的探索階段。不過，這個現(xiàn)象很快將被打破。
在位于天津的阿里菜鳥倉庫里，一群來自Geek+團隊的“貨到人”機器人隊伍正在各自崗位有條不紊地搬運著貨架，于去年天貓雙十一活動同期上線，經(jīng)過近半年的部署與協(xié)調(diào)，這支高效隊伍已能很好地融入工位工作，配合人力后正以高于普通物流八倍的速度為阿里效勞。近日，智東西與Geek+項目創(chuàng)始人兼CEO鄭勇對話，探尋阿里“貨到人”機器人項目背后的更多有趣內(nèi)容。在近兩小時的對話中，鄭勇向智東西解讀了該項目的運行機制與投資收益前景，此外，項目的完整商業(yè)模式與物流行業(yè)需求現(xiàn)狀等核心問題隨著談話深入逐漸清晰。
算法系統(tǒng)賦予Geek+決策力
首先，鄭勇向我們描述了一幅完整的倉儲機器人工作場景畫像：
倉庫被劃分為無人區(qū)和工位區(qū)兩個部分，其中占地約90%的無人區(qū)為機器人工作范圍，工位區(qū)分派有數(shù)名分揀工人，每名工人配合8-10機器人共同工作。機器人接收到某批次訂單指令后，搬出指定貨架并運送到工位區(qū)，分揀工人通過電子屏顯示的商品明細與提示進行分揀，將貨物轉(zhuǎn)移到播種墻，并同時完成商品標簽掃描確認。撿貨與補貨程序相反。機器人在完成一定工作量后返回充電樁定時快充。
在工作部署層面，整套倉儲機器人系統(tǒng)包括機器人硬件和工作站后臺系統(tǒng)兩大部分。
機器人：標準化
矮圓柱形的Geek+外形近似于一個大號的掃地機器人。相比40cm高的亞馬遜Kiva，Geek+27cm的高度能節(jié)省出更多的有效倉儲空間，運行速度為1.5m/s，最大載荷重量為500Kg。Geek+內(nèi)置鋰電池，平均使用一定電量后可自動返回充電，快沖完后返回繼續(xù)工作。關(guān)于電池容量與充電時間團隊還在進一步優(yōu)化過程。
在Geek+機器人上部和底面分別設有攝像頭，通過掃描附著在地面的點陣式二維碼地標進行導航。采用二維碼導航技術(shù)，相較普通激光雷達的三角定位方案在成本上進行了有力控制，同時可保證機器人在倉庫半結(jié)構(gòu)式工作環(huán)境下運行的精確性。此外，Geek+內(nèi)置有多傳感器融合避障和無線通信功能，保證其在機器人交通環(huán)境下的工作秩序。
作為一整套倉儲機器人運行系統(tǒng)，還包括電子顯示屏、播種墻、電子標簽系統(tǒng)等配件設施。
后臺系統(tǒng)：配置化
“后臺機器人系統(tǒng)是比機器人更為關(guān)鍵的部分”，鄭勇介紹道，主要針對商品物件的存儲與擺放、機器人調(diào)度與行走路線、訂單執(zhí)行順序等三個重要方面進行算法優(yōu)化。具體包括：
1、不同于傳統(tǒng)人工分揀的存儲方式，倉儲機器人系統(tǒng)的貨物存儲采用分散式架構(gòu)，系統(tǒng)需要對貨架上商品擺放與搭配的規(guī)律和趨勢進行動態(tài)調(diào)整。
即每一個貨架盡可能安排多種品類的商品，以達到移動一個貨架解決多個訂單的高效需求；根據(jù)貨架的使用頻率分布變化，將使用頻率更高的貨架，如某段時間內(nèi)的特賣/熱賣商品貨架，設置在離工位更近的區(qū)域，以便在更短的行駛距離范圍內(nèi)完成訂單需求。
2、系統(tǒng)接收到多個訂單后，需要將數(shù)個訂單整理成不同批次進行分派，涉及到針對訂單內(nèi)容與完成順序的優(yōu)化，以實現(xiàn)更少的貨架移動次數(shù)完成最多的商品分揀。
3、下達訂單任務后，系統(tǒng)需要指派具體的機器人并進行其最優(yōu)路徑布設，這其中涉及到機器人調(diào)度與路線優(yōu)化，避免交通擁堵或碰撞事故。
在整套倉儲機器人人分揀系統(tǒng)中，機器人硬件及配套設施采用標準化設定保證規(guī)模生產(chǎn)的可控性，后臺的操控系統(tǒng)則將根據(jù)客戶業(yè)務特點、倉庫地圖與布局等信息進行定制化配置，包括設定的工位與機器人數(shù)量，貨架擺放等。
“硬件與軟件本身都是標準化的，系統(tǒng)可根據(jù)實際需求進行調(diào)動與優(yōu)化”，鄭勇強調(diào)，“靈活性的配置化是整套系統(tǒng)中最有生命力的地方”。
如果說在倉庫川流不息的機器人本體替代人工實現(xiàn)了分揀工作的自動化升級，那么通過動態(tài)數(shù)據(jù)與信息不斷優(yōu)化，進行部署的系統(tǒng)“大腦”則讓機器人真正有了決策與協(xié)調(diào)的能力。實際上，國內(nèi)大型電商平臺在面對洶涌如潮水般的訂單需求時，也曾進行過優(yōu)化嘗試。如京東商城在上海建立的“亞洲一號”物流中心，通過建立立體自動化廂式倉庫（堆垛機），可實現(xiàn)托盤貨物的自動存貨、取貨和補貨流水線作業(yè)。該定制化系統(tǒng)方案需要在設計之初預估5至10年倉庫的業(yè)務情況，對業(yè)務的峰值與波谷進行預判，以確保在最大流通量時正常工作。
“物流行業(yè)受電商波動影響較大，外部環(huán)境的變化與內(nèi)部業(yè)務重心的調(diào)整使得物流公司對于未來業(yè)務量很難進行準確預估；此外，如果按照現(xiàn)有的業(yè)務量來計算投資回報期，立體自動化廂式倉庫可能需要10年以上才能收回投資，這個投資風險是客戶所不能接受的。”鄭勇指出。
算算投資回報率這筆帳
據(jù)鄭勇介紹，現(xiàn)階段天津阿里菜鳥倉庫的運行方案為：在面積為2000平方米的倉庫內(nèi)配備有50臺倉儲機器人，可減少約40個人力。分揀線的普通人工效率以150件商品/人？小時計算；采用Geek+倉儲機器人方案，工位區(qū)每人的工作效率可提升至450件商品/人？小時，即節(jié)省出2個人力成本。此外，每臺機器人通過間隔快充方式可實現(xiàn)一周7天，每天24小時工作，即實際上可替代2個人力×3個班次/66%（人工休假率）=9個人力。在機器人系統(tǒng)的運營成本方面，主要包括電費、易損件更換費用、維修費用等，占機器人售價的6-10%；這一部分費用將與節(jié)省的管理支出、招工費用、培訓費用基本相抵，后期還可能包括節(jié)省的倉儲區(qū)的照明電費（機器人在無人區(qū)工作不需要照明）；考慮后臺系統(tǒng)、無線服務器、播種器等配套設施成本。依照現(xiàn)有規(guī)模方案，鄭勇給出的投資回報期約為1.5-2年。
工業(yè)與物流管理相融合
談到該項目的技術(shù)門檻，鄭勇指出，主要依托于工業(yè)機器人應用與物流管理系統(tǒng)體系結(jié)合。
畢業(yè)于清華工業(yè)工程的鄭勇得益于其本科與研究生階段的研發(fā)背景而選擇了該方向創(chuàng)業(yè)。據(jù)鄭勇介紹，研究生畢業(yè)后，他先后在ABB集團機器人部門的、新天域資本投后管理和機器人行業(yè)研究等相關(guān)部門工作，在機器人領(lǐng)域，尤其在工業(yè)化機器人方面積累了豐富的項目經(jīng)驗。
透過亞馬遜的Kiva項目，鄭勇感受到物流領(lǐng)域機器人的應用前景，隨著近兩年國內(nèi)人工智能技術(shù)的成熟、鋰電池與視覺導航等產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，Geek+項目的籌備工作在2014年中旬陸續(xù)進行。創(chuàng)始團隊由六人組成，其中包括鄭勇的三名師兄弟，均為計算機與機器人領(lǐng)域的博士或?qū)＜遥哂行l(wèi)星控制系統(tǒng)、通信設備研發(fā)等項目經(jīng)驗，現(xiàn)負責倉儲機器人系統(tǒng)的原型研發(fā)；供應鏈負責人在消費電子與汽車行業(yè)具有數(shù)十年的經(jīng)驗；系統(tǒng)架構(gòu)師曾在高動態(tài)自動化物流解決方案商工作，在系統(tǒng)設計上為分揀自動化方案與整個倉儲系統(tǒng)的融合與接口進行了預留設計。項目在2015年4月份獲得天使輪1000萬元戰(zhàn)略融資，并于11月投入到天津阿里菜鳥倉庫的試運行中，應對雙十一高峰訂單，并陸續(xù)跟進與唯品會的合作。今年預計可實現(xiàn)數(shù)百臺的量產(chǎn)能力，A輪融資消息也將在近期確認后發(fā)布。
