【簡介：】盡管從目前的情況來看，機(jī)器人尚未在零售和物流市場占據(jù)主導(dǎo)地位，但相關(guān)企業(yè)巨頭仍選擇押注于這一具有巨大市場前景的技術(shù)，以精簡其供應(yīng)鏈并增強(qiáng)其交付能力。而在這一方面，最能體

盡管從目前的情況來看，機(jī)器人尚未在零售和物流市場占據(jù)主導(dǎo)地位，但相關(guān)企業(yè)巨頭仍選擇押注于這一具有巨大市場前景的技術(shù)，以精簡其供應(yīng)鏈并增強(qiáng)其交付能力。而在這一方面，最能體現(xiàn)巨頭們?yōu)橹龀雠Φ谋闶瞧湓谠擃I(lǐng)域?qū)＠纳暾?qǐng)。

本文將對(duì)不同企業(yè)申請(qǐng)的專利進(jìn)行詳解，并進(jìn)一步探討采用這些技術(shù)后，對(duì)應(yīng)用場景帶來的影響。

沃爾瑪：專注于自主交付的基礎(chǔ)設(shè)施與配送中心自動(dòng)化

CB Insights 的數(shù)據(jù)顯示，到 2027 年單是美國的電子商務(wù)市場就有望達(dá)到 1 萬億美元，目前估值是 6610 億美元。瞄準(zhǔn)這一市場，沃爾瑪正在加速推進(jìn)其交付及流程自動(dòng)化。

據(jù)悉，自 2016 年以來，沃爾瑪已經(jīng)申請(qǐng)了超過 65 項(xiàng)與無人機(jī)和地面機(jī)器人相關(guān)的專利，其中 53 項(xiàng)涉及無人機(jī)系統(tǒng)，旨在提高無人機(jī)的可靠性并確保其安全性。

自主“交付鏈”

例如，2018 年 12 月，沃爾瑪申請(qǐng)了一項(xiàng)專利，以開發(fā)無人機(jī)的“交付鏈”。在交付鏈中，每架無人機(jī)都可以與一個(gè)集中節(jié)點(diǎn)通信，來接收交付信息并識(shí)別該商品應(yīng)傳遞給哪一個(gè)無人機(jī)。

空陸傳輸系統(tǒng)

同樣是在 2018 年，該公司為無人機(jī)和地面自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）之間的交接系統(tǒng)申請(qǐng)了專利。該專利可以將無人機(jī)運(yùn)輸?shù)纳唐忿D(zhuǎn)移到自動(dòng)引導(dǎo)車上，以增加包裹遞送的方式。

緊急著陸系統(tǒng)

無人機(jī)系統(tǒng)在使用過程中面臨的最大的挑戰(zhàn)是安全問題。對(duì)此，2019 年 1 月，沃爾瑪申請(qǐng)了緊急著陸系統(tǒng)的專利，該系統(tǒng)中的無人機(jī)將配備傳感器以確定飛行期間潛在的可緊急著陸的位置。更重要的是，在緊急著陸的過程中，系統(tǒng)還可以發(fā)送警報(bào)信號(hào)及其所在位置。

自主機(jī)器人系統(tǒng)，及時(shí)補(bǔ)充庫存

除了關(guān)注最后一英里的交付問題，利用機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)配送中心的自動(dòng)化也是沃爾瑪?shù)囊淮竽繕?biāo)。2018 年 9 月，該公司獲得了一項(xiàng)自主機(jī)器人系統(tǒng)專利，可以在某一處基礎(chǔ)設(shè)施中檢測少量的特定產(chǎn)品，如存在缺貨問題，可從另一處設(shè)施獲得該產(chǎn)品來補(bǔ)充庫存。

亞馬遜：專注于移動(dòng)物品的機(jī)器人和多項(xiàng)無人機(jī)相關(guān)專利

作為沃爾瑪在電商領(lǐng)域強(qiáng)有力的競爭對(duì)手，亞馬遜于 2012 年收購了機(jī)器人初創(chuàng)公司 Kiva Systems ，此后，也在一步步采取行動(dòng)，通過部署計(jì)算機(jī)視覺、深度感應(yīng)、物體識(shí)別以及其他 AI 軟件等機(jī)器人技術(shù)來實(shí)現(xiàn)其供應(yīng)鏈自動(dòng)化。

CB Insights 的數(shù)據(jù)顯示，自 2014 年以來，亞馬遜已經(jīng)申請(qǐng)了 180 余個(gè)與機(jī)器人和無人機(jī)相關(guān)的專利，主要圍繞自主移動(dòng)機(jī)器人與無人機(jī)展開。

機(jī)器人可實(shí)現(xiàn)的物品操作

該專利提供的是一項(xiàng)可用于讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)物品操作的技術(shù)。通過使用機(jī)器視覺的規(guī)則來分析一個(gè)或多個(gè)物品來完成目標(biāo)識(shí)別。另外，如果確定機(jī)器人無法完成當(dāng)前操作，可以發(fā)送信號(hào)請(qǐng)求人類協(xié)助。

用于移動(dòng)物品的移動(dòng)機(jī)器人組

另外一項(xiàng)亞馬遜申請(qǐng)的關(guān)于機(jī)器人的專利是移動(dòng)機(jī)器人組，這是一項(xiàng)可提高倉庫系統(tǒng)效率和靈活性的技術(shù)，專門用于移動(dòng)“超大，超重或者形狀獨(dú)特的物品”。具體來說，是多個(gè)機(jī)器人配合完成一項(xiàng)工作。比如，第一任務(wù)的指令可以發(fā)送個(gè)給第一個(gè)機(jī)器人，然后基于該機(jī)器人的工作進(jìn)度以及與第一任務(wù)的依存關(guān)系，將第二任務(wù)的指令發(fā)送給第二個(gè)機(jī)器人。當(dāng)相應(yīng)的機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)時(shí)，第一任務(wù)和第二任務(wù)可能導(dǎo)致移動(dòng)機(jī)器人組對(duì)物品進(jìn)行增量移動(dòng)。

無人機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)專利

2019 年 5 月，亞馬遜獲得了一項(xiàng)無人機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)專利，可幫助將客戶訂購的物品運(yùn)送到指定的目的地，換句話說，就是可以用于解決最后一英里的配送問題。需要注意的是，該無人機(jī)不通過自身的力量返回到物品搬運(yùn)處，它的行程設(shè)定是一種單向路線，完成配送后會(huì)留在目的地，隨后由檢索單元（如卡車）來完成檢索。

除上述的專利外，亞馬遜還申請(qǐng)了諸多其他無人機(jī)方面的專利，包括無人機(jī)位置過濾器、機(jī)載無人機(jī)充電、交付無人機(jī)下降、按需指定交貨地點(diǎn)、定位飛行器傳感器、自動(dòng)加載系統(tǒng)等等。總的來說，亞馬遜在對(duì)其供應(yīng)鏈進(jìn)行的巨大投資可能會(huì)對(duì)其他電子商務(wù)市場的玩家構(gòu)成競爭威脅。

京東：專利數(shù)量少，皆與機(jī)器人有關(guān)

比起沃爾瑪和亞馬遜，中國的電商市場領(lǐng)導(dǎo)者京東在專利方面從數(shù)量上說與它們相差甚遠(yuǎn)。從2014 年到 2019 年，在無人機(jī)和機(jī)器人方面的專利數(shù)量為 4 個(gè)，下面我們將對(duì)其中兩個(gè)進(jìn)行詳細(xì)說明。

分類機(jī)器人

首先是分類機(jī)器人，由京東在 2018 年 3 月提交申請(qǐng)，2019 年 12 月獲得批準(zhǔn)。分類機(jī)器人，顧名思義，是一種用于物品分類的機(jī)器人技術(shù)，主要涉及在物流，特別是倉儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用。對(duì)這個(gè)機(jī)器人來說，它至少有一層托盤，以及設(shè)在托盤軸向中心處的軸； 同時(shí)這個(gè)托盤設(shè)有第一槽，具有可打開的第一門；托盤的一端向上延伸形成托盤壁；沿托盤軸至托盤壁設(shè)有分隔儲(chǔ)倉的空間分離器；空間分離器與托盤的軸旋轉(zhuǎn)連接，并可繞托盤軸旋轉(zhuǎn)。值得一提的是，儲(chǔ)物箱的尺寸和放置在儲(chǔ)物箱中的物品的數(shù)量可調(diào)節(jié)，并且通過可打開的第一門輸出物品，可提高儲(chǔ)物箱中物品的輸出效率。

控制移動(dòng)機(jī)器人的方法和裝置

這是一項(xiàng)主要針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的技術(shù)，可通過移動(dòng)機(jī)器人的感知信息，生成對(duì)行人的評(píng)估信息，比如附近行人的意圖信息以及行人事件的類型等，之后根據(jù)感知信息和評(píng)估信息可生成行人行為信息，其中，行人行為信息包括預(yù)設(shè)的某個(gè)未來時(shí)間段內(nèi)附近行人的預(yù)測位置信息序列和預(yù)測行為類型序列；然后根據(jù)感知信息生成用于控制的信息，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行控制。這項(xiàng)專利在一定程度上或?qū)⒏纳埔苿?dòng)機(jī)器人的 社會(huì) 接受度。

如我們上述所提到的沃爾瑪、亞馬遜以及京東的各項(xiàng)專利技術(shù)，除用于解決最后一英里的配送問題外，部分專利特別是機(jī)器人相關(guān)的技術(shù)在一定程度上可用于提高效率，而效率一直是零售商迫切希望實(shí)現(xiàn)倉庫自動(dòng)化的推動(dòng)力之一。所以，從京東到沃爾瑪再到亞馬遜，不少零售商都將目光轉(zhuǎn)向了倉庫自動(dòng)化（Warehouese Automation）。

沃爾瑪推出Alphabot系統(tǒng)，每小時(shí)揀貨800多種

2020 年 1 月，沃爾瑪推出了名為 Alphabot 的機(jī)器人系統(tǒng)，以提高配送效率，解決其線上業(yè)務(wù)面臨的最大難題之一。這一系統(tǒng)由沃爾瑪與總部位于馬薩諸塞州的初創(chuàng)公司 Alert Innovation 合作開發(fā)。

Alphabot 機(jī)器人系統(tǒng)目前在一個(gè)占地 2 萬平方英尺的倉庫內(nèi)運(yùn)作著，通過自動(dòng)移動(dòng)推車，從高密度的貨物存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索并收集冷藏、冷凍等貨物后，再將貨物運(yùn)送至商店內(nèi)的工作站，由工作人員檢查后打包并發(fā)送訂單。

據(jù)悉，通過人工與該系統(tǒng)的配合，每小時(shí)可完成 800 多種貨物的挑選，相比之下，Alert Innovation 的數(shù)據(jù)顯示，人工每小時(shí)可以從商店的貨架上挑選出的產(chǎn)品種類數(shù)量為 80，也就是說，機(jī)器的挑選效率是人工的 10 倍。

雖然 Alphabot 在一定程度上是一個(gè)混合系統(tǒng)，即需要人工和機(jī)器共同完成工作的系統(tǒng)，但其最終是以完全由機(jī)器完成操作作為未來發(fā)展方向的。對(duì)此，沃爾瑪自動(dòng)化與數(shù)字運(yùn)營高級(jí)經(jīng)理 Brian Rother 表示，“這對(duì)沃爾瑪?shù)墓?yīng)鏈將產(chǎn)生變革性的影響。Alphabot 簡化了訂單流程，實(shí)現(xiàn)了更快捷、更高效的訂單挑選。

亞馬遜用機(jī)器人完成訂單裝箱，每臺(tái)機(jī)器人或淘汰24名員工

2019 年 5 月，有媒體報(bào)道稱亞馬遜正在研究用機(jī)器人掃描傳送帶上的貨物，之后將其放到定制的盒子里。其實(shí)，亞馬遜一直在嘗試將更多的新技術(shù)應(yīng)用于貨運(yùn)倉庫中，但是這兩項(xiàng)新的用來代替人工的機(jī)器人技術(shù)的不同之處在于：每臺(tái)機(jī)器至少可以淘汰 24 名員工，平均算下來，亞馬遜 55 個(gè)物流中心或?qū)p少 1300 多個(gè)工作崗位。

此前，包括掃描、分揀以及裝箱等工作一直是無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的環(huán)節(jié)，這是亞馬遜該計(jì)劃的首次曝光。值得注意的是，這些計(jì)劃還沒有付諸行動(dòng)，因?yàn)樵诖笠?guī)模部署之前還需要進(jìn)行不斷的驗(yàn)證。

據(jù)了解，這種新機(jī)器來自意大利 CMC Srl 公司，被稱為 CartonWrap。有消息人士表示，該機(jī)器人的打包速度比人類快得多，每小時(shí)可完成 600 - 700 箱訂單，是人工效率的 4 - 5 倍。不過，與沃爾瑪?shù)臋C(jī)器人一樣，這些機(jī)器人也需要人工的幫助，如查看訂單，存儲(chǔ)紙板和膠水以及修復(fù)可能出現(xiàn)的卡紙情況。

除此以外，亞馬遜還宣布利用另一款機(jī)器人 SmartPac 郵寄物品。借助這款機(jī)器人，亞馬遜將可以使其大部分人工包裝自動(dòng)化。

雖然在訂單裝箱方面朝著自動(dòng)化邁進(jìn)了一步，但亞馬遜仍認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)尚未準(zhǔn)備就緒，因?yàn)橐廊恍枰斯⒇浳锓诺絺魉蛶?。除此以外，機(jī)器人在工作時(shí)還需要有技術(shù)人員在場，以便及時(shí)處理出現(xiàn)的故障。這都是亟待解決的問題。

京東推出世界首個(gè)無人倉庫，或成未來典范

比起亞馬遜被曝光使用機(jī)器人裝揀貨物的時(shí)間，京東來的更早一些，甚至自動(dòng)化的流程也更全面一些。2017 年 10 月，中國電商無一不在備戰(zhàn)著一年一度最大的購物節(jié)――“雙 11”購物節(jié)，而就在這時(shí)候京東提前向人們展示了自己的秘密武器：位于上海嘉定區(qū)的全球首個(gè)全流程無人倉，從入庫、存儲(chǔ)，到包裝、分揀，可實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化。

此次亮相的無人倉，是京東亞洲一號(hào)整體規(guī)劃中的第三期項(xiàng)目，建筑面積 40000 平方米，物流中心主體由收貨、存儲(chǔ)、訂單揀選、包裝四個(gè)作業(yè)系統(tǒng)組成，存儲(chǔ)系統(tǒng)由 8 組穿梭車立庫系統(tǒng)組成，可同時(shí)存儲(chǔ)商品 6 萬箱。更重要的是，未來，京東無人倉正式運(yùn)營后，其日處理訂單的能力將超過 20 萬單。

對(duì)此，京東表示，無人倉是京東在智能化倉儲(chǔ)方面的一次大膽創(chuàng)新，其自動(dòng)化、智能化設(shè)備覆蓋率達(dá)到 100%，可以應(yīng)對(duì)電商靈活多變的訂單的業(yè)務(wù)形態(tài)。這與原有的亞洲一號(hào)能夠長期持續(xù)的消化巨量的訂單的風(fēng)格形成了高效有序的互補(bǔ)。

2019 年，為了備戰(zhàn) 618 年中購物節(jié)，京東將其中國范圍內(nèi) 23 座亞洲一號(hào)智能物流園區(qū)投入運(yùn)營。未來5年，京東物流還將在中國其他 30 多個(gè)核心城市陸續(xù)建造亞洲一號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各大省、市、區(qū)、縣的全面輻射。

基于三大巨頭申請(qǐng)的專利，我們可以看到他們更多的押注在了無人機(jī)交付以及配送中心自動(dòng)化領(lǐng)域。而他們這樣做的原因有二：一方面，機(jī)器人技術(shù)可以讓客戶享受更優(yōu)惠的價(jià)格，另一方面配送中心自動(dòng)化可以幫助企業(yè)降低其供應(yīng)鏈中的長期成本。所以，對(duì)大型零售商來說，擁抱自動(dòng)化將是跟上因技術(shù)而有所改變的市場的必然選擇，只不過在追求自動(dòng)化的過程中，仍有很多挑戰(zhàn)需要跨過，比如前期成本，以及員工的歸屬安排等。