亚马逊自2012年以7.75亿美元收购Kiva Systems的Kiva机器人以来，一直在投资机器人设备来实现仓库自动化。Kiva Systems公司整合硬件及软件，使整个取货，包装，运输产品的过程更加流畅，公司利用自制移动机器人及精密的控制软件，为零售商提供一套完整系统。在过去几年里，亚马逊用机器人大军改造了其仓储中心，这些机器人可以将一桶桶的产品运送到很远的地方，供人类工人打包。2015年，亚马逊将Kiva部门更名为“亚马逊机器人”（Amazon Robotics），在确保公司客户能够在数小时或数天内获得产品方面发挥了重要作用。据The Information 2018年报道，亚马逊还计划投资分拣机器人。
Kiva systems成立于2003年1月，首席执行官Mick Mountz曾先后在CIM系统公司、苹果电脑公司、Webvan公司工作。虽然Webvan公司由于物流自动化搬运系统使用的复杂性及订单执行系统的高成本性而最终破产，但正是因为在Webvan公司工作，Mick获得了物料处理和分配的宝贵经验，从而创立了Kiva Systems公司。
公司成立之初，Kiva Systems就致力于打造一个“货到人”系统来优化拣选、包装、配送等流程，并且它能够根据指令在任何时间内提供任何物品给任何操作人员。在两位自动化领域专家的协助下，公司正式成立并在20个月内提出了第一套原型方案。公司瞄准千亿美元的电商市场，在网络零售市场快速增长的带动下，到2009年，在美国成长最快的公司排名中公司位居第六名，并且公司的高增速仍在持续。这家初创企业专注于如何利用机器人在仓库里完成网上巨量订单的分配工作。
目前亚马逊第八代配货中心：1.5万台Kiva机器人成主角。通过使用KIVA机器人，亚马逊改变了货物配货和包装的方式，从原来的“人到货物”变成“货物到人”，试图提高仓库运行速度。亚马逊目前有1.5万台Kiva机器人被部署在全美的10家配货仓库，负责管理、分配数量庞大的库存产品，成为亚马逊仓库中最忙的“员工”。
Kiva’s robots and inventory management system were breakthrough technologies in 2011 and 2012 enabling items that were to be shipped to be brought to the packer near the truck door, instead of the more traditional method of the picker/packer going out into the warehouse, picking the goods, and returning to pack and ship them. At the time Kiva started operations, robotic picking was still a premature science. Consequently Kiva focused on managing the rest of the process: receiving, de-palletizing and storing items and bringing dynamically-stored shelves containing ordered items to the picker/packer to pick, pack and ship while the Kiva robot returned the shelves to the most appropriate area in a free-form dynamic warehouse and autonomously went off to bring the next shelf to another picker/packer.
Although vision systems and grasping technologies have improved since then, they still aren’t fast and flexible enough to replace humans so, instead, most new systems attempt to augment humans by reducing what they have to carry and the distances they have to travel to get the items that were ordered.
Kiva的机器人和库存管理系统是2011年和2012年的突破性技术，可将要运输的物品带到卡车门附近的包装机中，而不是采用传统的拣选机/包装机进入仓库，然后将其拣选的方法。货物，然后返回包装并运输。在Kiva开始运营时，机器人拣选仍然是一门过早的科学。因此，Kiva专注于管理其余过程：接收，卸货和存储物品，并将动态存储的包含订购物品的货架带到拣选人员/包装人员，以进行拣选，包装和运输，同时Kiva机器人将货架退还给最合适的人在自由形式的动态仓库中放置区域，然后自动离开以将下一个架子带到另一个拣选机/包装机。
尽管此后视觉系统和抓取技术得到了改善，但它们仍不足以取代人类，但不够灵活，因此，大多数新系统试图通过减少订购的物品携带的物体和行进的距离来帮助人们。
KIVA机器人实现“货找人、货架到人”的机器人拣选：Kiva仓管机器人呈方形，顶部中间有一个可以升降的圆盘，可抬起重达750磅（340千克）的货物。Kiva机器人的“眼睛”位于顶部中央位置，它可以识别出货架，之后与“眼睛”平齐的黑色平面将会上升，将货架举起来并交付给工作人员。Kiva仓管机器人能根据订单找到合适的产品，将货物所在的货架从巨大的仓库存储区搬运至员工处理区，大大提高处理效率。之后分检人员能够从Kiva搬运过来的货架中挑选客户订单要求的货物，进行处理分发。
货架到人的核心思路就是把专门的初道拣选搬运人员取消，直接把货架搬到复核包装人员的边上，由复核打包人员完成拣选，二次分拣，打包复核三项工作，把人员压到最低，同时也取消了原来传输线完成的位移动作。
从亚马逊第八代物流中心作业流程看Kiva作业模式：
- 收货
根据批量拣选（Batch Picking)和拆零拣(Split Picking)选需要来选择不同收货入库方式。一般收货作业位有三层输送线，中间层辊道输送线连接门口送货卡车的卸货输送机，将采购的商品纸箱输送到作业工位，作业人员从辊道机上拿取整箱货品，拆除货品外包装纸箱，对每件货品贴条码扫描后将货品信息录入系统，所有货品放到边侧的手推车和料箱中，手推车由人工送至Kiva机器人入库装载区，料箱推入底层辊道机，通过输送机送到阁楼存储区，拆箱后的废纸箱扔到上层皮带机上回收。
- 上架
在商品入库装载区一台Kiva机器人载着存储料架刚驶入站台，站台自动读取料架上的条码，存储区作业人员捡取从收货端过来手推车上的各种货物，扫描后随机放入料架的储位格子上，再扫描对应料架格子上的二维码，货物存储信息即存入计算机系统，料架格子中的商品各不相同，只要有空间同一格子也可以放不同的商品，这就是亚马逊随机存储（Random Storage）货物管理系统的能力。Kiva机器人将装满货物的货料架送入储存区存放，机器人可以从料架底部穿行，不需要很大的通道，因此这些料架可以密集存放，大幅减少库存面积。
每个料架有各种大小的分区和分层，分区（同层）用数字1、2、3...表示，分层用一个字母（从下到上）A、B、C...表示，如格子代码1A加一个二维码表示料架的一个存储位pod，一个pod可以存放不同的SKU，从料架四周都可以存放商品入pod或取出商品。料架底部四周横档上各有一个条形码，到站台时自动读取。
- 拣货
与传统配送中心将货物存放在静态货架、旋转货架或者自动化立体仓库中不同，Kiva系统将货物存放在可移动的货架中；订单容器也放置在可移动货架中，每个订单容器对应一个订单的拣选。Kiva系统是一种货至人的拣选系统，作业人员边侧是Kiva机器人载货料架到达拣选站，正面是双层输送机线，上层积放式输送线供应空料箱，下层输送线输送拣货后的订单箱。
之前人到货架区的拣货方式每天要行走20公里左右的路程，现在货到人的方式，作业人员只需在拣选区几平米的区域作业活动，而且作业区域敷设防疲劳脚垫，可移动爬梯用于拣选料架上层的商品。在每个拣选站台处通常有5-10个货架成U型排队等待拣选，保证拣选工作人员始终处于拣选的状态。所有的货品在Kiva系统中都是可移动的，都能在任何时间到达工人处来完成订单的拣选。
Kiva系统采用一种交叉拣货的方式进行拣选作业。所谓交叉拣选，是指一个拣选工作站可以从多个存货货架拣货，一个存货货架可以向多个工作站台供货。Kiva系统采用按单拣选方式进行，实现对订单的实时响应，缩短订单处理周期。
Kiva机器人载着料架进入站台时，显示屏即自动显示要拣选商品的信息，显示屏左边显示需拣选商品在料架上的货位格子代码如1A，中间图片显示商品照片，右上角大号数字显示需拣选的数量，让作业人员轻松准确地拣货。
阁楼三层拣选商品后的料箱向二层输送，和二层拣选后的料箱进入汇流输送机，并排的积放辊道机将料箱汇总到一条主线上，准备进入滑块分拣线。滑块分拣机将拣选商品的料箱分拣进入各包装区
- 包装
包装区作业区上层辊子输送机将拣选好商品的料箱送到各包装工位，作业人员将料箱从辊道机上拖入到工作台，逐一扫描料箱中的货物，确认订单信息后系统会提示包装盒的尺寸和打印商品条码标签，将多件商品包装在纸盒中，贴好标签后将包装箱放入下层皮带输送机，此处包装线全部处理一个订单一个包装件。包装箱在输送线上贴标签、扫描和分流。
- 出货作业。从各包装线送过来的大量包装箱汇总到皮带机主线，经特殊的倾斜辊道靠边机、滑道和返回皮带机处理，将包装箱有序排队（Singulator)，最终进入左侧的滑块分拣机分拣，每个分拣道口与螺旋滑道连接。
KIVA机器人能够带来成本的大幅降低和效益的提升：KIVA机器人作业颠覆传统电商物流中心作业“人找货、人找货位”模式，通过作业计划调动机器人，实现“货找人、货位找人”的模式，整个物流中心库区无人化，各个库位在Kiva机器人驱动下自动排序到作业岗位。
Kiva系统作业效率要比传统的物流作业提升2-4倍，机器人每小时可跑30英里，准确率达到99.99%，同时能够提高近50%的库存处理能力，每笔订单都能省下将近1个小时时间。根据物流咨询公司MWPVL国际的数据，使用Kiva机器人，亚马逊每发送一件商品就能节省21.3美分，也就是节省了48%的成本。
2.1.3Kiva Systems：软件控制系统是整个系统核心部分，是系统整合关键点
KIVA系统通过使用数以百计的机器人，构成多移动机器人系统。多机器人系统，不仅仅是各个单机器人的简单叠加，还融合有计算机系统、控制系统、通信机制和控制、传感系统等各个方面的内容。一套完整的Kiva系统配送中心主要包括：可移动式货架、机器人小车、Kiva系统工作站台、软件控制系统、无线网络等构成。
- 可移动式货架：根据存储功能的不同，分为存货货架（InventoryPods）和输送货架（Shipping Pods）两种。
- 机器人小车Bot是Kiva系统最基本的组成部分：主要包括举升装置、碰撞检测系统、导航系统、充电系统、行驶系统、控制系统。举升装置：机器人小车上装有螺旋升降机构。当小车到达货架底部，通过螺旋装置可以将货架举起离开地面。为了保证货架不随着升降机构的旋转而旋转，通过小车下面的轮子使小车进行反方向的旋转来保证货架的平滑无旋转举升。Kiva系统的机器人小车是与移动式货架相互配合使用的。当小车需要运输货架时，小车到达货架的底部，通过小车的升降设备将货架顶起离开地而，进而携带货架行驶。
碰撞检测系统：机器人小车的前后面装有红外传感器和能够快速反应的碰撞杆，该系统能够快速检测到小车周边出现的其他物体，并能迅速停止小车以免发生碰撞。导航系统：机器人小车上装有两个摄像头，一个正面朝上，位于螺旋升降机构的中心；另一个正面朝下，位于小车的底部。向上的摄像头用來读取可移动式货架底部的条形码，识别货架的信息；向下的摄像头用来读取路面上的二维码，识别地理位置信息。通过整合其他导航传感器获得的信息并分析，来确定小车的导航方向。
充电系统：机器人小车以及其车载电子设备的电力供应由四节铅酸电池组成，当小车电量低下时，小车会自动前往充电站台进行充电。行驶系统：在小车底部的两个侧面安装了橡胶驱动轮，其运动由两个直流电机独立控制，小车双向行驶，且小车的行驶速度达到米秒。控制系统：每个小车上安装有控制系统，负责机器人小车的导引、路径选择、小车行走和装卸操作等功能。
- Kiva系统工作站台：Kiva系统的拣选站台，由拣选工作者、待拣选存储货架、装有订单容器的输送货架、信息传送设备以及货架的运输机器人小车组成，位于仓库的周边位置。Kiva系统的信息传送设备由激光指示器、电脑显示屏幕、条形码扫描设备和电子标签辅助拣选设备组成。其中激光指示器用来指示存储货架上待拣选货物的位置，电脑显示屏幕用来显示需要拣选的货物的数量和种类，条形码扫描器确认拣选货物的准确性，电子标签辅助拣选设备用来指示在输送货架上货物相应的订单容器位置，Kiva系统的拣选站台，提供一种“系统指示”作业模式。
- 软件控制系统（MHE）：是Kiva系统整体解决方案的重要组成部分，是整个系统的大脑。MHE软件系统相当于一个独立的子系统，与WMS（ERP）相连接，管理Kiva移动执行系统（MFS）。MHE系统包括一系列复杂的算法，对移动机器人最佳行驶路线进行规划，保证机器人停留排队的时间最短，同时也保证在执行最大化任务量时所使用的移动机器人量最小。同时系统可以根据货品热消度决定货架放置的位置，热销度最高的货品所在货架被放置在离拣选站台最近的地方。
- 无线网络（WIFI）：Kiva的服务器是直接与每个驱动单元通过WIFI无线网络来连接的，这样设置起来非常容易，而且非常容易与仓库内部的其他无线系统进行整合与拆分。
Kiva系统在减少货物搬运时间，提高效率方面彻底实现了“人找货”与“货找人”的方式的颠倒，使配送中心、仓库等物流节点彻底脱离了传统的拣货模式。同时，该系统能够将货架在需要的时候运送到工作人员面前，不需要搁置在周转区域。同时也证明，新一代库内搬运系统提高效率的基础是货物的流动代替了人的流动，减少了库内人员寻货、搬货、返库等动作，代之以货物的准确移动，避免了人员操作的无用劳动；另一方面，如果没有可靠而强大的管理系统以及无线通讯系统的支持，这样的高效率库内工作是无法进行下去的。
Kiva机器人以及精密的控制系统和算法，将亚马逊的物流配送中心变成了一整套灵活的、富有生命的仓储系统。作为一种仓储机器人KIVA系统最大的亮点就是:颠覆了过去意义上的仓储搬运作业，改变了场地适应货品的现状，其仓储机器人系统可以在任意时间将任意物品送达任意位置，做到让物品来适应场地。
一个个独立可以自主导航、通讯的货架搬运机器人就是KIVA仓储机器系统的基础。系统与机器人之间的指令通过通过Wi-Fi网络传输，机器人的活动路径规划是由系统通过算法计算完成的；最后导航装置将机器人托举的货架及货物运送到指定地点。
为了读取二维码和坐标点信息，每个机器人还安装上、下的两个摄像头。两个摄像头利用单核汇聚式处理器执行控制、信号与图像处理的独特能力，执行实时图像分析，并实现与机器人主控制器进行交互配合的通信协议。
此系统的摄像头传感器执行两个基本而独立的功能：朝上的摄像头读取二维码，这些二维码能够识别独一无二的货架，并实现货架的接驳。朝下的摄像头处理坐标点信息，以确定机器人的位置。处理器执行用于图像采集、分段、亚像素目标定位和数据矩阵代码读取的复杂图像处理算法。此处理器的性能、足够高的系统带宽以及片上存储器可加快图像流水线处理，从而确保动态、快速和高效率的移动机器人导航。
Kiva系统对传统配送中心作业流程带来一种变革，优势明显。Kiva系统的“货到人”拣选系统借助先进的人工智能技术、物流自动化技术等，对配送中心的拣选工艺实现自动化。利用多个机器人小车，将传统的静态仓储系统转变为动态的流动货架存储，提高配送中心的拣选作业效率。拣选系统借助强大的计算机软件、机器人小车、穿梭式货架、工作站台等完成自动化操作。
相比传统配送中心作业流程，优势主要体现在：
- 设备安装周期短，并且降低投入成本。
- 具有更强的可拓展性和柔性。Kiva系统中的设备可移动，货架、小车甚至工作台都是可以移动的，可以实现设备数量增长与业务增长速度同步，灵活调整相关作业区域的大小，使系统具有很好的可扩展性，提高了系统的柔性。
- 具有更高的灵活性和准确性。通过按灯拣选、按灯存放、条码扫描技术，保证拣选货物的髙度准确性。而且，Kiva系统能够对货品种类、速度、订单优先级等方面的变化做出快速反应，具有高度的灵活性。
- 应用可以拓展到多层，降低土地使用面积。对于土地成本比较高的环境，因为小车的导航依靠地面上贴有的二维条形贴码，没有嵌入式网线、磁性材料等复杂设备，使得Kiva系统的应用可以扩展到多层，因此可以建立夹层或多楼层，通过Kiva垂直升降机将各层连接起来，来减少占地面积降低成本。此时可以将工作站布置在多层作业，或者限制高层只用来存放货物等，提高了作业的灵活性。
- Kiva系统采用员工8小时、小车24小时工作制。在保证工作效率的前提下，降低了员工的工作强度。晚上，到达截单时间后，系统处理订单，确定任务货架并到相应拣选站台排队等候。白天员工到岗，补货作业、拣货作业按优化后的队列有序进行。对于新增的订单，直接进入系统，根据订单的优先性和商品分布情况将相应的任务货架加入到现有的拣货作业队列中。
白天收货的商品，系统会自动判断是否有出货需求，并优先将有出货需求的货架运输到补货区或拣货区。在作业过程中将发生拣选误差的货架运送至库存整理区进行循环盘点，消除误差。当货架上的存储密度小于一定程度时，系统会触发货位优化任务，计算出哪些货架需要进行合并。
其他机器人公司
Source: Locus robotics## Fulfillment systems
- Iam Robotics, a Pittsburgh startup founded by a couple of CMU grads, is the only vendor that uses a robot arm to grip goods. It 3D scans and identifies items to be picked into a cloud library and then uses a mobile picking robot to go to and pick items, place them in a tote, and then place the completed tote on the nearest conveyor to a packing station.
- Locus Robotics, a Massachusetts-based company founded specifically in answer to the Kiva situation by a Kiva-using DC owner, uses a fleet of robots integrated into current warehouse management systems to provide robotic platforms to carry picked items to a conveyor or to the packing station thereby reducing human walking distances and improving overall picking efficiencies.
- 6 River Systems, a Massachusetts startup comprised of ex-Kiva execs, had a booth but wasn’t even showing a photo of their solution. VCs have seen the 6 River System, however, and value it highly: 6 River just got $6 million in financing from a group of VCs including iRobot.
- Fetch Robotics, a Silicon Valley startup that uses two different robots: one to pick and the other to assist workers as they pick by carrying the items and taking completed orders to the shipping station – autonomously.
- Magazino**, **a German startup that was not at MODEX, has a mobile picking system that has a retractable and rotatable column with a gripper system and a removable shelf. It is able to grasp rectangular objects from small softcovers to shoeboxes up to heavy cases. The robot stores items in its built-in shelf and delivers it to a shipping station.
- Grey Orange, an Indian startup that was also not at MODEX, has a system and product line strikingly similar to Kiva’s original offerings except that their robot is square and Kiva’s is round. GreyOrange has over 300 employees and its robots provide service to India’s e-commerce giants Flipkart, Jabong and Mahindra and has been signing distribution partners in Japan and throughout Asia and the Pacific.
- InVia Robotics**, **also not at MODEX, a Southern California startup with two robots very similar to Fetch Robotics’ except InVia’s method of picking is similar to Magazino’s. It grabs items and slides them onto a platform which then slides the item into a bin and, when the order is complete, slides it onto an autonomous mobile delivery robot.
- 匹兹堡的一家初创企业Iam Robotics是由几位CMU的毕业生创建的，是唯一使用机器人手臂来抓货的供应商。它进行3D扫描并识别要放入云库中的物品，然后使用移动式拣选机器人前往并拣选物品，将它们放在手提袋中，然后将完成的手提袋放在距离包装站最近的传送带上。
- Locus Robotics是一家总部位于马萨诸塞州的公司，专门为使用Kiva的DC所有者应对Kiva的情况而成立，它使用集成到当前仓库管理系统中的一队机器人来提供机器人平台，以将拾取的物品
