Kiva Systems

Kiva Systems — американская компания, разработчик и производитель мобильных роботизированных систем для автоматизации складских операций. Основана в 2003 году. В 2012 году приобретена интернет-ритейлером Amazon (организация Meta, владеющая Amazon, признана экстремистской и запрещена в РФ) и переименована в Amazon Robotics. Технология Kiva Systems стала основой для создания крупнейшей в мире сети роботизированных складов Amazon.

История

Компания Kiva Systems была основана в 2003 году в Уилмингтоне, штат Массачусетс, тремя предпринимателями: Миком Маунтцем, Питером Уурманом и Рафаэлло Д’Андреа. Идея заключалась в создании системы, которая позволила бы перемещать целые стеллажи с товарами к оператору, а не заставлять оператора ходить по складу. Первый прототип робота был построен в гараже.

В 2006 году компания начала коммерческие поставки. Первым крупным заказчиком стала компания Staples, внедрившая систему на своём складе в Чемберсберге, штат Пенсильвания. К 2010 году система Kiva использовалась на складах таких компаний, как Walgreens, Gap, Office Depot и Saks Fifth Avenue.

В марте 2012 года Amazon объявил о приобретении Kiva Systems за 775 миллионов долларов. Сделка была завершена в том же году. После приобретения Amazon перестала продавать роботов сторонним компаниям, сосредоточив их использование исключительно на собственных складах. В 2015 году подразделение было переименовано в Amazon Robotics.

Принцип работы

Система Kiva Systems основана на концепции «товар к человеку» (goods-to-person). В отличие от традиционных складов, где сотрудники перемещаются по проходам, собирая товары с полок, в системе Kiva роботы доставляют целые стеллажи (поддоны) с товарами к стационарным рабочим станциям.

Основные компоненты системы

• Роботы (drive units) — плоские, прямоугольные мобильные платформы, способные поднимать и перемещать стеллажи. Робот подъезжает под стеллаж, приподнимает его с помощью винтового механизма и транспортирует в нужное место. Роботы оснащены датчиками для навигации и предотвращения столкновений.
• Стеллажи (pods) — лёгкие, модульные конструкции, на которых хранятся товары. Стеллажи не прикреплены к полу и могут свободно перемещаться роботами.
• Рабочие станции (pick stations) — места, где операторы (люди) забирают товары со стеллажей, доставленных роботами, и упаковывают их для отправки. На станции установлены сканеры и мониторы, указывающие, какой товар и в каком количестве нужно взять.
• Программное обеспечение (Kiva Warehouse Execution System) — центральная система управления, которая координирует движение всех роботов, распределяет задания, оптимизирует маршруты и управляет запасами.

Типовой цикл работы

1. Поступление заказа. Система управления получает заказ от интернет-магазина или другой системы.
2. Назначение задания. Программное обеспечение определяет, на каком стеллаже находится нужный товар, и назначает ближайшему свободному роботу задачу доставить этот стеллаж к рабочей станции.
3. Транспортировка. Робот подъезжает к стеллажу, поднимает его и везёт к указанной станции. Маршрут строится с учётом расположения других роботов и стеллажей.
4. Сборка. Оператор на станции берёт нужное количество товара со стеллажа, сканирует его и помещает в контейнер для отправки. Система подтверждает правильность сборки.
5. Возврат. После завершения сборки робот увозит стеллаж обратно в зону хранения или, если на станции есть другой заказ, сразу направляется к нему.
6. Пополнение запасов. Когда товары на стеллаже заканчиваются, система направляет его на станцию пополнения, где сотрудники добавляют новые коробки.

Преимущества и недостатки

Преимущества

• Повышение производительности. По данным Amazon, внедрение системы Kiva позволило увеличить скорость обработки заказов в 3–4 раза по сравнению с традиционными складами. Оператору не нужно ходить по складу, он только берёт товары со стеллажа.
• Снижение затрат на персонал. Сокращается количество сотрудников, занятых на складе, и снижаются требования к их физической подготовке (не нужно много ходить и поднимать тяжёлые стеллажи).
• Оптимизация пространства. Стеллажи можно размещать плотнее, так как между ними не нужны проходы для людей. Роботы могут перемещаться по узким коридорам.
• Гибкость. Система легко масштабируется: можно добавлять новых роботов или стеллажи без остановки работы. Склад можно быстро переконфигурировать под новый ассортимент.
• Снижение ошибок. Система управления контролирует каждый шаг: оператору показывается, какой товар и в каком количестве нужно взять, что минимизирует ошибки сборки.

Недостатки

• Высокая стоимость внедрения. Система требует значительных капитальных вложений в роботов, стеллажи, программное обеспечение и инфраструктуру склада.
• Зависимость от программного обеспечения. Сбой в системе управления может парализовать работу всего склада.
• Ограничения по типу товаров. Система эффективна для товаров среднего размера и веса (книги, электроника, одежда, мелкая бытовая техника). Для крупногабаритных или очень тяжёлых товаров требуются другие решения.
• Необходимость перестройки склада. Внедрение системы требует адаптации складского помещения: ровный пол, разметка, установка зарядных станций.

Классификация роботов Kiva

В рамках системы Kiva/Amazon Robotics было разработано несколько поколений роботов, различающихся грузоподъёмностью, скоростью и конструкцией.

Применение

Основным и практически единственным после 2012 года применением системы Kiva являются склады Amazon. По состоянию на 2023 год, Amazon Robotics эксплуатировала более 500 000 роботов на своих складах по всему миру. Система используется для обработки заказов в интернет-магазине Amazon, а также для пополнения запасов и перемещения товаров между зонами склада.

До приобретения Amazon система Kiva применялась на складах нескольких десятков компаний розничной торговли, логистики и дистрибуции. После 2012 года эти компании были вынуждены либо перейти на альтернативные системы (например, от таких производителей, как GreyOrange, Locus Robotics, Fetch Robotics), либо разрабатывать собственные решения.

Влияние на индустрию

Система Kiva Systems стала одним из первых массово внедрённых решений в области складской роботизации. Она продемонстрировала экономическую эффективность подхода «товар к человеку» и стимулировала развитие целой отрасли мобильной робототехники для логистики. Многие компании, включая Alibaba, JD.com, Walmart и DHL, начали разрабатывать или внедрять аналогичные системы.

Технология Kiva также повлияла на развитие автономных мобильных роботов (AMR) — роботов, способных самостоятельно перемещаться по складу без заранее заданных маршрутов. В отличие от AGV (автоматизированных тележек, следующих по магнитной ленте или проводам), роботы Kiva используют лазерную навигацию и компьютерное зрение для построения карты местности и планирования пути.

Критика и ограничения

Основная критика системы Kiva связана с тем, что после приобретения Amazon перестала продавать роботов другим компаниям, фактически монополизировав технологию для собственных нужд. Это вызвало недовольство среди бывших клиентов Kiva, которые были вынуждены искать альтернативы.

Также отмечается, что роботизация складов Amazon привела к сокращению рабочих мест для низкоквалифицированного персонала, хотя Amazon утверждает, что это позволило создать более квалифицированные и лучше оплачиваемые рабочие места (например, операторов и техников по обслуживанию роботов).

Источники

• Mountz, M. (2012). «Kiva Systems: The Robots That Changed Warehousing». Harvard Business Review.
• Amazon Robotics. (2023). «How Amazon Robotics Works». Amazon.com.
• Berman, J. (2012). «Amazon acquires Kiva Systems for $775 million». Logistics Management.
• Guizzo, E. (2008). «Three Engineers, Hundreds of Robots, One Warehouse». IEEE Spectrum.
• Wurman, P. R., D’Andrea, R., & Mountz, M. (2008). «Coordinating Hundreds of Cooperative, Autonomous Vehicles in Warehouses». AI Magazine.