亚马逊如何利用人工智能和机器人技术优化物流和包装
发布时间：2023年10月26日
从顾客点击“购买”到包裹送达家门口，这段旅程是电子商务中最复杂、最精密的流程之一。亚马逊不断优化这一流程，不仅追求速度和效率，更注重可持续性。人工智能 (AI)、机器学习 (ML) 和机器人技术的融合推动了这一优化，使亚马逊能够简化运营，同时努力减少不必要的包装。
人工智能和机器学习在物流和包装中的应用正日益重要，它们正在改变亚马逊庞大的全球网络中包裹处理的方式。通过对亚马逊操纵机器人项目负责人 Clay Flannigan 和可持续包装团队技术产品负责人 Callahan Jacobs 的采访，我们深入了解了亚马逊如何利用人工智能、机器学习和自动化技术突破物流领域的界限，同时在可持续包装方面取得重大进展。
人工智能和机器学习在机器人技术中的力量
亚马逊转型的一个基石是将人工智能和机器学习融入其机器人系统。Flannigan 在亚马逊机器人 (Amazon Robotics) 的履行技术机器人 (FTR) 团队中负责操纵机器人，这些机器人负责处理亚马逊网站上顾客订购的单个商品。这些机器人与人类员工协作，每天负责拣选、分类和包装数百万件商品。考虑到亚马逊库存中商品的多样性，这是一项极其复杂的任务。
“亚马逊拥有海量数据，这使我们能够在人工智能和机器学习领域处于领先地位，”Flannigan 解释道。“我们利用这些数据训练模型，使我们的机器人能够执行高度复杂的任务，例如拣选和包装种类繁多的商品。这些系统帮助亚马逊解决物流难题，如果没有人工智能的深度整合，这些难题在如此规模下根本无法解决。”
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亚马逊机器人系统的核心是机器学习，它使机器能够从环境中“学习”并随着时间的推移提高性能。例如，人工智能驱动的计算机视觉系统使机器人能够“看到”它们正在处理的商品，从而区分易碎物品和坚固物品，或区分不同尺寸和形状的商品。这些系统使用大量数据进行训练，亚马逊凭借其庞大的规模可以利用这些数据。
机器学习的一个特别重要的应用是在非结构化环境中的操作。传统机器人已应用于环境高度结构化和可预测的行业。但亚马逊的仓库并非可预测的。“在其他行业，你通常会一遍又一遍地生产相同的商品。在亚马逊，我们必须处理几乎无限种类的商品——从书籍到咖啡机到易碎的收藏品，”Flannigan 说。
“在人工智能和机器人技术所能做的事情方面，有很多机会可以突破界限，亚马逊正处于这场变革的前沿。”
——Clay Flannigan，亚马逊
在这些非结构化环境中，机器人需要具有适应性。它们依赖于人工智能和机器学习模型来了解周围环境并实时做出决策。例如，如果一个机器人被要求从装满各种物品的箱子里拣选一个咖啡杯，它需要使用计算机视觉来识别咖啡杯，了解如何抓取它而不损坏它，并将它移动到正确的包装站。这些任务看似简单，但需要先进的机器学习算法和大量数据才能在亚马逊的规模下可靠地执行。
可持续性和包装：技术驱动的方案
虽然机器人技术和自动化是提高亚马逊履行中心效率的关键，但该公司对可持续性的承诺同样重要。FTR 的机电一体化和可持续包装 (MSP) 团队的产品经理 Callahan Jacobs 专注于防止浪费，并致力于帮助减少包装材料的负面影响。该公司在这一领域取得了重大进展，利用技术来改善整个包装体验。
亚马逊
“当我刚开始工作时，我们的包装流程主要是人工操作，”Jacobs 解释道。“但我们已经转向更加自动化的系统，现在我们使用机器来根据商品定制包装。这大大减少了我们使用的多余材料，特别是在最大限度地减少每个包裹的立方尺寸方面，并使我们的团队能够专注于更难的问题，例如如何在不牺牲质量的情况下使用更环保的材料制造包装。”
自 2015 年以来，亚马逊的平均每件货物包装重量减少了 43%，这意味着避免了超过 300 万吨的包装材料。这种“尺寸匹配”包装技术是亚马逊在包装方面最重大的创新之一。通过使用自动机器切割和折叠纸箱以适应要运送商品的尺寸，亚马逊能够减少包裹内部的空气和未使用的空间。这不仅减少了材料的使用量，而且优化了卡车、飞机和送货车辆的空间利用率。
“通过使包裹尽可能紧密地贴合它们所包含的商品，我们正在帮助减少浪费和运输效率低下，”Jacobs 解释道。
先进的包装技术：机器学习的作用
人工智能和机器学习在亚马逊优化包装的努力中发挥着至关重要的作用。亚马逊的包装技术不仅旨在防止浪费，而且还确保商品在通过履行网络运输过程中得到妥善保护。为了实现这种平衡，该公司依赖于先进的机器学习模型，这些模型评估每件商品并根据各种因素确定最佳包装解决方案，包括商品的易碎程度、尺寸和需要运输的路线。
“我们已经不再仅仅询问一件商品是否可以装进袋子或箱子里，”Jacobs 说。“现在，我们的人工智能和机器学习模型会查看每件商品并说，‘这件商品的属性是什么？它易碎吗？它是液体吗？它有自己的包装，还是需要额外的保护？’通过收集这些信息，我们可以对包装做出更明智的决策，从而帮助减少浪费或更好地保护商品。”
——Callahan Jacobs，亚马逊
这一过程从商品进入亚马逊库存的那一刻起就开始了。机器学习模型分析每件商品的数据以确定关键属性。这些模型可以使用计算机视觉来评估商品的包装，或使用自然语言处理来分析商品描述和顾客反馈。一旦确定了商品的属性，系统就会决定哪种类型的包装最合适，从而帮助防止浪费，同时确保商品安全到达。
“机器学习使我们能够动态地做出这些决策，”Jacobs 补充道。“例如，一件 T 恤不需要装在箱子里——它可以装在纸袋里。但一件易碎的玻璃制品可能需要额外的保护。通过使用人工智能和机器学习，我们可以在规模化的情况下做出这些决策，确保我们始终优先考虑对顾客和地球有利的选择。”
使用实时数据进行动态决策
亚马逊对实时数据的利用是其包装运营的颠覆性力量。通过持续收集和分析其履行中心的数据，亚马逊可以快速调整其包装策略，优化规模化效率。这种动态方法使亚马逊能够应对不断变化的条件，例如新的包装材料、运输路线的变化或顾客的反馈。
“我们所做的大部分工作是根据我们学到的东西不断改进流程，”Jacobs 解释道。“例如，如果我们发现某种类型的包装不令人满意，我们可以快速调整我们的标准并在整个交付网络中实施更改。这种实时反馈循环对于使我们的系统更具弹性和使其与我们团队的可持续发展目标保持一致至关重要。”
这种持续学习过程是亚马逊成功的关键。该公司的 AI 和 ML 模型不断更新新数据，使其随着时间的推移变得更加准确和有效。例如，如果引入了新型包装材料，模型可以快速评估其有效性并在需要时进行调整。
Jacobs 还强调了反馈在这一过程中的作用。“我们一直在监控包装的性能，”她说。“如果我们收到顾客的反馈，说一件商品损坏或包装过多，我们可以使用这些信息来改进模型输出，这最终有助于我们不断减少浪费。”
机器人技术在行动：抓取技术和自动化的作用
亚马逊机器人系统的一项关键创新是开发了先进的抓取技术。正如 Flannigan 解释的那样，亚马逊机器人系统的“秘诀”不仅在于机器本身，还在于它们使用的抓取工具。这些工具旨在处理亚马逊每天处理的各种各样的商品，从小巧精致的物品到大件笨重的包裹。
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“我们的机器人使用传感器、人工智能和定制抓取器的组合来处理不同类型的商品，”Flannigan 说。“例如，我们开发了专门的抓取器，可以处理易碎物品，例如玻璃器皿，而不会损坏它们。这些抓取器由人工智能和机器学习驱动，使它们能够根据要拾取的物品规划动作。”
亚马逊履行中心的机械臂配备了一系列传感器，使它们能够“看到”和“感觉到”它们正在处理的物品。这些传感器将实时数据提供给机器学习模型，然后机器学习模型会根据这些数据做出如何处理物品的决策。例如，如果一个机器人正在拾取易碎物品，它将使用更温和的策略，而如果它正在拾取更坚固的物品，它可能会优化速度。
Flannigan 还指出，机器人技术的应用显著提高了亚马逊运营的安全性和效率。通过自动化履行中心中许多重复性和体力要求高的任务，亚马逊能够降低员工受伤的风险，同时提高运营速度和准确性。它还提供了专注于技能提升的机会。“总是有新的东西要学，”Flannigan 说，“培训和晋升机会很多。”
持续学习和创新：亚马逊的成长文化
Flannigan 和 Jacobs 都强调，亚马逊在实施这些技术的成功不仅仅归功于工具本身，还归功于推动公司的创新文化。亚马逊的工程师和技术人员被鼓励不断突破界限，尝试新的解决方案并改进现有系统。
“亚马逊是一个工程师蓬勃发展的场所，因为我们总是被鼓励创新，”Flannigan 说。“我们在这里解决的问题非常复杂，亚马逊为我们提供了资源和自由，让我们能够以创造性的方式解决这些问题。这就是亚马逊如此令人兴奋的工作场所的原因。”
Jacobs 对此表示赞同，并补充说，该公司对可持续性的承诺是使其成为工程师吸引人的工作场所的原因之一。“我每天都在学习新东西，并且能够参与对全球产生真正影响的解决方案。这就是让我对工作充满热情的原因。这在其他地方很难找到。”
人工智能、机器人技术和创新的未来：亚马逊的愿景
展望未来，亚马逊对未来的愿景清晰明了：继续在人工智能、机器学习和机器人技术领域进行创新，以最大限度地满足顾客的需求。该公司正在大力投资新技术，这些技术有助于推动其可持续发展计划，同时提高运营效率。
“我们才刚刚开始，”Flannigan 说。“在人工智能和机器人技术所能做的事情方面，有很多机会可以突破界限，亚马逊正处于这场变革的前沿。我们在这里所做的工作将不仅对电子商务产生影响，而且对更广泛的自动化和人工智能领域产生影响。”
Jacobs 对可持续包装团队的未来同样乐观。“我们一直在研究新的材料和减少浪费的新方法，”她说。“未来几年将令人难以置信地令人兴奋，因为我们将继续完善我们的包装创新，使其更具可扩展性，而不会牺牲质量。”
随着亚马逊不断发展，人工智能、机器学习和机器人技术的融合将是实现其宏伟目标的关键。通过将尖端技术与对可持续性的坚定承诺相结合，亚马逊正在为 21 世纪电子商务公司如何运营树立新的标准。对于工程师、技术人员和环境倡导者来说，亚马逊提供了一个无与伦比的机会，让他们能够参与解决我们这个时代最具挑战性和影响力的问题。
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