倉儲執(zhí)行系統(tǒng)（WES）

時間：2023-03-14 20:06:02 | 來源：電子商務

時間：2023-03-14 20:06:02 來源：電子商務

一、什么是倉儲執(zhí)行系統(tǒng)

由于人工、土地成本大幅上升，自動化立體倉庫崛起，智能裝備廠家在倉儲控制系統(tǒng)（Warehouse Control System，WCS）的基礎上不斷疊加新功能，形成了輕量WMS和包含WCS功能的新生兒，這就是倉儲執(zhí)行系統(tǒng)（Warehouse Execution System）的雛形。

WES重點在執(zhí)行優(yōu)化上，尤其在智能工廠中，自動化立體倉庫中的自動化設備種類增多，一開始可能只有自動化存取設備，比如堆垛起重機，如今可能有自動碼盤、自動分揀、自動包裝、自動揀貨等一系列設備協(xié)同作業(yè)，完成自動出入庫任務。因此WCS逐漸發(fā)展為WES也是大勢所趨。

WES是一個在WCS的基礎上擴展了更多的控制、協(xié)同和輕量管理功能的軟件系統(tǒng)，它與WMS沒有明確的區(qū)分界限，三者的關系如下：

在倉儲作業(yè)任務相關的領域內(nèi)，比如組盤、存入貨架、取出、揀選、包裝等，WES滲透進WMS，接管了這些作業(yè)的自動化執(zhí)行和控制，更重要的是：

1. 對這些作業(yè)任務自動排程；
2. 優(yōu)化和均衡多個自動化設備協(xié)同工作
3. 執(zhí)行時動態(tài)分配資源

WES可以協(xié)同多個WCS一起工作，非常適用于自動化程度高的無人倉庫，比如自動化設備多、物流路線復雜的廠內(nèi)智慧物流項目中的多個線邊庫的場景。

二、WES和WMS、WCS的異同

WMS重點在于物流的數(shù)據(jù)管理，追蹤物料在配送中心、倉庫的流進、流出和庫內(nèi)周轉(zhuǎn)過程。WCS重點在自動化設備的控制，替代人工完成倉儲作業(yè)。而WES重點在執(zhí)行的優(yōu)化上，比如作業(yè)任務必須有先后才符合控制邏輯，比如物流路線的選擇要符合設備負載均衡的原則等等。三者的關注點不同。

三、WES和WMS、WCS功能組成

WES包含了WMS基本的收、發(fā)、存管理功能，如上圖所示中WMS中有顏色的部分，能完成基礎的倉儲管理業(yè)務。

WES完全包含WCS的自動存取、移位、作業(yè)管理、設備監(jiān)控等功能，也意味著集成了設備控制、自動掃碼和RFID識別、外部AGV控制系統(tǒng)等功能組件。

WES擴展了更多自動控制功能，如自動組盤、聲光控制（存放和揀選）、自動拆包和包裝、自動分揀系統(tǒng)、自動揀選，關鍵的是WES具備作業(yè)排程和調(diào)度功能，使得它更聰明地更高效地執(zhí)行復雜的組合式倉儲作業(yè)。

WES非常適合與MES高度集成，實現(xiàn)無人倉庫，自動為24小時不間斷生產(chǎn)線配送物料。但是復雜的管理需求還是需要WMS來應對。

四、領先的WES優(yōu)勢

優(yōu)秀的WES應該具備自動化、智能化和可視化的特征以及技術(shù)架構(gòu)先進的設計。尤其是它的調(diào)度算法要足夠聰明，比如讓設備效率最高、工作負載均衡等等。

更進一步，領先的WES要具備的特征總結(jié)如下。首先如何做好倉儲控制系統(tǒng)（此文也是我寫的哦）是基礎，尤其要強調(diào)系統(tǒng)的安全性、可靠性。

這里的安全性不僅是軟件系統(tǒng)本身的，還要考慮軟件、硬件和設備控制的一體化安全解決方案，例如要研究如何防止人進入危險作業(yè)區(qū)域的報警機制、通信自動切斷機制、超高超寬貨物禁止進入貨架的攔截辦法等等，反正不能因為你導致安全事故。

可靠性是不間斷作業(yè)的基石，自動控制依賴工業(yè)局域網(wǎng)絡技術(shù)，雖然類似Profinet這些工業(yè)組網(wǎng)技術(shù)具有高可靠性，但是工業(yè)現(xiàn)場狀況復雜，也會出現(xiàn)斷網(wǎng)的情況。有些設備不得不采用無線通信，例如密集式存儲方案用到無線穿梭板，那么就對軟件和代碼提出了更高的要求，你不得不設計出重試機制。每個設備驅(qū)動采用單獨的線程控制，然而很難保證不因網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫或其他異常導致線程終止，你必須有自己的自恢復機制。關于可靠性在《倉儲控制系統(tǒng)（WCS）軟件可靠性設計》一文中有更詳細的論述。

五、一個全自動線邊庫案例

說了這么多，用一個案例更能說明問題。如下圖所示的一個生產(chǎn)線邊自動立體倉庫，出入口經(jīng)橫向的RGV轉(zhuǎn)運、機器人碼盤、AGV或自動叉車送料。中間涉及4~5個環(huán)節(jié)，多個自動化設備，單個設備的環(huán)節(jié)可能成為節(jié)拍的瓶頸，需要通過聰明的調(diào)度算法優(yōu)化解決。

若考慮立體倉庫為密集型存儲，使用無線穿梭板接送與堆垛機配合上下架，還會增加一個環(huán)節(jié)，那我們就考慮最復雜的情況。

上圖所示的從立庫送料至生產(chǎn)線的過程需經(jīng)5個步驟，控制5種不同的自動化設備協(xié)同作業(yè)才能完成。假如是多臺堆垛機，多臺自動叉車，多種物料類型需要送到不同的生產(chǎn)線工位，那么還涉及到物流路線的選擇和優(yōu)化，復雜性大幅提高，于是WES更有了用武之地。

首先，五個作業(yè)任務有相互依賴關系，完成了前置作業(yè)，后面的才能開始?？紤]直接與MES集成的場景下，當MES將生產(chǎn)計劃傳入后，WES負責自動投料，為每一次投料創(chuàng)建的5個作業(yè)都需要排程來設置依賴關系，例如作業(yè)2的前置作業(yè)是1。

然后，要考慮實際執(zhí)行過程中的資源動態(tài)分配，例如路線中RGV只有一臺，為了高效利用而不成為節(jié)拍瓶頸，你需要讓它哪個作業(yè)具備執(zhí)行條件的可以先干，但又不能打亂MES要求的生產(chǎn)投料順序，頭大啊。

六、后序

花了我好多時間，思考、整理和制作PPT，撰此短文分享給同行。