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自动化立体库知识点滴(二)

来源:物流技术与应用 浏览次数: 日期:2017年12月13日 14:31

  3. 软件

  立体库的软件系统主要包括WMS系统,WCS系统和监控系统等。有的供应商将监控系统与WCS系统集成在一起,统称为WCS系统。对此,伍强科技从系统实施角度考虑,采用分开设计的架构,取得了较好的效果。

  WMS系统

  作为立体库的WMS系统,除了要求具备普通的WMS功能外,还有很多特别之处。总结如下:

  (1)组盘要求

  组盘要求非常严格,绝对不能超差和超重,这是AS/RS系统的显著特点。AS/RS有尺寸和重量监测装置,要求这两项均不超过设定值;

  (2)货位均衡

  自动化立体库基于作业安全和效率的考虑,对货位分配有特别的要求。一般情况下,要求同一SKU的多个托盘被均匀分配到不同巷道,在整个作业过程中各巷道的托盘数基本相同。这是与普通的仓库管理系统不同的地方;

  (3)实时性要求

  一方面堆垛机完成每个作业的时间并不相同,另一方面由于故障等原因,会导致分配的任务并不能按时完成,从而打乱了原先的分配原则。这时要求WMS系统根据实时情况分配货位。此外,由于堆垛机是自动完成作业的,所以WMS要实时记录货位的变化,避免出现账实不符;

  (4)故障处理

  WMS故障类型很多。主要有两个需要处理:

  货位空故障:出库时,当记录的货位有托盘,但实际监测没有,造成帐实不符。

  这一类故障将直接影响本次发货,而系统也需要进行处理。一般情况下,处理此类错误首先需要人工确认监测结果是否正确。如果属于监测错误,则应修复设备,排除故障,重新作业;如果检测无误,则要求重新分配货位,并对当前货位进行跟踪处理。

  货位满故障:入库时,当记录的货位无货物,但实际监测有托盘,造成账实不符。

  这一类故障影响入库作业,处理此类错误首先需要人工确认监测结果是否正确。如果属于监测错误,则应修复设备,排除故障,继续作业;如果检测无误,则要求重新分配货位并对当前货位的货物进行跟踪,修复库存。

  此外的故障还有库存不准确等,也需要处理。维持库存准确是保证作业流畅的前提。

  (5)在线拣选

  在线拣选是AS/RS系统的一项重要功能。WMS对此要有相应支持。

  在线拣选对于波次拣选时,要求减少堆垛机作业次数,一次完成整个波次的拣选,有些类似于提总拣选;

  在线拣选在拣选完成后,面临托盘回库的问题。有两种策略:其一是回到原货位,其二是重新分配货位。不管采用哪种策略,WMS将担负管理货位和分配货位的责任。如果拣选完成后成了空托盘,堆垛机可将空托盘自动收集成垛存放在靠近拣选位的某个空货格内。

  (6)货位锁定

  货位锁定对于AS/RS系统非常重要。有时是因为堆垛机故障需要锁定货位,有时是因为其他原因需要锁定。WMS系统应提供自动和手工锁定货位的功能。

  (7)货位状态管理

  AS/RS系统的货位状态有很多种,如空货位、满货位、入库状态、出库状态、锁定状态,此外还要根据实际应用设计其他状态。

  (8)与WCS接口

  当然,除与ERP有接口外,WMS必须与自动化监控系统有接口。由于系统和设备的多样性,接口也具有多样性。伍强科技设计的WCS系统架构,将WMS与设备隔离开来,实现了WMS与设备无关,进而简化WMS的设计、发布和维护。

  立体库WMS的特性还有很多,如盘库策略和方法、货位的优先级管理、双深度货位管理等。限于篇幅,不一一例举。

  WCS系统

  关于WCS的概念,大家理解的并不一致。从伍强科技的观点来看,WCS乃是位于WMS之下和监控系统之上的信息系统,完成WMS与自动化系统的连接。这是WMS系统与自动化系统无关性理论的基本内容。有人把WCS理解为监控系统,是没有理解伍强科技关于WMS与自动化系统无关性理论的重要性。从一定意义上讲,WMS与设备无关理念的提出,是伍强科技对物流技术做出的重大贡献。

  众所周知,一个复杂的物流系统,其自动化系统会不止一个。有时,这些自动化系统并不是一个供应商所提供,这就形成了多个子监控系统。如果WMS直接与这些监控系统连接,势必破坏WMS的独立性和标准化,给系统开发和维护带来很大困难。试想,如果一个WMS实施的每一个系统都是不一样的,未来的维护将是怎样的一个态势?此外,一个基本的事实是大部分WMS厂商并不了解自动化系统。

  下图表示了两种结构的差异:


 

  图1表达的结构是传统的结构。WMS直接与设备连接。有人问,这有何不妥吗?这个问题只有对物流系统实施非常熟悉的人才知道,这一结构是导致很多矛盾产生的根源。其实,更大的问题还不是这里,而是这种非标准化设计思想,导致了WMS系统本身的不稳定。更不要说实施、部署、维护的困难了。

  WCS的基本功能包括接受WMS的作业指令,经过整理、组合、拆分,形成各自动化系统的作业指令,分发给各自动化系统。同时,接收各自动化系统的现场状态,反馈给WMS。

  从WCS的角度看,WMS是关于作业要求的发出者。在入库作业时,将托盘货物存放在什么位置;在出库作业时,要求货物从什么位置出,出多少,这些应是WMS的工作内容。而具体由什么系统去执行,并不是WMS要关心的事情,WCS则完成了任务分发的工作。这种架构设计看似简单,却给物流系统带来了革命性的影响。

  WCS有如下显著特点:

  明确了WMS与设备无关的概念,结构清晰,易于维护;

  理清了WMS与监控系统的职责,各司其职,不再有理不清的矛盾;

  对于大型物流中心,大大减少了联合调试的时间;

  系统稳定性大大加强;

  便于远程部署WMS系统,尤其是云端系统的部署变得可行。

  监控系统

  顾名思义,监控系统完成自动化作业的任务监控。

  在一个自动化立体库系统中,监控系统要求与立体库设备发生紧密的互动,主要是堆垛机、输送机、穿梭车等。在其他系统中,还有分分拣机、AGV、机械手等自动化设备。

  堆垛机监控系统

  入库:一个堆垛机的入库作业循环包括:

  1 接受输送机系统的入库请求;

  2 堆垛机达到入库口(其中包括运行的加速、运行、减速、停准等动作,起升的载货台回原位动作);

  3 堆垛机取货作业(其中包括伸叉、叉体到位、微升、微升到位、回叉、回叉对中等动作),取货完成,还需要发给输送机一个取货完成指令,以便输送机释放占位;

  4 堆垛机运行到指定位置(包括水平位置和高度位置);

  5 堆垛机检查货位是否有货(如有货则报故障);

  6 堆垛机放货作业(其中包括伸叉、叉体到位、微降、微降到位、回叉、回叉对中等动作);

  7 堆垛机待机。

  一个完整的出库环节包括:

  1 接受监控系统的出库请求(在一个队列里的第一条指令);

  2 堆垛机达到预定货位位置(其中包括运行的加速、运行、减速、停准等动作,起升的载货台要求同步运动到预定位置);

  3 堆垛机检查货位是否有货(如无货则报故障);

  4 堆垛机取货作业(其中包括伸叉、叉体到位、微升、微升到位、回叉、回叉对中等动作);

  5 堆垛机运行到指定出库口位置(包括水平位置和载货台高度位置),有时,一个巷道有多个出库口。因此,指定出库口非常重要;

  6 堆垛机向输送机系统发出卸货申请,输送机即刻回复是否可以卸货;

  7 当允许放货时,堆垛机执行放货作业(其中包括伸叉、叉体到位、微降、微降到位、回叉、回叉对中等动作);

  8 堆垛机待机。

  在整个作业循环中,堆垛机要求时刻监控货物是否在运行中超差。如果发现超差,将立即停止运行,并报故障。

  对于堆垛机系统来说,每个控制系统与监控系统的交互并不是完全一样的。有的是将整个作业循环作为一个事务来处理,这样交互的内容就很少;有的是将整个循环划分为多个小循环和多个小事务,交互的情形就比较多。总体来看,各有优缺点。

  输送机监控系统

  相对来说,输送机监控系统要简单一些。这是由输送机的功能简单决定的。在输送阶段,几乎没有什么需要监控,一切按照内部逻辑运行,只是在出现故障时需要处理。而在分流段,则需要根据系统规划的路线或外部的条形码信息决定分流路线。但输送机也有复杂的地方,如条码的识别就是一个问题。系统不仅要求识别要准确,而且要求快捷,但现实是这两点都难以做到。

  穿梭车监控系统

  穿梭车的监控有点类似于堆垛机,但比堆垛机要简单一些,主要是没有载货台的控制,也没有货叉作业(注:有些穿梭车采用货叉)。

  图形显示系统

  监控系统的另一工作是图形显示,可以安排专门的计算机系统完成。

  一个好的图形显示可以观看到整个中心的作业情况,对于日常维护是非常重要的。

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