仓储自动化系统：WMS/WCS的相关知识点，你必须了解并掌握！

WMS/WCS知识点：仓储自动化系统

现在各个企业在仓储管理的运用上，对自动化设备的要求也越来越高。WMS和WCS在仓储自动化中分别扮演战略指导和战术实施角色，通过精准数据交互协同工作，实现仓储作业的高效、精准运作。

其中WMS统筹规划和调控仓库运营，WCS精确操控和协调自动化设备，共同推动仓储管理的现代化与智能化转型。

在整个仓储系统的发展过程中，仓储作业模式转变其实经历了以下四个阶段。

01 仓储作业模式转变       

1、纸单作业

早期的WMS，是没有PDA的，传统的仓库作业，入库则是先实物入库后，在系统上登记入库的数据。

出库则是拿着纸单对照着系统指示的位置去拣货出库。 

这样做的弊端也很明显，即容易漏做或做错。          

2、PDA作业       

随着智能手机的普及，PDA搭载着移动android终端的成熟化，配载各个厂商的WMS PDA系统亮相。                     

仓库作业渐渐可以只使用PDA进行实时作业，即作业人员携带PDA去仓库收货，携带PDA去拣货出库，根据PDA的指示去作业，通过扫描的引导和数量的确认，尽可能减少了作业上错误。        

但所有的操作依然依赖于人工。    

3、自动化设备作业       

小件则是基于DPS+PDA+流水线作业。大件则会使用到堆垛机+流水线作业。

1）DPS+PDA          

DPS是指，电子标签拣选系统，它的原理是基于SKU管理的拣选方式，该系统包括灯光拣选系统、灯光分配系统、播种墙应用。

摘果式（DPS）作业原理：针对每一张订单，由拣货员完全用人工方式根据订单上的货品信息到相应的存储位置将货品逐一挑出来集中。优点是对订单无后续操作，对人员技能要求低简单直接；缺点是单个订单拣选，效率低。

相关介绍如下：     

      电子标签拣选系统具有易于观察的灯光，可指示操作人员到达哪个货位、拣选什么货品、数量是多少。

拣选或分配后，操作员按下按钮确认交易且显示屏关闭。

这种电子标签拣选系统是电商及快递物流仓实现中小件商品大批量定向拣选的理想选择，拣货位固定一位一品。

优势是借助视觉指示，解放双手、拣货速度快、在单个SKU拣取效率和准确率上更高、不依赖员工的熟练程度（只需按照提示拣选相应产品及数量即可，完全实现傻瓜式操作）。

缺点则是如果增加SKU，就需要增加相应的电子标签拣选系统货架及电子标签。

2）自动化立体仓库

立体仓库也泛成为自动化立体仓库、立库、AS/RS仓库、无人仓库、智能仓库。

立库仓库基本都是采用立体货架承载货箱或托盘来储存货物，并通过集成堆垛机、穿梭车、信息采集系统、输送机、分拣机、拣选系统、机器人、AGV、WMS仓库管理系统、WCS仓库设备控制系统等软硬件结合，实现仓库物流装备的智能化、自动化协同作业。

立体仓库由于使用立体货架来存储货物，存储区可以大幅度地向高空发展，充分利用仓库地面和空间，因此，节省了库存占地面积，提高了空间利用率。       

一般来说，智能化高架仓储其空间利用率为普通平库的2-5倍，这是相当可观的。

使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度。

另外通过借助WMS的库存批次管理，轻松做到先进先出。                   

4、自动化设备作业+自动化传输          

自动化传输是使用了AGV+输送线设备，AGV即智能搬运机器。          

常见的AGV有以下几种，托盘搬运AGV、拣选AGV、叉车式AGV、潜伏顶升式AGV。 

分别应用不同的场景：

输送线则是不间断运输货物到指定目的地，中间可能会根据不同的标签分流到不同的目的地。该方案实现了自动化运输，进一步节省了人工搬运货物的成本。              

常见的方案如入库时，使用AGV将货物整托盘送至自动化立库入库，根据自动化立库扫描相关的托盘号，触发立库上架动作。

出库时，自动化立库将货取出，货物根据系统计算出相关的口子，触发AGV任务，用AGV将货搬运至相应的出库口。          

如果存在零拣商品，则由AGV搬运小车将剩余的整托货物送至巷道入库口（垛口），由堆垛机将货物入库。

02 仓储自动化立体对软件系统要求（WMS/WCS）

自动化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，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。

1、WMS系统功能定位

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。

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。

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WCS有接口。

2、WCS系统功能定位

WCS，即仓库控制系统，位于WMS（仓库管理系统）与PLC（可编程逻辑控制器）之间，扮演着重要的管理角色。它主要负责接收WMS发出的指令，经过空间计算和任务优先级调配后，再将这些指令发送给PLC系统。这样，自动化立体仓库及其输送设备便能依据指令执行相应的机械动作。

（1）通讯功能

WCS的通信能力是其高效运作的基石。它必须与底层的PLC设备保持顺畅的无缝沟通，以实时接收设备状态并发送控制指令。同时，WCS还需与上层的WMS系统进行频繁的数据交换，从而确保作业指令的准确传递和设备状态的实时监控。

（2） 任务管理功能

WCS作为仓库作业的指挥中枢，其任务管理功能至关重要。它能够实时监控设备的运行状态，并根据作业的紧急程度和优先级进行智能调度。在面临作业冲突时，WCS展现出卓越的灵活性，能够迅速调整作业顺序，从而有效避免拥堵，确保仓库作业的高效流畅。

（3）异常处理功能

在通讯中断、设备故障等不可预见的情况下，WCS具备手动完成作业并更新状态的能力，同时，它还能将作业状态实时上报给WMS，以确保库存信息的及时更新。这种灵活的异常处理功能，使得WCS能够在紧急情况下保持高效运作，有效应对因设备故障或其他原因引发的异常作业情况。

（4）监控功能

WCS配备了实时监控界面，该界面能直观地展示各类设备的状态，包括联机、脱机、待机、工作以及故障等。此外，对于如堆垛机这样的移动设备，该界面还能依据PLC提供的行走数据，在地图上大致标出设备的位置。而对于输送机这类非移动设备，则能实时显示其托盘占位情况。

总结：

综上所述，WMS与WCS在仓储自动化环境中形成了一种职责分明、协作紧密的关系。WMS作为仓储运作的“智慧大脑”，用于统筹规划和精细调控整个仓库的运营活动。WCS作为WMS指令的执行者和自动化设备的监控者。相互之间深度融合与协同大大提升了仓储运营的绩效，也为企业的整体供应链优化与竞争力提升提供了强大动力。

以上是有关仓储自动化系统相关知识及应用，您掌握了吗？