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    自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)是物流技術(shù)的一個(gè)劃時(shí)代的革新。它大大拓展了倉(cāng)庫(kù)功能，從單純的保管型發(fā)展到綜合流通型，是未來(lái)物流自動(dòng)化的一個(gè)重要發(fā)展方向。

        作為現(xiàn)代物流技術(shù)的典型代表，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)主要由貨架、傳輸設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、堆垛機(jī)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計(jì)算管理監(jiān)控系統(tǒng)等輔助配套組成。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)能夠按照指令自動(dòng)完成貨物的存取，并能對(duì)庫(kù)存貨物進(jìn)行自動(dòng)管理，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。



圖1 - 西門(mén)子物流與裝配（德馬泰克）堆垛機(jī)、輸送機(jī)和自走臺(tái)車

        就其特點(diǎn)而言，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨架長(zhǎng)度大、排列數(shù)多、巷道窄，密度高。巷道機(jī)上裝有各種定位的檢測(cè)器和安全裝置，保證巷道機(jī)和貨叉能高速、精確、安全地在貨架中取貨。立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)控制方式有集中控制、分離式控制和分布式控制3種。分布式控制是目前國(guó)際發(fā)展的主要方向，大型立體倉(cāng)庫(kù)通常采用三級(jí)計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)。三級(jí)控制系統(tǒng)是由管理級(jí)、中間控制級(jí)和直接控制級(jí)組成的。管理級(jí)對(duì)倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行在線和離線管理；中間控制級(jí)對(duì)通信、流程進(jìn)行控制，并進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像顯示；直接控制級(jí)是由可編程序控制器組成的控制系統(tǒng)對(duì)各設(shè)備進(jìn)行單機(jī)自動(dòng)操作，使倉(cāng)庫(kù)作業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。

        自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)該系統(tǒng)具有提升物流管理水平與物流運(yùn)作效率、操作簡(jiǎn)單、能與ERP系統(tǒng)進(jìn)行信息集成、節(jié)省占地面積、維護(hù)方便快捷等諸多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于一些生產(chǎn)型的企業(yè)，可以通過(guò)MES、ERP、WMS等系統(tǒng)的連接，完成對(duì)工廠生產(chǎn)入場(chǎng)喂料物流和成品出場(chǎng)物流，這在國(guó)內(nèi)醫(yī)藥、汽車、煙草、高科技行業(yè)中使用較為普遍。整個(gè)自動(dòng)化物流中心的解決方案中，通常有存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等組成。巷道堆垛機(jī)（AS/RS）、穿梭車（自走臺(tái)車）、自動(dòng)導(dǎo)引小車（AGV、LGV）、機(jī)器人、分揀設(shè)備（比如電子標(biāo)簽）、輸送設(shè)備等經(jīng)常被集成在一起建立起一個(gè)自動(dòng)化的解決方案。而對(duì)于每一個(gè)分系統(tǒng)，比如分揀系統(tǒng)，又經(jīng)常通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線（PROFIBUS）的方式將PLC、儀表、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、通信線路等連系在一起。對(duì)于配送和分揀業(yè)務(wù)量要求非常大的配送中心，比如煙草、醫(yī)藥、食品行業(yè)經(jīng)常還會(huì)用到塔式分揀機(jī)。

       與普通倉(cāng)庫(kù)相比，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。首先是節(jié)約空間、節(jié)約勞力。據(jù)資料顯示：以庫(kù)存11000托盤(pán)、月吞吐10000托盤(pán)的冷庫(kù)為例，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)與普通倉(cāng)庫(kù)比較情況為：用地面積為13%、工作人員為21.9%、吞吐成本為55.7%、總投資為63.3%。立體倉(cāng)庫(kù)的單位面積儲(chǔ)存量為普通倉(cāng)庫(kù)的4~7倍。其次是提高了倉(cāng)庫(kù)管理水平和準(zhǔn)確度，減少貨損，優(yōu)化、降低庫(kù)存，縮短周轉(zhuǎn)期，節(jié)約資金。

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

        普通標(biāo)準(zhǔn)貨架的使用。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)架比其他的貨架系統(tǒng)要昂貴許多，并且當(dāng)物品尺寸改變時(shí)，而無(wú)法改變。通過(guò)新的旋轉(zhuǎn)式叉（或者其他紙箱夾具）技術(shù)可以使巷道式堆垛機(jī)運(yùn)用到普通貨架。國(guó)際知名的物流自動(dòng)化都在進(jìn)行這方面的設(shè)計(jì)和研究。

        用于慢速移動(dòng)物品的分揀。以訂單拉動(dòng)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)在大型的分揀中心應(yīng)用時(shí)，對(duì)于慢速移動(dòng)的貨品，為了節(jié)省揀選面積和揀選庫(kù)位，一般把那些貨品存放在高架庫(kù)，通過(guò)堆垛機(jī)進(jìn)行揀貨。

         控制系統(tǒng)更易于維護(hù)和安裝。目前很多的控制系統(tǒng)是采用現(xiàn)場(chǎng)總線的形式，并且支持遠(yuǎn)程控制，使得系統(tǒng)維護(hù)更加方便和快捷。此外系統(tǒng)的架構(gòu)、設(shè)計(jì)、用戶界面使得工程技術(shù)人員更易于維護(hù)，而不需要非常專業(yè)的控制系統(tǒng)或自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的專家進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。

        系統(tǒng)彈性和更大的工作能力。許多公司在研究如何提高自動(dòng)化立體化倉(cāng)庫(kù)的工作能力，同時(shí)也能提高系統(tǒng)的彈性，并且隨著彈性和工作能力的增加，對(duì)于巷道式堆垛機(jī)更換提供了更多的彈性空間。比如許多公司在研究同時(shí)用堆垛機(jī)揀三個(gè)周轉(zhuǎn)箱（單位托盤(pán)）到三個(gè)貨位上，這三個(gè)貨位又可由運(yùn)輸車輛的路線和訂單來(lái)決定等。

實(shí)施自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的注意事項(xiàng)

1、如何選型和確定集成方案
        在確定采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)后，我們的企業(yè)、系統(tǒng)集成商坐在一起共同探討自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的總體規(guī)劃、訂單分析、物流量的計(jì)算、倉(cāng)庫(kù)物品ABC分類、倉(cāng)庫(kù)格局設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)和WMS的功能實(shí)現(xiàn)。具體包括了倉(cāng)庫(kù)面積、庫(kù)位、貨架、區(qū)域劃分、堆垛機(jī)、輸送設(shè)備、分揀系統(tǒng)、托盤(pán)的設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)的流程、WMS的功能、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等。并且也要涉及具體設(shè)備的選型和報(bào)價(jià)，根據(jù)供應(yīng)商設(shè)備的性能參數(shù)計(jì)算和評(píng)估設(shè)備能力平均和最大能力能不能達(dá)到出入庫(kù)的要求等。

         新系統(tǒng)的實(shí)施或升級(jí)，最終是離不開(kāi)管理和業(yè)務(wù)的需要，有了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，必然少不了自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，只有使用強(qiáng)大的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)才能使得倉(cāng)庫(kù)管理和業(yè)務(wù)流程上一個(gè)臺(tái)階，才能將先進(jìn)的硬件設(shè)備發(fā)揮作用和產(chǎn)生效益。這也是倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)和許多ERP供應(yīng)商提供的庫(kù)存管理系統(tǒng)軟件有很大不同的地方。倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)是專業(yè)的倉(cāng)庫(kù)管理，它對(duì)庫(kù)內(nèi)所有的操作、人員、區(qū)域、庫(kù)位、設(shè)備進(jìn)行管理，并能達(dá)到任務(wù)的優(yōu)化和作業(yè)交叉等。 在做倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的選型時(shí)，不但要考慮到倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)支持自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的支持度，而且要考慮倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能、對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)流程的支持、與其他系統(tǒng)（ERP、MES、OM）等的對(duì)接，這樣在倉(cāng)庫(kù)管理才能和企業(yè)或配送中心的業(yè)務(wù)流程、管理需要無(wú)縫結(jié)合起來(lái)。

        在這階段的工作中，需要將自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)及相關(guān)輔助系統(tǒng)和設(shè)備、控制系統(tǒng)、WMS等完整集成在一起。通常在做這幾方面的系統(tǒng)集成要考慮的因素非常多，下面列舉兩個(gè)經(jīng)常會(huì)遇到的問(wèn)題：
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        如果是針對(duì)配送中心：WMS如何下達(dá)分揀指令、分揀如何實(shí)現(xiàn)？比如是按批次、還是波次，指令時(shí)按照區(qū)域來(lái)揀，還是按訂單？系統(tǒng)必須保持一定的彈性和靈活性來(lái)實(shí)現(xiàn)所有的功能。
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        如果是針對(duì)生產(chǎn)入場(chǎng)物流并要喂料：假如是通過(guò)全自動(dòng)設(shè)備提供喂料功能，而不是通過(guò)人工、或者生產(chǎn)車間很大的中間庫(kù)存提供原料的話，那么對(duì)系統(tǒng)的性能要求非常高。如果在涉及到原材料（配件）的分揀、組裝等操作，那么整個(gè)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)非常復(fù)雜，如何準(zhǔn)確、均勻地喂料是一個(gè)很重要的考慮。在汽車、高科技和煙草行業(yè)經(jīng)常遇到這樣的要求。
       許多自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的集成商自己也開(kāi)發(fā)了一套倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，比如西門(mén)子物流與裝配和大福等世界著名的物流成套設(shè)備供應(yīng)商，但總體而言，其功能和其他信息管理系統(tǒng)的集成性方面與一些專業(yè)化的第三方倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件還有一定的差距。這些系統(tǒng)集成商的WMS產(chǎn)品也呈現(xiàn)不同的技術(shù)特點(diǎn)和功能，但其功能在不同行業(yè)應(yīng)用中也有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。對(duì)于客戶而言，為了實(shí)施一個(gè)成功的WMS，需要考慮很多方面的因素。




專業(yè)WMS和系統(tǒng)集成商提供的WMS比較

2、WCS與WMS的集成風(fēng)險(xiǎn)
        傳統(tǒng)意義上的WMS供應(yīng)商都不是物流系統(tǒng)集成商，也不具備物流設(shè)備設(shè)計(jì)、制造、集成的能力。尤其在各個(gè)行業(yè)占有許多市場(chǎng)份額的WMS供應(yīng)商如何將自己的WMS和那些自動(dòng)化物流系統(tǒng)進(jìn)行集成，這主要是WMS和倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)（Warehouse Control System）的合作了。WCS通常由系統(tǒng)集成商或者設(shè)備供應(yīng)商提供，一般采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議、RS232或RS485協(xié)議等與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信。而WMS供應(yīng)商通過(guò)中間件技術(shù)或者SOCKET通信技術(shù)和倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)進(jìn)行連接。WCS也可以通過(guò)數(shù)據(jù)包或者數(shù)據(jù)廣播的形式將所有的設(shè)備狀態(tài)信息等全部返回給WMS，與WMS實(shí)時(shí)通信。在實(shí)際對(duì)接時(shí)，WMS可能涉及到的有電子標(biāo)簽、AS/RS、塔式分揀系統(tǒng)、輸送機(jī)、分揀機(jī)、AGV、機(jī)器人等。



圖2 - SSA從生產(chǎn)到消費(fèi)的端到端過(guò)程的供應(yīng)鏈解決方案

        在實(shí)施WMS和WCS對(duì)接時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的一些問(wèn)題：從技術(shù)上講WMS和WCS必然要求是連接的，并能進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制指令的通信，所以在第一階段必須確定接口的方案。在硬件上、協(xié)議上、通信頻率上、數(shù)據(jù)量上進(jìn)行確定等。然后針對(duì)業(yè)務(wù)流程和WMS系統(tǒng)功能來(lái)設(shè)計(jì)兩者之間的通信和會(huì)話。然后建立各自的參數(shù)定義，比如設(shè)備編碼、指令編碼等。在做制造業(yè)生產(chǎn)入場(chǎng)物流的實(shí)時(shí)喂料時(shí)，系統(tǒng)通信就會(huì)變得復(fù)雜。接口通信程序必須通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試后才能在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試。許多WCS的供應(yīng)商提供產(chǎn)品的模擬測(cè)試軟件進(jìn)行與第三方的倉(cāng)庫(kù)管理軟件進(jìn)行對(duì)接測(cè)試。

        圖3為SSA EXCEED WMS（原EXE EXCEED WMS）和倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的連接邏輯架構(gòu)，WMS IDX MHE中間件提供了與控制系統(tǒng)和倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的對(duì)接工具和手段；具體的數(shù)據(jù)形式可以是以通信數(shù)據(jù)包的方式或者數(shù)據(jù)庫(kù)中間表的形式進(jìn)行傳遞。



圖3 – SSA IDX MHE多層架構(gòu)和中間件技術(shù)

        在SSA的一個(gè)實(shí)施案例中，SSA成功地將一個(gè)半導(dǎo)體高科技企業(yè)客戶的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)與日本大福的群組控制系統(tǒng)與EXCEED WMS成功對(duì)接，EXCEED WMS實(shí)現(xiàn)了WMS與自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)的出入庫(kù)指令、動(dòng)作的實(shí)時(shí)通信。并滿足了企業(yè)出入庫(kù)業(yè)務(wù)流程和倉(cāng)庫(kù)業(yè)務(wù)流程運(yùn)作的需要。