仓储执行系统（WES）

时间：2023-03-14 20:06:02 | 来源：电子商务

时间：2023-03-14 20:06:02 来源：电子商务

一、什么是仓储执行系统

由于人工、土地成本大幅上升，自动化立体仓库崛起，智能装备厂家在仓储控制系统（Warehouse Control System，WCS）的基础上不断叠加新功能，形成了轻量WMS和包含WCS功能的新生儿，这就是仓储执行系统（Warehouse Execution System）的雏形。

WES重点在执行优化上，尤其在智能工厂中，自动化立体仓库中的自动化设备种类增多，一开始可能只有自动化存取设备，比如堆垛起重机，如今可能有自动码盘、自动分拣、自动包装、自动拣货等一系列设备协同作业，完成自动出入库任务。因此WCS逐渐发展为WES也是大势所趋。

WES是一个在WCS的基础上扩展了更多的控制、协同和轻量管理功能的软件系统，它与WMS没有明确的区分界限，三者的关系如下：

在仓储作业任务相关的领域内，比如组盘、存入货架、取出、拣选、包装等，WES渗透进WMS，接管了这些作业的自动化执行和控制，更重要的是：

1. 对这些作业任务自动排程；
2. 优化和均衡多个自动化设备协同工作
3. 执行时动态分配资源

WES可以协同多个WCS一起工作，非常适用于自动化程度高的无人仓库，比如自动化设备多、物流路线复杂的厂内智慧物流项目中的多个线边库的场景。

二、WES和WMS、WCS的异同

WMS重点在于物流的数据管理，追踪物料在配送中心、仓库的流进、流出和库内周转过程。WCS重点在自动化设备的控制，替代人工完成仓储作业。而WES重点在执行的优化上，比如作业任务必须有先后才符合控制逻辑，比如物流路线的选择要符合设备负载均衡的原则等等。三者的关注点不同。

三、WES和WMS、WCS功能组成

WES包含了WMS基本的收、发、存管理功能，如上图所示中WMS中有颜色的部分，能完成基础的仓储管理业务。

WES完全包含WCS的自动存取、移位、作业管理、设备监控等功能，也意味着集成了设备控制、自动扫码和RFID识别、外部AGV控制系统等功能组件。

WES扩展了更多自动控制功能，如自动组盘、声光控制（存放和拣选）、自动拆包和包装、自动分拣系统、自动拣选，关键的是WES具备作业排程和调度功能，使得它更聪明地更高效地执行复杂的组合式仓储作业。

WES非常适合与MES高度集成，实现无人仓库，自动为24小时不间断生产线配送物料。但是复杂的管理需求还是需要WMS来应对。

四、领先的WES优势

优秀的WES应该具备自动化、智能化和可视化的特征以及技术架构先进的设计。尤其是它的调度算法要足够聪明，比如让设备效率最高、工作负载均衡等等。

更进一步，领先的WES要具备的特征总结如下。首先如何做好仓储控制系统（此文也是我写的哦）是基础，尤其要强调系统的安全性、可靠性。

这里的安全性不仅是软件系统本身的，还要考虑软件、硬件和设备控制的一体化安全解决方案，例如要研究如何防止人进入危险作业区域的报警机制、通信自动切断机制、超高超宽货物禁止进入货架的拦截办法等等，反正不能因为你导致安全事故。

可靠性是不间断作业的基石，自动控制依赖工业局域网络技术，虽然类似Profinet这些工业组网技术具有高可靠性，但是工业现场状况复杂，也会出现断网的情况。有些设备不得不采用无线通信，例如密集式存储方案用到无线穿梭板，那么就对软件和代码提出了更高的要求，你不得不设计出重试机制。每个设备驱动采用单独的线程控制，然而很难保证不因网络、数据库或其他异常导致线程终止，你必须有自己的自恢复机制。关于可靠性在《仓储控制系统（WCS）软件可靠性设计》一文中有更详细的论述。

五、一个全自动线边库案例

说了这么多，用一个案例更能说明问题。如下图所示的一个生产线边自动立体仓库，出入口经横向的RGV转运、机器人码盘、AGV或自动叉车送料。中间涉及4~5个环节，多个自动化设备，单个设备的环节可能成为节拍的瓶颈，需要通过聪明的调度算法优化解决。

若考虑立体仓库为密集型存储，使用无线穿梭板接送与堆垛机配合上下架，还会增加一个环节，那我们就考虑最复杂的情况。

上图所示的从立库送料至生产线的过程需经5个步骤，控制5种不同的自动化设备协同作业才能完成。假如是多台堆垛机，多台自动叉车，多种物料类型需要送到不同的生产线工位，那么还涉及到物流路线的选择和优化，复杂性大幅提高，于是WES更有了用武之地。

首先，五个作业任务有相互依赖关系，完成了前置作业，后面的才能开始。考虑直接与MES集成的场景下，当MES将生产计划传入后，WES负责自动投料，为每一次投料创建的5个作业都需要排程来设置依赖关系，例如作业2的前置作业是1。

然后，要考虑实际执行过程中的资源动态分配，例如路线中RGV只有一台，为了高效利用而不成为节拍瓶颈，你需要让它哪个作业具备执行条件的可以先干，但又不能打乱MES要求的生产投料顺序，头大啊。

六、后序

花了我好多时间，思考、整理和制作PPT，撰此短文分享给同行。