3. 軟件

        立體庫的軟件系統主要包括WMS系統，WCS系統和監控系統等。有的供應商將監控系統與WCS系統集成在一起，統稱為WCS系統。對此，伍強科技從系統實施角度考慮，采用分開設計的架構，取得了較好的效果。

        WMS系統

        作為立體庫的WMS系統，除了要求具備普通的WMS功能外，還有很多特別之處。總結如下：

        （1）組盤要求

        組盤要求非常嚴格，絕對不能超差和超重，這是AS/RS系統的顯著特點。AS/RS有尺寸和重量監測裝置，要求這兩項均不超過設定值；

        （2）貨位均衡

        自動化立體庫基于作業安全和效率的考慮，對貨位分配有特別的要求。一般情況下，要求同一SKU的多個托盤被均勻分配到不同巷道，在整個作業過程中各巷道的托盤數基本相同。這是與普通的倉庫管理系統不同的地方；

        （3）實時性要求

        一方面堆垛機完成每個作業的時間并不相同，另一方面由于故障等原因，會導致分配的任務并不能按時完成，從而打亂了原先的分配原則。這時要求WMS系統根據實時情況分配貨位。此外，由于堆垛機是自動完成作業的，所以WMS要實時記錄貨位的變化，避免出現賬實不符；

        （4）故障處理

        WMS故障類型很多。主要有兩個需要處理：

        貨位空故障：出庫時，當記錄的貨位有托盤，但實際監測沒有，造成帳實不符。

        這一類故障將直接影響本次發貨，而系統也需要進行處理。一般情況下，處理此類錯誤首先需要人工確認監測結果是否正確。如果屬于監測錯誤，則應修復設備，排除故障，重新作業；如果檢測無誤，則要求重新分配貨位，并對當前貨位進行跟蹤處理。

        貨位滿故障：入庫時，當記錄的貨位無貨物，但實際監測有托盤，造成賬實不符。

        這一類故障影響入庫作業，處理此類錯誤首先需要人工確認監測結果是否正確。如果屬于監測錯誤，則應修復設備，排除故障，繼續作業；如果檢測無誤，則要求重新分配貨位并對當前貨位的貨物進行跟蹤，修復庫存。

        此外的故障還有庫存不準確等，也需要處理。維持庫存準確是保證作業流暢的前提。

        （5）在線揀選

        在線揀選是AS/RS系統的一項重要功能。WMS對此要有相應支持。

        在線揀選對于波次揀選時，要求減少堆垛機作業次數，一次完成整個波次的揀選，有些類似于提總揀選；

        在線揀選在揀選完成后，面臨托盤回庫的問題。有兩種策略：其一是回到原貨位，其二是重新分配貨位。不管采用哪種策略，WMS將擔負管理貨位和分配貨位的責任。如果揀選完成后成了空托盤，堆垛機可將空托盤自動收集成垛存放在靠近揀選位的某個空貨格內。

        （6）貨位鎖定

        貨位鎖定對于AS/RS系統非常重要。有時是因為堆垛機故障需要鎖定貨位，有時是因為其他原因需要鎖定。WMS系統應提供自動和手工鎖定貨位的功能。

        （7）貨位狀態管理

        AS/RS系統的貨位狀態有很多種，如空貨位、滿貨位、入庫狀態、出庫狀態、鎖定狀態，此外還要根據實際應用設計其他狀態。

        （8）與WCS接口

        當然，除與ERP有接口外，WMS必須與自動化監控系統有接口。由于系統和設備的多樣性，接口也具有多樣性。伍強科技設計的WCS系統架構，將WMS與設備隔離開來，實現了WMS與設備無關，進而簡化WMS的設計、發布和維護。

        立體庫WMS的特性還有很多，如盤庫策略和方法、貨位的優先級管理、雙深度貨位管理等。限于篇幅，不一一例舉。

        WCS系統

        關于WCS的概念，大家理解的并不一致。從伍強科技的觀點來看，WCS乃是位于WMS之下和監控系統之上的信息系統，完成WMS與自動化系統的連接。這是WMS系統與自動化系統無關性理論的基本內容。有人把WCS理解為監控系統，是沒有理解伍強科技關于WMS與自動化系統無關性理論的重要性。從一定意義上講，WMS與設備無關理念的提出，是伍強科技對物流技術做出的重大貢獻。

        眾所周知，一個復雜的物流系統，其自動化系統會不止一個。有時，這些自動化系統并不是一個供應商所提供，這就形成了多個子監控系統。如果WMS直接與這些監控系統連接，勢必破壞WMS的獨立性和標準化，給系統開發和維護帶來很大困難。試想，如果一個WMS實施的每一個系統都是不一樣的，未來的維護將是怎樣的一個態勢？此外，一個基本的事實是大部分WMS廠商并不了解自動化系統。

        下圖表示了兩種結構的差異：

        圖1表達的結構是傳統的結構。WMS直接與設備連接。有人問，這有何不妥嗎？這個問題只有對物流系統實施非常熟悉的人才知道，這一結構是導致很多矛盾產生的根源。其實，更大的問題還不是這里，而是這種非標準化設計思想，導致了WMS系統本身的不穩定。更不要說實施、部署、維護的困難了。

        WCS的基本功能包括接受WMS的作業指令，經過整理、組合、拆分，形成各自動化系統的作業指令，分發給各自動化系統。同時，接收各自動化系統的現場狀態，反饋給WMS。

        從WCS的角度看，WMS是關于作業要求的發出者。在入庫作業時，將托盤貨物存放在什么位置；在出庫作業時，要求貨物從什么位置出，出多少，這些應是WMS的工作內容。而具體由什么系統去執行，并不是WMS要關心的事情，WCS則完成了任務分發的工作。這種架構設計看似簡單，卻給物流系統帶來了革命性的影響。

        WCS有如下顯著特點：

        明確了WMS與設備無關的概念，結構清晰，易于維護；

        理清了WMS與監控系統的職責，各司其職，不再有理不清的矛盾；

        對于大型物流中心，大大減少了聯合調試的時間；

        系統穩定性大大加強；

        便于遠程部署WMS系統，尤其是云端系統的部署變得可行。

        監控系統

        顧名思義，監控系統完成自動化作業的任務監控。

        在一個自動化立體庫系統中，監控系統要求與立體庫設備發生緊密的互動，主要是堆垛機、輸送機、穿梭車等。在其他系統中，還有分分揀機、AGV、機械手等自動化設備。

        堆垛機監控系統

        入庫：一個堆垛機的入庫作業循環包括：

        1 接受輸送機系統的入庫請求；

        2 堆垛機達到入庫口（其中包括運行的加速、運行、減速、停準等動作，起升的載貨臺回原位動作）；

        3 堆垛機取貨作業（其中包括伸叉、叉體到位、微升、微升到位、回叉、回叉對中等動作），取貨完成，還需要發給輸送機一個取貨完成指令，以便輸送機釋放占位；

        4 堆垛機運行到指定位置（包括水平位置和高度位置）；

        5 堆垛機檢查貨位是否有貨（如有貨則報故障）；

        6 堆垛機放貨作業（其中包括伸叉、叉體到位、微降、微降到位、回叉、回叉對中等動作）；

        7 堆垛機待機。

        一個完整的出庫環節包括：

        1 接受監控系統的出庫請求（在一個隊列里的第一條指令）；

        2 堆垛機達到預定貨位位置（其中包括運行的加速、運行、減速、停準等動作，起升的載貨臺要求同步運動到預定位置）；

        3 堆垛機檢查貨位是否有貨（如無貨則報故障）；

        4 堆垛機取貨作業（其中包括伸叉、叉體到位、微升、微升到位、回叉、回叉對中等動作）；

        5 堆垛機運行到指定出庫口位置（包括水平位置和載貨臺高度位置），有時，一個巷道有多個出庫口。因此，指定出庫口非常重要；

        6 堆垛機向輸送機系統發出卸貨申請，輸送機即刻回復是否可以卸貨；

        7 當允許放貨時，堆垛機執行放貨作業（其中包括伸叉、叉體到位、微降、微降到位、回叉、回叉對中等動作）；

        8 堆垛機待機。

        在整個作業循環中，堆垛機要求時刻監控貨物是否在運行中超差。如果發現超差，將立即停止運行，并報故障。

        對于堆垛機系統來說，每個控制系統與監控系統的交互并不是完全一樣的。有的是將整個作業循環作為一個事務來處理，這樣交互的內容就很少；有的是將整個循環劃分為多個小循環和多個小事務，交互的情形就比較多。總體來看，各有優缺點。

        輸送機監控系統

        相對來說，輸送機監控系統要簡單一些。這是由輸送機的功能簡單決定的。在輸送階段，幾乎沒有什么需要監控，一切按照內部邏輯運行，只是在出現故障時需要處理。而在分流段，則需要根據系統規劃的路線或外部的條形碼信息決定分流路線。但輸送機也有復雜的地方，如條碼的識別就是一個問題。系統不僅要求識別要準確，而且要求快捷，但現實是這兩點都難以做到。

        穿梭車監控系統

        穿梭車的監控有點類似于堆垛機，但比堆垛機要簡單一些，主要是沒有載貨臺的控制，也沒有貨叉作業（注：有些穿梭車采用貨叉）。

        圖形顯示系統

        監控系統的另一工作是圖形顯示，可以安排專門的計算機系統完成。

        一個好的圖形顯示可以觀看到整個中心的作業情況，對于日常維護是非常重要的。