關(guān)鍵詞：自動(dòng)化立體倉庫；WCS；組成；應(yīng)用

倉儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展離不開物流裝備和物流軟件這2個(gè)關(guān)鍵因素。自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)軟件通常由倉庫管理系統(tǒng) (WMS)和倉庫設(shè)備控制系統(tǒng)(WCS)2部分組成WMS涉及倉儲(chǔ)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程、業(yè)務(wù)規(guī)則，及與整個(gè)大物流系統(tǒng)的各種信息接口，這些信息接 口使倉儲(chǔ)子系統(tǒng)和整個(gè)物流環(huán)境有機(jī)地結(jié)合，協(xié)調(diào)運(yùn)作。WCS是最底層設(shè)備之問的通信系統(tǒng)，并與 WMS系統(tǒng)相互通信，從而使數(shù)據(jù)回流到企業(yè)資源規(guī)劃系統(tǒng) (ERP)。自動(dòng)化立體倉庫監(jiān)控系統(tǒng) WCS的組成、功能、應(yīng)用及發(fā)展方向

1  WCS的組成

1．1 硬件的組成

     (1)數(shù)據(jù)采集設(shè)備  激光條碼掃描設(shè)備、RFID讀寫電子標(biāo)簽設(shè)備、各類傳感器、攝像設(shè)一78 一備等；

     (2)數(shù)據(jù)通信設(shè)備 現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集卡等；

     (3)生產(chǎn)控制設(shè)備 各類 PLC模塊、工控終端設(shè)備、開關(guān)、工業(yè)指示燈設(shè)備等；

     (4)數(shù)據(jù)顯示設(shè)備 LED顯示設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等；

     (5)其他系統(tǒng)設(shè)備 各類系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。

     1．2 軟件的組成

   （1）后臺(tái)ERP系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)；

   （2）WMS與系統(tǒng)中的工作流程設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)輸入、處理和輸出功能；

     (3)現(xiàn)場終端的操作界面／功能設(shè)計(jì)，包括與生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)交互，以及數(shù)據(jù)輸入、處理和輸出功能；

     (4)生產(chǎn)設(shè)備控制，包括 PLC編程、設(shè)備控制功能和數(shù)據(jù)讀寫功能等；

     (5)數(shù)據(jù)通信模式，包括各類通信協(xié)議的設(shè)計(jì)，設(shè)備一設(shè)備、設(shè)備一系統(tǒng)、系統(tǒng)一系統(tǒng) 的通信接口設(shè)計(jì)。

2 WCS的應(yīng)用

WCS監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)控制、實(shí)時(shí)通信、隨時(shí)設(shè)定、實(shí)時(shí)監(jiān)視、故障處理等功能，擔(dān)負(fù)著立體庫中各堆垛機(jī)、運(yùn)輸機(jī)的集中控制和協(xié)調(diào)作業(yè)任務(wù)。通常由1臺(tái)工業(yè)監(jiān)控機(jī)、1塊以太網(wǎng)網(wǎng)卡和1塊 CP5613卡組成。通過以太網(wǎng)網(wǎng)卡掛在立體庫管理系統(tǒng)局域網(wǎng)上，與管理系統(tǒng)服務(wù)器和動(dòng)畫顯示計(jì)算機(jī)通信；通過 CP5613卡掛在 Profibus總線上，與堆垛機(jī) PLC、輸送機(jī)系統(tǒng) PLC通信，速率為 1．5 Mbit／s。

2．1 典型應(yīng)用

WCS的作用是協(xié)調(diào)、調(diào)度自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)中的各種物流設(shè)備，因此須與這些設(shè)備建立通信機(jī)制，解決WCS與底層物流設(shè)備的通信問題，進(jìn)行相應(yīng)的物理連接。圖 1為WCS控制流程圖。

     從圖 1可以看出，WCS對(duì)設(shè)備的控制可歸納為設(shè)備控制層和設(shè)備通信層，將設(shè)備的通用控制邏輯抽象到設(shè)備控制層中，而設(shè)備通信層只負(fù)責(zé)不同設(shè)備的連接。物流流程的執(zhí)行邏輯從上層經(jīng)過中間層的協(xié)議打包轉(zhuǎn)化成直接的特殊設(shè)備控制指令，發(fā)送到具體的物流設(shè)備 中，物流設(shè)備的狀態(tài)則從反方向傳到上層。通過對(duì)每種設(shè)備的抽象分層，各層的功能相對(duì)獨(dú)立，整個(gè)系統(tǒng)的耦合性大大降低。只要滿足一定的接口規(guī)范，就可以在 WCS中單獨(dú)更換某一層，而不會(huì)對(duì)其他正常運(yùn)行的功能產(chǎn)生影響。例如，根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況需要把設(shè)備通信層從TCP連接換成串KI方式，或由于物流設(shè)備的更新，設(shè)備通信協(xié)議出現(xiàn) 了變化，此時(shí)只需更換設(shè)備通信層。

2．2 路徑管理

    在自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)的流程控制中，除了信息流程控制，還包括實(shí)物搬運(yùn)流程控制 (路徑管理)。堆垛機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備對(duì)路徑的影響很大，一旦出現(xiàn)故障甚至?xí)绊懥鞒痰恼?zhí)行。因此，WCS在執(zhí)行正常的最優(yōu)路徑搜索前，首先要考慮設(shè)備是否可用 。

    由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)隨設(shè)備的狀態(tài)而變化，因此，在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中應(yīng)用最優(yōu)路徑前；Wcs需根據(jù)項(xiàng) 目的需求進(jìn)行調(diào)整，以滿足實(shí)際的業(yè)務(wù)或者設(shè)備運(yùn)行的要求。自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)的很多設(shè)備在處理任務(wù)時(shí)是互不相關(guān)的，例如，2臺(tái)堆垛機(jī)通常沒有任何關(guān)系，為高效地控制多種物流設(shè)備，從軟件技術(shù)角度考慮，WCS應(yīng)為基于多線程或多進(jìn)程的模式。每類設(shè)備或單 臺(tái)設(shè)備對(duì)應(yīng)相應(yīng) 的控制線程或進(jìn)程，WCS并行地控制這些設(shè)備，以提高系統(tǒng)的處理效率。

3 WCS發(fā)展方向

      在新環(huán)境下，WCS的職責(zé)并未發(fā)生改變，仍然是從倉庫管理系統(tǒng)、傳感器、掃描器、PLC和其他數(shù)據(jù)采集設(shè)備處接收信息，優(yōu)化貨物的運(yùn)送作業(yè)。但已擁有更多功能：擁有 WMS的核心引擎 ，用于最大化地分配作業(yè)，以及管理庫存、流程和訂單處理；可將作業(yè)分配給各個(gè)單獨(dú)的設(shè)備或與設(shè)備共同工作的人員；負(fù)責(zé) WMS或ERP系統(tǒng)與設(shè)備間的連接，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的調(diào)配，以順利完成作業(yè)任務(wù)；能有效地處理流程 自動(dòng)化或順序控制；新型的WCS還能計(jì)算出完成這些步驟的最有效方式，安排訂單的路徑，并能將所采集的與訂單狀態(tài)和位置相關(guān)的實(shí)時(shí)信息報(bào)告給另一套記錄系統(tǒng)。WCS的不斷發(fā)展將使其擁有動(dòng)態(tài)平衡作業(yè)的能力。