仓储是电网企业物流管理的一个重要组成部分, 在物流系统运行过程中起着至关重要的作用。高效合理的仓储可以帮助企业加快物资流动的速度、降低成本, 保障电网建设和生产顺利进行, 并可以实现对物力资源的有效控制和管理。

电力物资仓储的发展经历了不同的阶段, 从原始的人工仓储到智能仓储演进, 通过各种现代物流技术对仓储的支持, 仓储的效率得到了大幅度提高。

物资的输送、仓储、管理、控制主要是依靠人工及辅助机械来实现。物料可通过各种各样的叉车、堆垛机和升降机来移动和搬运, 用货架托盘和可移动货架存储物料, 通过人工操作机械存取设备。

利用自动导引小车 (AGV) 、自动货架、自动堆垛机、穿梭车、自动存取机器人、自动识别和自动分拣等系统, 与仓储管理系统一起形成了“集成系统”的概念。通过仓储管理系统按业务需求生成并发送指令给自动化设备, 由自动化设备执行相应的指令并反馈给仓库管理系统, 从而形成闭环的集成化系统中。

在自动化仓储的基础上继续研究, 实现与其他信息决策系统的集成, 朝着智能的方向发展。利用信息技术, 通过射频技术、数据通信技术、条形码技术、扫描技术实现产品的入库、出库、库内管理的各个主要环节, 使采集的数据自动接入标准化的、联网的数据库, 掌握动态、实时的各类仓储状态信息。结合以“大数据、云计算、物联网、移动互联”为代表新一代信息技术的持续推广应用, 不断推动电网企业仓储管理朝智能化仓储方向迈进。

仓储作为物流各环节的接合部, 是企业作为连接供应方和需求方的桥梁, 也是企业平衡供需的重要物资“蓄水池”。仓储管理业务主要涉及物资入库、分拣、在库、盘点、出库、补货等方面, 仓储管理过程中产生和流通的信息量非常大, 包括物品种类、数量、用途、储存位置、库存状况、各类依附于物资上的业务属性等。仓储信息网络化与集成化已成为提高企业物流运转效率的非常必要的手段。在物资仓储作业阶段, 通过把射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集技术应用于仓库堆垛机及自动导引车和传送带等运输设备上, 使自动化库房初步形成, 物资流转效率就更高, 可靠性更强。

现代化、智能化的仓库必将涉及先进的自动化物流设备, 如自动化立体仓库 (AS/RS) 、输送分拣系统、电子标签、条形码、RFID、AGV、自动码盘机器人等。仓库物流系统的高效运作, 需要硬件与软件的密切配合, 而各个信息系统之间的集成, 是保证仓库内各项作业流程正常运作的必要条件。

一个完整的智能化仓储系统, 主要由仓库管理系统 (WMS) 、仓库控制系统 (WCS) 组成, 两者配合完成各类复杂的仓库业务与作业任务。

WMS (Warehouse Management System) 是指仓库管理系统, 着重于满足仓库业务的管理功能。它主要是通过信息系统实现仓库的收货入库、发货出库、库内理货、物资盘点、货物上架、物资拣配等各类业务管理操作。通常情况下, 仓库管理系统是在库存管理的基础上, 对仓库实际的业务操作进行进一步的细化管理。

WCS (Warehouse Control System) 是指仓库控制系统, 是介于WMS系统与硬件设备的PLC系统之间的一个管理控制系统, 主要用来对仓库硬件设备作业动作进行控制反馈。它一方面与WMS系统进行信息对接交互, 接收WMS系统发来的作业指令, 并将其发送给硬件设备的PLC系统, 硬件设备产生相应动作和反应;另一方面, 将PLC系统的执行结果数据及作业状态数据实时反馈回WMS系统, 形成仓库信息控制闭环。

在电力仓储管理的相关软硬件系统中, 在软件层面, 主要是通过ERP系统进行库存管理 (IM) , 通过仓库管理系统进行仓库具体作业管理 (WMS) ;在硬件层面, 主要包括自动化立体仓库的各类自动化硬件设备、仓库中的各类智能化设备。

WCS系统作为WMS与物流设备之间的中间层, 负责协调、调度底层的各种物流设备, 不仅承担了管理系统指令的接收、转译和向硬件设备PLC的再发出职能, 同时也承担了硬件设备状态及执行结果反馈的接收、转译和向管理系统的再反馈功能, 从而使底层物流设备可以执行仓储系统的业务流程。因此, 智能仓储系统中WCS系统主要有与WMS系统的指令及反馈接口、与各类硬件设备之间的指令及反馈接口, 以及WCS系统内部的管理、协调、调度、监控功能。如下图所示。

通过Web Service或数据库接口表, 实现系统对接。系统对接需要支持双向数据, WCS系统与WMS约定具体的数据格式, 明确接口规约, 用于进行指令接收和执行结果反馈。

PTL设备主要用于灯光辅助拣选, 通过作业仓位亮灯提示和数字显示提示方式, 确保快速准确拣选。一般情况下, 它的控制系统提供API、数据表中转等两种接口方式, 供第三方ERP、MES或WMS调用。为了最大限度发挥WCS的控制作用, 采用FT LogisticsSuite套件中的嵌入式功能, 通过二次开发将FT嵌入至WCS系统中, 实现在WCS系统对PTL设备的全面控制。

采用自动货柜的控制驱动, 实现货物的自动取出;支持设备的配置功能 (不包括设备的物理配置) ;负责接收WMS (SAP) 发送来的托盘订单, 发送指令给自动存储柜, 自动存储柜在执行过程中出现的错误警告, 由操作人员手动干预。软件不做处理, 接着执行下一个托盘订单, WCS程序自动控制打开柜门送出托盘, 关闭收起托盘。

依据RFID硬件厂商提供的驱动或硬件自身底层通讯协议, 开发相应的应用功能模块, 包括但不限与RFID标签各个芯片模块内容读取, 单号及关联RFID标签内容绑定, RFID自身信号强度随单次出入库物品数量的改变等。

自动存取系统 (AS/RS) , 也就是通常所指的自动化仓储系统, 是由高层立体货架、堆垛机、输送系统、信息识别系统、计算机控制系统、通信系统、监控系统、管理系统等组成的自动化系统。WCS系统采用对AS/RS系统中的计算机控制系统进行指令通讯和转译接口集成的方式, 实现对AS/RS系统的集成控制。

WCS与WMS的接口方式, 可以采取数据库表交互或WebService。WCS执行的任务是由WMS下发的, 这些任务 (Task) 不一定与物流操作上的订单一一对应。这是由于WMS已经对订单, 特别是出库订单进行了优化和组合, 如波次处理。因此, WCS只能对任务进行操作, 不能对订单进行操作。相应地, WCS可以对任务进行监控, 不能对订单进行监控。

WCS与硬件设备的接口, 采用PTL、自动存储柜、RFID等设备厂商提供的底层开发包、指令代码, 结合产品应用的推广, 依据产品不同的性能及应用。WCS架构设计为设备接口是可安装和可拆卸的, 可以根据与设备供应商的协议装入设备驱动模块。WCS支持设备多种接入方式, 包括工业以太网、串行口、现场总线等。使用最多的接口方式是以太网及串行口方式。

通过仓库控制系统在电力智能化仓库的开发和实施, 仓库软硬件系统从分散独立个体, 转变为统一集成的整体, 形成了以自动化仓位为中心、普通智能化仓库为支撑的一体化仓储网络系统, 各级仓库作业管理模式发生了深刻的变化, 仓库人力成本大幅度下降, 仓储服务水平大幅度提升, 效果显著。

自动化仓库实现了仓库管理系统与自动化设备的操作互通, 实现了物资自动存取、流利式货架自动补货、快速灯光拣选、空托盘自动供应、容器自动分流、拣选区自动补货、托盘自动搬运等功能, 大幅提高了自动化仓库的仓储配送业务处理能力, 为自动化仓库作用的发挥提供了坚强的支撑。

在普通智能化仓库中, 利用条形码与RFID双模标签、灯光拣选技术 (PTL) 、各类RFID射频读写设备、手持终端 (PDA) 等相关智能化设备, 结合WMS系统的功能, 实现了作业任务智能分配、信息多模式采集输入、物资上下架仓位定位引导、自动仓储机系统自动任务调度执行、作业信息智能提醒等功能, 实现了信息系统与物联网技术的深度融合, 显著提升了仓库作业效率和作业质量。

仓库控制系统 (WCS) 承担着仓库管理系统EWM与仓库各自动化硬件设备之间的信息交互, 驱动其硬件工作。在物流自动化技术高速发展的今天, WCS系统控制PTL自动拣选设备、自动存储设备、RFID快速扫描和无障碍阅读等设备, 可快速、准确地进行数据采集和处理, 实现仓库的标准化和高效化运营, 实现快速查货、拣货, 堆存直观、高效盘库等业务操作。随着“工业4.0”“两化融合”相关技术不断成熟, 以及“中国制造2025”战略持续推进, 各类现代仓储物流设备必将更多的进入仓库。通过仓库控制系统 (WCS) 有效连接起仓库管理系统与硬件设施设备, 仓库相关软硬件将构成强大集成系统, 必将大大降低人工成本、提高仓储信息的准确性和可靠性, 进一步提高仓储作业效率、提高仓库物流运行效率, 降低物流总成本。