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仓储管理软件在物流自动化解决方案中的应用与发展
2022-07-14 15:39:25

仓储物流在整个供应链环节中起着重要的承上启下的作用。仓储物流管理软件是供应链降本增效的大势所趋。优秀的仓储物流管理软件帮助企业提高仓库的运营效率、透明度和灵活性。数据驱动的智能化方向是物流系统的趋势之一。

一、仓储物流软件概览

从物流装备技术的发展历程来看,仓储管理正由机械化向自动化、智能化升级,仓储物流管理软件是这一升级过程中的重要代表性产品之一。从传统仓储管理软件的发展历程来看,国内仓储管理规划呈现的趋势为由规范化、精细化向数字化、自动化、智能化方向发展。

在介绍仓储物流软件之前,我们先简要了解一下企业应用软件。一般而言,根据企业高层、中层与基层的职能,企业应用软件可以分为决策软件、管理软件和操作执行软件。ERP软件是针对物资资源管理(物流)、人力资源管理(人流)、财务资源管理(资金流)、信息资源管理(信息流)集成一体化的企业管理软件。1990年,美国计算机技术咨询和评估集团 (Gartner Group Inc)提出了企业资源计划,即ERP(Enterprise Resource Planning)的供应链管理思想。1992年,SAP 发布R/3,成为世界上首套符合ERP定义的企业内部管理软件套件。物流管理是企业资源管理的一部分,是企业供应链管理的一部分。物流管理软件是操作执行层软件,多为物流企业或企业的物流部门所使用,往往包括订单管理系统(OMS,Order Management System)、运输管理系统(TMS,Transportation Management System)、仓储管理系统(WMS,Warehouse Management System)、仓库控制系统(WCS,Warehouse Control System)、货代管理系统等多种系统。

在众多的物流管理系统中, WMS是现代化仓库和物流配送中心的重要核心。WMS综合仓储基础资料管理、出入库管理、库内管理、报表中心方面的功能,具体包括收货、上架管理、拣选管理、库存盘点、仓库调度、装车发货等多流程功能。

如今,随着自动化硬件技术、集成控制技术的发展,在传统WMS基础上,管理自动化系统的新型WMS也发展起来了。在仓库和配送中心运营场景下,WMS往往与WCS、TMS、OMS以及上位管理软件ERP系统相对接。OMS以及上位ERP系统属于计划层,负责为WMS下发任务指令。WMS是关注仓储管理和订单履行的执行层,WCS是介于WMS和PLC系统之间的操作层。WCS在接收下发的任务指令后,基于仓储管理规范进行任务分解和任务自动分配,控制各个设备动作和运行协调,并对任务执行过程进行多线程处理、动态管控,同时动态监控实时的任务执行状况。结合具体行业特点和应用场景,仓储物流管理软件需要实现不同功能,并可能需要一定的功能扩展。比如,在制造业物流管理场景中,与流通行业配送中心的WMS应用不同的是,还需要在WMS和制造执行系统(MES,Manufacturing Execution System)之间搭建原料仓与线边仓之间物料配送的过程管理。

WMS是现代化仓库和物流配送中心运行的“大脑”。只有将最先进的硬件与具备创新性、前瞻性的先进软件完美结合,才能帮助企业挖掘内部物流的全部潜力。瑞仕格(Swisslog)作为一家全球知名的老牌自动化物流系统集成商,基于自动化物流系统集成方案自主开发仓储物流管理软件。瑞仕格WMS与上述所提到的WMS系统并非竞争关系,更多是相互补充、相互配合的关系。

自2011年起,瑞仕格在已验证可靠的仓储管理软件——第6代瑞仕格WMS的基础上持续开发迭代了第7代物流管理软件SynQ。此外,除了专有软件平台SynQ,瑞仕格也是首家提供先进的SAP EWM平台开发的企业。2017年,瑞仕格SynQ软件开始集成VR虚拟现实和AR增强现实;2018年,开始发展机器学习技术。2019年成立瑞仕格中国软件中心,为满足客户服务需求提供及时的响应。瑞仕格软件目前在全球实施400多个项目,并在全球范围内拥有业内最大的支持组织,支持24/7全天候客户服务。

下面,以瑞仕格自主研发的SynQ物流管理软件产品应用为例,对仓储物流软件发展趋势进行简要说明。

二、智能协同的仓储物流管理软件

瑞仕格仓储物流管理软件SynQ,即协同智能(Synchronized intelligence),在一个统一的模块化标准软件平台上,提供优化仓库运行所需的功能,包含仓库管理、物流管理及自动化控制系统功能,以及一系列商业智能工具。智能协同自动化设备、机器人、用户和流程的同时,可以根据需求在SynQ平台中选择模块,以达到最佳性能。SynQ既适用于单一子系统的解决方案(如单一的AutoStore系统),又能胜任高度复杂的综合自动化解决方案。SynQ物流管理软件具有以下优势特点。

1.标准的软件平台

大多数面临仓储管理挑战的企业,通常会寻求改进现有系统或部署新系统。在部署新系统时,保持良好的业务连续性是需要考虑的一个方面。一个标准的软件平台基础能够满足这一需求,而一个单纯的量身定制的解决方案则不能满足。在中国、澳大利亚、美国、德国等国家,确保最佳实践的运营和流程得到遵守是推动全球标准化的重要途径,也是后续能够通过相同知识库来进行远程支持和操作的重要途径。

瑞仕格的仓库管理系统SynQ是模块化的,确保可以根据需要添加或删除功能,而对现有实时运营的影响是最小化甚至是没有的,进而使企业能够在未来需要时随时升级和扩展解决方案。标准的平台和本地化专属软件团队的支持,使得企业客户,在没有本地资源和技术支持顾虑的前期下,能够尽可能获得目标实现的确定性和服务的可预测性,能获取、支持和开发解决方案。

2.智能协同自动化设备、人员和流程

自动化技术、人机协同、先进的通信技术以及快速发展的数据技术正在引领内部物流产业的变革,这一系列技术聚合组成的智能系统,正是工业4.0或工业互联网的重要特征。软件正是这一系列演变的核心。专为数据驱动的智能化供应链打造的内部物流管理软件,通过对仓储运营核心三要素——人员、流程、设备的协同管理,将流程数据化,人员与设备协同化,以最优的资源组配实现最高效的运营效率。

(1)围绕自动化系统设备实现多模块管理

作为面向未来的自动化系统供应商,瑞仕格提供与其他仓库系统相通讯的软件。SynQ为任何企业客户提供了一个与先进的自动化仓库技术进行交流的平台,它设定了经过成熟验证的、与机器集成的标准,形成了相应的子系统管理模块,包括托盘堆垛机(涵盖单深、双深、多深)系统、托盘穿梭车系统、托盘输送系统、AGV自动导引小车系统等管理模块,以及箱式堆垛机系统、箱式多层穿梭车系统等管理模块。

(2)协同仓储运营的所有流程

模块化软件平台在统一部署平台的基础上,提供WMS、MFS、WCS物流管理系统模块,同时具备灵活性和集成性。SynQ能够管理到仓储物流的所有流程,包括从收货缓存、收货和上架、存储、补货、拣选和打包到发货的各个流程。当SynQ发挥WMS整体功能时,将对所有流程和系统提供单一系统控制和智能协同管理。根据客户需求,又可以配置选用其中部分模块例如,SynQ平台中的WCS系统模块就可以与客户现有的WMS实现集成。瑞仕格SynQ使用标准API接口与上位系统(ERP等)进行通讯,使用自研SIS协议与下位子系统进行通讯,具备优秀的稳定性与效率,可以适用于多种应用场景。

(3)为人工作业赋能

优秀的软件系统并非是人工作业的障碍,而应该是人工的助手,应该起到简化流程、为效率赋能的作用。软件所管理的系统设计直接影响着人员作业的效率。如何在管理人员效率的同时为人员作业提供最大化的便捷性和灵活性是考验一个自动化物流系统的重要指标,这在人工密集和有着巨大订单波动的电商零售行业尤为重要。例如,软件是否支持灵活的订单波次策略?软件是否允许货到人工作站拣选和订单类型的灵活切换?是否支持工作站的退货和订单取消作业?是否支持工作站紧急订单的插入执行?该软件是否允许在非高峰时间对订单进行预拣选后回库缓存,并在接近提货或者交货时间时重新排序出库?是否支持简单高效的异常处理?…… 所有这些功能都可以提高配送中心的运营效率。

3.现代化的人机交互:三维可视化并集成AR和VR

从人机交互层面来看,除了简洁易用的用户友好性操作界面、跨平台统一界面,SynQ还具备的特色功能是SCADA-3D Visualizer,即三维实时可视化。这一功能实时展示仓库实际物流作业情况,并能与设备进行交互,例如查看设备状态,对状态进行启停等等。三维可视化功能实时展示了系统在任何时间点上简洁的、整体的概览,而商业智能工具提供了关键性能指标的仪表板视图,并简化了系统运行状况监控。

在过去两年多的时间,受全球疫情的影响,以VR虚拟现实和AR增强现实为支持形式的物联网交付应用,如预测性维护和数字孪生技术(物理场所和设备的虚拟呈现)逐渐增多。SynQ支持基于在虚拟空间映射现实的技术(Digital Shadow)来开发解决方案。瑞仕格在国外的项目中已经实施了基于AR技术的系统整体展示和售后阶段的远程支持。VR虚拟现实则成为培训员工理解仓库运营流程以及优化仓库性能的有用工具。

三、仓储物流自动化系统解决方案案例介绍 

软件技术只有结合具体行业和业务情况进行落地运用,才能真正持续创造价值。不同的行业需要配置适应本行业本企业的仓储物流管理系统。除了仓储和物流控制等通用功能外,瑞仕格SynQ平台为电商零售、医药、食品饮料等不同行业提供定制操作流程。下面以某生物制药企业解决方案为例,简要介绍SynQ软件的应用。

自2018年起,瑞仕格为国内某知名生物制药企业生产基地提供了从原材料包材(常温)立体库到半成品立体冷藏库(2°C ~8°C),以及零下50°C原液冷冻库的自动化解决方案和系统,实现了原液、半成品及原材料包材的自动化存储和输送。2019年到2021年,又先后帮助该企业实现生产线前端和后端的自动化对接,包括针对西林瓶和预充针产品的理瓶、接收、发料、装箱和码垛。整个流程由瑞仕格SynQ-WMS仓储管理软件管理,上位系统与SAP及罗克韦尔MES系统交互,配有VR虚拟现实系统。

SynQ集成AGV自动搬运系统、机器人拆码垛系统,将物流系统与MES生产系统进行衔接,将生产自动化、管理数字化落实在实际生产中。自2018年至2021年的三年期间,由原液库、原材料包材库、半成品库,扩展至成品库,多次自动化扩展和升级能够轻松实施,得益于SynQ软件统一平台基础上模块选用配置的灵活性。SynQ完全遵循GMP/GDP规范,通过管理全自动仓储及转运,管理低温条件下大批量物料的存取,并运用全流程数据交互系统,实现实时流程管控和品质监控。SynQ软件所管理实现的可视化流程、自动化作业和数据化管理,提升了医药产品质量控制能力,促进由“用人管理药品质量”转变为“系统保障药品质量”,从而从源头上保障用药安全。

四、仓储物流软件的趋势——数据驱动的智能化

伴随着自动化仓储物流运营所利用和产生的大量数据,数据应用已经由最初包括数据采集、保存和读取的管理信息化,发展到以协同共享、供应链一体化的流程优化。当前快速发展的人工智能技术立足于深度机器学习,根据大量的训练数据与海量的运算来提高模型优化能力,并用以解决实际问题。随着物联网技术(IoT)与人工智能技术(AI)乃至人工智能物联网技术(AIoT,即“ 人工智能与物联网的融合技术”)的发展,海量数据被连接到互联网中并加以收集和处理,数据应用正向数据分析、计划与预测、判断与决策的智能化方向发展。仓储物流软件的技术趋势之一,是以数据驱动为着力点的智能化运营。

仓储物流软件在当前已经不仅仅是一个硬件的控制和管理工具,还能收集、汇总和评估大量数据流,增强流程透明度;对数据的科学利用可以促进自动化系统的配置和持续优化,以验证、评估和改善整体系统的运营。瑞仕格致力于“用数据驱动的、基于机器人技术的灵活自动化物流解决方案,为客户创造卓越价值”,自2018年起开始发展机器学习技术。基于机器学习技术,仓储物流管理软件可以在解决方案设计阶段对订单数据、库存数据等数据进行分析、建模,对解决方案进行仿真模拟,确保解决方案适合相应需求。同时,软件也能支持自动化系统的持续优化,包括通过在上游和下游流程中实现高级时间段策略、流程优化和流程协同等对系统运营效率和吞吐量进行自动优化。另外,基于人工智能技术的机器人自我学习、视觉识别、语音识别等更多应用,也将为仓储智能运营带来很大赋能。


(转载自中国物流与采购联合会官网)
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