立體庫的軟件系統(tǒng)主要包括WMS系統(tǒng)，WCS系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等。有的供應商將監(jiān)控系統(tǒng)與WCS系統(tǒng)集成在一起，統(tǒng)稱為WCS系統(tǒng)。對此，從系統(tǒng)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(tǒng)

作為立體庫的WMS系統(tǒng)，除了要求具備普通的WMS功能外，還有很多特別之處?？偨Y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(tǒng)的顯著特點。AS/RS有尺寸和重量監(jiān)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(yè)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(yè)過程中各巷道的托盤數(shù)基本相同。這是與普通的倉庫管理系統(tǒng)不同的地方；

（3）實時性要求

一方面堆垛機完成每個作業(yè)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(tǒng)根據(jù)實時情況分配貨位。此外，由于堆垛機是自動完成作業(yè)的，所以WMS要實時記錄貨位的變化，避免出現(xiàn)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(jiān)測沒有，造成帳實不符。

這一類故障將直接影響本次發(fā)貨，而系統(tǒng)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(jiān)測結果是否正確。如果屬于監(jiān)測錯誤，則應修復設備，排除故障，重新作業(yè)；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(jiān)測有托盤，造成賬實不符。

這一類故障影響入庫作業(yè)，處理此類錯誤首先需要人工確認監(jiān)測結果是否正確。如果屬于監(jiān)測錯誤，則應修復設備，排除故障，繼續(xù)作業(yè)；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(yè)流暢的前提。

（5）在線揀選

在線揀選是AS/RS系統(tǒng)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(yè)次數(shù)，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(nèi)。

（6）貨位鎖定

貨位鎖定對于AS/RS系統(tǒng)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(tǒng)應提供自動和手工鎖定貨位的功能。

（7）貨位狀態(tài)管理

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

（8）與WCS接口

當然，除與ERP有接口外，WMS必須與自動化監(jiān)控系統(tǒng)有接口。由于系統(tǒng)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(tǒng)架構，將WMS與設備隔離開來，實現(xiàn)了WMS與設備無關，進而簡化WMS的設計、發(fā)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(yōu)先級管理、雙深度貨位管理等。限于篇幅，不一一例舉。

WCS系統(tǒng)

關于WCS的概念，大家理解的并不一致。從我的觀點來看，WCS乃是位于WMS之下和監(jiān)控系統(tǒng)之上的信息系統(tǒng)，完成WMS與自動化系統(tǒng)的連接。這是WMS系統(tǒng)與自動化系統(tǒng)無關性理論的基本內(nèi)容。有人把WCS理解為監(jiān)控系統(tǒng)，是沒有理解關于WMS與自動化系統(tǒng)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(tǒng)，其自動化系統(tǒng)會不止一個。有時，這些自動化系統(tǒng)并不是一個供應商所提供，這就形成了多個子監(jiān)控系統(tǒng)。如果WMS直接與這些監(jiān)控系統(tǒng)連接，勢必破壞WMS的獨立性和標準化，給系統(tǒng)開發(fā)和維護帶來很大困難。試想，如果一個WMS實施的每一個系統(tǒng)都是不一樣的，未來的維護將是怎樣的一個態(tài)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(tǒng)。

下圖表示了兩種結構的差異：

圖1表達的結構是傳統(tǒng)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(tǒng)實施非常熟悉的人才知道，這一結構是導致很多矛盾產(chǎn)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(tǒng)本身的不穩(wěn)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(yè)指令，經(jīng)過整理、組合形成各自動化系統(tǒng)的作業(yè)指令，分發(fā)給各自動化系統(tǒng)。同時，接收各自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場狀態(tài)，反饋給WMS。

從WCS的角度看，WMS是關于作業(yè)要求的發(fā)出者。在入庫作業(yè)時，將托盤貨物存放在什么位置；在出庫作業(yè)時，要求貨物從什么位置出，出多少，這些應是WMS的工作內(nèi)容。而具體由什么系統(tǒng)去執(zhí)行，并不是WMS要關心的事情，WCS則完成了任務分發(fā)的工作。這種架構設計看似簡單，卻給物流系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)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(lián)合調(diào)試的時間；

• 系統(tǒng)穩(wěn)定性大大加強；

• 便于遠程部署WMS系統(tǒng)，尤其是云端系統(tǒng)的部署變得可行。

監(jiān)控系統(tǒng)

顧名思義，監(jiān)控系統(tǒng)完成自動化作業(yè)的任務監(jiān)控。

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

堆垛機監(jiān)控系統(tǒng)

入庫：一個堆垛機的入庫作業(yè)循環(huán)包括：

1 接受輸送機系統(tǒng)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(yè)（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(fā)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(yè)（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(huán)節(jié)包括：

1 接受監(jiān)控系統(tǒng)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(yè)（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(tǒng)發(fā)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(zhí)行放貨作業(yè)（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(yè)循環(huán)中，堆垛機要求時刻監(jiān)控貨物是否在運行中超差。如果發(fā)現(xiàn)超差，將立即停止運行，并報故障。

對于堆垛機系統(tǒng)來說，每個控制系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的交互并不是完全一樣的。有的是將整個作業(yè)循環(huán)作為一個事務來處理，這樣交互的內(nèi)容就很少；有的是將整個循環(huán)劃分為多個小循環(huán)和多個小事務，交互的情形就比較多?？傮w來看，各有優(yōu)缺點。

輸送機監(jiān)控系統(tǒng)

相對來說，輸送機監(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控，一切按照內(nèi)部邏輯運行，只是在出現(xiàn)故障時需要處理。而在分流段，則需要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)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(tǒng)不僅要求識別要準確，而且要求快捷，但現(xiàn)實是這兩點都難以做到。

穿梭車監(jiān)控系統(tǒng)

穿梭車的監(jiān)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(yè)（注：有些穿梭車采用貨叉）。

圖形顯示系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)的另一工作是圖形顯示，可以安排專門的計算機系統(tǒng)完成。

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