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MWMS 暖冬系列二:MWMS 為何要整合倉儲和場內物流管理?

  2022年01月17日  

  為什么稱 MWMS 是一個倉儲和場內物流管理系統,而不是一個單純的倉儲(Warehouse)管理系統?本文將為大家揭秘。

  在各類企業信息系統中,WMS 的歷史是比較“悠久”的。今天,WMS 正處于兩個時代的分界線上:人工時代和智能時代。在此之前,WMS 雖然經歷了幾十年的發展,幫助企業實現了倉儲信息化;但在過去,倉儲物流活動的主要執行者幾乎都是“人”。在國內外各種“高水平”倉庫中,雖然也購買了某些世界領先的、昂貴的 WMS 產品,但倉庫里面仍然需要大量的人。從收貨、拆包、裝箱、上架,到補貨、下架、分揀、出庫,各類環節都需要人去執行。即使利用工具,也需要人去拉地牛、人去開叉車……當然過去也有一些自動化設備,像滾筒線、分揀線、提升機等,但它們有很多弊端,例如只能解決部分階段的搬運任務,無法全流程使用,無法端到端;功能固定、線路固定、柔性太差,投資、施工后難以變更……

  但不得不說,“人”也有很多優點。最大的優點是“靈活”。主要表現在三個方面。首先,系統不用管“細節”。WMS 只需要處理到“單據”這個層面。然后“人”發揮其“主觀能動性”,自己想辦法完成相關倉儲物流活動。系統最多給予部分輔助,如幫助規劃揀選路線。第二,人能靈活處理故障?,F實中的倉庫和車間,受制于場地、制度、生產壓力等,不按操作規程操作,或無法按系統需要劃分庫區庫位的情況很常見。例如因為“時間緊”貨物不按規定庫位存放;因為庫位有限,料箱里要混放多種物料;因為生成壓力,要臨時堆放一些緩存物料等等。此時,就會出現系統和現場有差異的問題。此時,人的“主觀能動性”又顯現了,可以通過詢問、查找等方法,想辦法解決問題,完成倉儲物流任務。第三,人補位能力強。對于倉儲、物流流程中缺失的環節??梢钥咳隧斏?。因此即使系統有缺陷,有缺失功能,系統間不通等,仍然可以靠人去“連接”、手工去完成。

  因為人的靈活,某種程度上降低了對系統的要求。

  目前各類智能設備的“智能”程度,相對于過去十幾年已經大幅提升。例如,對于各類 AMR,能夠實現自主定位導航;能夠結合各類傳感器,實現庫位識別、棧板的識別插取、料箱的抱放;能夠結合機械臂,完成 CNC 上下料、拆解貨堆等業務。而且,在各類工業技術中,AMR 相關技術是少數國內技術水平接近甚至超越國外先進水平的領域。仙工智能在這個領域保持著技術領先優勢。

  但我們也都承認,不管是整個大人工智能領域,還是各類智能倉儲物流設備,仍未達到完全替代“人”的智能性和靈活性。只進行點對點級別的簡單搬運沒有太多問題;但對于稍微復雜的業務,就需要系統更深度的參與,提供更多、更細節的功能,才能充分發揮各類智能設備的優勢,保證整體效果和效率。

  目前主流成熟的 WMS 系統的架構設計,都是十年前甚至更早完成的。那時,智能倉儲物流設備還不像現在這么多、這樣成熟。幾乎所有系統都只面向人工作業,以單據為主要載體,以人工流程為核心,靠人工做調整單等修復各類錯誤。雖然也能管理部分設備,但基本都是滾筒線、提升機這類只能算自動化不能算智能化的設備。

  因此,隨著智能設備的大量涌現,企業用人難的凸顯,機器換人趨勢的加速,必然對智能時代的 WMS 產生極大影響。其中關鍵是 WMS 必須參與場內物流的管理 —— 因為人越來越少,設備越來越多。

  于是,WMS 需要在產品和技術架構上全面升級。

  首先,是適應執行對象從人變成機器人。例如,從單據深入指令(人可以理解單據,但機器人只能理解指令)。例如,能夠通過各類通訊協議全面接入各類智能程度的設備,成為倉儲物流的真正的決策中樞。

  其次,隨著設備柔性的提升(如基于激光 SLAM 技術的搬運機器人),系統的柔性也必須上升。WMS 必須具備低代碼甚至無代碼構建業務流程的能力,不能像過去,只具備入庫、上架、分揀等一些典型流程,剩下的全靠定制開發。把過去靠人解決的系統外流程,都盡量通過系統實現。如快速支持定義臨時暫存,支持靈活庫位分配,甚至可以根據環節、設備等靈活決定不同的運輸線路;當設備檢修、故障時,有備用流程,能像人一樣靈活而不是卡在那。

  ?第三,在智能時代,WMS 要做得比過去更好。因為現在我們有了更多的傳感器,對現場態勢感知能力更強。因此要有能力做出更高層面的、更全局的決策。這也是為什么強調,“傳統 WMS + 智能外掛”(如 WCS、設備控制),與從核心就考慮和支持智能設備的 WMS 是有本質區別的。如果把設備管理和執行完全交給設備層,如 WCS,那各個設備層只能在它們內部進行局部優化,而無法實現全局優化。MWMS 知曉現場的所有環節,從貨架、庫位,到容器、庫存,到電梯、門,到移動機器人、滾筒線、穿梭車……

  于是 MWMS 可以在全局進行優化和調配。我們知道,資源管理的關鍵就是要能識別瓶頸資源。而現實中,瓶頸資源一直在動態變化,未必一定是機器人、電梯等。例如通過對出入庫任務量的監控和預測,MWMS 可以更加智能的決定任務的優先級,決定現場有限的機器人、電梯、滾筒線的調配。

  最后,也是最難的:全自動的流程比人工流程更難恢復。難很多!難很多!越自動、越復雜、越靈活,越難恢復;越大的(牽涉要素越多的)流程越難恢復。本質上,這也是人工智能不如“人”的典型例子。例如,人從存儲區搬一箱貨物出來,人是不會那么容易中途“掛掉”的;但機器人會因為各種可能中途失敗;或者,因為某些問題,貨物搬到一半任務取消,那已經搬的一半的箱子要送回去。但有可能原來的位置已經被放其他貨物了,人可能會將貨物放一旁。甚至極端情況下整個貨架都滿了,人可能臨時放地上。單純人工作業,人和人的配合不難。但多個設備的配合就復雜了。例如一項流程開始前,需要多個設備預留資源,如滾筒線準備好交互,庫口準備好放料;一旦中止或改變流程,預留的資源要釋放或調整,本身就涉及很多難點和開發工作量,甚至可能帶來級聯的影響。

  但對于一個管理機器人執行的系統,想要把各種異常問題都窮盡并妥善解決,難度非常高!目前,異常流程處理也是整個行業的難題。誰能做好故障恢復,誰就能“統治”這個行業的體驗。這一點有多難?我們可以開誠布公的告訴大家,我們做了大量工作,但仍未能完全解決這類問題。但相關開發工作量,已經是常規正向流程工作量的 5 倍以上。所以想要傳統 WMS,或僅考慮“機器不會出錯”的系統真正提供良好體驗,是不可能的。

  總結,智能時代的倉儲環節和場內物流環節是緊密結合的。因此 MWMS 要作為一個統管倉儲和場內物流的系統,充分基于現代智能設備考慮和設計基礎架構,兼顧人工作業模式,為客戶提供更完整的方案、更高的效率和更優的體驗。本文主要解釋了 MWMS 理念和背后的動機。在后面的文章中,我們會具體展示 MWMS 是如何通過架構和功能實現倉儲和場內物流的統一管理。

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