本文對離散制造企業適用的數字化物流揀選系統進行了介紹，指出了其關鍵技術，并具體分析了該系統的技術線路、業務流程、系統平臺和系統軟件組成及功能。

　　數字化、倉儲管理、物流、WMS、WCS、DPS

　　離散制造業最典型的特點是“多品種、小批量、多研發、少批產”，以及生產管理與生產現場的數據量龐大、多變等，導致工藝復雜，過程離散。對于離散制造業來說，不同企業間的差別很大，因此很難形成產品化的數字化解決方案。離散制造企業數字化建設，應以數字化的設計、試驗和仿真為基礎，解決生產數據源建設的問題，以最終獲得數字化制造的成果。因此其數字化建設工作需要從生產線基層做起。

　　但是從我國傳統制造業狀況來看，大多數企業仍還處于計劃經濟時代的傳統管理模式，如生產現場的數據采集受到人為因素的影響大，加上工藝過程的調整、計劃經常變更，使得物流不連續，時常發生物流“瓶頸”。制造過程中物流、倉儲等資源管理由于缺乏數字化技術與系統的支持而過于依賴人工，使物流無法真正做到與計劃和工藝層面的信息流統一，造成企業制造信息系統在數據源和數據控制層面上的缺陷，導致信息“孤島”，甚至成為企業數字化、信息化的瓶頸。

　　導致這種狀況的原因主要是基礎生產數據源建設問題、管理信息系統與自動化實時數據的集成問題、自動化裝備與管理系統的集成問題和計劃、工藝等信息流與物流的一致性協作問題，歸根到底就是物料管理、物流控制與生產協作的問題。所以，促進工業化與信息化融合，提升企業信息化水平的內外部需求，使得制造企業必須盡快提升物流管理水平，改進業務流程，將物料管理、物流管理和生產管理相結合，形成跨職能、跨業務、跨部門的制造大流程，從本質上解決企業內部制造過程供應鏈管理存在的問題。本文介紹的數字化物流揀選配送系統

　　數字化物流揀選配送系統架構與關鍵技術

　　數字化物流揀選配送系統包括數字化物流揀選配送系統平臺，數字化物流倉庫管理軟件，數字化物流倉庫控制軟件，數字化物流揀選設備控制軟件，生產制造、工藝、計劃、供應等管理系統相關接口，倉儲物流存儲設備、倉儲物流揀選設備。其關鍵技術有：
　　
　　1.揀選策略建模技術

　　根據制造業行業特點，研究裝配零件數量、工序數量、每道工序零件數量分布特點及規律，建立數學模型，進行揀選策略優化，以達到降低庫存、縮短生產準備周期的目的。模型假設：

　　（1）一個訂單至少包含一個物品；

　　（2）每條揀選路徑完成多個揀選訂單，為了避免二次分揀，每批訂單個數為定值；

　　（3）為了保持訂單的完整性，訂單不允許分割；

　　（4）每一揀選物品對應唯一的揀選貨位，即物品與貨位一一對應；

　　（5）揀選人員行走速度固定；

　　（6）訂單所購商品均不缺貨；

　　（7）所有的訂單超過規定的提前期開始揀選貨物，都需要付出相應的提前期成本；

　　（8）訂單的分揀順序不影響送貨順序；

　　（9）行走成本系數、揀選成本系數、提前期成本系數分別為固定值；

　　（10）根據訂單的變化特性，每天可以進行多次分批計算；

　　（11）每個訂單貨品的容量不超過一個周轉箱的容量。

　　綜合考慮揀選路徑、揀選訂單相似性、訂單提前期3個方面的因素，運用運籌學中的圖論和動態規劃法對揀選路徑優化，建立以降低揀選成本為目標的數學模型，使得到的結果和可操作性達到較好的平衡。

　　2.網絡節點熱插拔技術

　　系統中涉及到的硬件設備較多，所有設備都需要通過網絡連接在一起，另外一些電器元件需要穩定的電壓來正常工作，網絡節點的插拔會直接影響到系統的穩定。在深刻分析了網絡通訊特點、剖析了系統控制結構后，通過采用多線程技術和自動識別技術，增加通斷監視線程，同時采用數據庫事務處理機制，從而可以解決數據線在不同端口插拔時候數據可能丟失的問題。具體應用在如揀選配送車上，如果通過有線連接，因為車是隨時移動的，采用拖纜會造成線路纏繞，而通過航空插頭，隨時可以拔下插上，保證了通訊數據不會丟失。

　　3.軟硬件接口標準化技術

　　包括揀選配送系統標準功能和模塊界面劃分、界面數據交換接口標準化、界面硬件接口標準化、制定相應標準和規范。定義揀選配送系統標準功能，在選配完使用本企業的相關硬件和軟件部分后，系統立即生成相關規范化的接口。存儲設備與揀選設備、揀選設備與配送設備、硬件設備與軟件、揀選配送軟件與企業目前存在的軟件間都會生成標準格式的接口。此接口結構簡單明了，使對接雙方在最短的時間內能夠連接在一起，減少各自的二次開發成本。

　　方案示例

　　1.技術路線

　　2.系統拓撲圖

　　在物流揀選配送系統平臺下，根據生產工位上實際需要的計劃，下發給不同的存儲設備，存儲設備中缺料的，系統自動將缺料信息發送給物資供給單位。物料通過不同的輸送設備按照不同的需要進行供給，在存儲設備中根據物料的大小、類型，通過不同的揀選方式揀選出來，然后再統一配送到生產工位上。

　　3.系統業務流程圖

　　廠級計劃部門按照公司年生產任務制定生產計劃，工藝部門針對公司的工藝文件擬制配套卡片，車間將工藝數據與生產任務結合后下發車間生產計劃。中央倉庫按照車間生產計劃來準備相應的物料，按照不同的車間分發到不同的零件庫房，零件庫房通過電子標簽輔助系統進行配套揀選，揀選完畢后，統一配送到生產工位。

　　4.系統平臺

　　物流揀選配送系統平臺對于不同軟件、硬件按標準化和模塊化進行開發，最終形成可搭配的公共平臺。針對不同的客戶需求，可以進行搭配組合。對于系統的功能服務可以選擇搭配，對于系統中涉及到的硬件系統也可進行選擇性搭配。這也可以減少軟件開發成本，同時也更適用于不同性質的企業。

　　5.系統軟件

　　（1）數字化物流倉庫管理系統

　　數字化物流倉庫管理系統（Warehouse Management System，簡稱WMS）是面向庫存管理的數據管理軟件，功能包括實際庫存處理，如收貨、退貨和庫存調整。通過數據的實時錄入，能保證數據即時更新和準確性，能夠定義并管理復雜的倉庫機構，可以將倉庫分為不同的物理或邏輯單元，例如貨架區和存儲區。還可以隨機地組織和管理，系統可利用已定義的策略提示用戶貨物應存放的區域，貨物應從哪些區域取出。并能夠提供物料的過期、檢修以及庫存限量自動提示報警。還能完成存儲所有相關的貨物、用戶、人員等信息的功能。

　　（2）數字化物流倉庫控制系統

　　數字化物流倉庫控制系統（Warehouse Control System，簡稱WCS）是監督控制自動化庫房設備的軟件，包含作業和通信管理，監控操作負責接收出入庫的任務信息，并進行分解處理，再通過網絡傳遞到相應的自動化倉儲設備上，同時通過網絡采集設備信息對設備進行實時監控。WCS系統包括對自動化立體庫、智能回轉庫、電子標簽庫的控制，具體功能模塊包括作業調度、作業監視、故障管理、設備狀態管理、單步調試、動畫模擬和通訊管理模塊等。

　　WCS系統是倉庫自動化作業的組織調度核心，能夠實現實時監控。根據管理軟件自動分配好的作業地址信息，按運行時間最短、作業間的合理分配等原則，對作業順序進行優化排定，數據處理后向輸送機等主要機電設備的控制器分發作業命令。系統實時接收控制級的信息反饋，并對主要設備的運行位置、作業狀態、貨位占位情況、運行故障等狀態信息進行動態顯示。具體描述如下：

　　1）任務分解與處理：負責將任務分解到網絡上并等待自動化設備處理任務。

　　2）可以手動調整聯機隊列，在形成聯機隊列后可以通過調整來實現某種貨物的預先出/入庫。

　　3）顯示系統的工作方式：聯機、自動、手動。

　　4）顯示設備的當前位置。

　　5）顯示設備的作業狀態：空閑，運行。

　　6）顯示設備的通訊狀態。

　　7）對于故障報警，提供詳細的報警信息，來說明和建議解決措施。

　　8）通訊設置：對網絡通訊進行設置。

　　（3）數字化物流揀選設備控制系統

　　數字化物流揀選設備控制系統（Digital Picking System，簡稱DPS）是對自動化立體倉庫及智能回轉庫貨柜的揀選設備、車載終端設備、智能助力式小車、傳輸線等輸送設備進行控制管理的軟件。DPS系統是整合不同形式的倉庫，選擇不同形式的揀選設備，通過條碼技術、RFID技術、電子標簽技術按照生產訂單進行揀選出庫工作。其功能包括自動化立體倉庫及智能回轉庫貨柜的揀選控制、對車載終端搭配指示燈進行控制、對智能助力式小車進行控制、對數字化傳輸線進行控制等。

　　（4）生產制造、工藝、計劃、供應等管理系統相關接口

　　數字化物流揀選配送系統必然涉及到和企業的其他軟件系統的對接，需要與其他系統進行數據往來，因此需要開發不同的接口。車間級計劃與控制信息以共享平臺C/S、B/S方式，實現車間生產作業計劃的下達、控制執行、工藝更新，因此在信息流的環節需要與生產制造、工藝、計劃、供應等多個軟件系統進行接口開發。

　　數字化物流揀選配送系統涉及到和企業的其他軟件系統進行無縫對接，包括企業資源計劃（ERP）系統、制造執行系統（MES）、供應鏈管理（SCM）、計算機輔助工藝過程設計（CAPP）。生產制造、工藝、計劃、供應等管理系統相關接口（Warehouse Equipment Interface簡稱WEI）主要有：研制計劃與倉庫管理系統接口、研制工藝與倉庫管理系統接口、研制供應管理系統與倉庫管理系統接口、研制生產計劃與倉庫管理系統接口。數字化物流揀選配送系統立志于開發出標準版本接口，針對不同形式的軟件采用統一的接口形式，使后期二次開發周期縮短，保證系統間無縫對接。