本文对离散制造企业适用的数字化物流拣选系统进行了介绍，指出了其关键技术，并具体分析了该系统的技术线路、业务流程、系统平台和系统软件组成及功能。

　　数字化、仓储管理、物流、WMS、WCS、DPS

　　离散制造业最典型的特点是“多品种、小批量、多研发、少批产”，以及生产管理与生产现场的数据量庞大、多变等，导致工艺复杂，过程离散。对于离散制造业来说，不同企业间的差别很大，因此很难形成产品化的数字化解决方案。离散制造企业数字化建设，应以数字化的设计、试验和仿真为基础，解决生产数据源建设的问题，以最终获得数字化制造的成果。因此其数字化建设工作需要从生产线基层做起。

　　但是从我国传统制造业状况来看，大多数企业仍还处于计划经济时代的传统管理模式，如生产现场的数据采集受到人为因素的影响大，加上工艺过程的调整、计划经常变更，使得物流不连续，时常发生物流“瓶颈”。制造过程中物流、仓储等资源管理由于缺乏数字化技术与系统的支持而过于依赖人工，使物流无法真正做到与计划和工艺层面的信息流统一，造成企业制造信息系统在数据源和数据控制层面上的缺陷，导致信息“孤岛”，甚至成为企业数字化、信息化的瓶颈。

　　导致这种状况的原因主要是基础生产数据源建设问题、管理信息系统与自动化实时数据的集成问题、自动化装备与管理系统的集成问题和计划、工艺等信息流与物流的一致性协作问题，归根到底就是物料管理、物流控制与生产协作的问题。所以，促进工业化与信息化融合，提升企业信息化水平的内外部需求，使得制造企业必须尽快提升物流管理水平，改进业务流程，将物料管理、物流管理和生产管理相结合，形成跨职能、跨业务、跨部门的制造大流程，从本质上解决企业内部制造过程供应链管理存在的问题。本文介绍的数字化物流拣选配送系统

　　数字化物流拣选配送系统架构与关键技术

　　数字化物流拣选配送系统包括数字化物流拣选配送系统平台，数字化物流仓库管理软件，数字化物流仓库控制软件，数字化物流拣选设备控制软件，生产制造、工艺、计划、供应等管理系统相关接口，仓储物流存储设备、仓储物流拣选设备。其关键技术有：
　　
　　1.拣选策略建模技术

　　根据制造业行业特点，研究装配零件数量、工序数量、每道工序零件数量分布特点及规律，建立数学模型，进行拣选策略优化，以达到降低库存、缩短生产准备周期的目的。模型假设：

　　（1）一个订单至少包含一个物品；

　　（2）每条拣选路径完成多个拣选订单，为了避免二次分拣，每批订单个数为定值；

　　（3）为了保持订单的完整性，订单不允许分割；

　　（4）每一拣选物品对应唯一的拣选货位，即物品与货位一一对应；

　　（5）拣选人员行走速度固定；

　　（6）订单所购商品均不缺货；

　　（7）所有的订单超过规定的提前期开始拣选货物，都需要付出相应的提前期成本；

　　（8）订单的分拣顺序不影响送货顺序；

　　（9）行走成本系数、拣选成本系数、提前期成本系数分别为固定值；

　　（10）根据订单的变化特性，每天可以进行多次分批计算；

　　（11）每个订单货品的容量不超过一个周转箱的容量。

　　综合考虑拣选路径、拣选订单相似性、订单提前期3个方面的因素，运用运筹学中的图论和动态规划法对拣选路径优化，建立以降低拣选成本为目标的数学模型，使得到的结果和可操作性达到较好的平衡。

　　2.网络节点热插拔技术

　　系统中涉及到的硬件设备较多，所有设备都需要通过网络连接在一起，另外一些电器元件需要稳定的电压来正常工作，网络节点的插拔会直接影响到系统的稳定。在深刻分析了网络通讯特点、剖析了系统控制结构后，通过采用多线程技术和自动识别技术，增加通断监视线程，同时采用数据库事务处理机制，从而可以解决数据线在不同端口插拔时候数据可能丢失的问题。具体应用在如拣选配送车上，如果通过有线连接，因为车是随时移动的，采用拖缆会造成线路缠绕，而通过航空插头，随时可以拔下插上，保证了通讯数据不会丢失。

　　3.软硬件接口标准化技术

　　包括拣选配送系统标准功能和模块界面划分、界面数据交换接口标准化、界面硬件接口标准化、制定相应标准和规范。定义拣选配送系统标准功能，在选配完使用本企业的相关硬件和软件部分后，系统立即生成相关规范化的接口。存储设备与拣选设备、拣选设备与配送设备、硬件设备与软件、拣选配送软件与企业目前存在的软件间都会生成标准格式的接口。此接口结构简单明了，使对接双方在最短的时间内能够连接在一起，减少各自的二次开发成本。

　　方案示例

　　1.技术路线

　　2.系统拓扑图

　　在物流拣选配送系统平台下，根据生产工位上实际需要的计划，下发给不同的存储设备，存储设备中缺料的，系统自动将缺料信息发送给物资供给单位。物料通过不同的输送设备按照不同的需要进行供给，在存储设备中根据物料的大小、类型，通过不同的拣选方式拣选出来，然后再统一配送到生产工位上。

　　3.系统业务流程图

　　厂级计划部门按照公司年生产任务制定生产计划，工艺部门针对公司的工艺文件拟制配套卡片，车间将工艺数据与生产任务结合后下发车间生产计划。中央仓库按照车间生产计划来准备相应的物料，按照不同的车间分发到不同的零件库房，零件库房通过电子标签辅助系统进行配套拣选，拣选完毕后，统一配送到生产工位。

　　4.系统平台

　　物流拣选配送系统平台对于不同软件、硬件按标准化和模块化进行开发，最终形成可搭配的公共平台。针对不同的客户需求，可以进行搭配组合。对于系统的功能服务可以选择搭配，对于系统中涉及到的硬件系统也可进行选择性搭配。这也可以减少软件开发成本，同时也更适用于不同性质的企业。

　　5.系统软件

　　（1）数字化物流仓库管理系统

　　数字化物流仓库管理系统（Warehouse Management System，简称WMS）是面向库存管理的数据管理软件，功能包括实际库存处理，如收货、退货和库存调整。通过数据的实时录入，能保证数据即时更新和准确性，能够定义并管理复杂的仓库机构，可以将仓库分为不同的物理或逻辑单元，例如货架区和存储区。还可以随机地组织和管理，系统可利用已定义的策略提示用户货物应存放的区域，货物应从哪些区域取出。并能够提供物料的过期、检修以及库存限量自动提示报警。还能完成存储所有相关的货物、用户、人员等信息的功能。

　　（2）数字化物流仓库控制系统

　　数字化物流仓库控制系统（Warehouse Control System，简称WCS）是监督控制自动化库房设备的软件，包含作业和通信管理，监控操作负责接收出入库的任务信息，并进行分解处理，再通过网络传递到相应的自动化仓储设备上，同时通过网络采集设备信息对设备进行实时监控。WCS系统包括对自动化立体库、智能回转库、电子标签库的控制，具体功能模块包括作业调度、作业监视、故障管理、设备状态管理、单步调试、动画模拟和通讯管理模块等。

　　WCS系统是仓库自动化作业的组织调度核心，能够实现实时监控。根据管理软件自动分配好的作业地址信息，按运行时间最短、作业间的合理分配等原则，对作业顺序进行优化排定，数据处理后向输送机等主要机电设备的控制器分发作业命令。系统实时接收控制级的信息反馈，并对主要设备的运行位置、作业状态、货位占位情况、运行故障等状态信息进行动态显示。具体描述如下：

　　1）任务分解与处理：负责将任务分解到网络上并等待自动化设备处理任务。

　　2）可以手动调整联机队列，在形成联机队列后可以通过调整来实现某种货物的预先出/入库。

　　3）显示系统的工作方式：联机、自动、手动。

　　4）显示设备的当前位置。

　　5）显示设备的作业状态：空闲，运行。

　　6）显示设备的通讯状态。

　　7）对于故障报警，提供详细的报警信息，来说明和建议解决措施。

　　8）通讯设置：对网络通讯进行设置。

　　（3）数字化物流拣选设备控制系统

　　数字化物流拣选设备控制系统（Digital Picking System，简称DPS）是对自动化立体仓库及智能回转库货柜的拣选设备、车载终端设备、智能助力式小车、传输线等输送设备进行控制管理的软件。DPS系统是整合不同形式的仓库，选择不同形式的拣选设备，通过条码技术、RFID技术、电子标签技术按照生产订单进行拣选出库工作。其功能包括自动化立体仓库及智能回转库货柜的拣选控制、对车载终端搭配指示灯进行控制、对智能助力式小车进行控制、对数字化传输线进行控制等。

　　（4）生产制造、工艺、计划、供应等管理系统相关接口

　　数字化物流拣选配送系统必然涉及到和企业的其他软件系统的对接，需要与其他系统进行数据往来，因此需要开发不同的接口。车间级计划与控制信息以共享平台C/S、B/S方式，实现车间生产作业计划的下达、控制执行、工艺更新，因此在信息流的环节需要与生产制造、工艺、计划、供应等多个软件系统进行接口开发。

　　数字化物流拣选配送系统涉及到和企业的其他软件系统进行无缝对接，包括企业资源计划（ERP）系统、制造执行系统（MES）、供应链管理（SCM）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）。生产制造、工艺、计划、供应等管理系统相关接口（Warehouse Equipment Interface简称WEI）主要有：研制计划与仓库管理系统接口、研制工艺与仓库管理系统接口、研制供应管理系统与仓库管理系统接口、研制生产计划与仓库管理系统接口。数字化物流拣选配送系统立志于开发出标准版本接口，针对不同形式的软件采用统一的接口形式，使后期二次开发周期缩短，保证系统间无缝对接。