供应链与物流技术:WES 2.0

2007年6月，我参观了位于堪萨斯州渥太华的美国鹰(American Eagle)最近开业的552,000平方英尺的扩建项目。配送中心。这个新空间在很多方面都是独一无二的，至少在我当时的经历中是这样，它是未来事物的先驱。

首先，虽然没有人使用多渠道或omni-channel当时，该设施的设计目的是管理三个不同品牌的库存——所有库存都存储在一个中央储备存储区——并完成多个销售和分销渠道的订单。有直接需求的来货纸箱被交叉装载到开往商店的卡车上。否则，物品会被送到预留仓库，并使用多种拣货方法进行拣货，包括语音拣货、戴在手腕上的扫描仪和拣光拣货，然后被送入交叉带分拣机。在包装站，这些物品可能会进入混合SKU箱以供商店补充，或者直接发送给消费者的多线和单线订单。而且，这三个品牌都是如此。

第二，在没人用这个词的时候仓库执行系统当时，Vargo的WES软件解决方案是订单履行流程的核心。当时，a曼哈顿的同事仓库管理系统(WMS)管理收货、出货、库存和出货。但是,Vargo系统管理拣选和包装过程，根据包装站发生的情况，通过设备完成工作。这个想法是为了平衡工作，这样所有的车站都一直很忙，而不是一个车站负担过重，而另一个车站在等待工作。

快进到ProMat 2019。到那时，每个有价值的自动化解决方案提供商都提供了我们现在所说的WES。但在节目结束时，我和卢卡斯系统公司的约翰·施里弗进行了交谈，这是一家语音解决方案提供商。他描述了一种新的软件解决方案，该解决方案使用的算法类似于为自动化设施开发的算法，但管理的是通常由人工智能指导的传统流程世界媒体峰会。他们称之为WES，即工作执行系统。

就在几个展位之外，WMS提供商的首席营销官丹·吉尔摩(Dan Gilmore)Softeon,我们还谈到了WES功能的新应用，以优化传统的拣选过程、推杆和自主移动机器人，这是WMS单独无法做到的。

实现会议工作人员的实时订单分配和优化是WES的一个新尝试。研究副总裁德怀特·克拉皮奇Gartner伙计，正在看呢。克拉皮奇说:“Lucas、Softeon、Manhattan等公司正在讨论的是将更强大的基于约束的仓库规划技术应用于仓库的能力。“这些系统旨在以最有效的方式分配工作，然后根据地板上发生的变化动态地重新分配工作。”如果我在2007年看到的系统是WES 1.0，那么我们正处于WES 2.0的边缘。这些解决方案还做了其他事情，即将计算能力和决策能力放在执行工作的边缘的移动计算设备上。这是将边缘计算引入材料处理领域的一个例子。事实上，斑马技术已经为其新的WES解决方案注册了“FulfillmentEdge”一词的商标。

WES的演变

在我们谈论我们所处的位置之前，回顾一下我们是如何走到这一步的是有帮助的。Klappich观察到，WES供应商为自动化仓储带来的能力“是制造执行系统(MES) 30年来所做的事情”。仓库正在赶上MES。事实上，解决方案Vargo部署在美国鹰航空公司的系统源于MES。Vargo的客户主管阿特•埃尔德雷德(Art Eldred)表示:“上世纪70年代，我们的一位负责人为军方开发了一种自动制导车辆解决方案，它是MES的翻版。“它对工作、人员和设备进行同步和排序，以保持生产线的运行。我们将同样的概念应用于自动化仓储。”在Vargo这样的公司看来，WMS是一个有效的库存、订单和业务规则记录系统，但在执行订单时就不那么有效了，尤其是在那些混合了自动化解决方案(如货到人的提货站)和传统流程(如语音提货、提货到车和配送墙)的设施中。这一新的软件层可以协调订单履行过程，这样从穿梭车、AutoStore或Opex解决方案中挑选的商品就能与从三层夹层或手推车中挑选的商品同时到达配送站。更重要的是，系统可以根据实时情况分配和重新分配工作，以平衡这些不同区域的工作负载。Eldred说:“WMS根据挑选模式预先计划工作。“但是，一旦计划好行程，WMS就无法做出动态决策，因为它无法从员工那里获得实时反馈。”另一方面，WES更接近行动。 By collecting more information from more points, it has real-time visibility into what’s going on down on the floor. Rather than assign a batch of tasks, a WES assigns one task at a time “and doesn’t give a worker the next task until the first is finished,” Eldred explains. Vargo was early to the party, but it wasn’t alone. Within a few years of my visit to American Eagle, most of the leading OEMs and consulting firms had developed a WES. And while a WES is now practically a necessity in an automated e-fulfillment facility, the next generation work execution system, WES 2.0, is addressing a different issue: How to bring a new level of efficiency in facilities that still rely on highly manual processes, like pick to tote, pick to pallet and pick to cart?

把它带到边缘

当打印机、扫描仪和移动电脑成为真正的移动设备时，无线连接让你可以把设备带到完成工作的地方。但这些设备本质上是哑终端，充当仓库管理或企业资源计划(ERP)系统;情报就藏在那里。这些系统知道他们分配了什么任务，但它们实际上是在黑暗中，直到一名助理扫描条形码，读取校验数字，或者在任务完成时轻敲灯条。这就好比用UPS快递跟踪你的快递和等优步的区别。有了包裹递送，你知道你的包裹最后一次被扫描的地方，但不知道它现在在哪里。在优步应用上，你可以随时知道你的司机在哪里。任务发送到底层和完成之间的时间差为工作执行系统创造了机会。“我们的客户拥有WMS和ERP系统，这些系统都是围绕工厂内库存的位置定位的，”他说安德鲁·索斯盖特全球销售和营销副总裁卢卡斯系统。“我们缺少的是一个专注于优化仓库人员并实时进行优化的系统。”在这个新模型中，WMS仍然管理库存并接收来自订单管理系统的订单。然后将这些订单发送到工作执行系统以执行。索斯盖特说:“当我们从WMS得到一堆订单时，我们会计算出购物车的订单数量，以及我们需要的购物车数量，然后以最高的拣货密度和最短的运输路径对这些订单进行批量处理，以满足这些订单的所有优先级。”更重要的是，由于传感器和其他实时数据收集技术的普及，这个系统就像优步的应用程序一样，可以实时了解正在发生的事情。正如高德纳的克拉皮奇所说，“我们现在拥有了过去从未有过的位置感知能力。当我知道我的每一项资产在哪里时，我就可以更复杂地应用到我需要人们去的地方。”

Worker-centric

早期的系统以库存管理为导向，而这种新方法的中心是“让工人尽可能地提高生产效率”詹姆斯Hendrickson公司产品及供应管理总监霍尼韦尔。将智能和决策能力置于边缘，可以实现人员和工作的复杂优化。亨德里克森说:“这些新的解决方案提供了更深层的功能，而不仅仅是放入一个条形码扫描仪，然后按照主机系统的指示去做。”“处于边缘的员工才是你想要授权的人。”他指出，将分析和决策转移到边缘还有另一个原因安德鲁•皮尔斯他是斑马技术WHSE解决方案的高级产品经理。他说:“当一个仓库使用的是20年前的技术，比如终端仿真，或者仍在使用纸张时，助理们正在寻找自己执行任务的最佳方式，结果好坏参半。”“我们希望以最好的方式指导和指导工人。”工作执行系统根据一天中任何给定时间内设施资源和资产的情况创建动态工作流程。这使得系统能够以最优的方式分配工作。虽然这些系统还处于早期阶段，但随着它们的扩散和收集更多的数据，它们将能够在未来使用人工智能和机器学习来提高性能。

聪明的手推车

到目前为止，大多数讨论都着眼于将WES应用于语音指导的工作人员。其他解决方案提供商也在研究WES如何优化提货到购物车的操作，或者Fortna所说的“智能购物车概念”。Fortna负责解决方案设计和研发的副总裁拉斯•梅勒解释说:“智能推车使用灯光和辅助设备，使工人在推车前的工作效率更高。”“现在，我们可以利用WES智能将工作分配给购物车。”假设一个批量订单需要1000件商品。由于系统知道这些商品的位置，因此它可以释放订单，因此与10个槽购物车关联的人可以获得10个订单，这些订单的商品彼此相邻存储，实际上是将购物车放入槽中。另一种方法是在订单完成时动态地释放袋子，为新订单打开一个插槽，可以在购物车继续打包时选择新订单。梅勒说:“现在，我不仅要在流程开始时分配10个最好的订单，而且还要关注即将到来的订单。”他把这比作在餐馆里翻盘。未来，该系统将能够在分配工作时考虑劳动生产率和订单截止时间等因素。梅勒说:“因为我们知道要挑选的物品的数量、它们的位置和每个工人的生产率，我们可以估计完成订单需要多长时间。” “If I’m an hour before a cut-off time, I can decide whether to optimize the productivity of a cart or distribute the order to two carts to make sure we make the cut-off time.”

这些新工具不仅可以优化挑选路径，还可以优化挑选车的插槽。

WMS也加入了游戏

仓库和工作执行系统的出现是因为WMS解决方案中未满足的需求。Gilmore说:“公平地说，WMS解决方案将流程视为连续的步骤，而没有考虑到提供大量机会将劳动力从配送中心转移出去的大局。”如今，Softeon、Manhattan、JDA和HighJump等WMS提供商正在弥补失去的时间。Gilmore说:“自动化系统中提高效率的原则可以应用于很少甚至没有自动化的配送中心。”“这将导致WMS技术的逐步变化。”这种新方法的一个实际例子是被软银称为“虚拟墙”的东西。它采用一个动态视图，将工作分配给一个putwall，类似于上面的智能购物车示例。Gilmore说:“假设你有10个模块，每个模块有50个小隔间，或者500个小隔间。“我可以为10个单独的模块释放工作，或者我可以创建5组，每组两个模块，以优化批量拣选并减少传送带上的手提袋数量。它不是固定的。 Tomorrow, it might be better to do 10 than five.” A similar evolution has been taking place at Manhattan Associates. “That American Eagle facility you visited was a pioneer in this space,” says亚当•克莱恩他是曼哈顿的产品管理高级总监。2010年左右，Kline被要求研究那里正在发生的事情，并研究如何将这些概念应用于WMS。Kline说:“我们决定让WES供应商从自动化层面来看问题。”“在我们看来，这不仅仅是发布工作的时间问题。有存货，有人员，有设备。作为一个WMS供应商，我们可以采取自上而下的观点，因为我们对订单、库存、人员和他们所在的位置有充分的了解。”克莱恩说，其结果是“订单流，与WES相邻”。在这种新的思维方式下，“我们可以在个人的基础上处理订单。当它进来时，我们可以保持它，直到我们收到来自putwall或其他资源的信号，表明有可用容量。”它现在还包括一个与下游自动化通信的软件层。 “They are two different components, but created within the WMS,” Kline says. Pick paths are optimized by applying the algorithms developed for transportation management to the warehouse. WMS’s most compelling pitch could be that there’s just one throat to choke. “Why bring in another vendor if the functionality is already baked into the WMS?” asks Kline. Gilmore agrees. “Clearly there is a market for WES in a heavily automated environment,” he says, “but in conventional facilities, with workers, putwalls and perhaps some robots, WES doesn’t have to come from an automation provider.”

下一个步骤

这个快速发展的空间下一步将走向何方?在福特纳看来俄国人的情节剧电影人工智能和机器学习即将到来，基于实时生产力水平和仓库活动更好地利用劳动力的能力也将到来。梅勒说:“每个人都在追求的是可视化，它可以让你分配劳动力来优化多个上游和下游流程。“我认为这就是我们前进的方向。”Eldred认为机器人的出现，尤其是自主移动机器人，是仓库优化的下一个领域。这并非没有挑战。“机器是可以预测的，”他说。“我们可以预测一台机器将如何处理我们摆在它面前的工作。我们无法预测一个人能做什么，这会让事情变得复杂。”更重要的是，进入市场的机器人几乎没有标准化。每个都有自己的标准、通信协议和功能。 “Clearly, we have work to do,” Eldred says

本文中提到的公司:

• Fortna
• 霍尼韦尔
• 卢卡斯系统
• 曼哈顿的同事
• Softeon
• Vargo
• 斑马