仓库自动化:为什么软件是明星

传统观点认为，市场对仓储自动化之所以呈爆炸式增长，是因为面对快速增长的电子商务量，拥有履行业务的公司无法找到足够多的工人来坚持主要靠手工操作的流程。

许多公司都在关注这个想法自主移动机器人(AMRs)以及其他类型的仓库自动化，如机器人、高密度货物到人(GTP)系统，以及更传统的自动化，以更少的成本完成关键流程的更多工作。

所有这些想法都是正确的，但它掩盖了运营人员在实现更多自动化时面临的一个基本挑战:让多个系统协同工作，并以一种既能实现高利用率又能按时完成订单的方式将工作释放到这些资产中。

这种协调多个系统和资源的能力——也就是我们所知的编排——正是软件发挥作用的地方。而且，这也是材料处理自动化市场越来越以软件为中心的核心原因。

“从历史上看，主要的价值主张更多地在硬件上，”他说鲁本Scriven来说他是一家研究公司的高级分析师相互作用分析该公司跟踪自动化市场。“如果一家公司想要一个好的自动化解决方案，他们会转向拥有信誉良好、创新硬件的公司。但随着时间的推移，这些系统已经商品化，基本上你从不同供应商那里得到的自动化设备将是相似的。”

斯克里文说，对于供应商来说，硬件商品化需要使他们的解决方案与众不同，并与客户建立持久的联系。虽然自动化设备的维护和服务一直是实现这一目标的一种方式，但越来越多的是软件将供应商区分开来，并帮助运营部门通过高度自动化的数据中心实现更好的货物流动。

“这在一定程度上是因为供应商需要差异化和锁定;从乐观的角度来看，软件可以通过帮助运营实现更好的货物流动来增加很多价值，”斯克里文说。

当然，任何使用移动电话或机器人吸尘器的人都知道，好的硬件需要好的软件才能有效。这种双重性质也长期存在于仓库自动化市场仓库控制系统(WCS)软件已经应用了几十年，用于配置和监控自动化。但市场观察人士表示，现在软件领域发生的事情，与控制每个自动化区域的速度和馈电相比，更多的是将整个DC作为一个系统进行编排，以及了解何时以及如何调整特定资源以适应峰值。

多年来，WCS供应商围绕订单释放逻辑和负载平衡等功能增强了他们的软件，以实现已知的功能仓库执行系统(WES)软件

今天,说霍华德•特纳他是一家咨询公司供应链系统的主管圣棉球放在WES软件由多种类型的供应商(包括自动化供应商)提供，是编排多个自动化系统的关键。

Turner说:“如果实现得当，WES确实扮演了这个重要的编排角色，软件就像一个管弦乐队的指挥，让多个资产作为一个整体工作，这样你就可以实现你所追求的吞吐量和客户服务。”

WES由各种类型的供应商提供，包括主要的仓库自动化原始设备制造商、系统集成商和一些仓库管理系统(WMS)提供商。此外，一些供应商可能会提供相关的预测分析工具，机器人解决方案的提供商在监控性能和订单履行进度时也会强调其系统的软件功能。这使得在实施有效的仓库自动化时，对软件的检查变得更加重要。

“如今，当一家公司获得一些自动化设备时，他们获得的不仅仅是设备。他们获得了软件元素以及所有与之相关的编排和订单发布，并能够查看吞吐量和拣选效率。你不能忽视软件的重要性，它本质上是操作的大脑，”特纳说。

WES里有什么

WES由各种各样的供应商提供，包括生产硬件的主要自动化供应商，从WCS发展出成熟WES的系统集成商，以及WMS的一些主要供应商，即使部署了WES, WMS通常仍然是仓库交易和库存管理的关键系统。但是WES真正做的是什么，为什么这些功能对于从自动化中获得最大价值很重要?机器人拾取物品的解决方案由人工智能软件驱动，该软件赋予机械臂硬件智能，以了解如何最好地抓取不同的物品。

多个自动化系统的协调是WES的总体目标。“由于电子商务和全渠道趋势带来的所有履行挑战，我们正在引入越来越多的技术来提高效率，而将所有这些有效地结合在一起实际上是软件的责任，”他说玛丽·艾略特公司的首席产品和技术官Fortna是一家自动化解决方案供应商，提供WES。“软件能够以一种智能、优化的方式编排这些不同的系统。”

WES协调跨自动化系统的工作分配的一种方法是使用智能订单发布，它不是大的工作“波”，而是将工作以较小的块发布到系统中，并考虑到多个自动化区域的当前状态和容量。这个订单释放功能可以被认为是编排的起点，WES与低层控制系统的联系可以对任何可能正在发展的意外事件或瓶颈发出警报，一些软件提供“负载平衡”功能，以帮助调整到地板上的当前现实。

Elliott说:“WES的另一个主要好处是实时可见系统和流程发生了什么。“对于运营部门的人来说，查看不同的系统并试图理解正在发生的事情并做出适当的反应是非常困难的。这就是WES解决方案的智能所在，也是软件如此重要的原因，因为你不能仅从设备中获得理解。你需要一层软件智能来监控设备的行为。”

除了更高级别的协调角色之外，WES帮助从自动化设备中获得更多信息的另一种方式是为最大化自动化存储和检索(AS/RS)和GTP系统的吞吐量提供逻辑和规则。该公司总裁Markus Schmidt指出，随着工作被分配到系统中，这种情况会持续发生，而软件的可见性功能可以帮助管理人员决定何时需要扩大系统的性能，例如打开更多的拾取工作站，或在系统中添加机器人或载体瑞士物流自动化美洲是一家仓储自动化和WES供应商。他解释说，能够在自动化区域内最大限度地提高产量主要是软件的问题。

施密特说:“要想最大限度地利用AS/RS解决方案，以及知道何时扩大和缩小规模，软件至关重要。”“例如，一些软件可能只要求系统将订单中最近的物品带到挑选站。优秀的软件会考虑多个变量，包括物品的位置，箱子或架子是满的还是空的，或者在许多其他要求中优先分配有效期。这使得用户能够从系统中获得最大的利用率和吞吐量。”

可视化操作

由于许多WES解决方案都是从WCS发展而来的，因此它们与直接管理地面自动化的控制系统有着密切的联系。在此基础上添加分析，WES将成为数据中心管理的总体仪表板。

Schmidt说:“根据解决方案进行正确定制，WES可以通过显示机器人电池利用率和容量、通过热图识别阻塞点的路径利用率、AS/RS容量利用率、处理设备循环时间以及其他相关机器性能指标，为操作员和维护人员提供切实的好处，这些指标可以推动与预防性维护计划和机械干预相关的运营决策。”WES和WMS的统一简化了商业智能分析，可以加快前厅的决策，以及库存管理、插槽和运营人员配备。”

拥有WES和预测性维护软件的解决方案提供商处于一个理想的位置，可以为那些不想通过单独的用户界面和性能监控可视化来查看操作情况的管理人员提供仪表板迈克尔•Conrath的首席产品和技术官Kuecker脉冲积分(KPI)，提供WES和其他软件的自动化解决方案提供商。

康拉斯说:“我们想要做的是弄清楚如何从多个不同的来源获取数据，并以一种对客户有用的统一方式消费和查看数据。”“由于客户使用的系统不同，我们可能永远不会有一个通用的、一刀切的仪表盘，但采用更统一的方法来可视化运营趋势是有价值的。”仓库执行软件管理订单发布，提供对吞吐量的可见性，并为货物到人的工作站提供用户界面。

Conrath表示，为了实现这一目标，解决方案提供商需要具备将应用程序编程接口(API)用于各种供应商的自动化和机器人解决方案的专业知识，而不仅仅是提供仪表板部分。

除了WES功能和仪表板之外，Conrath还认为，仓库流程和物料流的建模和仿真，以及预测性维护软件，是解决方案提供商需要引入的其他关键方面，以使仓库自动化系统的设计及其操作更加有效。

资产分析

物料处理自动化供应商关注的一个自然领域是提供对设备正常运行时间进行预测分析的软件。该软件可能独立于WES或WCS解决方案，但它都与自动化解决方案的价值越来越多地来自软件这一概念联系在一起。

塞巴斯蒂安·蒂策，北美数字转型经理他组自动化材料处理解决方案提供商Beumer表示，软件和其他数字解决方案是Beumer的重要关注点，因为自动化系统会生成大量数据，可以通过分析这些数据来提高生产率。

Beumer以其分选机而闻名，但正如Titze解释的那样，Beumer还提供机器控制、WCS和数字软件产品，如BG Insight软件，该软件提供可视化数据分析和机器学习，以检查效率低下和警报的根本原因。

蒂策说:“优化后的系统将越来越依赖于数据，特别是当自动化系统的操作变得越来越复杂时。”

Beumer的系统通常可以与任何WES或WCS集成，尽管它自己的WCS可以配置和用于优化分拣设备，并与其他系统(如入站门、装卸设备、输送机或其他材料处理系统)协调物料流。

Titze说:“这个(编排角色)绝对是至关重要的，每个机器制造商都想要尽可能多的关于周围过程的信息，这样他们就可以优化设施内特定过程的结果。”

在机器人解决方案中，软件可以在多个层面上发挥作用。例如，自主移动机器人(AMR)供应商不仅生产机器人，还提供车队管理软件、性能监控和分析。一些供应商还将业务扩展到更广泛的业务编排，包括包装线等功能。当然，人工智能(AI)存在于许多机器人解决方案中，因此当涉及到路径优化或如何最好地掌握和操作物品等问题时，系统可以随着时间的推移不断学习。

在拾取机器人市场，解决方案提供商通常与具有铰接臂的工业机器人的领先供应商合作，而不是自己制造机器人，视觉传感器通常也是如此。拣件机器人供应商的价值和知识产权通常集中在人工智能软件和相关的视觉技术上，这些技术允许机器人感知和理解呈现在它面前的东西。

克林顿·史密斯，公司的首席技术官里奥斯RIOS解释说，虽然RIOS设计了自己的末端执行器(工业机器人末端抓取物品的硬件)，但基于人工智能的软件为硬件提供了所需的智能，以了解如何抓取和操作物品。在实践中，机器人零件拣选解决方案需要供应商将软件、硬件和工程能力相结合。

“我想说硬件和软件同等重要，缺一不可，”史密斯说。

史密斯解释说，RIOS的人工智能软件使用人工神经网络技术，模拟大脑在决定如何抓取和处理物品时的功能。“考虑到零件挑选用例的复杂性和挑战性，需要这种技术，其中包括高SKU变化、不断变化的环境和视觉条件、特定SKU涉及的困难视觉属性、快速循环时间以及精度和准确性要求。”

此外，RIOS提供混合云软件，用于实时监控小区性能，例如计数统计，同时提供集成到WMS的api。RIOS与发那科(FANUC)合作生产机械臂，尽管它已经为不同类别的物品开发了自己的末端执行器。

Smith说:“末端执行器硬件非常重要，因为在这些新的和具有挑战性的用例中，你可能会有不断变化的sku，混乱的物品和不规则的几何形状，它需要复制人手的功能。”“因此，实际上，终端执行器通常需要针对特定类型的用例进行设计，例如尺寸、几何形状、重量或物品是硬的还是软的。这需要足够复杂的软件堆栈，不仅可以适应这些不同的用例，而且可以对给定的终端执行器进行适当的操作。”

供应商认为，从仓库自动化和机器人技术的最新视觉效果来看，实际上是WES和分析级别的软件，允许用户根据当前的需求模式和快速变化的资源可用性来调整多个自动化区域。

大多数WCS软件不能像WES那样优化整体数据中心，WES的高级产品经理Laura Bickle解释道霍尼韦尔Intelligrated是仓储自动化及相关软件的主要供应商。Bickle说:“WCS系统专注于产品的吞吐量，而不是像WES那样优化流程的端到端。”通过利用人工智能和机器学习，WES使客户能够根据系统状态做出实时的、最后一分钟的决策，以避免拥堵，最大限度地提高吞吐量。”