仓库自动化:为什么软件是明星

传统观点认为，市场为仓库自动化之所以呈爆炸式增长，是因为拥有配送业务的公司在面对快速增长的电子商务业务量时，找不到足够多的工人来坚持大部分手工流程。

这个想法引起了很多公司的关注自主移动机器人(amr)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，在关键过程中以更少的投入做更多的事情。

所有这些想法都是正确的，但它掩盖了运营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向这些资产释放工作。

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。这也是物料搬运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体现在硬件上，”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追踪自动化市场。“如果一家公司想要一个好的自动化解决方案，他们会转向一家拥有信誉良好、创新硬件的公司。但随着时间的推移，这些系统已经商品化，你可以从不同的供应商那里获得的自动化设备基本上是相似的。”

Scriven说，对于供应商来说，硬件商品化使得他们需要区分自己的解决方案，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，将供应商区分开来的是软件，并通过更高度自动化的数据中心帮助运营实现更好的货物流动。

“部分原因是供应商需要区分并创造锁定;从更乐观的角度来看，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，任何使用手机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几十年来，软件一直被应用于配置和监控自动化。但市场观察人士表示，现在软件的发展不再是控制每个自动化区域的速度和馈送，而是将整个数据中心作为一个系统进行编排，以及知道何时以及如何调整特定资源以适应峰值。

多年来，使用WCS的供应商已经增强了他们的软件，在订单发布逻辑和负载平衡等功能上增加了更多的功能，以实现已知的功能仓库执行系统软件

今天,说霍华德•特纳他是一家咨询公司供应链系统总监圣棉球放在包括自动化供应商在内的多种类型的供应商提供的WES软件是协调多个自动化系统的关键。

Turner说:“如果实现得当，WES确实发挥了重要的编排作用，软件就像管弦乐队指挥一样，让多个资产协同工作，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oem、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，机器人解决方案提供商在监控性能和订单履行进度时也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进行检查变得更加重要。

“今天，当一家公司获得一些自动化设备时，他们不仅仅是获得设备。他们正在获取软件元素，以及与之相关的编排和订单发布，并能够查看吞吐量和选择效率。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，包括制造硬件的主要自动化供应商，从WCS发展出成熟的WES的系统集成商，以及一些主要的WMS提供商，WMS通常仍然是仓库事务和库存管理的关键系统，即使部署了WES。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?

多个自动化系统的协调是WES的总体目的。“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创造效率，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·艾略特首席产品和技术官Fortna是一家提供WES的自动化解决方案供应商。“软件提供了以智能、优化的方式协调这些不同系统的能力。”

WES在自动化系统之间协调工作分配的一种方式是智能订单发布，它不是大的工作“波”，而是在考虑多个自动化区域的当前状态和容量的情况下，以较小的块将工作发布到系统中。这个命令发布功能可以被认为是编排的起点，WES与低级控制系统的联系可以警告任何意外事件，或者可能正在开发的瓶颈，一些软件提供“负载平衡”功能来帮助调整当前的现实。

“WES的另一个主要好处是可以实时看到系统和流程发生了什么，”Elliott说。“对于操作人员来说，查看不同的系统并试图了解正在发生的事情并做出适当的反应真的很难。再一次，这就是WES解决方案的智慧所在，也是软件如此重要的原因，因为你不能仅仅从设备中得到理解。你需要一层软件智能来监控设备的行为。”

WES帮助从自动化设备中获得更多的另一种方式，除了更高级别的协调角色之外，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。当工作被分配到一个系统时，这种情况会持续发生，而该软件的可见性功能可以帮助管理人员决定何时通过增加更多的拣选工作站，或在系统中添加机器人或搬运工来扩大系统的性能，Markus Schmidt指出瑞仕格美国物流自动化是仓库自动化和WES的供应商。他解释说，能够在自动化区域内最大限度地提高吞吐量主要是软件问题。

施密特说:“要想最大限度地利用AS/RS解决方案，并知道何时扩大和缩小规模，软件是至关重要的。”例如，一些软件可能只需要一个系统将订单中最近的物品送到取货站。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为过期日期分配优先级。这使用户可以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，因此它们与直接控制地板自动化的控制系统有着密切的联系。在此基础上添加分析功能，WES将成为数据中心管理的总体仪表板。

Schmidt表示:“根据解决方案进行正确定制，[WES]可以显示机器人电池利用率和容量，使用热图识别阻塞点的路径利用率，AS/RS容量利用率，处理设备周期时间以及其他相关机器性能指标，从而为操作人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操作决策。”“WES和WMS的统一简化了商业智能分析，可以加快前台以及库存管理、开槽和运营人员的决策速度。”

他说，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首席产品和技术官Kuecker脉冲集成(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使用和查看数据。”“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、放之四海而皆通的仪表板，但采用更统一的方法来可视化运营趋势是有价值的。”

康拉斯表示，要做到这一点，解决方案提供商需要具备将应用程序编程接口(API)应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，Conrath认为，仓库流程和物料流的建模和模拟，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和操作更加有效。

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。该软件可能与WES或WCS解决方案分离，但它都与自动化解决方案的价值越来越多地来自软件的概念联系在一起。

塞巴斯蒂安·蒂策，北美数字化转型经理他组自动化物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关注的重点，因为自动化系统会产生大量数据，可以对这些数据进行分析以提高生产率。

Beumer以其分拣机而闻名，但正如Titze解释的那样，它还提供机器控制、WCS和数字软件产品，例如BG Insight软件，该软件提供数据分析、可视化和机器学习，以检查低效率和警报的根本原因。

“优化后的系统将越来越依赖于数据，尤其是在自动化程度越来越高的系统变得越来越复杂的情况下，”Titze说。

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(如入口门，装卸设备，输送机或其他物料处理系统)协调物料流。

“这个(协调角色)绝对是至关重要的，每个机器制造商都希望尽可能多地了解周围的过程，这样他们就可以优化工厂内特定过程的结果，”Titze说。

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流程，包括打包线等功能。当然，人工智能(AI)存在于许多机器人解决方案中，因此系统可以随着时间的推移不断学习诸如路径优化或如何最好地抓住和操纵物品等问题。

在拾取机器人市场，解决方案提供商通常与具有关节臂的工业机器人的领先供应商合作，而不是构建自己的机器人，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给它的东西。

克林顿·史密斯，首席技术官里奥斯RIOS是一家人工智能机器人拾取解决方案提供商，该公司解释说，虽然RIOS设计了自己的末端执行器(工业机器人尖端的硬件，用于抓取物品)，但基于人工智能的软件为硬件提供了所需的智能，使其知道如何抓取和操纵物品。在实践中，机器人拾取解决方案需要供应商的软件、硬件和工程能力相结合。

“我想说硬件和软件同样重要——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，模仿大脑在决定如何抓住和处理物品时的功能。“考虑到分拣用例的复杂性和挑战性，这些技术是必需的，其中可能包括高SKU变化、不断变化的环境和视觉条件、涉及某些SKU的困难视觉特性、快速的周期时间以及精度和准确性要求。”

此外，RIOS还提供混合云软件，用于实时监控细胞性能，如计数统计，同时提供api用于与WMS集成。RIOS与发那科(FANUC)合作开发机器人手臂，不过它也为不同类别的物品开发了自己的末端执行器。

“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，你可能会改变sku，混乱的物品和不规则的几何形状，它需要复制人手的能力，”史密斯说。因此，实际上，终端执行器通常需要根据特定的用例进行设计，例如尺寸、几何形状、重量或物品是硬的还是软的。这需要一个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。”

供应商同意，从最新的仓库自动化和机器人技术的视觉“惊喜因素”退一步来看，它实际上是处于WES和分析级别的软件，将允许用户根据当前需求模式和快速变化的资源可用性灵活调整多个自动化区域。

大多数WCS软件不能像WES那样优化整个数据中心，WES的高级产品经理Laura Bickle解释道霍尼韦尔Intelligrated是仓库自动化及相关软件的主要供应商。“WCS系统专注于产品吞吐量，但不像WES那样优化端到端流程，”Bickle说。“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、最后一刻的决策，以避免拥堵并最大限度地提高吞吐量。”