018 自動倉儲物流系統中的“自我閉環”

最近關注到一個詞“閉環系統”，是現代工業控制系統理論裡的一個很重要的理論基礎，從百度科普看到如下：

舉例：調節水龍頭——首先在大腦中對水流有一個期望的流量，水龍頭打開後由眼睛觀察現有的流量大小與期望值進行比較，并不斷的用手進行調節形成一個回報閉環控制；騎自行車——同理，不斷的修正行進的方向與速度形成閉環控制。

上邊的舉例其實非常形象的說明了什麼叫做閉環系統，簡單并且籠統一點的說，為一個目标作出某項動作後不斷檢測實際情況并不斷調整執行這項動作，直至達到最後的目标。

對于倉儲物流自動化系統，本身就是工業自動化的其中一種應用場景，不管從系統的宏觀角度還是單個機構，都處處圍繞着閉環的思路來發生的。

• 自動化倉儲物流工程項目實作過程

任何一個行業的工程項目建設都是一個很複雜的過程，從項目立項到最後完成并投入運作，期間必然有大量的人力物力财力各個方面的資源投入，伴随着各種資源的投入和建設，工程項目逐漸的完成到直至達成最後的預期效果。上邊描述的過程中，目标就是工程項目的最終完工和投産運作，期間不斷的建設和資源投入就是為了達成最終的項目而做出的執行動作，同時過程中不斷修正的項目管理過程和實施過程中的修修改改就是不斷調整的回報過程，不得不說，工程項目建設就是個閉環系統的過程。

對于自動化倉儲物流項目而言，也是一樣的。比方說，建立一個自動化倉儲項目：

欲建成：

-5台堆垛機和高位貨架組成的立體庫

-6台AGV完成立體倉庫到月台的托盤搬運作業

-立體倉庫建成4000個貨位

-平均每小時進出庫量200個托盤

-月台到倉庫之間的AGV搬運完成每小時峰值300托盤

-裝置和資訊全自動化管理

-合同簽訂後5月内完成項目

-其他等等條款

而在項目實際執行過程中，發現有很多方面需要對項目進行重新修訂，比如由于公司業務量的增加，需要将貨位數增加，根據這一實際情況，需要重新對工程進行調整：修訂合同，下單采購更多的貨架，對倉庫的地面區域更大範圍的基建工作，與堆垛機廠家進行溝通和設計調整……，使後增加的貨架也能被堆垛機進行自動出入庫作業和資訊化管理。

再比如，在建設過程中，發現AGV的數量難以完成初期規劃的每小時峰值的300個托盤的吞吐量，此時需要對AGV的數量和工作路徑重新規劃，需要AGV工程技術人員進行大量的調整工作，直至最後能滿足效率的要求。

……

再比如，交工驗收期為合同簽訂後5月，系統內建商在進行到3個多的時候發現進度比預計有落後，在綜合評估後，會調入更多的工程技術人員投入項目中，使目前的工程建設進度加快，能按時的履行合同中的交貨期約定。

所有的自動化倉儲物流項目肯定是在伴随着一些更改和調整的發生，最後達到最終想要的工程成果，這種圍繞着最終的目标而不停的修正和實施過程，正是閉環系統最典型的應用。

• 自動化物流裝置單元

倉儲物流中心裡，不管是那種裝置，最終的目的都是按照需求進行物料的搬運和存放，在任何一個倉儲中心，物料都會被存在合适的位置上，不管是經過自動裝置或者是非自動裝置。

-叉車

無論在普通倉庫還是在工廠，最常見的物料搬運裝置要數人工叉車了。對于人工叉車的作業過程是否伴随着閉環系統呢，我們來分析一下。

首先看一下人工叉車作業的目标：

将物料從A點搬運到貨架上的B點，完成入庫。

執行過程：

叉車司機将叉車開到A點，再用叉車将位于A點的物料托盤挑起來後，駕駛叉車開到位于貨架區的B點，找到正确位置後，将物料托盤通過叉車放到位于3層的貨架上。

回報修正過程：

這個過程中由地球上最先進的“人肉智能”完成實作。操作員通過肉眼判斷目前的叉車進行的路線是否接近A點或者B點，進而去判斷操作叉車是繼續前進還是後退，亦或是加速還是減速 。到達A點後，操作員通過觀察叉車貨叉與托盤的位置關系，不斷的調整貨叉的位置，直到正确的位置後，駕駛叉車挑起托盤并開到貨架區的B點。再次，駕駛員通過觀察貨叉與貨架的位置關系，提升叉車的門架到3層可以放托盤的正确位置處，不斷調整叉車位置，直至可以将托盤完成的放置于3層貨架上位置。

以上的整個過程伴随着人工的動态調整叉車的操作來最後完成物料托盤從A點到B點搬運，通過人肉智能完成這個搬運的閉環操作。

-輸送機

輸送機是自動化倉儲系統裡非常常見的一種搬運裝置，輸送機通過電氣控制來完成自身的閉環系統。

輸送機的目标：

從下遊接收托盤，并通過輸送機機構如皮帶，鍊條或者輥道等輸送到下遊單元

執行過程：

電氣控制櫃發送啟動信号給輸送機電機，電機轉動帶動輸送機上的物料單元向前移動，達到搬運目的

回報修正：

輸送機在接收下遊的物料單元時，系統會檢測下遊的物料是否到達輸送機的輸入口附近，到達時才啟動電機接收物料，同樣在向下遊輸送物料時，會檢測物料是否已經到達本段輸送機的末端，如果下遊輸送機不能接受物料，控制系統要調整電機做出停止的動作，如果下遊輸送及可以接收目前物料，控制系統繼續控制電機轉動。

輸送機的回報閉環系統一般是通過位于輸送機身上的光電傳感器和控制系統來完成的。沒有閉環的控制系統可能會發生物料單元與前後裝置無法銜接的情況，如果物料如果是是成噸以上的重載單元，沒有閉環系統，輸送機一位的執行輸送可能會發生載重碰撞或直接落地的危險。

-AGV智能搬運

AGV小車簡單的來說，可以認為是無人駕駛的叉車，通過AGV小車身上的各種傳感器感覺周邊環境和目前所處的位置，自我排程到正确的起始位置進行物料撿去後在運作到放貨位置處完成物料卸貨。

AGV的目标：

AGV自動運作到A起點并叉取物料單元，自動運作到正确的目标位置後，将物料單元解除安裝到存放位置B點。

執行過程：

AGV本體控制自己的運作電機和轉向機構動作行走到正确的A點位置或者B點位置，到起始點或終點時控制自身的貨叉起升或者下降完成物料的上貨和解除安裝。

回報修正：

AGV通過雷射掃描器或者編碼器等各種傳感器實時記錄目前運作的位置并不斷的比對與目的位址的位置關系，通過調整AGV的驅動單元和轉向單元逐漸的驅使車體不斷的靠近目的位址，從車體的表現上來看就是前進後退或者加速減速，左轉右轉等等一系列動作，整個連貫的動作過程中，AGV的控制系統一直在不停的掃描位置和位置偏差，不停的修正車身的方向和位置。

AGV的閉環系統是依靠導航技術、定位技術、驅動技術，電子地圖等一系列綜合的技術來完成的。通過不停的輸送動作和比對修正，AGV最終可以完成物料單元的A點到B點的搬運。

-倉儲管理軟體WMS

完整的全自動化的倉儲物流系統一定少不了WMS的加持，WMS可以實時記錄目前的庫存和物料資訊，可以記錄進出庫流水和各類出入庫訂單。一個完善的高度自動化倉儲系統，WMS裡的所有工作都可以無人化完成。WMS對庫存的管理也伴随着一個宏觀的閉環在發生。

WMS的目标：

最基本的要完成每個貨位的物料存儲資訊

執行過程：

入庫時要通過入庫訂單輸入記錄目前入庫的每筆物料，可以是人工錄入，可以是掃描錄入，也可能是與上層企業ERP資訊對接後自動完成。

回報修正：

入庫後的物料必定會出庫，出庫時系統要再次經過WMS合适出庫訂單，如果發現出庫的物料與入庫時的資訊不符，需要人工進行排查并更新庫存資料庫。同時庫管員要定期通過WMS裡盤庫的功能，對庫内的物料進行抽查或者整庫盤點，直至實體庫存與資料庫存完全保持一緻。

WMS的閉環控制是通過進出庫管理流程上的邏輯互檢來動态調整庫存數字化的正确性，通過實體上和數字上的比對來調整物料資料庫實作100%的準确率。

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