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仓库执行系统(WES)的演变过程

SEP技术支持 | 2020/3/29 21:07:27

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2007年6月，我参观了新开业的堪萨斯州渥太华美国鹰酒店扩建后的新配送中心，面积为552，000平方英尺。新的配送中心在很多方面都是独一无二的，至少在我当时的经历中，很多方面都是我想象中的未来事物。
首先，尽管当时没有人使用术语“多渠道”或“全渠道”，但这个配送中心的设计目的已经是管理三个不同品牌的库存——所有品牌都存储在中央存储区——来自多个销售和分销渠道的所有订单都得到满足。急需的货物被混在一起，堆放在一辆开往商店的卡车上。物品将被送到不同的仓库，使用不同的分拣方法进行分拣，包括语音分拣、腕戴式扫描仪和光拾取，然后导入交叉带分拣机。在打包站，这些物品可以混合在一起并装载周转箱以补充商店或者以多行和单行订单的形式直接发送给消费者。此外，所有三个品牌都是一样的。
其次，当时没有人使用仓库执行系统这个术语。Vargo的WES软件解决方案是订单执行流程的核心。当时，曼哈顿的仓库管理系统(WMS)用于管理收据、货架、库存和运输。Vargo系统用于管理提货和包装流程。根据包装站的情况，整个工作由设备拉动。想法是平衡工作负载，使所有打包站都满载，而不是让一个站太忙，另一个站太空闲。
在2019年仓库自动化推广展上，每个自动化解决方案提供商都提供了我们现在称之为WES的产品。演示结束时，我采访了语音解决方案提供商约翰·施里弗的卢卡斯系统。他描述了一种新的软件解决方案，使用类似于为自动化设施开发的算法，来管理通常由WMS指导的传统过程。他们称之为工作执行系统。
就在几个摊位外，WMS供应商Softeon的首席营销官丹吉尔摩(Dan Gilmore)也在谈论WES的新功能，以优化传统的拣选流程、公用设施和自主移动机器人，而这是WMS无法单独完成的。
将工人的分配和优化引入水环境系统是一种新的尝试。研究副总裁兼Gartner研究员德怀特德怀特·克拉皮奇(Dwight Klappich)正在关注这一趋势。克拉皮奇说，卢卡斯、Softeon曼哈顿和其他公司正在讨论将更强大的基于约束的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，然后根据运行现场条件的动态变化重新分配工作。”如果我在2007年看到的系统是WES 1.0，那么我们现在是在WES 2.0的开始。
这些解决方案还可以做其他事情，即将移动计算设备的计算能力和决策能力推向执行的边缘。这是将边缘计算引入材料加工领域的一个例子。事实上，斑马已经为其新的WES解决方案注册命名了术语FulfillmentEdge。
WES 的演变
在我们谈论WES 之前，最好先回顾一下WES 是如何演变的。克拉皮奇认为，WES供应商已经提高了他们的自动化仓储能力，“这已经由MES完成了30年”。“仓库管理现在正赶上制造执行系统。Vargo的一位客户经理阿特埃尔德雷德(Arteldred)说:“事实上，瓦戈在美国Eagles部署的解决方案源自MES。”在20世纪70年代，我们的一位领导者为军方开发了一种自动引导车辆解决方案。它是制造执行系统的克隆。它使工作、人员和设备保持同步和有序，以保持生产线运行。我们将同样的概念应用于自动化存储。"
瓦戈和其他公司认为，WMS是一个有效的库存记录系统，订单和商业规则，但它不能非常有效，特别是在设施的自动化解决方案，如货物到达提货站，以及在日常过程的过程中，如语音提货，提货到推车和引壁，新的软件层可以组织订单执行过程。这样，从穿梭车、自动化商店或Opex解决方案中选择的物品可以与从三层拣选夹层或手推车中选择的物品同时到达配送中心。
更重要的是，系统可以根据实时条件在这些不同的区域分配和重新分配工作，以平衡工作量。埃尔德雷德说:“WMS根据采摘模式提前工作”但一旦路线计划制定出来，WMS很难做出动态决策，因为它无法从员工那里获得实时反馈。
另一方面，WES系统更接近实际情况。通过从不同的角度收集更多的信息，它可以实时看到地面上发生的事情。埃尔德雷德说明WES不是一次分配一批个任务，而是一次只分配一个任务，“在第一个任务完成之前，不会分配下一个任务。”瓦戈长期从事这一领域进入，但他不是唯一的一个。在我参观美国鹰的那些年里，大多数领先的原始设备制造商和咨询公司已经开发出了一种WES。虽然WES现在实际上是在一个自动化的必要性电子履行设施，下一代工作执行系统，WES 2.0，是解决另一个问题:如何使一个新的设施的效率水平仍然依赖于高度手工操作过程，如:采取交付手袋，采取交付托盘，采取交付推车。

当打印机、扫描仪和移动计算机真正是可移动的时，它们的优势是无线连接，它允许你把设备带到你需要操作的地方。然而，这些设备作为向ERP系统传递信息的渠道，是无声的终端，而ERP是决策和指挥的大脑。尽管这些系统知道他们被分配了什么任务，但在员工扫描条形码、阅读支票号码或在任务完成时点击指示灯之前，它们基本上是处于黑暗之中。这就是在UPS上追踪你的送货路线和在优步上等候的区别。对于包裹递送，你知道你的包裹最后被扫描到哪里，但是你不知道它现在在哪里。在优步上，你随时都知道你的司机在哪里。
卢卡斯系统全球销售和营销副总裁安德鲁·索思盖特(Andrew Southgate)表示，项任务的交付时间和完成时间之间的差距为WES系统打开了大门。我们的客户有WMS和企业资源规划系统，它们都是为工厂的库存位置而设计的。我们缺少的是一个专注于优化仓库人员和实时优化的系统。
索斯盖特说:在这个新模型中，WMS仍然管理库存和接收来自订单管理系统的订单。这些命令随后被发送到WES作业执行系统执行。“当我们从订单池中获得WMS订单时，我们将通过批处理找出购物车的订单数量、我们需要的汽车数量以及获得的最高选择密度和最短旅行路线，以满足所有这些订单的优先级”。
更重要的是，由于传感器和其他实时数据收集技术的普及，该系统(如优步应用)能够实时了解正在发生的事情。正如高德纳的克拉皮奇所说，“我们现在有了前所未有的位置意识。
当我知道我的每个资产在哪里时，我可以将更复杂的方法应用到我需要手动完成的领域。
以人为本
霍尼韦尔(Honeywell)产品和产品管理负责人詹姆斯·亨德里克森说，以前的系统围绕着库存管理，现在这种新方法的核心是“让员工在车间里尽可能多产”。将智力和决策能力置于边缘可以优化人员和工作。亨德里克森说:“这些新的解决方案提供了更深层次的工作功能，而不仅仅是按照主机系统在条形码扫描仪中告诉你的去做。”你想增强草根阶层的力量。"
斑马军团负责WHSE解决方案的高级产品经理安德鲁·皮尔斯指出，将分析和决策推向边缘还有另一个原因。他说:“当一个仓库运行了20年的旧技术或仍在使用纸张时，相关人员会找到执行任务的最佳方式，但结果将是好坏参半。”“我们希望以最佳方式引导和引导工人。WES作业执行系统根据一天中任何时候设施的资源和资产的变化创建动态工作流。这使得系统能够以最佳方式分配工作。尽管这些系统仍处于早期阶段，随着它们的扩散和收集越来越多的数据，它们将来将能够使用人工智能和机器学习来提高性能。
智能采摘车
到目前为止，大部分讨论都是关于将WES应用于语音指导人员。其他解决方案提供商也在研究WES如何优化购物车的操作，这被Fortna称为“智能拣选车概念”。Fortna解决方案设计和研究副总裁Russ Meller解释说，“智能拣选车利用灯光和辅助设备让工人在手推车上更高效地工作。”现在，我们可以使用WES智能分配工作来挑选车辆。“例如，一批订单需要1000个项目。因为系统知道这些货物的位置，它可以发布订单，所以与10辆皮卡车相关的人可以得到10个订单。这些订单将货物储存在一起，实际上是将货车分开。另一种方法是在订单完成时动态卸载手提包，为新订单打开一个分区，并在购物车继续时提取新订单打包。”“现在，我不仅从一开始就指定了10个最佳订单，而且还关注了下一个订单，”他说米勒，并把它比作餐馆里的转盘。
将来，系统在分配工作时将能够考虑诸如劳动生产率和订单中断时间等因素。“因为我们知道要选择的项目数量、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，”梅勒说。“如果我在截止日期前有一个小时，我可以决定是优化一辆车的生产效率，还是将订单分配给两辆车，以确保我们能在截止日期前完成。”
这些新工具不仅可以优化拣选路径，还可以战略性地优化拣选车上的订单槽。
WMS参加了比赛
仓库和WES工作执行系统的出现是由于WMS解决方案中未满足的需求。吉尔摩说:“公平地说，WMS解决方案将这一过程视为一个连续的步骤，而没有从全球的角度来考虑，这为从配送中心转移劳动力提供了大量的机会。”如今，WMS的供应商如Softeon、曼哈顿、JDA和HighJump正在弥补失去的时间。吉尔摩说:“自动化系统中提高效率的原则可以应用于自动化程度很低的配送中心。”这导致了WMS技术的逐渐变化。
这种新方法的一个例子就是Softeon所说的“虚拟采摘墙”它使用动态视图将工作分配给拣选墙，类似于上面的智能拣选车示例。“假设你有10个模块，每个模块有50个立方体，或者500个立方体，”吉尔摩说。“我可以释放10个模块的工作，也可以创建5组2个模块，以优化批处理并减少传送带上的口袋数量。它不是固定的。明天，10可能比5好。
曼哈顿律师事务所(曼哈顿律师事务所)也在经历类似的演变。“你参观的美国美国之鹰工厂是这一领域的先驱，”曼哈顿的高级产品管理总监亚当·克莱恩说。大约在2010年，克莱恩被要求研究那里发生了什么，以及如何将这些概念应用到WMS。
克莱恩说:“我们认为，WES供应商从自动化的角度看待这个问题。”“在我们看来，这不仅仅是产品发布的时间问题。有库存、人员和设备。作为WMS供应商，我们可以采用自上而下的观点，因为我们完全了解订单、库存、人员及其位置。
克莱恩说，结果是“一个与WES系统相邻的订单流”。有了这种新的思维方式，“我们可以单独处理订单”当它进来的时候，我们可以保持它，直到我们有信号从采摘墙或其他资源，可用的能力。它现在还包括一个用于与下游自动化系统通信的企业管理软件层。“它们是两个不同的组成部分，但它们是在WMS创造的，”克莱恩说。将开发的运输管理算法应用于仓库，优化拣选路径。
也许WMS最有说服力的论点是，只有一个人的喉咙会窒息。“如果功能已经嵌入WMS，为什么还要引入另一家供应商？克莱恩问道.吉尔摩同意。在高度自动化的环境中，WES显然有市场，”他说，“但在传统设施中，有工人、公用设施，也许还有一些机器人，WES不一定要来自自动化供应商。
下一步发展:
这个快速发展的空间下一步将走向何方？
Fortna的Russ Meller认为人工智能和机器学习正在到来。基于实时生产率水平和仓库活动，更好地利用劳动力的能力也将随之而来。“每个人都在为可见性而战，可见性允许你分配劳动力来优化多个上游和下游过程，”梅勒说。“我想这是我们的方向。
埃尔德雷德据信机器人的出现，尤其是自动移动机器人，将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在它之前将如何处理这项工作。我们无法预测一个人能做什么，这让事情变得复杂。”更重要的是，市场上的进入机器人很难标准化。每个都有自己的标准、通信协议和功能。“显然，我们还有很多工作要做，”他说。

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