伍強早在2006年就提出了“WMS與設備無(wú)關(guān)”的理論，10多年來(lái)，大量的實(shí)踐驗證了這一理論的先進(jìn)性與實(shí)用性，這一理論也逐漸為行業(yè)所接受。毫無(wú)疑問(wèn)，這一理論的誕生是伍強對物流技術(shù)的突破與貢獻。今天，我們對此進(jìn)行一次總結，以便讓更多的人了解這一理論的具體內容。

01問(wèn)題提出的背景

        2006年是中國物流技術(shù)發(fā)展非常重要的一年。為什么這樣說(shuō)，是因為這一年正處在我國物流技術(shù)和市場(chǎng)需求爆發(fā)的前夜。在此之前，我國物流技術(shù)發(fā)展已經(jīng)走過(guò)了約30年的發(fā)展道路，但一直比較緩慢。直到1999年，以聯(lián)想北京廠(chǎng)物流系統為標志的新一代物流系統建成，我國的物流技術(shù)才真正邁上了一個(gè)新的臺階。其標志性的內容包括：

        建立了一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)物流系統；

        WMS系統作為一個(gè)獨立的軟件系統，與供應鏈管理系統SAPR/3完成了無(wú)縫對接；

        以激光測距和PLC控制為標志的新型堆垛機系統誕生；

        WCS系統正式加入了指令調度的內容，完成了基于指令的任務(wù)調度系統。

        應該說(shuō)，任何一項技術(shù)的突破都不是孤立的。在此之前，國內引進(jìn)了歐洲和日本的物流系統和技術(shù)，是促使我國物流技術(shù)發(fā)生變革的基礎。在昆明卷煙廠(chǎng)、杭州卷煙廠(chǎng)引進(jìn)的物流技術(shù)，給其它行業(yè)做了很好的示范。

在此之前，WMS系統還沒(méi)有正式的名稱(chēng)，國外的商業(yè)化軟件也還處于研發(fā)初期，至少還沒(méi)有引入到國內。物流系統無(wú)論是系統的規模還是自動(dòng)化水平，都還處于初級階段。WMS作為一個(gè)信息管理系統，其功能也受到計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的限制，尤其是企業(yè)的信息化水平普遍還較低，系統間的連接并不十分普遍。因此，解決信息孤島成為當時(shí)的主要需求之一，WMS的定制化程度非常高。

        隨著(zhù)自動(dòng)化物流技術(shù)的不斷升級，系統規模和復雜性也逐漸提升，WMS與設備的聯(lián)動(dòng)變得十分重要。但這一時(shí)期的系統是一種緊耦合的系統，即WMS與自動(dòng)化系統呈現的是一種緊耦合狀態(tài)，WMS的定制化更加加劇了這一現象。而在實(shí)踐中，有兩個(gè)問(wèn)題成為人們頗為頭疼的問(wèn)題：其一是WMS的可復制性和可維護性。由于WMS的高度定制化，使得本身的標準化很差，系統的可復制性和可維護性也變得很差，直接推高了系統的成本，當時(shí)從國外引進(jìn)的WMS往往報價(jià)達到數千萬(wàn)元人民幣（含實(shí)施費），這顯然是用戶(hù)無(wú)法接受的；其二是WMS與自動(dòng)化系統的接口責任劃分問(wèn)題變得十分突出。由于人才的極度短缺，計算機軟件人員對于自動(dòng)化物流系統知之甚少，而從事物流裝備研究開(kāi)發(fā)的工程師則對于計算機軟件不太了解，往往造成這兩個(gè)系統之間的接口變得非常困難，直到今天，這一狀況仍然沒(méi)有根本解決。這就導致系統的穩定性非常差，一旦故障發(fā)生，責任很難界定，軟件的人說(shuō)是硬件的問(wèn)題，硬件的說(shuō)是軟件的問(wèn)題。往往各執一詞，莫衷一是。

        這些問(wèn)題的出現，促使人們思考如何去徹底解決問(wèn)題。

02WMS的基本功能

        盡管今天的WMS功能已經(jīng)變得十分復雜，但萬(wàn)變不離其宗。有關(guān)WMS的核心內容還是最初定義的幾個(gè)部分。其中包括用戶(hù)管理、訂單管理、庫存管理、貨位管理、入庫管理、揀配管理、包裝管理、集貨管理、發(fā)貨管理、盤(pán)點(diǎn)管理、補貨管理、退貨管理、越庫管理、報表管理、日志管理等。今天的WMS的功能主要是增加了一些訂單管理和可視化的內容，更多的變化主要是業(yè)務(wù)的變化，如系統變得更加復雜，規模更加龐大，SKU更多，訂單更多（尤其是電子商務(wù)的影響），存儲類(lèi)型也變得更多，新型設備和存儲模式發(fā)生了根本改變，以及業(yè)務(wù)流程的改變等。

        自動(dòng)化立體庫與普通操作倉庫的最大區別，從WMS角度來(lái)說(shuō)，是其貨位管理的策略和方法有根本差異。一個(gè)普通人工操作的倉庫，其貨位管理是靜態(tài)的（當然，現在也變成動(dòng)態(tài)的了），因此，無(wú)需對貨物分布，作業(yè)指令分布做過(guò)多的考慮?，F在的經(jīng)驗告訴我們，動(dòng)態(tài)貨位管理策略的確定在滿(mǎn)足客戶(hù)需求和提升效率方面起到了非常重要的作用。

        其實(shí)，從WMS與自動(dòng)化執行系統（Automated execution system，AES）--AS/RS、分揀機、輸送機、AGV、KIVA、機械手、包裝機等的交互來(lái)看，WMS產(chǎn)生指令任務(wù)，自動(dòng)化系統執行這些指令，并返回執行的結果。通常情況下，WMS的指令被執行時(shí)，并不需要進(jìn)行轉換，但也有例外，在一些自動(dòng)化系統中，為了提升效率，對于WMS的指令存在處理的可能，如合并、刪除等，這增加了WMS的難度。作為一個(gè)軟件工程師來(lái)說(shuō)，對物流的執行過(guò)程的理解是比較困難的，除非他非常好學(xué)，經(jīng)常深入現場(chǎng)調研，否則他很難理解為什么要做這樣一些操作。

        對于一個(gè)WMS系統的工程師來(lái)說(shuō)，理解自動(dòng)化系統實(shí)在是太難了。這是兩個(gè)世界的對話(huà)：對WMS系統關(guān)注的是業(yè)務(wù)管理，是高度規范的作業(yè)，就如同一個(gè)辦公軟件一樣，保證其正常工作是其主要目標，而對一個(gè)自動(dòng)化物流系統來(lái)說(shuō)，情況往往是千變萬(wàn)化的，不同的系統對軟件的要求是不同的，甚至現場(chǎng)的部署也不一樣。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，物流系統是一個(gè)高度定制化的系統，這種定制化主要體現在物流系統本身的差異，包括系統的物理布局、業(yè)務(wù)邏輯、作業(yè)流程等。而對WMS系統的工程師來(lái)說(shuō)，為什么要在現場(chǎng)指定的位置布置一臺終端，而不是統一的放在辦公室或機房，有時(shí)都很難理解，何況更為復雜的需求呢？

        另一方面，WMS與自動(dòng)化系統的這種高度定制化的系統緊密的連接在一起，使得WMS系統本身變得復雜和不可靠。不僅加深了WMS系統的開(kāi)發(fā)難度，也使得系統的維護變得非常困難，有些系統只有開(kāi)發(fā)者本身才能維護，其他人愛(ài)莫能助。這顯然是非常危險的。

因此，人們就在思考，如何讓軟件工程師盡快的理解自動(dòng)化系統的需求？而實(shí)踐中，這樣的機會(huì )真是太少了。于是，培養專(zhuān)業(yè)的WCS工程師就成為一項重要的工作。這樣的工程師，要充分了解自動(dòng)化系統的工作機制和原理，才能使系統工作達到預期的目標。

03新的系統架構

        物流系統的基本架構如下圖所示：

        在這個(gè)架構中，一般的理解，WCS是自動(dòng)化執行系統（AES）的監控系統(monitor system)，執行系統則定義為控制層級。而在伍強科技的理解中，將WCS定義為作業(yè)指令的監控與調度管理系統，而在其下的執行層，才是各個(gè)子系統的監控層。這一改變是一個(gè)巨大的差別。

        作為一個(gè)軟件工程師，一般會(huì )認為：WMS系統應該是獨立的，應與下層的執行系統無(wú)關(guān)，這樣才具有生命力。因為只有這樣，才能簡(jiǎn)化WMS系統，使其變得可維護和可復制。WMS不應將精力花在過(guò)多的考慮執行系統是如何執行的方面，而是要專(zhuān)注于軟件本身的功能和穩定性。當系統升級時(shí)，只要是雙方的協(xié)議沒(méi)有發(fā)生變化，則雙方均可以獨立升級。這是最初提出的WMS與設備無(wú)關(guān)理論的設想。

        為了將這一設想付諸實(shí)施，重新定義WCS變得非常重要。

        為什么這一變化如此重要呢？首先是把WMS從與紛繁的執行系統的耦合中解放出來(lái)。WMS關(guān)注的是做什么，不再關(guān)注由誰(shuí)來(lái)做和怎么做。比如，在入庫環(huán)節，WMS僅僅通知執行系統要執行一條上架的指令，把貨物存放在指定的位置或其它人為確定貨位，至于這個(gè)位置具體在哪里，由誰(shuí)去執行，怎么執行，WMS不再關(guān)心。為了使任務(wù)變成閉環(huán)，WMS要求把執行的結果回傳，以便做到庫存的一致性。這樣的一個(gè)改變，無(wú)論WMS今后如何改變，執行系統可以是無(wú)需改變的，反過(guò)來(lái)也是如此，執行系統發(fā)生改變，也不影響WMS。僅僅是在存儲貨位存儲方式發(fā)生變化時(shí)，WMS要重新定義貨位和策略罷了。其次，當自動(dòng)化執行系統發(fā)生變化時(shí)，WCS要同步發(fā)生變化。然而，WCS相對比較簡(jiǎn)單和具有模塊化的屬性，使其在執行系統發(fā)生變化時(shí)，往往只要增加相應的模塊即可。比如，原來(lái)由叉車(chē)完成的作業(yè)，如果要改變成為堆垛機或AGV完成，WCS其實(shí)只要把指令轉發(fā)給堆垛機系統或AGV系統即可。至于堆垛機和AGV具體如何執行，那是子系統自己的事。

        一個(gè)于設備無(wú)關(guān)的WMS，給軟件開(kāi)發(fā)人員松了綁。使得他們有更大的精力去研究屬于WMS的技術(shù)。

04解決方案與效益

        為了將WMS與設備無(wú)關(guān)這一先進(jìn)理論付諸應用，伍強科技改變了原來(lái)的系統架構，同時(shí)為新的架構開(kāi)發(fā)了相應的軟件系統—AUTOWCS1.0系統。這一系統經(jīng)過(guò)多年的完善與升級，已經(jīng)廣泛應用于數百個(gè)物流系統之中，并取得了意想不到的效果。

       （1）首先是給WMS松綁，使其變得相對獨立。伍強科技不再強調使用自己的WMS系統。而是通過(guò)AUTOWCS系統與世界上的幾乎所有的WMS實(shí)現對接，從而使用戶(hù)有更大的選擇余地，也為專(zhuān)業(yè)的WMS軟件提供更多的機會(huì )和更好的環(huán)境。這樣的案例已經(jīng)很多。

       （2）由于大大簡(jiǎn)化了WMS與WCS的調試過(guò)程，也就也大大縮短了WMS與自動(dòng)化系統的聯(lián)合調試時(shí)間。這一點(diǎn)使“WMS與設備無(wú)關(guān)”理論具有無(wú)比強大的生命力。通常情況下，WMS僅需要事先在模擬場(chǎng)景下完成與WCS的調試即可，WMS與整個(gè)系統的聯(lián)合調試主要是對實(shí)際環(huán)境下真實(shí)訂單的一個(gè)測試。這一改變在通常情況下，大約可以節約80%的聯(lián)合調試時(shí)間，而且，越是復雜的系統，其優(yōu)勢越大。

       （3）聯(lián)合調試時(shí)間的節約，使得WMS的實(shí)施費用大幅度下降。在以往的項目中，WMS的實(shí)施費要占整軟件費用的50~60%甚至更高，越大的系統，周期越長(cháng)的系統，現場(chǎng)實(shí)施的時(shí)間越長(cháng)，難度越大，實(shí)施費用也越高。有的會(huì )達到數百萬(wàn)甚至數千萬(wàn)之多。WMS與設備無(wú)關(guān)理論的實(shí)施，大幅度減少了現場(chǎng)服務(wù)時(shí)間，為原來(lái)居高不下的實(shí)施費大幅度下降提供了條件。

       （4）系統穩定性大大提升。這幾乎是一個(gè)可以預見(jiàn)的結果。系統穩定性取決于各子系統的穩定性。由于WMS不再與設備存在耦合關(guān)系，所以，WMS的穩定性即取決于自身系統的穩定性。而WCS系統由于不斷應用與升級，其穩定性也在逐步提升，并達到了一個(gè)新的高度。此外，系統的穩定性還取決于接口的穩定性。由于不同的系統存在接口的差異，一旦確定協(xié)議，接口的穩定性即得以保證。由于耦合解除，系統間的界面變得非常清晰，以前存在于系統間的責任不清的現象得以消除。

       （5）系統維護成本大幅度下降。系統維護幾乎不需要現場(chǎng)服務(wù)，可以通過(guò)遠程服務(wù)解決。這一方面可以節約大量的差旅費，更為重要的是，服務(wù)的及時(shí)性得以保障，避免了用戶(hù)在故障時(shí)長(cháng)久的等待。當然，選擇成熟的WMS是非常重要的。

05未來(lái)走向

        WMS與設備無(wú)關(guān)的理論，在未來(lái)將進(jìn)一步走向成熟，有望作為一個(gè)標準架構，獲得行業(yè)的認可。WMS系統的發(fā)展將專(zhuān)注于自身功能的擴展和延伸。如多倉調度、電商海量訂單處理、可視化、SaaS、云倉，與TMS系統聯(lián)動(dòng)等，特別是隨著(zhù)人工智能的興起，WMS需要解決的問(wèn)題更多是一些算法，以及數據安 全性問(wèn)題。此外，數字孿生也需要WMS予以配合。

        隨著(zhù)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展，要應對的挑戰很多，但從軟件系統來(lái)看，主要還是計算速度、儲存能力、算法、可視化等方面。而執行端，有望出現的是更豐富多彩的解決方案，這些方案未必簡(jiǎn)單，但一定是柔性的和高效率的。

        WMS與設備無(wú)關(guān)的理論為系統的模塊化設計以及分工協(xié)作打下了基礎，這對于提升整個(gè)物流系統的技術(shù)水平是非常有利的。

        WMS與設備無(wú)關(guān)的理論，與“軟件定義物流”的思想是不謀而合的，或者說(shuō)是“軟件定義物流”的一種具體表現形式。WMS是一個(gè)典型的“軟件”，而所有的物流設備，尤其是自動(dòng)化物流設備是所謂的“硬件”，根據“軟件定義物流”的思想，一方面是系統的功能主要由軟件定義，執行子系統應專(zhuān)注于如何高效的完成作業(yè)指令；另一方面，軟件和硬件兩者可以有各自的演變路徑和升級迭代的過(guò)程，每一次升級都不是推到重來(lái)，而是在充分利用現有資源的前提下不斷迭代，從而達到提升效率和能力的目的。尤其重要的是：所有的硬件和軟件均可以互相適應，在系統迭代升級的同時(shí)，最大化的保留了原有系統的可用性。

        隨著(zhù)AI技術(shù)逐步走向實(shí)用化，自動(dòng)化技術(shù)被更多的應用于物流系統尤其是拆零揀選系統之中。貨到人（或機器人）揀選將成為未來(lái)拆零揀選的首選。在貨到人揀選系統中，WMS系統被賦予了更多的內容，其中很多是動(dòng)態(tài)庫存管理的內容。同時(shí)，隨著(zhù)更多元的物流技術(shù)的誕生，以及更加柔性化的解決方案產(chǎn)生，對WMS的靈活性提出了更高的要求。關(guān)于這一點(diǎn)，從目前看，WMS與設備無(wú)關(guān)理論的應用是一種幾乎唯一的選擇。