018 自動倉儲物流系統中的「自我閉環」
來自專欄智能倉儲物流技術研習社
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最近關注到一個詞「閉環系統」，是現代工業控制系統理論里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，並不斷的用手進行調節形成一個反饋閉環控制；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，簡單並且籠統一點的說，為一個目標作出某項動作後不斷檢測實際情況並不斷調整執行這項動作，直至達到最後的目標。
對於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，都處處圍繞著閉環的思路來發生的。
- 自動化倉儲物流工程項目實現過程
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並投入運行，期間必然有大量的人力物力財力各個方面的資源投入，伴隨著各種資源的投入和建設，工程項目逐步的完成到直至達成最後的預期效果。上邊描述的過程中，目標就是工程項目的最終完工和投產運行，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反饋過程，不得不說，工程項目建設就是個閉環系統的過程。
對於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
-設備和信息全自動化管理
-合同簽訂後5月內完成項目
-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，比如由於公司業務量的增加，需要將貨位數增加，根據這一實際情況，需要重新對工程進行調整：修訂合同，下單採購更多的貨架，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信息化管理。
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，系統集成商在進行到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，使當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隨著一些更改和調整的發生，最後達到最終想要的工程成果，這種圍繞著最終的目標而不停的修正和實施過程，正是閉環系統最典型的應用。
- 自動化物流設備單元
倉儲物流中心裡，不管是那種設備，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，物料都會被存在合適的位置上，不管是經過自動設備或者是非自動設備。
-叉車
無論在普通倉庫還是在工廠，最常見的物料搬運設備要數人工叉車了。對於人工叉車的作業過程是否伴隨著閉環系統呢，我們來分析一下。
首先看一下人工叉車作業的目標：
將物料從A點搬運到貨架上的B點，完成入庫。
執行過程：
叉車司機將叉車開到A點，再用叉車將位於A點的物料托盤挑起來後，駕駛叉車開到位於貨架區的B點，找到正確位置後，將物料托盤通過叉車放到位於3層的貨架上。
反饋修正過程：
這個過程中由地球上最先進的「人肉智能」完成實現。操作員通過肉眼判斷當前的叉車進行的路線是否接近A點或者B點，從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係，不斷的調整貨叉的位置，直到正確的位置後，駕駛叉車挑起托盤並開到貨架區的B點。再次，駕駛員通過觀察貨叉與貨架的位置關係，提升叉車的門架到3層可以放托盤的正確位置處，不斷調整叉車位置，直至可以將托盤完成的放置於3層貨架上位置。
以上的整個過程伴隨著人工的動態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里非常常見的一種搬運設備，輸送機通過電氣控制來完成自身的閉環系統。
輸送機的目標：
從下游接收托盤，並通過輸送機機構如皮帶，鏈條或者輥道等輸送到下游單元
執行過程：
電氣控制櫃發送啟動信號給輸送機電機，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
反饋修正：
輸送機在接收下游的物料單元時，系統會檢測下游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，同樣在向下游輸送物料時，會檢測物料是否已經到達本段輸送機的末端，如果下游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，如果下游輸送及可以接收當前物料，控制系統繼續控制電機轉動。
輸送機的反饋閉環系統一般是通過位於輸送機身上的光電感測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設備無法銜接的情況，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小車身上的各種感測器感知周邊環境和當前所處的位置，自我調度到正確的起始位置進行物料撿去後在運行到放貨位置處完成物料卸貨。
AGV的目標：
AGV自動運行到A起點並叉取物料單元，自動運行到正確的目標位置後，將物料單元卸載到存放位置B點。
執行過程：
AGV本體控制自己的運行電機和轉向機構動作行走到正確的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卸載。
反饋修正：
AGV通過激光掃描儀或者編碼器等各種感測器實時記錄當前運行的位置並不斷的比對與目的地址的位置關係，通過調整AGV的驅動單元和轉向單元逐步的驅使車體不斷的靠近目的地址，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可以實時記錄當前的庫存和物料信息，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里的所有工作都可以無人化完成。WMS對庫存的管理也伴隨著一個宏觀的閉環在發生。
WMS的目標：
最基本的要完成每個貨位的物料存儲信息
執行過程：
入庫時要通過入庫訂單輸入記錄當前入庫的每筆物料，可以是人工錄入，可以是掃描錄入，也可能是與上層企業ERP信息對接後自動完成。
反饋修正：
入庫後的物料必定會出庫，出庫時系統要再次經過WMS合適出庫訂單，如果發現出庫的物料與入庫時的信息不符，需要人工進行排查並更新庫存資料庫。同時庫管員要定期通過WMS里盤庫的功能，對庫內的物料進行抽查或者整庫盤點，直至物理庫存與資料庫存完全保持一致。
WMS的閉環控制是通過進出庫管理流程上的邏輯互檢來動態調整庫存數字化的正確性，通過物理上和數字上的比對來調整物料資料庫實現100%的準確率。
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