Программное обеспечение для склада: чем отличаются WMS, WES, WCS и ПО роботов

На современном складе одна операция проходит через несколько программных систем. Заказ поступает из учетного контура, WMS определяет, какой товар и откуда нужно взять, а система управления оборудованием организует работу роботов, конвейеров и сканеров. Внутри каждого робота при этом работает собственное ПО: оно управляет движением конкретной машины.

Разберем, за что отвечает каждый уровень, как системы обмениваются заданиями и какое место в этой архитектуре занимает Hyper RMS.

Как устроена архитектура ПО для склада

Удобно рассматривать системы по масштабу задачи — от заказа до движения конкретного устройства:

WMS: учет и логика складских операций

WMS (Warehouse Management System) знает номенклатуру, остатки, ячейки хранения и состояние складских операций. Она принимает данные о заказах, формирует задания на приемку, размещение, пополнение, комплектацию или отгрузку и отражает результат в учете.

Например, WMS может определить, что контейнер с нужным товаром находится в определенной зоне и его необходимо доставить на станцию комплектации. Для WMS важны правильный товар, адрес, количество и подтверждение операции. Детали движения робота по складу обычно относятся к другим уровням ПО.

WES: управление потоком работ

WES (Warehouse Execution System) связывает складской план с текущей ситуацией на площадке. Система определяет очередность заданий, учитывает загрузку станций и доступность ресурсов, помогает согласовать работу людей и оборудования. Если меняется поток заказов или одна из зон перегружена, правила исполнения могут менять приоритеты.

Не всякому складу нужен отдельный продукт с названием WES. Его функции могут уже присутствовать в WMS или в платформе управления автоматизацией. При проектировании важно выяснить, какая система управляет очередью и приоритетом заданий, чтобы разные контуры не принимали противоречащих решений.

WCS: связь складской задачи с оборудованием

WCS (Warehouse Control System) обеспечивает выполнение заданий средствами автоматизации. Такая система получает задачу верхнего уровня, взаимодействует с оборудованием, отслеживает его состояние и возвращает результат. В зависимости от проекта она координирует конвейеры, сортировщики, системы хранения, роботов, сканеры и другие устройства.

Предположим, WMS поручила подать стеллаж на станцию. Контур управления оборудованием проверяет доступные ресурсы, передает задание роботу, согласует доступ к рабочей зоне и получает подтверждение доставки. Если станция занята или устройство сообщает об ошибке, система должна обработать событие по правилам процесса. При этом WCS не обязана вести товарные остатки — это задача WMS.

Термин «WCS система» описывает класс функций, но его реализация различается. В одних проектах WCS управляет преимущественно конвейером, а роботов обслуживает отдельная система управления флотом. В других единая платформа связывает несколько типов оборудования, — например, как Hyper RMS, к которой подключается всё роботизированное оборудование и периферийная техника.
Схема архитектуры ПО роботизированного склада: ERP и OMS передают данные в WMS и MES; Hyper RMS объединяет WES, WCS, управление флотом роботов, аналитику и симуляцию и через API-адаптер связывается со складским оборудованием

Где находится система управления флотом роботов

RMS (Robotic Management System), FMS (Fleet Management System) или RCS (Robot Control System) отвечает за группу роботов: принимает транспортные задания, распределяет их между машинами, следит за статусами, трафиком, парковкой и зарядкой. Конкретный набор функций зависит от решения и от того, сколько самостоятельности оставлено роботу.

Система управления флотом может быть частью WCS или работать рядом с ней через интерфейс. Если роботы разных производителей используют разные протоколы, нужны адаптеры и правила совместной работы. Один из интерфейсов обмена заданиями и статусами между центральной системой и мобильными роботами — VDA 5050. Поддержка протокола упрощает интеграцию, но сама по себе не гарантирует совместимость всех функций и устройств: ее проверяют на конкретном проекте.

Что делает ПО внутри робота

Робот не превращается в «пустой исполнитель» после подключения к центральной системе. Его бортовое ПО получает задание или маршрутные указания и отвечает за работу самой машины. В зависимости от модели и архитектуры оно:
  • определяет своё положение, сопоставляя показания датчиков с картой;

  • планирует локальный путь и управляет скоростью движения;

  • обнаруживает препятствия и реагирует на них в рамках предусмотренных режимов;

  • управляет исполнительными механизмами: подъёмником, вилами, конвейером;

  • контролирует состояние узлов и аккумулятора;

  • передаёт центральной системе телеметрию, состояние подсистем и подтверждения выполнения операций.

Распределение полномочий зависит от типа робота. Центральная система может задавать последовательность точек и правила движения, а бортовая — обеспечивать следование траектории. Для более автономных роботов детальное планирование маршрута между заданными точками может происходить на борту. Поэтому вопрос «кто строит маршрут?» нужно уточнять: речь может идти как о маршрутизации всего флота, так и о локальном движении одной машины.

Защитные функции оборудования и его сертифицированные системы безопасности проектируются отдельно от бизнес-логики WMS и алгоритмов распределения заданий. Они не должны зависеть от того, успела ли WMS ответить на запрос.

Как эти уровни работают вместе: пример комплектации

В систему поступает заказ. WMS определяет нужный товар и место хранения, формирует складское задание.
Контур исполнения назначает приоритет и станцию с учетом очереди операций.
Контур у правления роботами выбирает доступную машину, организует подачу стеллажа и согласует ее с другими устройствами.
ПО робота выполняет движение, контролирует датчики и механизмы, сообщает о ходе операции.
После отбора т овара сканирование или другое подтверждение передается в учетный контур. WMS обновляет состояние задания и остатки по правилам проекта.
В реальной интеграции число сообщений и порядок подтверждений могут отличаться. Главное — заранее определить, какая система является источником данных о товаре, какая назначает задание и какая подтверждает его физическое выполнение.
Схема комплектации заказа интернет-магазина: OMS передает заказ в WMS, Hyper RMS назначает задание роботу, робот доставляет стеллаж оператору. Подтверждение отбора возвращается в WMS и магазин

Какое место занимает Hyper RMS

Hyper RMS — IT-платформа Ronavi Robotics для управления роботизированной логистикой склада и производства. Она связывается с WMS и другими системами верхнего уровня и объединяет роботов и автоматизируемые устройства в единый управляемый контур.
На уровне складского процесса Hyper RMS работает с бизнес-логикой, местами, очередями заданий и рабочим местом оператора. Это функции исполнения, которые в разных архитектурах относят к WES. На уровне оборудования платформа выполняет функции WCS и системы управления флотом: распределяет задания, планирует движение флота, управляет парковками и зарядками, отслеживает состояние устройств и обрабатывает события. Для связи с оборудованием используются API-адаптеры.

Таким образом, Hyper RMS объединяет функции WCS с нижним уровнем управления флотом и интеграцией устройств, а также может реализовывать часть логики WES. При этом она не отменяет WMS как систему складского учета и не заменяет бортовое ПО каждого робота. Конкретную границу между системами определяют при интеграции.

Платформа также предоставляет мониторинг и аналитику по выполненным и оставшимся заданиям, загрузке станций и другим показателям работы системы. Модуль симуляции помогает смоделировать процесс и проверить параметры решения до запуска или при изменении действующего склада. В Hyper RMS разработаны функциональные модули сортировки, комплектации товар-к-человек (goods-to-person, G2P) и подбора по линии (pick-by-line); бизнес-логику можно адаптировать под проект. Платформа поддерживает интеграцию по VDA 5050 для мобильных роботов и интеграцию другого оборудования, такого как коботы, ТСД, системы put-to-light и другого, — состав и глубина интеграции зависят от конкретных устройств и требований площадки.

На что смотреть при выборе ПО для автоматизированного склада

Прежде чем сравнивать названия продуктов, полезно нарисовать маршрут одного задания от WMS до оборудования и обратно. Затем проверить пять вопросов:
  • Где находятся данные о заказе, товаре и остатках?
    Должна быть понятна система-источник для каждой сущности.
  • Кто меняет приоритет заданий?
    Правила WMS и платформы автоматизации должны быть согласованы.
  • Кто управляет смешанным оборудованием?
    Важно проверить работу роботов, конвейеров, сканеров и станций как одного процесса.
  • Что происходит при исключениях?
    Нужны сценарии для занятой станции, недоступного робота, ошибки сканирования и потери связи.
  • Какие данные подтвердят результат?
    Согласуйте события, отчеты и KPI еще на этапе проектирования.
Итог: программное обеспечение для склада — это несколько уровней ответственности. WMS управляет складскими данными и операциями; WES согласует поток работ; WCS и система управления флотом координируют оборудование; бортовое ПО выполняет движение конкретного робота. Чем яснее разделены роли и обмен данными, тем проще построить роботизированную систему под измеримые показатели склада.

Другие полезные статьи блога

    Контакты

    Роботизация какого процесса вас интересует?
    Нажимая на кнопку «Отправить», я даю согласие на обработку персональных данных в соответствии с Политикой обработки персональных данных
    Основной вид деятельности : Проектирование, производство и продажа программно-аппаратных комплексов и радиоэлектронной продукции — линейка логистических роботов для автоматизации складов и производств (ОКВЭД 72.19, 27.01). Коды деятельности в области информационных технологий: 1.01, 1.03, 1.07
    Ronavi Robotics входит в Группу «Роснано»
    Информация о товарах на сайте носит ознакомительный характер и не является публичной офертой. Окончательная цена и наличие товара подтверждаются менеджером при подтверждении заказа. Подтверждение заказа осуществляется в порядке, определённом в Публичной оферте
    Используемый стек технологий:
    — Языки программирования: С++, С#, Python
    — Фреймворки: ROS, HAL