SAP EWM仓储管理系统与自动化仓储硬件对接方案介绍

一、种类丰富的自动化仓储硬件

提到自动仓，您可能会想到自动存取货架ASRS（Automated Storage and Retrieval System），用于货物自动传输的传送带、堆垛机、自动排序机等，以及近年兴起的能够实现货到人的仓储物流机器人（AGV/AMR）。

自动仓顾名思义是要让仓库自动运行，即自动仓中的各类硬件需要能够脱离人的双手，自行运作。这些自动化硬件必须由一个可以控制的系统，发出指令指导硬件完成货物仓储动作， WCS（warehouse control system）。当一个企业需要应用多品牌，多类型的自动化仓储硬件时，多套WCS对软件统一集成、硬件的维护管理来说，会造成管理业务量和成本增加，而通过一个平台化的仓储管理系统来集中处理仓库日常业务，向WCS发出货物移动指令，再由其控制硬件执行具体操作就能解决这些问题。SAP EWM就充当了这个仓储管理平台的角色。由EWM承接上游ERP、MES等系统传来的内向、外向物料需求，再向下往WCS硬件控制系统传递货物移动指令。各系统之间的连接架构如下图所示：

SAP EWM仓储管理系统与自动化仓储硬件对接集成方式，主要三种模式：

1.黑盒模式

2.白盒模式

3.EWM MFS（Material Flow System）模式

二、黑盒模式

对企业而言，仓储自动化转型的手段，主要通过是购置和实施自动化仓储硬件。为了能够尽快的利用自动化仓储硬件，减少仓储平台建设压力，会选择应用硬件自带的WCS来实现WMS，对自动化仓储硬件中的仓位、仓储任务的生成和执行进行管理。此场景中，EWM将不对自动化仓储硬件中的仓位等细节进行管控，而是把自动仓整体当作一个大的仓位。EWM与WCS之间的信息传递通过标准接口Interface PI/Webs./IDOC等方式实现。接口方式如下图所示：

在黑盒模式下，货物存取的策略、实物库存的管理均交由WCS负责。库存移动的触发在EWM中发生后，所创建的仓库任务仅指向一个大的仓位（Dummy-Bin）。随后仓库任务将传递至WCS中执行。在此模式下的上下架执行流程如下图所示：

在上架过程中，内向入库交货单触发库存移动，进行收货。EWM创建上架仓库任务（Warehouse Task：WT）指向高位货架对应的仓储类型，目标仓位：固定的dummy bin。然后，EWM将WT的信息（包含HU、目标仓储分区等）通过IDOC: message type /SCWM/WMTORD 下传到WCS系统中。WCS根据EWM下传的WT信息考虑设备效率、上架策略决定目标货位，最终将托盘移动到具体的仓位，回传EWM-WT确认信息，在EWM系统中确认WT，更新仓储类型中的库存。下架过程亦然。

黑盒模式下EWM中无法了解各个仓位的具体存储情况，仅管理整个自动仓中的货物存取总量。这时自动仓对于EWM系统来说是一个黑盒，因此称之为黑盒模式。对于需要快速启用自动化仓储硬件的企业来说，这种模式具有实施难度小、速度快的优点，但如果企业同时启用多种不同品牌的硬件设备，那么对于仓储管理者来说，库存的透明度、多个系统的维护都将成为难题。特别是当企业出现业务调整时，需要对多个WCS进行调整，工作量和维护成本将大大增加。

三、白盒模式

顾名思义，白盒模式与黑盒模式相反，即对于EWM系统来说不是黑盒子，而是一个可以清楚看到内部情况的白盒子。在白盒模式下，所有自动仓中的仓位信息、存储策略等将由EWM负责，而WCS仅充当一个执行任务的角色。在此模式下的系统架构如下图所示：

白盒模式下，各系统责任分工明确：EWM负责仓库管理所有功能，WCS只负责控制硬件设备。以下架过程为例，白盒模式下系统的执行流程如下图所示：

首先基于波次、外向交货单需求、库存转移需求，触发EWM库存移动。然后基于EWM中灵活多变的库存搜索策略如：先进先出、先到期先出、优先出空仓位、整托盘先出等，决定库存下架策略。之后EWM将仓库任务的信息通过IDOC:message type /SCWM/WMTORD 下传到WCS系统中。接下来，WCS考虑堆垛机等设备效率，在WCS内部进行托盘出库顺序的优化，传送线将托盘移动到下架拣选点硬件设备执行拣选下架时通常有以下两种情形：

整托盘：当叉车将托盘从pick point插下，回传EWM确认拣选任务
散托盘：将货物从托盘中取出，回传EWM确认拣选任务。散托盘返回立库，回传EWM创建并确认回库WT，更新立库库存

由此可见，白盒模式中，企业在EWM系统中管理库存和仓位明细，库存可视化程度高。上下架策略在EWM中管理，灵活可控，随时调整。所有的业务操作在EWM中调整，未来如果涉及到高架库的业务变更，只需要调整EWM即可，无需在WCS中进行调整，并且可以灵活地针对整个仓库或部分自动仓设备进行调整，从而降低后期运维成本和变更成本。当然，前期的系统实施复杂度会相应增加。

四、EWM MFS（Material Flow System）模式

以上的两种对接方式是目前中国客户广泛使用的SAP EWM仓储管理系统与自动化仓储硬件对接方案。在这两种模式下，都涉及到大量的系统集成工作。对于企业使用硬件厂商品牌众多的情况下，系统对接及维护工作更是复杂。正是了解到客户的痛点，SAP于2008年设计了EWM MFS（Material Flow System）物料流系统功能。通过MFS直接读写自动化仓储硬件的PLC（Programmable Logic Controller）可编程逻辑控制器，来实现EWM与自动化仓储硬件的对接。简而言之，EWM MFS就是EWM自己的WCS。MFS模式下系统架构如下图所示：

MFS模式下货物的移动方案如下图所示：

EWM承接货物移动需求，触发货物点到点移动的仓库任务，EWM通过MFS读写仓储硬件中的PLC，实现仓库任务的下达。当硬件完成仓库任务后，将反馈完成状态到EWM，通过现场设备的反馈信息对仓库管理系统中任务指令作自动更新与确认。

在MFS模式下，无需将EWM与任何WCS系统对接，而是将EWM与可编程控制器(PLC)直接连接，实现仓库管理系统与自动化设备的同步运作，可平台化实现仓库管理系统对现场设备的资源优化，大大减少第三方控制系统的维护成本。需要注意的是，MFS模式下，需要了解硬件设备的各种参数，TCP\IP协议等信息进行通讯，并且需要硬件厂商完全开放其硬件的PLC，对硬件厂商的开放要求比较高，且在MFS中需要结合硬件自身的相关算法才能实现复杂的硬件设备控制如：AGV算法。

五、行业最佳实践

接下来，我们以零售行业某客户的仓库入库场景为例，介绍实际应用中的EWM系统和自动化仓储硬件的对接流程。零售行业可以说是仓储运行压力最大的行业之一，货物种类繁多，出入库单据量大，特别是在电商业务高速发展的这几年，提高仓储效率，是零售行业每个客户都在关注的重点。本案例中，该零售客户为了提高仓储效率，采用了SAP EWM系统进行仓储流程的标准化管理，并通过白盒模式，将多种自动化设备与EWM系统进行了对接，大大提升了其仓库的生产力。

具体入库流程如下图所示，当货物抵达入库口时，装卸工通过扫描枪扫描货物托盘编号，并向EWM系统确认该入库单中的货物已到达入库口；接下来EWM系统将建立该货物的搬运任务，将货物从入库口搬运至立体库巷道口，叉车接受任务后执行，完成后立体货架巷道入口的感应探头感应到该托盘货物已经到位，同时由其WCS向EWM系统反馈托盘号与立体货架巷道口的信息，确认搬运任务已完成；随后EWM系统将根据本次入库货物的上架策略，给出上架到立体仓中位置的建议，并生成上架任务，传递托盘编号与上架目的位置信息给立体货架的WCS，WCS驱动堆垛机、穿梭机从立库巷道口将托盘取出放至目标库位。上架成功后，WCS向EWM发出成功指令，触发EWM系统确认上架任务完成。由此，该货物的入库流程全部完成。可以看到，不管是扫描枪、叉车还是立体货架，都由EWM来进行调度和任务的分配，由此完成一个高效的入库流程。

六、结语

综上所述，SAP EWM作为一个平台化的仓储管理系统，将自动化仓储硬件高效连接起来，实现设备仓储任务的智能调度。SAP EWM仓储管理系统与自动化仓储硬件的三种对接方案各有利弊，也适用于不同企业仓储自动化发展的不同阶段。不管企业选择哪种模式，SAP EWM都能帮助企业更好地利用好各式各样仓储自动化工具，发挥出工具最大的力量。总而言之，不管白盒黑盒，能帮助企业提升仓储效率，利用好自动化仓储硬件这个工具的就是好盒。

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