【国家标准】 物流装备管理监控系统功能体系

ICS25.040
中华人民共和国国家标准
GB/T32827—2016
物流装备管理监控系统功能体系Warehouselogisticsequipmentmonitor&controlsystem functions2016-08-29发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2017-03-01实施
GB/T 32827—2016
1范围
2术语、定义和缩略语
2.1术语和定义
2.2缩略语
3WMCS的概念
4WMCS功能层次
4.1概述
4.2功能层次的描述
4.3物流装备管理监控层的主要活动4.4各层次间信息的交互
5WMCS功能体系结构免费标准下载网bzxz
5.1功能体系结构模型
5.2作业管理模型
5.3作业调度模型
5.4设备监控模型
5.5数据显示模型
附录A(资料性附录)
附录B(资料性附录)
附录 C(资料性附录)
参考文献
自动化物流系统的示例
WMCS的应用特点
WMCS功能体系的示例
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国机械工业联合会提出。言
本标准由全国自动化系统与集成标准化技术委员会(SAC/TC159)归口。GB/T32827—2016
本标准主要起草单位：北京机械工业自动化研究所、北京起重运输机械设计研究院。本标准主要起草人湖江、王勇、刘颖、侯娟H
GB/T32827—2016
本标准的目的是指导构建物流装备管理监控系统（Warehouselogisticsequipmentmonitor&con-trolsystem，以下简称WMCS)的功能体系结构，说明WMCS在自动化物流系统中的作用及与其他系统的关系，为WMCS功能体系的构建提供依据和技术框架。本标准是对关于WMCS的理论资料和我国现阶段WMCS实际应用资料的整合，符合国内WMCS的应用现状和WMCS开发与实施的需求建议本标准与另一个国家标准GB/T32828一2016《仓储物流自动化系统功能安全规范》配套使用。
1范围
物流装备管理监控系统功能体系GB/T32827—2016
本标准规定了物流装备管理监控系统(以下简称WMCS)的定义、WMCS的概念、WMCS的功能层次和WMCS的功能体系结构，并提供了WMCS的参考示例。本标准适用于指导WMCS软件产品及与其他系统接口的开发。可作为企业选择或评价WMCS产品、实施WMCS和开发WMCS与其他系统接口时的基础性依据。本标准的目标使用者包括：WMCS产品开发组织、WMCS应用组织以及WMCS实施及咨询服务机构等。
2术语、定义和缩略语
2.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。2.1.1
业务work
自动化物流系统中的收货、发货、存储和配送任务。2.1.2
单元货物
unitgoodcargo
使用标准托盘或其他容器将货物组成输送单元。2.1.3
自动存取系统
充automatedstorage&retrievalsystem;AS/RS通常称为自动化立体仓库，由钢结构货架、堆垛机和搬运设备构成的自动存储单元货物的系统。2.1.4
货格cell
存储一个单元货物的空间。
批次batch
由一项业务单据定义的、若干品种数量的一批物流收发作业。2.1.6
operation
相关物流设备协同工作完成一个单元货物入库或出库的过程。2.1.7
位置location
单元货物在货格中或作业过程中的物理位置标识。2.1.8
设备作业指令equipmentoperationinstruction一条作业中指示某一物流设备将单元货物从A位置运送到B位置的数据集。1
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操作者operator
被派以进行单元货物组装、栋选操作或调整维护物流设备的人员。2.1.10
用户user
使用和维护WMCS的人员。
作业管理operationmanagement
根据物流业务要求生成一组单元货物作业并对作业执行结果进行处理的过程。2.1.12
作业调度operationdispatching对物流设备进行作业分配使相关物流设备协同工作完成作业的过程。2.1.13
装备管理监控
Eequipmentmonitor& control
提供物流装备运行状态及数据的显示并可以对物流装备直接进行控制。2.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
PLC:可编程序控制器（ProgrammableLogictisController）WMS:物流信息管理系统（WarehouselogisticsinformationManagementSystem）WCS:物流设备监控系统（WarehouselogisticsequipmentControlSystem）WMcS:物流装备管理监控系统（Warehouselogisticsequipmentmonitor&controlsystem）3WMCS的概念
WMCS是针对采用自动化物流装备对单元货物进行收发、存储及配送的系统（自动化物流系统的示例参见附录A)对物流装备的作业过程进行管理监控的系统。WMCS对自动化物流系统进行业务生成、分解，并下发到各物流装备执行。它在货物收发存储的过程中，对单元货物信息、位置信息进行管理；对系统中自动化物流装备的运行状态信息进行采集，与业务管理层和设备控制层进行信息交互，管理物流装备的作业过程；提供物流装备的作业信息及运行状态信息的实时显示；在物流装备发生运行事件时，能够进行实时报告，并能够提供手段处理设备运行事件包括对设备运行进行人工干预。WMCS能够使自动化物流系统准确高效的完成自动货物收发作业，对物流装备及其作业进行最佳分配、调度和控制，为使用者提供准确的物流数据信息，减少由差错引起的损失。WMCS在自动化物流系统中起到合理生成、分解、监控作业任务，协调物流设备，使之得以相互协调运行的重要作用。（WMCS的应用特点参见附录B。）4WMCS功能层次
4.1概述
本标准将自动化物流系统的管理及控制划分为三个不同的功能层次，分别是业务管理层、物流装备管理监控层以及设备控制层。如图1所示。2
4.2功能层次的描述
4.2.1设备控制层
业务管理层
物流装备管
理监控层
设备控制层
按批次生成业务单据
将批次入出库业务分解，生成单元作业，将作业分解到相关物流设备，监控作业过程，在全作业完成后向业务层提交业务单据完成情况报告根据作业指令数据
控制设备动作
图1自动化物流系统功能层次
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定义了按作业指令控制自动化物流设备自动执行作业的过程。物流设备通常包括堆垛机、输送机，移载机、穿梭车、升降台、拆叠盘机和自动导引车等。控制层通常采用PLC控制器，检测设备的动作和运行状态，根据作业指令要求，控制设备动作。设备控制层的处理单元是设备作业指令，执行时限通常是分钟、秒,甚至更快。
4.2.2物流装备管理监控层
介于业务管理层和设备控制层之间，定义了为了完成业务进行的活动，包括将批次入出库业务分解，生成单元作业，将作业分解到相关物流设备，监控作业过程，向操作者进行信息提示，记录作业结果，在全部作业完成后向业务层提交业务单据完成情况报告等。由WMCS实现这些功能。物流装备管理监控层的处理单元是业务批次、作业和设备作业指令，执行时限通常是班、小时和分钟。4.2.3业务管理层
定义了自动化物流系统管理相关业务活动，如收货、发货、存储和配送等。通常包括基础业务数据定义、制定业务计划、形成业务报表等。业务管理层的处理单元是批次单据，执行时限通常是班、小时或分钟。
4.3物流装备管理监控层的主要活动WMCS针对功能层次中物流装备管理监控层的活动进行定位与设计，关注物流装备管理监控层内部的作业生成、作业管理、设备调度和设备监控功能，以及与业务管理层和设备控制层之间的交互。物流装备管理监控层的主要活动包括：a）货物入库时采集单元货物信息，为单元货物分配存储的货格，形成入库作业：在货物出库时根据库存数据，以预先制定的规则形成单元货物的出库作业；b）
根据管理需要，按一定规则形成单元货物的盘点作业；3
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d）根据作业要求，将作业分解为相关物流设备作业指令；e)
根据物流设备的运行状态，在设备可用时将设备作业指令发送到相关设备控制器；在设备执行作业过程中实时监测作业执行情况；在设备执行作业成功或失败时对作业执行结果进行处理，实时更新存储台账；g）
向操作者提示针对单元货物的作业操作信息，如栋选数量或去向等；h）
实时显示设备运行状态和数据；在设备出现故障、警报或其他运行事件时进行提示；j）
k）在一个或一批业务单据处理完成后向业务管理层反馈执行结果。WMCS通过第5章所列举的功能进行这些活动。具备其中的某几个功能，能够完成一类活动，也属于WMCS系列的产品，例如只进行存储台账和作业管理的管理系统(WMS)或者只进行设备监控的监控系统(WCS)。
4.4各层次间信息的交互
4.4.1信息交互的分类
WMCS在自动化物流系统中分别与业务管理层和设备控制层进行信息交互。业务管理层所产生的业务单据需要由WMCS生成单元货物作业并分解为一组设备作业指令后由物流设备执行；物流设备完成一项业务后，向业务管理层传送业务单据的执行情况。业务管理层与WMCS之间交互的信息归纳为4类，分别是物料定义信息、存储区域定义信息、业务单据信息和业务执行信息。同时，将设备控制层与WMCS之间交互的信息归纳为3类，分别是设备作业指令信息、设备作业状态信息和设备运行状态信息。如图2所示。业务管理层
物流装备管理监控层
设备控制层
图2自动化物流系统功能层次间的信息交互4.4.2物料定义信息
物料定义信息是物流系统所操作的物料的基础信息，描述物料的基本特性。主要包括物料的编码，名称、规格型号和其他属性，如存储安全信息(储量上限值、下限值、时限值等）。由业务管理层定义，由物流装备管理监控层定时或根据需要读取。4.4.3存储区域定义信息
存储区域定义信息是物流系统所使用的各物理存储区域的基础信息，描述存储区域的物理特性。主要包括存储区域编码、名称、类型等。由业务管理层定义，由物流装备管理监控层定时或根据需要读取。
4.4.4业务单据信息
GB/T32827—2016
业务单据信息是物流系统进行一项业务活动的相关要求，描述一项物流业务的类型(如入库、出库）、物料、数量和其他要求，如出库物料应送达的站点等信息。由业务管理层生成，实时传送到物流装备管理监控层。
4.4.5业务执行信息
业务执行信息是一项业务活动的执行情况，描述该项物流业务的实际执行结果，例如出库时所要求的物料的实际出库数量等信息。由物流装备管理监控层生成，实时传送到业务管理层。4.4.6设备作业指令信息
设备作业指令信息是指示物流设备执行物流作业的指令数据集，描述将单元货物从A位置运送到B位置的相关要求信息，例如针对堆垛机的作业指令包括作业类型、起始位置、目标位置和单元容器识别码等。由物流装备管理监控层生成，实时传送到设备控制层。4.4.7设备作业状态信息
设备作业状态信息是物流设备执行物流作业的状态数据集，描述设备当前的作业状态信息，例如堆垛机的作业状态包括当前正在执行的作业类型、起始位置、目标位置、识别到的单元容器码以及执行结果，如正常完成或无法完成的故障代码等。由设备控制层生成，物流装备管理监控层实时读取。4.4.8设备运行状态信息
设备运行状态信息是物流设备运行状态数据集，描述设备当前的位置、速度、负载、动作以及故障等信息。由设备控制层生成，物流装备管理监控层实时读取。5WMCS功能体系结构
5.1功能体系结构模型
WMCS功能体系结构模型如图3所示。业务管理层
数据显示模型
库存查询
货位查谢
作业查询
作业管理模型
入库作业管理
出库作业管理
盘点作业管理
单元容器管理
作业调度模型
作业分解
（作业状态监测）
（作业指令发送）
设备监控模型
没备运行状态显示
没备运行事件提示
单台设备自动控制
设备控制层
图3WMCS功能体系结构模型
GB/T 32827—2016
该模型定义了WMCS基本功能体系结构，对物流装备管理监控层的功能进行了划分，分为四个主要功能模型，给出了WMCS各功能模型内部的主要功能，以及模型之间的信息流。其中作业管理模型和作业调度模型是WMCS的两个核心功能，使物流系统能够自动、正常、高效、安全运行。数据显示模型和设备监控模型是WMCS必不可少的组成部分，为用户全面了解和监控物流系统运行提供必要的手段。（WMCS的功能体系示例参见附录C。）作业管理模型提供处理业务指令，生成作业以及对作业结果进行处理的功能。其中定义了入库作业管理、出库作业管理、盘点作业管理和单元容量管理四个主要功能。该模型与业务管理层和作业调度模型进行双向信息交互。与业务管理层之间传递业务单据信息：接收业务单据，反馈业务单据执行情况。与作业调度模型之间传递作业信息：生成的作业交由作业调度模型分解执行，根据作业调度模型反馈的作业执行情况进行台账处理。与数据显示模型之间进行单向信息交互，向数据显示模型提供库存情况、存储区使用情况以及作业相关数据情况。作业调度模型提供管理物流装备，使其能够协同工作以自动完成物流作业的功能。其中定义了作业分解、作业状态监测和作业指令发送三个主要功能。该模型与作业管理模型和设备控制层进行双向信息交互。与作业管理模型之间传递作业信息：接收作业信息，反馈作业执行结果。与设备控制层之间传递设备作业指令信息：向设备控制层发送设备作业指令信息，读取设备作业状态信息。设备监控模型以动态图形和数据表格等形式为用户提供物流设备运行状态及数据监视和控制的功能，使用户可以实时对物流设备的运行状态有明确、清晰的了解，在出现运行事件或在其他需要时(如设备报警）可以对设备直接进行故障复位等控制。该模型与设备控制层进行双向信息交互，实时采集物流设备的作业及运行状态数据，向设备控制层发送操作指令。数据显示模型为用户提供了解系统运行数据的功能，定义了库存、货位及作业数据查询显示三个主要功能。除了这三个主要功能之外，该模型中也可以包含其他并不是所有系统都需要但在某些应用中可能是必需的其他数据的查询功能。该模型与作业管理模型和业务管理层进行单向信息交互，读取由业务管理层定义的基础信息和由作业管理模型处理的库存、货位和作业等信息。本标准定义的WMCS功能体系结构中，仅给出了系统具备的最基本的功能。针对特定应用所构建的WMCS,可以根据具体情况对模型进行进一步的定义和扩充。5.2作业管理模型
5.2.1作业管理模型的定义
作业管理”定义为根据物流业务要求生成一组单元货物作业并对作业执行结果进行自动实时处理的活动。这组活动对存储货位、单元货物和单元容器进行分配、使用和管理。根据物流业务类型定义了入库作业管理、出库作业管理、盘点作业管理和单元容器管理四个功能。5.2.2入库作业管理
5.2.2.1功能定义
入库作业管理定义为：为完成入库业务所必需的采集单元货物信息、为单元货物分配存储货位、生成入库作业、作业执行结果处理以及处理入库单据执行情况的一组功能模块。5.2.2.2信息传递
入库作业管理主要传递的信息有：a）入库单据信息：从业务管理层传递到入库作业管理功能模块，通常包含单据标识、物料代码、数量、批次标识及其他针对具体应用而言必需的物料的其他属性标识；b）单元货物信息：由操作者通过人机交互方式或由物流装备自动识别形成传递到入库管理功能6
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模块，通常包含单元容器识别码、物料代码、数量批次标识及其他针对具体应用而言必需的物料的其他属性标识
c）入库作业信息：由入库作业管理功能模块生成传递到作业调度模型的作业分解功能模块，通常包含单元容器识别码、为单元货物指定的存储位置；d）入库作业执行信息：由作业调度模型的作业状态监测功能模块传递到入库作业管理功能模块，通常包含单元容器识别码、为单元货物指定的存储位置和执行结果；e）
入库单据执行结果信息：从入库作业管理功能模块传递到业务管理层，通常包含单据标识、物料代码、数量、批次标识、执行结果（如实际入库数量）及其他针对具体应用而言必需的物料的其他属性标识。
注：对于在自动化物流系统中没有业务管理层，仅WMCS独立运行的情况，入库单据信息可能由入库管理功能模块自行生成。
5.2.2.3任务定义
入库作业管理的主要任务包括：a）采集单元货物信息；
为单元货物分配存储位置；
形成入库作业；
d）根据入库作业执行结果进行相应的处理，如正常完成时更新库存及货位状态或未能正常入库时重新分配存储位置等；
业务单据处理；
为操作者提供执行入库业务的人机交互界面；在需要时为操作者提供操作提示。出库作业管理
5.2.3.1功能定义
出库作业管理功能定义为：为完成出库业务所必需的检索库存、按预定的规则选择单元货物、生成出库作业、生成操作提示信息、作业执行结果处理以及处理出库单据执行情况的一组功能模块。5.2.3.2信息传递
出库作业管理主要传递的信息有：出库单据信息：从业务管理层传递到出库作业管理功能模块，通常包含单据标识、物料代码、数a）
量及其他针对具体应用而言必需的物料的其他属性标识b）出库作业信息：由出库作业管理功能模块生成传递到作业调度模型的作业分解功能模块，通常包含单元容器识别码、单元货物的存储位置、出库到达的目标位置、单元中出库物料的代码和数量；
出库作业执行信息：由作业调度模型的作业状态监测功能模块传递到出库作业管理功能模块，c）
通常包含单元容器识别码、单元货物到达的位置和执行结果；d）出库单据执行结果信息：从出库作业管理功能模块传递到业务管理层，通常包含单据标识、物料代码、数量、批次标识、执行结果（如实际出库数量）及其他针对具体应用而言必需的物料的其他属性标识。
注：对于在自动化物流系统中没有业务管理层，仅WMCS独立运行的情况，出库单据信息可能由出库管理功能模块自行生成。