自动化立体仓库管理软件(WMCS)改造

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2024年6月7日发(作者：)

自动化立体仓库管理软件（WMCS）改造

摘要：

自动化立体仓库是指采用高层货架储存货物,用起重、装卸、运输机械设备进行货物

出入库作业,由电子计算机进行管理和控制,不需人工搬运作业而实现收发作业的仓库。自动

化立体仓库系统是现代物流自动化系统的重要组成部分,随着现代工业生产的发展,要求自动

化立体仓库能够实时接受任务信息,在高效率执行任务的同时实时反馈任务完成信息,这就要

求自动化立体仓库系统的管理层、监控层以及控制层能够协调高效的工作。本论文的主要内

容:对基于数据库的自动化仓库管理系统进行软件升级，并详细说明整个系统的流程。阐明升

级后的系统更安全更合理，适合现行工作的需求。

关键词

WMCS 用户管理 数据管理 入出库流程

1

目 录

引言 .................................................................... 1

1 概述 ................................................................ 1

1.1目标 ................................................................ 1

1.2用户的特点 .......................................................... 1

1.3软件开发基本程序 .................................................... 1

2 需求规定 ............................................................ 1

2.1对功能的初步规定 .................................................... 1

2.2对性能的初步规定 .................................................... 2

2.2.1精度 ............................................................ 2

2.2.2时间特性要求 .................................................... 2

2.2.3灵活性 .......................................................... 2

2.2.4冗余性 .......................................................... 3

2.3输入输出要求 ........................................................ 3

2.4数据管理能力要求 .................................................... 4

2.5故障处理要求（应用软件方面） ........................................ 4

3 运行环境规定 ......................................................... 4

3.1硬件设备 ............................................................ 4

3.2软件系统 ............................................................ 4

4 WMCS系统详细描述 .................................................... 4

4.1管理及控制概念 ...................................................... 5

4.2系统等级及任务设定 .................................................. 5

4.2.1系统等级 ........................................................ 5

4.2.2系统任务设定 .................................................... 5

4.3基本功能概述 ........................................................ 5

4.3.1数据管理： ...................................................... 5

4.3.2入库管理 ........................................................ 6

4.3.3出库管理 ........................................................ 6

4.3.4查询、报表与盘库 ................................................ 6

4.4基本工作流程 ........................................................ 6

4.4.1名词定义 ........................................................ 6

2

4.4.3主数据 .......................................................... 6

4.4.4作业任务设定 .................................................... 7

4.4.5自动化立体库库存结构 ............................................ 7

4.4.6基本过程 ........................................................ 7

4.5查询、统计、报表 .................................................... 7

4.5.1查询功能 ........................................................ 7

4.5.2 统计报表及设备故障分析 ......................................... 7

4.6系统维护 ............................................................ 7

4.6.1用户管理 ........................................................ 7

4.6.2库存表维护 ...................................................... 8

4.6.3库存项目维护 .................................................... 8

5入出库管理 .............................................................. 8

5．1入库 ............................................................... 8

5．2出库 ............................................................... 9

6查询管理 .............................................................. 10

6.1入出库操作查询 ..................................................... 10

6.2修改表查询 ......................................................... 10

6.3码放规则维护 ....................................................... 10

7系统维护 .............................................................. 10

8用户权限 .............................................................. 10

9

数据管理 .............................................................. 11

9．1最高库存量/最高货位维护 ........................................... 11

9．2货位地址修改 ...................................................... 11

9．3库存一致性维护... ................................................. 11

参考文献…………………………………………………………………………………… 12

致谢………………………………………………………………………………………… 13

3

引言

根据项目总体要求，提出WMCS软件项目基本需求，提出项目开发的工作任务和工作内

容。对WMCS软件项目提出数据基本流程。明确软件功能规定；明确软件性能规定；数

据输入和输出要求规定；数据管理要求；故障处理要求；明确软件接口任务和明确接口

要求。

1

1.1

概述

目标

WMCS系统专为自动化立体仓库项目而升级改造的。

改造后的WMCS系统能完成自动化立体仓库中所有涉及药品存储过程并提供相关信息，

保证提供完善的仓库管理信息系统，并能满足未来发展的需要。该系统必将成为企业未来

发展中非常重要的一个环节，并将成为企业资源计划（ERP）中必不可少的一环，为供应

链管理，生产计划，物流配送提供支持，为企业物流管理提供决策支持功能。WMCS系统能

配合ERP系统工程，能与ERP系统建立连接机制，通过专门开发的接口软件与ERP系统交

换有关信息。WMCS系统的管理系统负责自动化立体仓库的货位管理、入出库管理、查询报

表、库存分析、系统维护等工作。WMCS可与ERP采用数据库连接。

1.2 用户的特点

作为本系统的直接用户，分为高级管理员、管理员和一般用户三种。其中高级管理员

应具备Windows 和SQL Server以及计算机网络的专门知识，并对系统的维护有一定了解，

管理员和一般用户是经过培训的具有基本电脑操作经验的员工。针对本系统用户的特点，

要求系统应用软件易学易用，容易理解和操作，并具有较强的拒错、防错和纠错能力。本

系统对系统和数据的安全性和可靠性以及实时性均要求非常高。

1.3 软件开发基本程序

本系统开发的基本步骤包括：1) 问题提出；2) 用户需求（URS）； 3) 软件设计；4) 软

件代码编写；5) 实验室测试；6) 用户意见反馈；7) 软件修改；8) 用户培训；9) 现场安装；

10) 应用软件现场测试；11) 用户测试；12) 试运行；13) 正式运行。

2

2.1

需求规定

对功能的初步规定

1. 物品出入库的管理，所有库存物品的帐面移动和实际物理移动；

2. 合理的入库原则和出库顺序；

3. 出库优于入库的原则；

4. 货位的合理分配，库区的合理规划；

1

5. 随时可以提供库存信息；

6. 库存报警功能；

2.2 对性能的初步规定

对性能的规定包括精度、时间特性要求、系统灵活性及系统冗余等，以下详细叙述。

2.2.1精度

管理系统对数据的精度要求是根据具体存放的物品单位属性而制定的。

以下是关于精度的定义：

序号 单位

1

2

5

6

7

件

箱

时

分

秒

精度要求

1

1

1

1

1

备注

2.2.2时间特性要求

计算机管理系统在很多地方需要用到时间参数，定制如下：

序号 时间参数 格式

1

2

3

2.2.3灵活性

系统的灵活性包括两个方面：

1）作为独立运行的系统和与ERP系统集成的系统；

WMCS系统的设计首先是作为独立运行的系统而进行的。WMCS系统具有独立的服务器系

统和数据库系统，具有完善数据输入输出功能和数据维护及查询系统。为了适应操作要求，

WMCS系统专门设计ERP系统数据模拟转发及接收程序。

对于具有与ERP系统集成要求的WMCS系统，接收ERP系统的指令数据。并具有向ERP

系统发送任务完成数据和其他数据的功能。

2）WMCS系统本身操作的灵活性，包括用户权限的定制和入出库操作的灵活性。

WMCS系统操作全部采用WINDOWS标准界面，本身具有操作灵活的特点；

WMCS系统的输入尽可能提供鼠标选择和键盘输入双重输入功能。

WMCS系统为方便用户操作和管理

2

示例

2001.12.30

17:26:33

Date

Time

HH:MM:SS

Datetime HH:MM:SS:FFF 2001.12.30 17:11:11:111

WMCS系统提供灵活的用户管理系统

2.2.4冗余性

系统的冗余性设计是系统性能指标的重要方面。WMCS系统在以下方面具有冗余设计：

数据备份：每天数次的数据备份策略，可以将数据恢复的时间压缩到最短。

备份策略：

可以根据作业频繁程度和数据重要性，对数据库采取相应备份。一般制定自动备份日志，

在每日空闲时间（通常为中午12点和下班前）自动进行数据库定时备份。对于常用的

WMCS的数据库，采用完全备份。

2.3 输入输出要求

数据输入要求

a) 输入源选择：

1）ERP系统，主要包括药品主数据等，由ERP系统通过接口软件传送到WMCS系统。WMCS

系统自动或人工接收该数据。并将该数据转化为WMCS系统的药品主数据和入出库操作指

令。

2）键盘输入；键盘输入部分主要包括数字和需要临时输入的字段，也包括系统维护和数

据库维护所需要输入的数据等。

3）鼠标输入；鼠标作为系统的必备输入工具，主要输入那些已经存储在数据库中的可选

的数据，如药品主数据（代码、批次、规格等），货位地址、等等。鼠标输入是WMCS系统

最主要的手段。

b) 输入数据要求：

对输入数据的要求首先应准确和唯一。准确性是指两次输入的结果是一致的；唯一性要求

是指不同地点（包括软件的不同处和不同终端）的输入应一致。

输入数据应简单。对数据输入来说，简单意味着准确，简单也意味着唯一性容易得到保证。

输出要求

a) 输出方式选择

输出方式包括打印输出，屏幕输出和文件输出。

打印输出是指打印各种报表和单据等；

文件输出主要是与ERP系统进行数据交换。

b) 输出数据要求

对输出数据的要求主要应作到标准化。针对不同的要求所产生的输出都应遵循一定的有

时是严格的标准。

3

2.4 数据管理能力要求

数据管理分为增加（INSERT）、修改(UPDATE)和删除(DELETE)。

WMCS系统提供对各种数据的控制能力。包括对自身数据的增加、修改和删除。

包括：

1) 主数据的增加、修改和删除控制。

2) 入库操作的增加、修改和删除控制。

3) 出库操作的增加、修改和删除控制。

4) 用户的增加、修改和删除控制。

5) 主库存数据的增加、修改和删除控制。

2.5 故障处理要求（应用软件方面）

1) WMCS 系统提供一套完善的故障处理方案，以适应系统的需要。

2) WMCS系统除支持联机操作外，支持在特殊情形下的脱机操作。

3

3.1

运行环境规定

硬件设备

本节描述WMCS系统计算机管理/控制的硬件配置。

WMCS系统的系统构成如下：

1. 系统网络采用客户机/服务器体系结构，管理系统采用以太网。

2. 服务器采用UPS供电；

3. 管理计算机入出库管理查询报表等。

4. 1台监控计算机。

3.2 软件系统

选用原则：先进可靠，较好的性能价格比。

服务器系统：Windows 2000 Server

数据库系统：SQL Server 7

客户端系统：Windows2000

管理系统：WMCS-WMCS

4

4.1

WMCS系统详细描述

管理及控制概念

计算机管理和控制是自动化自动化立体库系统中的重要组成部分。管理和控制水平的高

低决定了自动化水平的高低。要完成物流系统中的各种特定的任务，依靠的是计算机管理和

控制技术与自动化系统中各技术部件的有机结合。

4

4.2 系统等级及任务设定

4.2.1系统等级

企业ERP系统是位于WMCS之上的系统。它可以向自动化立体库计算机系统传送各种订单数据，

同时也可以从集成化物流管理系统获得各种必要的信息，如库存情况、入出库情况、任务完

成情况等。 WMCS系统的管理系统负责中心系统的货位管理、入出库管理、查询报表、库存

分析、系统维护、故障分析等工作。执行入库管理、出库管理和库存管理，管理入出库策略，

提供综合统计信息管理等。WMCS系统的监控系统负责接受和转发、协调管理系统的入出库指

令，接受和处理控制系统的请求信号、设备信号等。监控计算机是联系管理和控制系统的纽

带。WMCS系统的控制系统由可编程控制器PLC及其控制的设备的传感器和电机等组成PLC控

制系统。该系统接受实时监控系统的操作命令，并向监控系统发出请求和发送设备信息。 作

为一个完整的集成化库存管理系统，还包括接口系统和模拟终端等软件系统。 接口系统

（Interface System）。提供ERP到WMCS的数据接口服务。WMCS有自己的服务器和数据库，

是独立的信息管理系统。在没有主系统的情况下，WMCS可以独立工作。

4.2.2系统任务设定

以下具体描述WMCS系统的功能：

主控系统： 定单管理;主数据管理；外部供应商的供货;查询;

WMCS系统：

a)WMCS管理系统

库存管理；库区管理；货位管理；入库分配；出库分配；系统状态；查询报表；系统维护；

盘库；库存分析 ；与WMCS监控系统通讯

b) WMCS监控系统

与WMCS管理系统通讯；接受管理系统入出库指令；协调系统入出库指令；转发系统入出

库指令；控制方式（手动、自动）设定；接受控制系统请求和设备信号；错误显示；向管

理系统报告出错信息；与WMCS控制系统通讯

c) WMCS控制系统

与监控系统通讯；接受监控系统入出库指令；入出库堆垛机控制； 传感器与电机控制

4.3 基本功能概述

4.3.1数据管理：

建立储存拓扑结构，并将存储货位数据输入数据库（Database）;建立数据字典；建立主帐，

定义WMCS系统用户及用户权限，定制菜单系统。

5

4.3.2入库管理

录入入库单；指定货位入库（人工选择）；自动分配地址；入库记录写入数据库；入库数据

维护；状态改变

4.3.3出库管理

录入出库单；指定货位出库（人工选择）；拣选出库（托盘中货物只出一部分其余的回立体

库）；出库数据维护

4.3.4查询、报表与盘库

多项目查询（托盘、空货位、用户、指令、入出库单等）；用户要求的报表；库存分析对话框；

盘库程序

4.4 基本工作流程

4.4.1名词定义

 操作员(Operator)：进行计算机操作和现场入出库作业管理的人员。

 搬运工(Worker)：接受操作人员指令进行搬运或码放的工人。

 码盘（Pallet Organization）：由搬运工按一定规则将一定数量的货物放置于托盘上

的作业过程。

 拣选(Picking)：指根据出库指示将装有物品的纸箱从托盘取下的过程（这是用在托

盘中货物只出一部分其余的回立体库）。拣选完毕应进行确认。

 WMCS：集成化物流管理系统。

 数据库(Database)：指WMCS数据库WMCSDB。

 数据库服务器（Database server）：此处指WMCS系统的服务器硬件。

 工作站（Workstation）：完成物流系统各项操作的现场计算机。如入库操作工作站、

出库操作工作站等。

 监控系统（Supervision system）：WMCS的组成部分之一。完成WMCS与PLC的信息

传送和任务调度管理。是自动化系统的关键子系统之一。

4.4.3主数据

所有存放于自动化立体库的货物，均需事先在WMCS系统中登记注册，只有在系统中登记注册

的物品才能进入自动化立体库立体库中存贮。物品主数据描述存放在自动化立体库中所有物

品的基本属性，主要包括：a．代号b．品名c．单位d．规格: 物品的型号规格d．最高存储

量e．最低存储量f．系数g．每托盘件数h．每托盘数量I．成品还是物料J．净重K．毛重

L．有效期（月份）

6

4.4.4作业任务设定

WMCS系统管理计算机根据需要设定联机脱机状态和堆垛机状态决定是否向下发作业任

务。

4.4.5自动化立体库库存结构

立 体 库：4台拐弯巷道堆垛机；

货 架：8个巷道

总货位数：货位数16排x 56 列x 6层= 5376 个货位

货位编号采用以下规则： XX-YY-Z

其中 ： XX-货架排号，范围从01~16

YY-货架列号，范围从01~56

ZZ-货架层号，范围从1~6

4.4.6基本过程

流程概述：

入库管理模块实现物品入库的所有操作功能

从业务层面上入库管理可以划分：成品入库、辅料入库、退货入库

入库过程：

制入库单；立体库出库发作业；叉车将托盘放到入库平台；堆垛机作业取货物放到货架；

回馈到数据库系统；完成入库

出库过程：

提货；制出库单；立体库出库发作业；堆垛机作业货物取出；发货；叉车将托盘货放到

理货区；回馈到数据库系统；完成出库

4.5查询、统计、报表

WMCS系统提供如下的数据分析功能：

4.5.1查询功能

物品查询； 货位查询； 入库单查询； 出库单查询

4.6 系统维护

4.6.1用户管理

1 建立用户帐户

2 设定用户等级：一个用户的权限是通过设立用户组权限来实现的。用户的特殊权限设置还

可以根据用户要求进行设置。用户等级可分为以下几类：

a 超级用户： 拥有DBO的一切权利，充当系统管理角色。可以建立、修改和删除用户和

7

用户组，可以维护数据库中内容。

b 自动化立体库操作员： 允许进行入库操作、允许进行出库操作、允许打印入出库清单。

c 数据分析员： 允许进行统计报表、允许浏览数据库、允许进行打印。

d 一般用户： 只有浏览的权利

4.6.2库存表维护

库存维护主要在以下方面得到应用：

1) 软件调试阶段，需要对自动化立体库的数据作各种操作，以满足软件调试的需要。

2) 脱机管理情况下，需要对不正确的数据输入通过修改主表使之一致。

3) 系统故障情况下，虽然WMCS系统提供自动恢复功能，但仍需对错误恢复的数据进行修

改使与实际一致。

4) 盘库结果与数据库结果不一致时。根据需要应对库存数据进行修改。

5) 其他情况下的数据修改要求。

4.6.3库存项目维护

1) 是数据的一致性要求。这部分内容主要指当定制的数据发生变化时，应考虑到库存数

据变换的一致性。

2) 是过时数据的删除。对于不再实用的数据项，应从表中删除。

5入出库管理

5．1入库

入库操作流程：

开始

录入入库单

（制单）

按序号选择入库单、代码、批号

输入入库数量

入库托盘数

检查脱机联机状态

指定或按入库原则自动分地址

记录入库信息，更新库存

8

适用于联机、脱机 操作。

联机：管理机发任务->监控机->堆垛机

脱机：管理机只做入出库记录（补帐），不发作业给堆垛机。

5．2出库

1、出库是与入库相反的一项操作，系统接收出库单，用户再输入出库任务办理出库，出库

作业优先、货架应货物上轻下重、堆垛机最短距离位移等原则，支持多个工作站同时进

行出库操作管理，合理调配各台堆跺机的忙闲程度。

2、出库作业管理

3、出库优先原则

先入先出(FIFO)；相同编码先零后整；出库先后顺序。

4、出库作业需求

● 录入出库单据；

● 进行出库操作；

● 按照出库原则提供“自动寻址”、“手工寻址”，用户可以根据实际情况选择出库寻址方

式；

出库活动图

脱机状态不发电报，联机状

态发电报

结束

开始

录入出库单

（制单）

按序号选择出库单

对操作员的级别、物品状态、有

效期做判断决定是否限制出库

检查脱机联机状态

指定或按出库原则自动出库

9

适用于联机、脱机 操作。

联机：管理机发任务->监控机->堆垛机

脱机：管理机只做入出库记录（补帐），不发作业给堆垛机。

6查询管理

6.1入出库操作查询

1．查询主要包含：入库查询；出库查询；库存信息查询；货位状态信息查询；报表查询

2、输入查询条件既可对单条件、也可以对复合查询条件查询。

3、查看查询结果时，用户可以对每一列的宽度进行压缩或拉伸，以便于查看；

4、查询时通过输入物品编码、批号、时间范围、货位地址或物品分类等，或一些较模糊的查

询条件，列出满足条件的清单；

5、查询结果在当前界面均可按 编码、批号、货位地址、时间等进行排序，只需要在数据窗

口双击该列；

6、查询界面同时支持键盘及鼠标操作。

6.2修改表查询

每条任务删除后均生成相应删除记录查询报表。

6.3码放规则维护

只放同代码同批次药品；最多码放量不要超过主数据表规定的托盘数量。

7系统维护

系统维护主要包含用户管理、货位管理、故障处理等功能，此权限只针对系统高级管理员开

放，系统管理员根据每个岗位的业务内容限定其操作权限。

8用户权限

主要功能包含用户权限设定、用户密码更改。

1、用户权限设定：实现用户的删除、增加等的维护；此项权限只对系统高级管理员开放，适

用于根据每个用户的工作内容对其进行系统权限设定，可以实现对每个菜单下的各项操作

进行设定。

10

记录出库信息，更新库存

脱机状态不发电报，联机

状态发电报

结束

2、用户密码更改：用户可以根据需求对使用密码进行更改，同时系统设定使用密码有效期、

截止日期。截止日期前提示更改密码，高级管理员也不可以对其他用户的密码进行修改；

9 数据管理

9．1最高库存量/最高货位维护

为合理控制库存，用户可以根据公司业务发展设定立体库最高库存量/最高库位占用等数据，

其中最高库存量可以按产品类别进行设定，当实际库存、使用货位超过设定数据时，系统发

预警信息。

9．2货位地址修改

提供已入库托盘货位地址修改功能，适用于因设备或系统故障导致托盘放置有误，导致库存

记录与实际放置货位不一致的情况，通过修改使货位地址的信息同实际情况一致。

9．3库存一致性维护

提供对已入库物品、存放类型、库存区域、货位状态的修改，适用于因设备或系统故障导致

托盘放置有误，导致库存记录与货位不一致的情况，通过输入入库日期、货位地址进行相应

修改。

11

参考文献

[1]张泉.浅谈自动化立体仓库管理系统[J].《河北工业科技》（2006.3）

[2]骆雪，陈国璋.自动化立体仓库在物流工程中的应用及发展[J].《江西建材》（2009.1）

[3]刘俐.仓储管理概述[M].《现代仓储管理与配送中心运营》（2008.8）

[4]赵小柠.我国自动化立体仓库发展现状分析及研究[J].《物流工程与管理》（2009）

12

致谢

整个毕业设计中，我得到了指导老师们的热心指导和帮助，老师对该论文从选题，构思

到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导,使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中,老师

严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的

师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激

励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和

崇高的敬意！

最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表

示感谢。

13

本文标签： 系统出库管理数据用户