铝加工卷材立式智能仓库调度管理系统.docx

ICS25.040.01CCSH07团体标准T/CNIAXXXX-202X铝加工卷材立式智能仓库调度管理系统技术规范ThetechnicalspecificationofthescheduIingmanagementsystemforthecoiIverticaIintelIigentwarehouseintheaIuminumprocessing（预审稿）在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上.××××-×X-XX发布XXXX-XX-XX实施中国有色金属工业协会发布中国有色金属学会*.刖三本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利“本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国有色金属标准化技术委员会(SAC/TC243)提出并归口。本文件起草单位：.本文件主要起草人：.铝加工卷材立式智能仓库调度管理系统技术规范1范围本文件提供了最终产品形态为卷材，适配立式仓库及相关物流设备的各类铝加工企业或者同类型有色金属加工企业的仓库调度管理系统的设计、开发、调试、应用。本文件适用于最终产品形态为卷材，适配立式仓库及相关物流设备的各类铝加工企业或者同类型有色金属加工企业的仓库调度管理系统的设计、开发、调试、应用过程。2规范性引用文件卜列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款.其中，注日期的引用I常格式的:莉丽寿文件，仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2887计算机场地通用规范GB/T18768数码仓库应用系统规范GB/T4025机界面标志标识的基本和安全规则指示器和操作器的编码规则GB/T8566系统与软件工程软件生存周期过程GB/T8567_计算机软件文档编制规范GB/T19001_质质管理体系要求GB/T19003一软件工程GB/T19001-2000应用于计算机软件的指南GB/T36964软件工程软件开发成本度量规范GB/T15532_计算机软件测试规范GB/T14394_计算机软件可靠性和可维护性管理GB/T17963信息技术开放系统互连网络层安全协议GB/Z19219工业自动化时限通信体系结构时限通信系统的用户需求和网络管理IEEE802.Ix基于端11的网络访问控制标准3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1企业制造执行系统（MES）ManufacturingExecutionSystem用于企业生产计划组织及生产执行反馈的计算机系统。3.2仓库管理系统（WMS）WarehouseManagementSystem用于立式智能仓库管理的计算机系统。3.3仓库控制系统（WCS）WarehouseControlSystem用于立式智能仓库自动化设备控制的系统。3.4巷道堆垛起重车（STC）StackCrane用于立式智能仓库货物存储的堆垛起重机械。4系统架构4.1 系统技术架构及依据4.1.1 技术架构系统提供标准的统一接11平台，实现与企业制造执行管理系统（MES）业务的无缝对接，获取MES*（雷格式的：两端时齐系统的出入库生产任务，调度执行后，将执行结果上传至MES系统，上传设备相关信息及运行实时数据等信息。系统技术架构主要包括系统应用及业务操作层、数据管理层、设备控制层和底层硬件设备层四层，其结构图见图1,具体内容如下：a）系统应用及业务操作层：系统应用包括仓库、库区、存放区管理、储位管理、物料信息管理物料识读、物料下载、物料查询）、任务管理（任务下载、任务确认、任务结果明细上传）、出入库管理（智能寻址、智能搬运、智能存储、智能定位）、查询统计（库存统计、储位统计、任务查询、出入库统计、系统日志查询、接口调用查询）、视频监控、全局监控储位监控、设备通讯监控、堆垛机运行监控、外围小车监控）和系统管理（用户管理、角色管理、权限管理、温湿度上下限管理、库存上下限管理、物料超期管理）等功能：业务操作主要包括物料入库（各工序物料入库）、物料出库（各工序物料出库）、座房盘点、业务工单监控等业务悚作。b）数据管理层：主要实现业务数据和实时数据的存储和管理，是整个系统运行的数据支撑，采用结构化数据和非结构化数据进行存储，保证数据的完整性和安全性，结构化数据采用关系空标准数据库（SQLSERVER）进行存储，利用SQL标准化语言进行数据访问，非结构化数据采用文档或视频流文件进行存放。c）设备控制层：主要实现对硬件设备的监控和控制功能，实现实时数据采集和控制命令下达，驱动硬件设备准确、高效、正确的运行，实现物料料能定位、设备实时监控、储位虚拟监控展示、工单任务转发、任务拆分调度、设备异常报警及手动模式下对设备的单步操作等功能。主要包括堆垛机控制模块、外用小车控制模块（铝加工企业一般涉及热轧、冷轧、精整等工序）、高速卷帘门控制模块、冷却系统控制模块、温湿度采集模块和视频监控模块等。d）硬件设备层：硬件设备层包含堆垛起重设备、外围物流辅助设备（小车等）、高速卷帘门、冷却系统、视频监控和温湿度采集器等自动化设备，通过自动化设备支撑实现物流自动化、操作智能化。4.1.2 依据系统软件设计、开发、谢试、业务操作及运维的依据如下：a）系统软件设计、开发、调试和运行维护应符合GB/T8566的规定：b）系统应用及业务操作见GB/T18768的规定：c）系统设计开发应符合GB/T19001的规定。ttn<HJ1乂APl报口K能化饵叫用PL系林动修作终端系统外筋接口"：站物化与第图1系统结构图4.2系统物理架构及依据4. 2.1物理架构4.2.1.1系统物理架构设计见图2。采用库房内局域网和企业内部网两层网络架构设计，库房内所TF硬件设备统部署在个局域网内，通过防火墙与企业内部网进行连接，实现与MES数据信息共享。4.2.2.2库房内物理设备主要包括堆垛起重设备、外围物流辅助设备（小车等）、高速卷帘门、视频监控、业务操作终端、移动式操作终端、数据库服务器、WEB应用服务罂、仓储设备调度监控终端、交换机等设备.4. 2.2依据系统物理硬件架构依据如卜；a）计算机机房建设应符合GB2887的规定：b）数据通信和网络远程访问应符合IEEE802Jx的规定;c）网络信息安全应符合GB/T17963的规定：d）库房自动化设备网络管理应符合GB/Z19219的规定。5系统数据库4.1 数据库选型系统数据库宜采用关系型数据库（DBMS）系统数据库：该数据库是网络数据库，支持各客户端网络访问和加密控制功能。5. 2数据库运行环境数据库运行环境需求如下：CPU：Intel8核2.6G以上；一一内存空间需求：64G以上；硬盘空间需求：1TB；一一备份需求：支持RAlDIO磁盘阵列；一网络需求：支持TCP/IP、HTTP、SOAP协议：带宽2M以上；操作系统需求：WindowsServer2012R2。5. 3数据库支持数据备份6. 3.1服务器硬件醍置支持RAIDIO磁盘阵列，满足磁盘冗余备份。5. 2.2热机双备。两台服务器安装热机双备软件，保证服务器互为备份，任何一台服务器出问题不影响数据库系统运行。5.4 数据库设计范式数据库设计按照第一范式（INF）、第二范式（2NF）,第三范式（3NF）进行：5.5 数据库结构设计数据库典型结构设计见表1。表1数据库典型结构设计数据库表数据库表详细说明任务表记录详细的物件调运任务信恩码头表限过立式仓库外国小车码头鞍座表配置外困小车（精整、冷轧等）运行线路上的核座任务类里表M置调运任务类型（入库、出库、移库等）单位/部门表配置立式仓库所管理的总位、部门、班组等信息库房表配置库房信息库区表配置除区信息货架信息表配置库房的货架信总立库储位表配置立式仓库砧位信息用户表归置系统用户信息系统功能表归置系统所具备的所有系统功能角色表限跟系统角色信息角色权限表限置角色所具得的系统功能权限物料表记录铝卷的基本信息设备表归置系统所管理的自动化设备信息设备命令表记录自动化设备的设备命令信息设备故障代吗表次置自动化设得故障代吗和故障信息设备故障记录我自动记录自动化设备故障信息典型生产税表配置芥班组的生产线信息合金号表归置年；卷的合金号信息工艺表配置生产工艺名称信息操作员表配置各部门、班组的操作员信息5.6 数据库实体关系数据库实体关系图图框说明如下：正方形：表示数据库中的实体即表：菱形：表示两个实体之间的关系即表与表之间的关系:菱形框内I：1表示两个实体是一对一的关系：1：n表示两个实体是一对多的关系；n：1表示两个实体是多对一的关系：n：n表示两个实体是多对多的关系：5.6.1系统用户实体关系见图3。图3用户实体关系图5.6.2单位库房实体关系见图4。5.6.3货架储位实体关系见图5。收位百琳货架*«图5货架储位实体关系图5.6.4物料实体关系见图6。状态<>门金号YZ心一物料部被Ii11/X,111位干现格图6,物料实体关系圉5.6.5任务实体关系见图7。I一一一:带格式的：字体：（默认）黑体.（中文）黑体）I一一一:格式的：耳体：（默认）黑体，（中文）黑体!、，常格式的：字体：（中文）黑体j图7任务实体关系图5.6.6设备命令实体关系见图8。图8设备命令实体关系图5.6.7设备故障实体关系见图9。图9设备故障实体关系图6软件系统功能模块6.1模块结构设计依据系统功能模块设计依据如下：一软件界面设计应符合GB/T4025的规定：一软件模块开发应符合GB/T19003的规定；一软件成本开发控制应符合GB/T36964的规定；一软件开发测试应符合GB/T15532的规定：一一系统稳定性和可靠性应符合GB/T14394的规定。6.2系统功能模块结构图模块结构图见图IO0图10功能模块结构图6.3调度监控管理功能模块6.3.1系统登陆系统登陆主要先成系统用户登陆系统的功能，系统登陆分为用户名、密码登陆和刷卡登陆，用户*m式的：两埔对齐名、密码登陆需要输入用户名、密码以及对用户和密码的险证并且密码进行加密处理，当登陆失败时可以清空用户名和密码，重新输入用户名和密码再次登陆；刷卡登陆即刷门禁卡进行险证登陆。6.3.2系统管理典型系统管理包括用户管理、库房管理、组织结构管理、储位管理、自动设备配置、风机配置、（带格式型：两端标码头配置，具体如下：a）用户管理模块包括用户维护、角色维护和权限维护子模块。b）库房管理模块主要包括库房、库区、存放区和平库（可拓展）配置等子模块。,c）组织机构管理包含单位管理、部门管理和班组管理：可通过系统新增、修改、删除单位、部门-1带格式的：肉机柩齐和班组信息.a一一带格式的d）储位管理模块如下："储位配置：根据立库/平库配置信息生成立库/平库的储位信息。一一储位信息主要包括：储位ID、储位编号、储位状态、储位列号、储位层号、顺序号、是否可用、所属排号等信息。一一储位禁用：在仓库遇到特殊情况时可禁用当前储位。-储位启用：在储位恢更正常后，重新启用该储位。e）自动设备配置，主要包括设备名称，设备编号。f）内风机匿置信息，主要包括风机组名，风机名称，风机编号、风机状态等信息。.g）码头配置信息，主要包括码头名称、码头编号、码头类型、所属车间、所属自动小车、对应货架列数。1. 3.3日志管理日志管理主要包括系统登陆日志、操作日志、故障记录等日志管理。2. 3.4任务管理典型任务管理模块包括入库任务、出库任务和盘库任务管理，具体如下：立4入库任务管理实现上下游各工序入库等业务流程，具体入库业务流程以MES系统接口规范中定定义的入库类型为准。入库管理能对设备入库工作进行管理，根据不同的入库任务将设备放入仓库不同的区域、储位中，并对入库设备进行定位和登记。b）出库任务管理实现上下游各工序出库等业务流程，具体出库业务流程以MES系统接口规范中定义的出库类型为准。出库管理能对设备出库工作进行管理，根据产生或接收的任务服，对卷材进行出库操作，并核验和登记。系统遵循先进先出原则，出库过程中根据物料的位置信息实现自动筛选出库，调度仓库设备、外用小车实现自动出库。c）盘库任务管理具备采用人工对库房内的实物进行逐一清点，盘查并记录盘点信息，根据盘点数据，更改库房存储数据，并将盘点信息上传MES平台系统。6. 3.5物料管理典型物料管理模块包括物料信息下载和物料信息建档，具体如卜丁a）物料信息卜.载：从MES系统下载卷材信息到本系统数据库.b）物料信息建档：当MES系统和本系统在没TT网路的情况下，在本系统内对卷材进行本地建档。7. 3.6监控展示典型监控展示模块包括虚拟储位监控、储位统计、任务监控和库存统计监控，具体如下：a）虚拟储位监控：软件系统可根据立库的排、列信息，将每个储位虚拟展示在软件界面上，通过该虚拟界面能够杳询每个储位里存放的物料信息.b）储位统计监控：储位统计展示包括库房总储位数肽、已用数星:和剩余数SUc）任务监控：任务监控展示当前执行的出入库任务工通信息、任务总数量、已执行数量和剩余数量。d）库存统计监控：库存统计监控展示各种规格卷材的库存统计信息。8. 3.7统计查询典型统计查询模块包括物料查询、储位查询、工服查询、接口调用统计和出入库统计查询和日志查询，具体如下：a）物料查询实现根据物料组合参数查询当前库房库存、领出、运行的物料信息。1）查询条件包含单位、库房、库区、存放区、位置、规格、卷材编号、重量等。2）查询的数据包含卷材ID、卷材编号、规格、入库时间等。3）卷材编号查询可关联查询物料详细参数信息和出入库流转记录信息及检定记录信息。b）储位查询：输入或选择储位编号进行储位查询，查询数据包括储位状态、储位编号以及储位卞（格式的：两端对齐）存放的物料信息。O工单查询可根据不同的条件组合查询任意时间段内，当前库房所有出入库任务的情况，并能W通过该任务查看任务执行详细情况。典型工单查询包括历史任务查询，具体如下：1）历史任务查询的条件主要Tb创建单位、创建时间段、创建人员、任务类型、任务是单号、完成状态、设备类型、设备规格等。2）历史任务查询的信息主要Ien任务名称、任务编号、接口系统对应编号、任务类型、任务数成、处理数量、任务状态、任务执行情况等。<1）接口调用统计可根据不同的条件组合查询任意时间段内，系统接口调用情况的统计。统计信息包括接口名称、接口提供者、接口调用者、成功次数、失败次数、调用时间段等.e）出入库统计查询可根据不同的条件组合查询任意时间段内，当前库房所TF物料的出入库统计结果。杳询条件包括出/入库、规格、出入库时间段等。f）日志查询包括系统运行日志信息的记录和杳看。I6. 3.8告瞥信息典型告警信息模块包括库存告警、存储超期告警、工单超期告警、温湿度超限告警和设备故障告警等告警信息。7. 3.9系统配置典型系统配置模块包括自动化设备信息配置、库存上下限配置、温湿度上下限配置、存储超期配置、工单超期配置和外部接11服务配置，具体如下：,、a）自动化设备信息配置包括设备编号、设备名称、设备MAC、设备IP地址、通讯端口等信息,I-（H式的：两化对齐）实现设备信息新增、修改、蒯除等功能。b）库存上下限配置：包括物料种类、库存上限值、库存下限值等信息，实现各种物料的上下限加新增、修改、删除等功能。O温湿度上下限醍置包括库房温湿度设定、调整。d）存储超期配置包括规格、超期周期（月）等信息，实现存储超期配置的新增、修改、删除等才能。e）工单超期配置包括工单类型、超期周期等信息。f）外部接口服务配置包括服务地址、服务路径等信息。H（带格式的：两接对齐）7内部和外部接口7.1系统内部接口系统内部接口包括系统与内部服务接口（内部软件接口）、系统与仓储控制系统接口（内部硬件接口）。7.1.1 内部硬件接口系统通过对各个内部设备通讯协议进行封装，形成动态链接库，通过统的接口进行调用。TCN1AXXXX-2O2X7.1.2 内部软件接口系统通过对内部服务接11进行封装，通过统一的接口进行调用。7. 2外部接口本系统中的外部接“包含软件及硬件接【I两部分。7. 2.1硬件接口系统通过对各个外部设备通讯协议进行封装，形成动态链接库，通过统一的接II进行调用。8. 2.2软件接口系统通过对MES系统服务接Il进行封装，形成动态链接库，通过统一的接11进行调用。8调度算法规划原则基于配备巷道式堆垛起重设备的卷材立式仓库，一般具备单巷道和双巷道模式，其中核心调度算法为单巷道“一轨多车”调度，规划原则具体如下。一轨双车调度算法遵循以下原则：a）堆垛机任务命令任务检测寻找最近堆垛机，若两台堆垛机都空闲，执行路径最短的堆垛机优先执行；b）优先执行满足条件的堆垛机命令：c）防止当前堆垛机取放货地址跨越另一台堆垛机取放货地址执行：<1）若最后剩余的命令任务被另一堆垛机影响执行，自动将另一台堆垛机移到安全位置：e）禁止一轨双车堆垛机任务交叉运行：f）保证两台堆垛机最小安全距离保证间隔数列货架。9移动终端系统9.1系统登录功能系统登录分为自动登录和手动输入登录：一一自动登录：根据当前刷卡用户进行自动登录；一一手动输入登录：在没有刷卡的情况下，手动输入账号和密码方式进行登录。9.2业务工单执行功能该界面用列表方式显示已配置单位执行的工单信息，可已选择工单执行出入库任务。9.3物料信息查询功能实现扫描物料条码显示物料详细信息，包括物料的基本信息和存放位置，9.4工单任务执行信息监控功能实时显示当前执行的任务工单执行信息，包括工单号、规格、物料状态、工单总数量、完成数量、剩余数量等信息.9.5创建WMS入库任务实现创建本地入库工单功能，在移动操作终端输入入库码头、入库库房、入库卷号ID等信息创建入库任务。9.6创建WMS出库任务实现创建本地出库工单功能，在移动操作终端输入出阵码头、出库库房、出库卷号ID等信息创建入库任务。10输出说明文档本系统最终输出说明文档主要内容如下：a）卷材立式智能仓库调度管理系统说明书：b）卷材立式智能仓库移动终端系统操作说明：c）卷材立式智能仓库调度管理系统操作维护手册。