WCS是倉庫控制系統(Warehouse Control System) 的縮寫，是介于WMS系統和PLC系統之間的一層管理控制系統，可以有效協調各種物流設備如輸送機、堆垛機、穿梭車以及機器人、分揀機、電子標簽、AGV等物流設備之間的運行，主要通過任務引擎和消息引擎，優化分解任務、分析執行路徑，為上層系統的調度指令提供執行保障和優化，實現對各種設備系統接口的集成、統一調度和監控。
WCS系統的組成
通信模塊：包括與上層系統通信的接口、與下層設備和子系統的通信方式。
數據庫模塊：存儲任務狀態、任務規則、運行日志等。
任務引擎：決定 WCS 的運行方式。
WCS的架構

WCS系統的整體架構采用四層結構自上至下進行構建，分別為應用層、服務層、功能層和數據層。

應用層：應用層負責用戶界面的呈現和數據信息的顯示，以及部分控制功能的入口，不對業務邏輯或數據操作進行處理。應用層主要針對UI進行設計和客戶端開發，實現用戶和業務流程及后端數據的接入及交互。

服務層：與設備的通訊需要搭建PLC通訊服務，完成PLC狀態信息的讀取和操作指令的寫入；數據庫訪問服務完成系統內部管理和控制信息的記錄及讀??；可視化看板的實現需要具備資源文件讀寫和加載服務；WCS與外部上層管理系統（WMS、ERP、MOM、MES 等）或控制系統（PDA、RFID、PAD、LED等）進行信息交互和指令下達，通過外部系統接口完成服務。

在任務分解的過程中，結合自身設備和現場物流環境的特點，將堆垛機、傳輸線、AGV的任務作為一個完整任務的三個獨立單元，根據實際情況進行組合和協調。在設備調試和用戶后期使用過程中，對WCS系統功能和性能展開了測試與分析，通過用戶真實使用環境下的實際操作和編寫測試用例方式相結合進行測試，針對用戶體驗進行了部分優化和調整。服務層針對PLC信息獲取的服務以PLC通訊服務作為基礎，針對具體功能流程服務進行自主開發，包括PLC通訊、路徑規劃、任務生成和分解、入庫單據服務、庫位存儲服務、電子標簽服務等功能。將上述功能進行整合并形成通用功能服務，整體層次以功能流程為基本單位，針對具體業務進行開發。該過程需要使用服務的通信組件，使每個服務將自己提供給其他服務使用。

功能層：結合具體的業務邏輯，針對特定的設備任務進行操作，負責對訪問服務調用的數據模型進行處理，完成數據的管理和應用功能的實現。該層主要完成核心業務功能，同時將設備控制動作進行串聯，完成設備與軟件功能的交互，針對不同的功能需求進行邏輯處理和指令響應。根據客戶的需求和設備的動作流程，按照設備的每個獨立結構和功能單元進行模塊劃分，控制輸送線和堆垛機運動的模塊為內部傳輸模塊；控制外形檢測、稱重的部分為檢測模塊；控制AGV的模塊為搬運模塊。

數據層：針對PLC狀態點進行數據采集，創建持久化的數據模型，供服務訪問和功能調用。針對數據庫對象實體進行存儲和管理，完成編程對象和數據庫表之間的映射。數據層是系統數據訪問與操作的接口，包括數據庫存儲和資源文件的存儲等。數據庫采用SQL Server搭建，并利用Redis進行緩存和遠程字典服務。針對兩種數據庫的操作進行通用化封裝，形成數據庫操作組件，供各個功能模塊進行調用。WCS功能

實時通訊：WCS與WMS實時通訊，進行信息交互。 

實時控制：WCS系統與自動化設備進行實時控制。 
設備監控：WCS系統獲取自動化設備的反饋信息，獲取任務執行情況以及自動化設備的狀態。 
故障預警：WCS及時獲取物流設備的故障預警狀態，在系統界面進行預警。
WCS功能模塊

WCS實現倉庫的出入庫、調撥、庫存轉移和庫存盤點等日常業務都能夠穩定、高效地進行，并能夠應對多用戶協同使用和任務交叉排序的情況，促進了客戶的信息化建設和智能生產。

系統管理：包括用戶角色創建及賬號密碼管理，角色權限分配及配置，系統出入庫操作日志記錄及查詢，設備報警記錄瀏覽及檢索，針對出入庫頻次、 料箱使用頻次、設備報警頻次等數據的統計圖表。

基礎管理：包括用戶管理、角色管理、權限管理。用戶管理對系統用戶的基本信息進行增、刪、改、查，超級管理員賬戶可對普通操作用戶進行管理，普通操作用戶可對自己的密碼進行修改。角色管理可使管理員對普通用戶的角色進行劃分和分配，如管理員、操作員、審計員等。權限管理結合角色管理進行用戶行為的限制和歸類，如托盤的使用權限分配、操作功能入口的可進入限制等。

庫位管理：是對當前自動化立體倉庫所有庫位進行序列化生成和管理，對其他設備外部的平庫貨架、虛擬貨區進行定義和劃分，釆用統一的編碼規則進行界定和標識。在推薦入庫貨位時，根據每個貨位的狀態和位置，可以配合AGV及堆垛機完成路線優化。結合用戶權限，可針對庫位進行用戶分配、狀態變化，通過“禁用”和“啟用”功能來規定某貨位是否能放置托盤，通過“凍結”和“解凍”功能來規定某托盤是否能用于出入庫操作。

設備監控模塊：包括整體布局俯視動態圖，堆垛機水平移動實時位置監控，提升機實時高度顯示，控制模式顯示，倉庫存儲空間分布，料箱或托盤狀態，以及部分關鍵PLC狀態點顯示。設備監控實現針對當前任務隊列的顯示、所有硬件設備實時狀態的顯示、用戶操作軌跡的實時顯示、物流設備整體運動狀態的可視化。得益于本設計架構的良好兼容性，在整體可視化系統的實現方式選擇時，既可采用二維也可采用三維的方式進行開發。由于本項目涉及的堆垛機較多，且堆垛機兼顧巷道較多，故采用二維俯視圖的方式進行展示，用戶可觀測到每個硬件設備的實時位置和移動速度。手動出入庫任務的發起，對巷道進行封鎖，控制輸送機進行移動，對設備報警進總體恢復。

參數設置模塊：包括貨位初始化及禁用操作，料箱或托盤的初始化及凍結操作，PLC通訊必要參數配置和數據庫服務必要參數設置等。

任務調度模塊：對上游系統發送的自動出入庫任務及自身發起的手動出入庫任務生成隊列，并按照插入優先級進行排序，如設備發生報警，可對隊列進行刷新和清空等操作。任務管理包括任務的生成、插入、排序、刪除、轉化等。根據任務操作類型的不同和涉及的硬件設備不同，進行整體任務的串聯和調度。在每一條任務生成時，對當前時間進行序列化，并在當前數據庫中最新任務的基礎上進行追加，生成流水號與當前任務綁定，從而保證任務的唯一性。如遇到出庫任務為內側料箱，需要將外側料箱首先進行轉儲，則生成一條轉儲類型的子任務，同當前父任務一同插入任務隊列，隊列中所有任務根據優先級進行排序。AGV管理分為AGV調度、工作站管理、接駁點管理等。通過WEB API方式進行通訊，實現點位部署、AGV配置、搬運任務生成與調度、整體日志管理等功能。

系統接口模塊：WCS可根據實際需求接入掃描槍、RFID、PDA等眾多周邊設備，接口對接方式眾多，支持市面主流的數據對接方式，例如：WebServices數據庫中間表、SOCKET、REST、HTTP協議等，并可根據客戶實際需求完成數據及功能接口的定制開發。