尹军琪：仓储管理系统WMS的开发与应用

01WMS概述

关于物流仓储系统软件，首先想到的是WMS（仓库管理系统）。追溯历史，WMS系统的起源大致在20世纪80年代初，即计算机技术尤其是数据库技术开始应用的时代。但真正形成商业化应用则要到90年代中以后，这时的数据库技术已经开始应用到微型计算机，再往后就是随着90年代末计算机网络技术的发展，WMS迎来了蓬勃发展的时期。各种商用的WMS系统开始应用，WMS的作用被广泛认可。

最开始的时期，WMS系统的基本功能就是管理仓库内部作业，包括入库、组盘、货位管理、拣选管理、发货管理、盘点管理、退货管理等。很多传统仓库的计算机管理系统其实就是一个进销存管理系统，功能比较单一，且局限于技术，仓库的账实往往是不同步的。另一方面，早期的WMS往往是以一个记账软件出现，由于没有网络支持，系统是以单机版本的形式出现的。

随着自动化仓库的应用，仓库管理变得复杂起来。尤其是库存策略、账实同步变得十分重要。这给WMS注入了新的需求。到了本世纪初，随着RF手持终端的逐步应用，仓库管理水平前进了一大步，WMS也进入了一个新的发展时期。

电子商务的普及不仅推动了零售业的变革，也极大的推动了WMS的发展。一是海量订单的处理，对WMS服务器端提出了更高的要求；二是WMS系统要求与其他系统前后端系统紧密连接，并实时同步，如TMS系统，订单管理系统，配送管理系统等；三是大量的拆零作业，使得拣选作业变得空前重要，各种策略、方法、技术，极大的丰富了WMS的功能；四是各种自动化设备的应用，尤其是新型物流设备的出现，增加了WMS与自动化系统的接口的难度。所有这些，极大的丰富了WMS的功能，也吸引力众多的专业人才进入到这一个五彩斑斓的世界，大大促进了WMS本身的发展。

毫无疑问，WMS作为自动化和智能化物流系统的核心软件系统，扮演了举足轻重和不可或缺的角色。并且随着时间的推移，其重要性将更加凸显。与此相适应的是，以WMS软件为核心业务的企业，也如雨后春笋般涌现，极大的促进了我国物流行业的发展。

02WMS软件开发的一般要求

很多初学者对WMS软件开发充满兴趣，但却缺乏严谨的态度和丰富的实践经验。因此，很多软件虽然被开发出来，却因为缺乏常识和稳定性，使得软件本身没有任何价值。

WMS系统不同于一般的办公软件或其他应用软件，其中最重要的一点是现场条件是复杂且随时随地变化的，而软件与现场条件紧密关联，形成一种动态的关系。我曾经有机会指导一些大学生进行WMS软件开发，但最终的结果却并不如人意，尽管在课堂上反复讲解软件的基本流程和功能要求，但学生们真的无法体会实际的要求。他们总是在用一种静态的思维方式去理解一个动态的过程，结果当然是可想而知的。

对于软件开发，一些显而易见的要求，如多用户的并发性要求，对“事务”的理解和处理，死锁问题，版本管理问题等，如果不能很好理解的话，所开发出来的软件基本是不能用的。而对实际环境来说，组盘问题（情况非常复杂）；货位分配问题（很多人无法理解自动化仓库的货位分配要求）；波次问题（什么是波次？如何组建波次？为什么要组建波次？对很多人来说也是难点）；拣选策略（尤其是拆零拣选策略，组箱问题）等。这些问题如果不去现场体验的话，根本无法开发出符合要求的软件。学生们之所以不能理解，其根本原因是他们没有现场体验，他们不知道为什么要这么做，以及如何做好。

WMS理论上不是一个独立的系统，它往往要求与上游的ERP系统（或订单管理系统）和下游的TMS系统，以及各种自动化系统（如WCS系统等）进行实时连接。这就需要规范它们之间的通讯协议。但事情往往非常复杂。如在早期的SAP系统中，通讯协议就非常复杂。仅业务流程就有100多个，每一个标准流程都会对应一个通讯协议，既有正常工作的流程，也有退货、冲红等流程，这就要求自身对业务非常熟悉，才有可能理解这些流程。否则，即使勉强开发出相应的软件，也是不能适应实际的要求的。

WMS软件面对的是一个动态的多用户的用户环境，这就要求其实时性非常强。以自动化立体库为例，当一个托盘被拣选时，事实上它的物流位置会随时变化，有可能在货位上，也有可能在拣选位置，还有可能在途中，如果这时又有一个新的拣选指令要对这个托盘进行拣选，那么面临的问题就比较复杂。很多WMS对此束手无策。类似的问题，在WMS系统中是常见的。

WMS系统要求软件的定义是非常准确的，绝不能出现二义性。每次操作的结果只能有两个，是或者不是。不能有中间结果。有一个问题或许被软件的开发者所忽视，就是效率问题，比如一项作业指令一旦发出，撤销就会变得非常困难。或许需要花费很大的代价才能完成一次撤销操作。比如一项正常的冲红操作，这时仅仅是如何设计处理流程，就是一个令人头痛的问题。有时，操作者可能会发生一些错误的操作，而这项操作可能是灾难性的，这就需要软件的开发者有相应的应急处理能力。比如对自动化立体库而言，一次涉及到数百个托盘的错误的指令一旦发出，其后果就非常严重。如何体会这些现场问题，对软件开发者带来困难和挑战。

此外，开发WMS软件首先要对业务和操作流程有准确的理解，关于这一点，很多工程师深有体会。但对于一个没有实际经验的同学来说，的确是有些困难的。

03WMS软件开发的难点

WMS开发的难点，总体来说，因人而异，因工具而已。

所谓因人而异，就是对不同经验和能力的人来说，其难点是不一样的。前文说过，WMS面对的是一个千变万化的现场需求，它与一个游戏软件或一个办公软件的最大不同是不能以我为主，而是应以实际需求为主。即软件的功能要符合实际作业的要求，而非事先闭门造车般的假设（当然，合理的假设也是必要的）。对一个纯软件工程师来说，这是相当困难的。但不幸的是，很多软件工程师并不具备现场经验，那些对他们来说可有可无的细节，正是软件需求的重点。很多软件工程师不甚明白流程的含义，但这恰恰是WMS的关键之处。另一方面，很多对流程非常熟悉的工程师，其软件驾驭能力又非常缺乏。这就导致很多WMS软件，要么不切实际，不知所云；要么就是架构太差，功能单一，不能满足实际的需求，且不具备柔韧性，不能体现WMS的精髓。

那么，什么是WMS软件的精髓呢？我认为标准化、可定制化、可复制性是其中比较关键的几个指标。一套WMS软件，它既是被动的，也是主动的。其被动之处在于要满足实际的需求，不能闭门造车；其主动的一面则是流程的合理性和标准化，现场作业需求尽管千变万化，但要符合一定的规范和原理，且是有规律可循的，可定义的。可定制是针对具体需求而言的，如果软件系统不可定制，那就会因为太死板而失去活力。但如果软件失去规范性，则将失去生命力，这就是我们经常看到的一些定制化软件，它只能满足单一客户的需求，甚至不可修改的原因。所谓可复制性更是强调标准化和可定制化的重要性，是软件最具有价值的地方。一套成熟的WMS软件，往往是经过无数案例的实践，从而抽象出共性的东西，使系统在面对新的应用场景时变得容易复制。可复制性对于降低软件开发成本、缩短开发周期也是至关重要的。

选择不同的开发平台（工具），软件的开发难度会完全不同。关于这一点，可能每个软件开发者都有切身体会。每个平台都有其优点和缺点，这是一个比较难以取舍的问题。面对不同环节的不同需求，实践表明，多平台化往往是一个合理的选择。

数据库的选择也会影响开发的难度。一般来说，oracle数据库是首选，但操作相对困难，Microsoft SQL server也是不错的选择，但存在有一些客户不接受的情况。其他数据库选择相对较少。比较困难的是，一套WMS软件很难做到兼容不同的数据库系统。有些WMS声称可以兼容不同的数据库，其实是完全不同的两个版本。

随着计算机技术的不断深化，软件开发的难度在降低。这是指平台的功能在变强。比如要实现一套表格的制作，完全可以实现客户的定制化。但另一方面，随着物流仓储系统变得越来越复杂，WMS的难度实际上在增加。比如多仓系统就是这样，每一个仓库的储存方式不同，作业流程不同，自动化设备不同，对WMS的要求自然就不同。这对于WMS的开发者来说，是一个很大的挑战。

04自研还是采购

关于自研还是采购第三方软件的问题，看法常常存在分歧。但也都有其道理。我们从安全性、经济性与可维护性三个方面进行简要分析。

安全性：很多用户担忧采用第三方软件，会存在安全性问题。但到底是什么内容，也说不出什么道理。无非是怕自身的数据安全泄露，或企业受制于人。其实，数据安全随时存在，并非采用第三方软件才显示出来。如果自身的管理不完善的话，采用自研的方式，其数据安全反而会成为大问题。另一方面，是软件本身的安全性问题。自研软件由于缺乏经验（即使聘请专业的团队也是如此），软件往往显得不成熟，隐性BUG很多，且不易排除。而第三方软件则不同，其软件本身的成熟度高，相对来说安全性也高。由于缺乏实践的机会，自研失败（包括延长开发时间）的例子实际上是很多的。

经济性：有人认为第三方软件太贵了。有时的确如此。尤其是国外的软件，在10多年前显得尤为严重，很多企业为此交了不少学费。但现在国产软件替代进口软件已经成为大趋势，其经济性应该已经得到了充分体现。自研的成本其实是很高的。很多公司会有这样的错觉，觉得自研会比较便宜，找几个人，花费一年时间就研制出来了。但他忽视了一点，即专业的软件工程师本身就不便宜，如果薪资不到位，不仅找不到合适的团队，而且即使找到了，也很难维持稳定。另一方面，软件需要维护，这是一个更高的成本。如果要自己组织一个5~10人的团队的话，每年的成本不会低于200~300万，这个成本事实上要远高于第三方的成本，而且还面临人员离职的风险。第三方软件由于存在软件可复制性，通过摊销使开发成本大大降低。而最大的好处是，没有人员离职的风险，从而保障后续软件的售后服务。

可维护性：软件需要经常维护和升级。第三方软件因为成熟度高，维护升级工作通常都会很少，但面对技术变革，升级也不可避免。但即使如此，可维护性是可以得到保障的。自身团队则不同，由于定制化程度高，可能某几段软件只掌握在某一个人手中，人员一旦离职，其软件的维护将陷入被动，这样的例子不少。其实，有时候把软件掌握在自己手里，看起来是一件很稳妥的事情，但在很多情况下，这反而是一件风险最大的事情。在社会分工越来越细化的今天，建立企业间的互利合作，远比依靠自己来得简单和可靠。

从实际应用看，采用三方软件应该还是主流，绝大多数企业没有自身的IT团队能够胜任自研的需求，是原因之一。自研软件并非不可以，但预期将要付出更大的代价。这就好比建房子，如果自己有经验建，从软材料采购，到工程质量监督，肯定是又便宜质量又好。但不可忽视的是，如果自身并不专业，其结果是整个项目在推进中会丢三落四，甚至需要反复返工，质量问题总得不到解决。从稍微长一点的实践看，自建的代价远高于聘请专业的团队。当然，寻找专业的团队也并非一件容易的事情，有些专业的团队实际上也不专业。

当然，我们也要看到，自研软件也并非完全不可行。如果企业本身就有相应的团队，而自身业务的特殊性又不支持采用三方软件，自研仍然是一条可选择的道路。尤其是企业本身有大量的项目应用，自己足见团队进行开发，未尝不是一种合理的选择。但即使如此，聘请专业的和有经验的工程师仍然是必不可少的。

05未来的发展方向

未来的世界是软件的世界，软件定义世界是大势所趋。物流软件也是如此。软件所扮演的角色将越来越重要。

物流技术的发展方向是智能化、数字化和网络化，AI将对物流技术的发展产生革命性影响。所有这一切，均取决于软件的能力。正因为如此，物流软件的发展将突破过去以定制为主的模式，向专业化、标准化、产品化的方向发展。

专业化：未来软件会走向两个极端：一方面是分工越来越细，专业化越来越强。第三方的软件将成为主流。另一方面，基于平台软件的二次开发和应用将会变得更加容易和普遍，基本上可以做到人人都会定制化。这种所谓的定制化是堆积木形式的，简单的。用户更多的是完成定制化部分，而平台软件将只能由第三方完成。具体到WMS系统，首先，流程将会更加标准化，产品包装则趋向于单元化。其次，平台软件会建立在行业的基础之上，如制造业、流通业、电子商务等，或者更加细化；如制造业中，有机械制造、食品加工、烟草加工、医药制造、酒类生产等，以便更加贴近行业的特殊需求。但不可否定，平台软件的标准化需要一个比较长的时间。

标准化：软件的标准化一直没有受到行业的重视。标准化的重要方向是接口的标准化、流程标准化和封装的标准化。软件封装后，其功能定义将变得单一，可以实现更大范围的任意调用。当然，由于WMS软件本身的复杂性，短期内要做到标准化并非易事，但如果从流程标准化做起，以始为终，却也并非不可实现。

产品化：需要定制化的软件将会越来越少，或者说其比重将越来越低。随着更多实际应用被抽象到系统中来，软件的适应性将会大大加强。从另一个角度看，则是企业的共性将越来越多，个性会越来越少。这一方面是技术的成熟使然，另一方面，则是企业的见识不断提升。很多固守自己做法的企业，并非有其自身独特的价值需要维护，而是一种惯性，一种无知，因为其对外部世界缺乏基本的了解。只有那些具有特殊工艺要求的项目，定制化必不可少。

撰文背景

关于作者：尹军琪

北京伍强智能科技有限公司董事长，教授级高级工程师，长期从事现代物流系统集成，物流系统软件开发，物流系统设计工作；参与并主持多项物流示范工程项目系统集成；发表论文100余篇，并获得多项奖项