🤖 AGV与WMS系统集成实战完全指南 | 从0到1打造智能仓储

预计阅读时间： 20分钟 技术难度： ⭐⭐⭐⭐ (中高级)

很多企业花几百万买了AGV，结果：

• ❌AGV在仓库里"瞎跑"，利用率<30%
• ❌人工调度AGV，效率还不如叉车
• ❌WMS和AGV两张皮，数据不同步
• ❌投资回报周期>5年，老板很不爽

根本原因：只买了硬件，没做系统集成！

没有集成：

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人工调度 → 信息滞后 → AGV空跑/等待
设备利用率：20-30%

有了集成：

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WMS智能调度 → 实时分配 → 任务饱和
设备利用率：70-85%

真实数据： 某电商仓库10台AGV：

• •集成前：利用率28%，实际相当于3台在干活
• •集成后：利用率76%，相当于8台在干活
• •效果：省了5台AGV的投资（约150万）

效率对比表：

效率提升的关键：

1. 🧠,[object Object], - WMS知道哪些货要搬，AGV知道怎么搬
2. 📊,[object Object], - 批量任务合并，路径最优规划
3. ⚡,[object Object], - 紧急任务插队，优先级动态调整
4. 🔄,[object Object], - 完成即更新，库存实时准确

成本分析（以10台AGV为例）：

ROI周期： 12-18个月

传统模式：

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下达任务 → ？？？ → 任务完成（不知道中间发生了什么）

集成后：

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WMS下达任务
  ↓ (实时追踪)
WCS分配AGV
  ↓ (位置监控)
AGV执行搬运
  ↓ (状态反馈)
任务完成更新库存
  ↓ (数据分析)
生成运营报表

可视化价值：

• 📍实时看到每台AGV的位置和状态
• 📊任务执行进度一目了然
• 🚨异常告警，快速响应
• 📈历史数据分析，持续优化

必须集成的场景：

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✓ AGV数量 ≥ 5台
✓ 日搬运任务 > 100次
✓ 多种类型设备混用（AGV + 输送线 + 堆垛机）
✓ 需要与WMS/ERP协同
✓ 追求ROI最大化

可选集成的场景：

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• AGV < 5台，业务简单
• 单一设备类型
• 短期试点项目

💭

⚠

️ ,[object Object],：即使AGV少，也建议通过WCS统一管理，方便后期扩展。

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┌─────────────────────────────────────┐
│         WMS 仓储管理系统              │  业务层
│   (任务管理、库存管理、策略优化)       │
└─────────────────┬───────────────────┘
                  │ 任务指令 / 状态反馈
┌─────────────────┴───────────────────┐
│         WCS 仓库控制系统              │  控制层
│   (任务调度、路径规划、设备管理)       │
└─────────────────┬───────────────────┘
                  │ 移动指令 / 位置反馈
┌─────────────────┴───────────────────┐
│          AGV 车辆 / RCS              │  执行层
│   (移动执行、避障、充电)              │
└─────────────────────────────────────┘

WMS（仓库管理系统）：

• •库存管理和账务
• •业务策略（上架策略、拣选策略）
• •任务生成（什么货从哪到哪）
• •数据查询和报表

WCS（仓库控制系统）：

• •AGV任务调度和排队
• •路径规划和交通管制
• •设备状态监控
• •故障处理和任务重分配

为什么需要WCS？

• •WMS关注业务逻辑，WCS关注设备控制
• •WCS实时性要求高（秒级响应）
• •解耦WMS与硬件厂商，便于更换设备

适用场景：AGV数量<10台，业务简单

架构：

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WMS <---HTTP/TCP---> AGV RCS

优点：

• •架构简单，成本低
• •实施快速

缺点：

• •WMS与硬件耦合
• •更换AGV厂商需要改造WMS
• •难以支持多种设备

适用场景：AGV数量≥10台，或有多种自动化设备

架构：

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WMS <---API---> WCS <---多协议---> AGV/输送线/堆垛机...

优点：

• •解耦WMS与硬件
• •支持多厂商设备混合使用
• •统一的设备管理和监控
• •更换设备无需改造WMS

缺点：

• •需要额外开发或采购WCS
• •架构相对复杂

搬运任务接口：

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POST /api/wcs/tasks

{
  "task_id": "WMS20241120001",
  "task_type": "MOVE",
  "priority": 1,
  "source": {
    "location": "A-01-02-03",
    "container_code": "CTN20241120001"
  },
  "destination": {
    "location": "B-05-06-07"
  },
  "goods_info": {
    "sku": "MAT001",
    "qty": 100
  },
  "timeout": 600
}

关键字段：

• •
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  task_id

  ：WMS任务唯一标识（幂等性保证）
• •
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  priority

  ：优先级（1-10，越大越优先）
• •
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  timeout

  ：超时时间（秒）

任务状态回调：

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POST /api/wms/task-callback

{
  "task_id": "WMS20241120001",
  "status": "COMPLETED",
  "agv_id": "AGV-001",
  "start_time": "2024-11-20T10:00:00Z",
  "end_time": "2024-11-20T10:05:30Z",
  "message": "任务执行成功"
}

状态定义：

• •
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  RECEIVED

  ：WCS已接收
• •
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  QUEUED

  ：排队中
• •
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  ASSIGNED

  ：已分配给AGV
• •
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  EXECUTING

  ：执行中
• •
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  COMPLETED

  ：完成
• •
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  FAILED

  ：失败
• •
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  CANCELLED

  ：已取消

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POST /api/wms/device-status

{
  "device_id": "AGV-001",
  "device_type": "AGV",
  "status": "IDLE",
  "location": "A-01-02-03",
  "battery": 75,
  "current_task": null,
  "timestamp": "2024-11-20T10:00:00Z"
}

不同业务场景的优先级：

• •P1（最高）：生产线紧急呼料
• •P2（高）：客户订单拣选
• •P3（中）：正常补货上架
• •P4（低）：库内整理优化

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# WMS侧超时处理
def handle_task_timeout(task_id):
    # 1. 查询任务状态
    status = wcs_client.get_task_status(task_id)

    if status == 'QUEUED':
        # 排队中超时：提升优先级或取消
        wcs_client.update_priority(task_id, priority + 1)
    elif status == 'EXECUTING':
        # 执行中超时：可能设备故障，发出告警
        alert.send('AGV任务执行超时', task_id)
    else:
        # 未知状态：人工介入
        create_manual_task(task_id)

AGV搬运过程中的库存状态：

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┌──────────┐  AGV任务下发   ┌──────────┐  AGV到达   ┌──────────┐
│ 可用库存  │ ──────────→ │ 锁定库存  │ ────────→ │ 转移完成  │
└──────────┘               └──────────┘            └──────────┘
     │                          │                        │
     │                      AGV执行中                目标位置库存
   源位置库存                不可分配

常见异常场景：

• •AGV电量不足，任务中断
• •AGV故障，停在半路
• •目标货位被占用
• •网络通讯中断

处理原则：

• •实时监控，快速发现
• •自动重试，智能降级
• •人工介入，流程闭环

建议实施路径：

1. •Phase 1：完成基础搬运（空托盘搬运）
2. •Phase 2：加入业务逻辑（入库上架）
3. •Phase 3：优化策略（路径优化、任务合并）

测试清单：

• ✓正常流程：下发-执行-完成
• ✓高并发：100个任务同时下发
• ✓网络异常：通讯中断、延迟
• ✓设备故障：AGV停机、充电
• ✓边界情况：货位不存在、重复下发

必备监控指标：

• •任务成功率
• •任务平均耗时
• •AGV利用率
• •异常任务占比

• •提前获取AGV厂商接口文档
• •联调阶段厂商技术人员驻场
• •建立快速响应机制
• •积累问题库和解决方案

A：不是必须，但建议：

• •如果是标准接口，可以分别采购
• •如果深度定制，同一供应商集成更顺畅
• •关键是明确接口规范和责任边界

A：分情况处理：

• •临时故障：WCS自动重试或分配给其他AGV
• •持续失败：WMS生成人工任务，通知现场处理
• •关键是：库存状态要及时同步，避免账实不符

A：几个关键机制：

• •任务ID唯一性：防止重复下发
• •状态机同步：明确每个状态的转换条件
• •对账机制：定期核对任务执行情况
• •异常告警：状态异常及时发现和处理

A：根据业务量和时间窗口计算：

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AGV数量 = (日均搬运次数 × 单次平均耗时) / (工作时长 × 设备利用率)

示例：
日均搬运 1000次
单次耗时 5分钟
工作时长 16小时
设备利用率 70%

AGV数量 = (1000 × 5) / (16 × 60 × 0.7) ≈ 7.4 → 8台

建议：留20%冗余，应对高峰和设备维护

AGV与WMS的成功集成需要：

1. •清晰的架构设计：WMS-WCS-AGV职责划分明确
2. •规范的接口定义：任务下发、状态反馈、异常处理
3. •充分的测试验证：覆盖各种场景和边界情况
4. •完善的监控运维：实时发现问题，快速响应

铂途信息在AGV与WMS集成方面有丰富的实施经验，已成功交付30+自动化仓储项目。如果您在规划或实施AGV项目，欢迎与我们交流。

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