干货 物流集成系统的安装与调试

  对一个物流集成系统来说，由于定制化程度很高，现场安装与调试工作量很大，因此，设计和采购固然最重要，但安装与调试却更加考验专业性与耐心，是系统集成最重要的环节之一。安装与调试不仅占据了整个集成过程中最长的时间，而且直接对工期和质量产生影响。

  一项物流工程，动不动就有数万平方米，有些甚至有数十万平方米。因此，土建的工程占据了很久，物流集成系统的安装往往要等土建工程具备了一定条件后才能进行。由于每个物流系统的差异很大，进场安装前对土建的要求也大为不同。一般的做法是根据安装的具体实际的要求，提出一份进场前的条件清单。

  一种情况是，为缩短工期，很多物流工程都会在土建还没结束前就进行物流设备的安装。这时，一定要对土建提出明确进场要求，这些要求与工期、安装质量、安全责任等都有很大关系。

  而另一种情况是，由于物流集成系统有很多大型设备，需要土建留出安装孔洞，直到安装结束，土建才能将这些孔洞封上，这样的一种情况下，就要事先与土建设计及实施工程单位进行沟通，避免出现差错或返工。

  还有一种情况，是有些属于土建总包范围的设备必须等物流设备安装完成后才能施工，如安装在立体库货架内或阁楼式货架内的消防管道，立体库基础的二次浇灌，阁楼货架内的照明等，都属于这种情况。也需要事先与土建相关部门进行沟通，仔细配合工期。

  具体安装前，一定要到现场进行条件落实。比如道路、堆场、建筑、施工用电、临时库房、办公场所等。除此之外，还要与土建总包签署有关协议，如进场安全协议、用电协议、办公及用餐协议、货物装卸协助协议等，避免后续的纠纷。

  一项综合性的物流工程往往有很长的安装工期，设备的安装次序就显得非常重要。安装次序不仅对于总工期有重大影响，尤其在与土建交叉施工的情形下更是如此，而且对于生产供货次序有明确的要求，而有的安装工艺，本身就具有先后次序问题。安装次序的设计是一项专门的工作，需要有丰富经验的项目经理才能完成。

  一般情况下，将工期最长的子系统放在优先的位置，这样就可以有效缩短整个工期。比如说，立体库的安装往往是工期较长的子系统，因为相比叉车货架、隔板货架，立体库货架安装时间就会长很多，而且还有基础二次浇灌问题、消防系统安装问题、堆垛机的安装问题，这些安装牵涉到多个部门或单位，会互相制约，所以要优先安排。同时，土建施工计划也要将立体库部分的施工放在优先位置。

  安装次序确认以后，要提前与每个相关单位做沟通，包括土建施工单位、设备供应商等，以便做出同样的生产安排。比如土建施工单位，原则上在土建开工前就应该落实施工次序，至少要提前数月通知，以便土建提前做出安排，按照优先级依次完成相应区域的施工。又比如货架供应商，如何按时完成生产任务，及时送货到现场，就显得非常重要。不然的话，要么现场堆积如山，要么是出现缺货等货现象，两者都会严重影响现场的安装进度，进而影响整个工期。

  值得一提的是，供应商安排送货的配套完整性也非常重要，防止因缺少零部件而影响安装进程的现象。如果经常出现货物不配套的情形，这会严重影响安装的顺利进行。

  物流设备大多是定制化的非标产品，并且需要在现场有大量的安装工作。如货架、堆垛机、输送机、分拣机等都是如此。因此，安装质量对整个集成系统的影响就相当关键，有时甚至是决定性的。

  如何保证安装质量问题，一直是系统集成商困惑的一大问题。以下几点是非常重要的：

  1 聘请专业的安装队。安装质量取决于安装队伍的专业性。比如接线，看起来是一项简单工作，但如果接不好，不仅显得凌乱，更为要命的是会影响系统的稳定性和安全性，一旦出现问题，还不好检查。一支技术熟练经验丰富的安装队，不仅会保障质量和效率，还会缩短调试的工期。

  2 编制科学的安装工艺流程。安装工艺流程对指导安装非常重要。其内容包括安装次序、安装工具要求、安装工艺要求、安装方法要求，以及安装人员要求等。项目经理要对安装工艺流程的合理性、安全性、规范性、科学性进行检查并做出评估，以便决定是否可行。

  3 过程中的严格监督检查。项目经理要具备对安装质量敏感的能力，尤其在安装过程中要对照安装质量要求进行不断检查，一旦出现问题要及时整改，不能仅仅等待安装结束出现问题再去返工。返工不仅浪费时间，增加成本，而且会影响质量。当然，设计人员出具一份安装质量要求也是非常必要的。

  4 对安装结果的严格验收。即使有安装过程的监督检查，对安装结果的验收仍然是必要的。如果出现安装质量问题，即使耽误了工期，也必须整改。

  应该看到的是，作为一个发展迅速的新兴行业，专业的安装队伍非常短缺，而培训又往往跟不上，许多质量问题均是由安装引起。

  安全问题是所有生产活动中优先考虑的问题，物流系统集成也不例外。有两个方面因素使得物流集成系统在安装过程中的安全问题较为突出：其一是高空作业，物流设备如货架等的安装，往往需要进行高空作业，从而带来极大的安全隐患；其二是重型机械的吊装，如堆垛机每台重达10吨以上，这些设备的安装都要采用起重设备，必须有严格的安全作业操作流程，避免产生严重的安全事故。

  其它方面的安全问题还有很多，如用电安全、装卸安全、交叉施工安全、各种孔洞的安全防护、各种防坠落安全等。

  需要明确的是，很多安全事故完全是可以避免的。因此，强调安全问题和安全隐患的预防就显得很重要。如保证安装人员要在身体健康的前提下从事安装工作，现场人员需要佩戴安全帽，穿防滑胶鞋，戴手套，系安全绳，安装防坠落安全网等。这都是一般的安全措施。

  设立专职的安全员是必要的。安全员除了要对现场人员进行安全培训和安全教育外，还要对日常工作进行安全检查，及时发现安全隐患，排除安全隐患，确保不发生重大事故。

  在我国，由于历史原因，有大量的农民工安装队伍，他们缺乏专业知识的培训，尤其对安全问题缺乏正确的认识，加上工资低，现场条件差，往往因陋就简，因此安全问题时有发生。如何提升他们的专业能力和安全意识，进而减少安装中的安全事故，是一项非常紧迫的工作。提升安装的费率，则可以约束安装人员采用合乎规范的安全措施，可以间接达到降低安全事故率的目的。

  除此之外，人们将现场人员健康安全，以及货物安全也纳入安全防护的范围。制定专门的制度，确保施工的正常进行。

  所谓单机调试，指设备还没有与系统连接前的调试过程。有些单机调试是在车间完成的，如一台穿梭车，或一台AGV，或一台堆垛机的货叉，他们的绝大多数单机调试工作是在车间完成的；有些则是在现场完成的，如一台堆垛机，一台输送机等，其主要调试工作会在现场完成。具体决定在哪里调试，一方面取决于设备本身的特性，有些产品本身不具备在车间调试的条件，另一方面，则取决于生产的工艺要求和成本考虑。

  物流集成系统的单机种类很多，如堆垛机、输送机、提升机、AGV、机械手、穿梭车等，都可以视为单机设备。从广义上来说，物流系统本质上是由各种单机设备所组成的一个整体。

  单机调试是整个集成系统调试的基础。不同的设备，其单机调试的流程是不一样的。设备供应商应制定详细的单机调试计划和程序，确保调试的质量和工期。在工厂调试时，可以搭建调试平台，如穿梭车实验平台、货叉实验平台等，在现场调试，则直接在安装工位上调试。

  一个物流集成系统的调试策略总体来说是先简单，后复杂，先单机，后系统。这也是符合调试的基本原理的。单机调试是调试的第一步，也是很重要的一步。

  单机调试也分为几个过程。以堆垛机为例，包括电路检查、通电检查、限位检查（前、后、上、下限位开关及机械档）、大车行走（先手动点车，再低速行走）、各种开关动作、载荷台位置、动作调试（手动升降，限位检查），货叉动作、位置调试，各光电开关检查与调试，轻载荷功能调试，控制面板功能，低速、高速调试，重载调试等，有几十项内容。作为一项成熟产品，单机调试的科目和次序应仔细列出，并逐一实施。

  单机调试要达到的目的，主要包括安装的外观、基准、尺寸与公差、平整度、基础动作与功能、安全性、重载能力、噪音、单机性能指标等几个方面。

  物流集成系统中的子系统的定义没有特别明确的规定，一般包括可以处理一定业务或具有一定功能的相对独立的系统，如立体库系统、穿梭车系统、输送系统、分拣系统、AGV系统、机械手、电子标签系统，以及WMS系统和WCS系统等。

  子系统和单机没有明显的界限，比如说，一台堆垛机，可以视为单机，也可以视为一个子系统，一套穿梭车也可以成为子系统，但一套立体库子系统就不能视为单机了，哪怕是只有一台堆垛机的立体库系统。虽然如此，这并不影响人们对于子系统的理解。

  子系统的调试也是遵从先简单后复杂，先轻后重的基本原则进行。虽然每一类型的子系统的调试内容不同，但过程基本类似。以AS/RS为例，主要包括如下阶段：

  1 逻辑功能调试阶段：本阶段主要以调试系统的逻辑功能为主，如堆垛机的取货、放货等功能调试。本阶段以轻载荷或无载荷调试为主。

  2 简单故障调试阶段：堆垛机的故障分为很多种，有些可以简单进行调试，有的则比较困难。如货位满/空错误，运行过程中的超差错误、条码阅读错误、托盘缺陷错误、取/放货超时错误，以及其它安全性保护功能调试等。

  3 连续工作与压力调试阶段：连续工作是指一次测试要连续完成多个工作，如入/出库多个托盘，以测试系统的连续工作能力、集放能力、故障恢复能力等。压力测试包括有作业任务密度的连续工作能力测试、集放能力等。

  4 接口调试阶段：AS/RS与WCS/WMS皆有接口，在前述调试完成后，应进行接口调试，与此对应的软件系统也要进行接口调试。

  子系统调试分为两个过程，其一是轻载过程，其二是重载过程。为了提高调试的效率，应在轻载调试结束后，系统具备了一定的稳定性和可靠性之后再进行重载调试，这样会比较节约时间，不要试图一上来就进行重载荷调试。

  软件主要包括WMS、WCS等上层软件。软件系统调试与机械子系统的调试有很大差异，其调试过程有专门的要求，本文不做深入论述，读者可以参考专业的教科书。

  软件的安装过程相对比较简单，因为大部分开发和调试时间都在开发环境中完成，最后在机房硬件环境搭建好以后，才将系统安装到正式的环境之中，以便进行最后的联机调试。

  软件系统调试首先是代码级的调试，除此之外，作为一个集成系统，软件要结合每一项业务流程进行测试。采用先模拟数据后真实数据的方法进行。

  作为物流系统的核心，物流软件系统经过几十年的发展，内容已经变得非常复杂。有些功能模块是标准模块，已经非常成熟，有些模块则是定制开发模块，模块的稳定性还有待时间的检验。因此，在调试时，主要的工作应放在定制化功能模块上。

  无论是WMS还是WCS，他们都会有接口。接口的测试变成了特别重要的工作。一般情况下，软件的接口测试应先在开发环境下进行，最后再与实际的子系统进行联机测试。

  对WMS系统来说，由于与现场操作并无多大关系，因此，其功能测试和接口测试均可以首先在实验室（开发环境）进行，最后才在现场进行整个系统的联合调试。但对于WCS系统来说，则必须提前与各个自动化子系统进行测试。

  集成调试的最后一步是联机调试过程。在联机调试前，各个单机和子系统的调试均已经完成。因此，联机调试的重点不是对单机设备或子系统的性能进行调试，而是对系统的连接和环境进行调试。

  尽管前期的子系统调试和接口调试已经完成了模拟数据下的调试，但联机调试还是会有一些问题出现。如真实数据与模拟数据的一致性问题，真实环境的配置与实验室的配置不一致问题，真实环境下接口数据与模拟数据不一致性问题、网络问题、标签识别问题、打印问题、地址分配问题、故障处理问题等。实际情况与人们想象的场景往往会有一些差异，通过联机调试，可以消除这些差异，这是联机调试的意义。

  联机测试会牵涉到各个环节，参与的人员会很多，因此，详细而周密的调试计划显得很必要。包括调试场景的设计，调试人员的培训，以及调试材料的准备等。在联机调试过程中，因为子系统调试不符合要求而导致调试效率低下，是经常遇到的问题。因此，完善的子系统测试，是顺利完成联机测试的基础。然而，实际情况并非如此理想，很多情况下，正是由于单机调试和子系统调试还不成熟的情况强行进行联合调试，所以导致了很多问题发生，有些问题还反反复复出现，极度影响了调试的效果，也影响了调试的工期。

  关于联机调试的场景设计，一方面要遵从由浅入深，循序渐进的原则进行，先进行简单的业务流程调试，进行接口数据的调试，在系统基本联通的基础上，再进行多任务调试和复杂工况的调试。另一方面，调试场景设计要完整，要覆盖所有业务流程和系统模块，这是联合调试比较困难的地方。