Integracja automatyki magazynowej z SAP WM

System SAP WM prócz bogatych funkcji zarządzania magazynem, możliwości odzwierciedlenia praktycznie dowolnych struktur składowania oraz optymalizacji przepływów zapasów, pozwala także na prostą, efektywną integrację automatyki oraz zewnętrznych systemów magazynowych. W niniejszym artykule przedstawiam trzy podstawowe scenariusze integracji, krótko omawiam techniczne aspekty połączenia oraz wskazuję dwa fundamentalne kryteria decyzji wyboru scenariusza.

Scenariusze integracji

W zakresie integracji zewnętrznych systemów magazynowych można mówić o trzech scenariuszach w zależności od rosnącej autonomiczności i złożoności funkcjonalnej integrowanego systemu. W dalszej części artykułu skrótu WCU (Warehouse Control Unit) będę używał do oznaczania zewnętrznego systemu sterowania automatyką.

Scenariusz 1: Warehouse Control Unit

W pierwszym scenariuszu integracji zewnętrzny system potrafi sterować automatyką magazynową. System rozumie polecenia rozmieszczenia i pobrania jednostki składowania oraz potrafi te polecenia przełożyć na język sterowników PLC zarządzających układnicami, rolotokami czy przenośnikami. Strategie rozmieszczania i pobierania zapasów nie są jednak obsługiwane w WCU, system nie zarządza miejscami składowania w magazynie. Podział funkcjonalny między SAP WM a WCU jest następujący:

SAP WMWCU
Inicjacja ruchów magazynowychZarządzanie rolotokami, układnicami.
Zbiorcze zarządzanie zapasemKontrola przepływu zapasu
Zarządzanie lokalizacjami magazynowymiOptymalizacja wykorzystania zasobów / urządzeń magazynowych
Obsługa strategii rozmieszczania i pobierania - określanie lokalizacji magazynowych

Typowy proces rozmieszczania zapasu:

SAP WMkomunikacjaWCU
Komunikacja z pozostałymi modułami SAP ERP
Inicjacja rozmieszczenia
Obliczenie docelowej lokalizacji w wykorzystaniem strategii rozmieszczania
Utworzenie zlecenia przeniesienia i przesłanie do WCUOdbiór zlecenia przeniesienia
Skanowanie kodu kreskowego i identyfikacja palety
Przeniesienie palety do lokalizacji wskazanej w zleceniu przeniesienia
Potwierdzenie zlecenia przeniesieniaPotwierdzenie zlecenia przeniesienia i przesłanie do SAP WM

Proces pobierania zapasu przebiega dokładnie analogicznie. Tutaj również SAP WM inicjuje proces, określa źródłową lokalizację a WCU realizuje przesunięcie zaplanowane przez SAP WM.

W swojej praktyce rzadko spotykałem powyższy scenariusz. Wynika to z dwóch przyczyn. Po pierwsze, systemy sterowania automatyką magazynową zwykle obsługują również strategie rozmieszczania i pobierania oraz zarządzają lokalizacjami. Po drugie, ten scenariusz zakłada ścisłe rozdzielenie zarządzania lokalizacjami od zarządzania zasobami magazynu, co w praktyce nie jest możliwe, gdyż optymalna strategia rozmieszczania ściśle zależy bieżącego obciążenia zasobów. Dlatego też znacznie częściej stosuje się kolejny scenariusz.

Scenariusz 2: Magazyn automatyczny (black box)

W tym scenariuszu WCU przejmuje prócz sterowania automatyką magazynową również zarządzanie lokalizacjami magazynowymi. W konsekwencji z punktu widzenia SAP WM system WCU stanowi czarną skrzynkę – w SAP WM wiemy, że zapas jest w magazynie automatycznym, ale już nie interesuje nas w jakich konkretnie lokalizacjach, gdyż te obsługuje system WCU. Podział funkcjonalny między SAP WM a WCU jest następujący:

SAP WMWCU
Zbiorcze zarządzanie zapasemZarządzanie lokalizacjami magazynowymi
Zarządzanie rolotokami, układnicami.
Kontrola przepływu zapasu
Optymalizacja wykorzystania zasobów / urządzeń magazynowych

Typowy proces pobierania zapasu:

SAP WMkomunikacjaWCU
Komunikacja z pozostałymi modułami SAP ERP
Inicjacja pobrania
Wskazanie magazynu automatycznego jako strefy pobrania bez określania lokalizacji źródłowej
Utworzenie zlecenia przeniesienia i przesłanie do WCUOdbiór zlecenia przeniesienia
Optymalizacja przepływu materiałów
Wyznaczenie lokalizacji źródłowej.
Przeniesienie palety z lokalizacji źródłowej do strefy wydań - wykonanie wszystkich ruchów magazynowych.
Potwierdzenie zlecenia przeniesieniaPotwierdzenie zlecenia przeniesienia i przesłanie do SAP WM

Ten scenariusz jest często wykorzystywany do integracji magazynów automatycznych w różnej skali: od regałów automatycznych po całkowicie bezobsługowe magazyny wysokiego składowania. Takie automatyczne magazyny prawie zawsze współpracują z częścią płaską obsługiwaną ręcznie. Powyższy scenariusz zakłada wyraźny podziała funkcjonalny – WCU niepodzielnie włada częścią automatyczną, a SAP WM pozostałymi obszarami magazynu oraz decyduje o ruchach do i z części automatycznej. W ten właśnie sposób zostały zintegrowane z SAP ERP magazyny automatyczne w większości wdrożeń, w których brałem udział, w firmach farmaceutycznych, w branży dóbr konsumpcyjnych, w magazynach części zamiennych.

Scenariusz 3: Magazyn zdecentralizowany

Powyżej opisane scenariusze działają na poziomie przyjęć i wydań do strefy zautomatyzowanej. System SAP WM inicjuje ruchy do i z magazynu automatycznego, a system WCU te ruchy realizuje. Część płaska magazynu obsługiwana ręcznie jest zarządzana w SAP WM. Komunikacja między systemami odbywa się na poziomie zleceń przeniesienia, czyli poleceń rozmieszczenia i pobrania. Taki podział obsługi magazynu między dwa systemy znacznie utrudnia implementację takich procesów jak przeładunek kompletacyjny (ang. cross docking). Jeśli zewnętrzny system jest nie tylko systemem sterowania automatyką, ale jest w pełni funkcjonalnym systemem zarządzania magazynem warto pomyśleć o scenariuszu magazynu zdecentralizowanego. Podział funkcjonalny ilustruje tutaj diagram:

Źródło: SAP Help

System SAP ERP realizuje tu wszystkie funkcje logistyczne poza zarządzeniem magazynem, które wraz ze sterowaniem automatyką obsługuje zewnętrzny system WMS. Komunikacja między systemami odbywa się już nie na poziomie zleceń przeniesienia, ale całych dostaw przychodzących lub wychodzących. Poniższe diagramy ilustrują typowe procesy wejścia i wyjścia w magazynie zdecentralizowanym.

Źródło: SAP Help

Zauważmy, że powyższe scenariusze zakładały integrację SAP WM z zewnętrznym systemem zarządzania automatyką magazynową. To rodzi pytanie czy SAP WM może być stosowany to bezpośredniego sterowania urządzeniami w magazynie. Odpowiedź na nie nie jest jednoznaczna. Przede wszystkim moduł SAP WM efektywnie obsługuje wszelkie przesunięcia magazynowe z punktu A do punktu B, tj. rozmieszczenia, pobrania, przesunięcia wewnętrzne magazynu. Moduł ten nie potrafi jednak rozbić takich przesunięć na poszczególne czynności magazynowe, realizowane przez odpowiednie zasoby. Przykładowo rozmieszczenie w magazynie składa się zwykle z następujących kroków: przemieszczenie palety rolotokiem ze strefy przyjęć do stacji kontroli obrysu, kontrola palety, przemieszczenie rolotokiem do układnicy, ułożenie w gnieździe składowania. System SAP WM doskonale obsłuży tę operację w całości jako przesunięcie ze strefy przyjęć do docelowej lokalizacji wraz z jej wyznaczeniem wg strategii rozmieszczania. Jednak praktycznie nie jest możliwe w tym systemie zarządzenie poszczególnymi krokami składającymi się na operację rozmieszczania, a jest to niezbędne do skutecznego sterowania automatyką magazynową. Pewnym rozwinięciem funkcjonalności SAP WM uzupełniającym tę lukę jest moduł SAP TRM (Task and Resource Management) również dostępny w ramach zintegrowanego systemu SAP ERP i można próbować wykorzystać SAP TRM do bezpośredniego sterowania automatyką. Tylko próbować jednak, gdyż w moim przekonaniu nie jest to moduł wystarczająco dojrzały. Widać to w kierunku rozwoju tego modułu – firma SAP praktycznie nie już go nie rozwija, skupiając się raczej na SAP EWM.

Istnieją też dodatki firm trzecich do systemu SAP ERP, które obiecują możliwość bezpośredniego sterowania automatyką. Jednym z nich jest produkt Dematic SubSuite. Nie mam praktycznych doświadczeń z tym produktem. Tym nie mniej odradzałbym próby bezpośredniego łączenia SAP WM ze sterownikami PLC automatyki magazynowej. SAP WM jest modułem znacznie większego systemu SAP ERP. Obawiałbym się tutaj wpływu wszystkich pozostałych modułów na wydajność systemu i na interfejs z PLC, który powinien przecież działać w czasie zbliżonym do rzeczywistego. We wszystkich projektach integracyjnych, w których brałem udział zawsze moduł SAP WM był łączony do pośredniego systemu WCU, który z kolei sterował automatyką. Uważam, że jest to najlepsze podejście zwłaszcza, że systemy WCU są prawie zawsze dostarczane w pakiecie wraz z automatyką magazynową.

Techniczna strona integracji

We wszystkich przedstawionych scenariuszach komunikacja między SAP WM a WCU odbywa się przy pomocy komunikatów IDoc. IDoc to termin używany w środowisku SAP, skrót od Intermediate Document. Zarówno zlecenia przeniesienia, potwierdzenia zleceń przeniesienia, dostawy przychodzące i wychodzące oraz ich potwierdzania są przesyłane przy pomocy komunikatów IDoc. Te komunikaty składają się z segmentów, a ich budowa przypomina nieco składnię dokumentów EDIFACT. Każdy z tych komunikatów jest dokładnie udokumentowany w systemie SAP ERP, wraz ze strukturą segmentów, znaczeniem każdego pola i dopuszczalnymi wartościami pól.

Podstawowym protokołem wykorzystywanym do przesyłania komunikatów w środowisku systemów SAP jest tRFC (ang. transactional remote function call). Jako że SAP ERP jest de facto standardem systemów zarządzania przedsiębiorstwem liczne systemy WMS potrafią komunikować protokołem tRFC.

Systemy SAP ERP bazujące na SAP NetWeaver potrafią też przesyłać komunikaty IDoc w formacie XML za pośrednictwem protokołu HTTP/HTTPS, standardu komunikacji Internetowej i aplikacji klasy SOA. Te możliwości sprawiają, że podłączenie praktycznie dowolnego systemu WCU do SAP ERP nie powinno nastręczać większych problemów.

W przypadku konieczności ustanowienia komunikacji innego typu np. wymiany plików przez katalogi sieciowe lub serwer FTP, przesyłania telegramów TCP/IP można wykorzystać oprogramowanie pośrednie typu middleware. Firma SAP dostarcza przynajmniej dwa rozwiązania tego typu, SAP Process Integration oraz SAP Business Connector. To ostatnie jest szczególnie warte uwagi, gdyż dla klientów SAP jest dostępne za darmo.

Podsumowanie

W niniejszym artykule przedstawiłem trzy podstawowe scenariusze integracji systemu SAP WM z systemami sterowania automatyką magazynową i z zewnętrznymi systemami WMS. O ile kwestie techniczne i komunikacyjne są zwykle rozwiązywane bez większych problemów w trakcie testów, o tyle wybranie od razu na początku projektu właściwego scenariusza integracji jest kluczowe dla efektywnej współpracy SAP WM z zewnętrznym systemem. Rekomenduję podejmowanie tej decyzji na bazie dwóch pytań:

  1. Czy system zewnętrzny zarządza całym magazynem czy tylko częścią automatyczną? Odpowiedź “całym magazynem” wskazuje jednoznacznie scenariusz trzeci.
  2. Czy system zewnętrzny optymalizuje wykorzystanie automatyki zarządzając lokalizacjami, czy tylko steruje automatyką realizując polecenia systemu SAP? Odpowiedź “tylko steruje”, wskazuje na scenariusz pierwszy.

Zostaw komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.