Dans cette jungle qu’est la terminologie logistique, de nouvelles abréviations font régulièrement leur apparition. Trois termes reviennent cependant constamment : WMS, WES et WCS. Mais comment ces systèmes sont-ils définis, au juste ? Pourquoi sont-ils si indispensables et comment se distinguent-ils les uns des autres ? Existe-t-il une définition standardisée pour leurs solutions ?
Cet article de blog vise à éclaircir ensemble le sujet, clarifier les différents termes et expliquer les origines de ces solutions. Approfondissez vos connaissances en architecture logicielle afin d’éviter à votre entreprise d’éventuels pièges coûteux dans les prochains projets.
- Origine et signification des WMS, WES et WCS
- Aperçu des normes et standards pertinents
- Tâches et champ d’application d’un WMS
- Tâches et champ d’application d’un WES
- Tâches et champ d’application d’un WCS
- Utilisation dans des entrepôts manuels, semi-automatisés et automatisés
- Distinction entre fonctions et responsabilités
- Tableau récapitulatif pour un aperçu rapide
D’où proviennent ces termes et abréviations ?
Pour commencer, il convient de préciser que les WMS (Warehouse Management System), WES (Warehouse Execution System) et WCS (Warehouse Control System) ne sont pas des catégories de systèmes issues de normes, mais des notions qui se sont développées à partir de la pratique industrielle sur le marché. C’est précisément pour cette raison que ces termes donnent régulièrement lieu à des ambiguïtés quant aux délimitations entre les systèmes et à l’étendue de leurs fonctions.
Le schéma ci-dessous présente un bref aperçu d’une hiérarchie des systèmes simplifiée ainsi que des principales fonctions d’un WMS/WES/WCS :
Warehouse Management System
- Gestion des stocks
- Gestion des commandes
- Rapports
Warehouse Execution System
- Pilotage des commandes
- Processus de travail
- Coordination des ressources
Warehouse Control System
- Pilotage des appareils
- Flux de matières
- Scannage et tri
Pourquoi de telles ambiguïtés autour de ces termes ?
À l’heure actuelle, il n’existe pas encore de normes ou standards fournissant, pour l’ensemble des systèmes, des spécifications relatives à la délimitation des fonctions et à la définition des interfaces. Il existe certes des approches partielles pour certains domaines, mais aucune description globale.
On peut citer à titre d’exemples :
ISA-95 (IEC 62264) :
cette norme est considérée comme une référence pour l’échange d’informations entre les systèmes ERP dans les architectures MES (Manufacturing Execution System).
| Niveau ISA 95 | Correspondance typique |
|---|---|
| Level 4 | ERP |
| Level 3 | WMS / WES |
| Level 2 | WCS / SCADA |
| Level 1–0 | PLC/capteurs |
VDI 3601 :
décrit le périmètre fonctionnel et de performance d’un système de gestion d’entrepôt (WMS) et détaille les fonctions de base et complémentaires.
MESA/MOM (systèmes Manufacturing Enterprise Solutions Association, Manufacturing Operations Management) :
décrit les systèmes d’exécution comme une couche d’orchestration axée sur les événements et ressources.
VDI 4499 :
regroupe les principes fondamentaux pour la planification, la simulation et l’optimisation continues d’une « usine numérique ». Il s’agit d’un cadre d’architecture pour des interfaces maintenables et évolutives.
En raison de la diversité des normes et du niveau de détail des définitions, les fonctions et processus ne peuvent, en pratique, pas toujours être attribués de manière univoque à un système, mais doivent être clarifiés en détail dans le cadre de chaque projet. La raison en est, comme indiqué en introduction, que les notions de WMS/WES/WCS correspondent à des catégories de systèmes façonnées par le marché et non à des niveaux définis par des normes. Leurs significations ont évolué au fil des années, entraînant des chevauchements de fonctions et de responsabilités entre les systèmes. Il en est de même pour la définition des interfaces entre ces systèmes.
Ni l’ISO, ni la CEI (IEC), ni le VDI n’ont publié de norme définissant clairement ces trois catégories de systèmes, ou décrivant de manière contraignante leurs objets de données, leurs flux de messages ou leurs responsabilités. Les interfaces sont donc toujours différentes selon les fournisseurs et doivent être définies dans le cadre des projets. Nous pouvons cependant commercer par une explication générale des responsabilités courantes de ces systèmes ainsi que de l’architecture logicielle typique d’un entrepôt. Sur la base de cette architecture globale, nous pourrons examiner les responsabilités de chaque système et les informations qui sont échangées entre eux.
Warehouse Management System (WMS)
Le WMS est l’instance centrale pour le pilotage logique et logistique de l’entrepôt. Il
- administre les stocks,
- pilote tous les processus métier liés à l’entrepôt, et
- veille au traitement correct et efficace des commandes clients.
De plus, il fait office de lien entre le système ERP existant et l’environnement opérationnel de l’entrepôt.
Responsabilités centrales du WMS
Le WMS se concentre sur la planification et l’optimisation des processus au sein de l’entrepôt :
- Gestion des stocks (quantité, emplacements, états)
- Entrée des marchandises, stratégie d’entrée en stock, transferts de stocks
- Stratégies de prélèvement (par ex. par lots, ou multi-commandes)
- Traitement des expéditions et priorisation des commandes
L’accent est moins mis sur les mouvements physiques que sur la logique du « quoi, quand, où et comment ».
Fonctions du WMS
Le WMS opère au niveau opérationnel et tactique :
- Il traduit les commandes clients en tâches d’entrepôt exécutables
- Il définit les stratégies et les priorités
- Il optimise l’utilisation des emplacements de stockage et des ressources
En revanche, il ne prend pas de décisions de pilotage à la seconde pour les parties automatisées de l’installation, car le WMS est découplé de l’exécution proprement dite. Néanmoins, en raison des données qu’il gère, le WMS doit accorder une importance particulière à la cohérence et à la disponibilité des données.
Délimitations avec les systèmes de niveau supérieur et inférieur :
Avec l’ERP supérieur :
En général, le système ERP est responsable de transmettre les informations suivantes au WMS :
- Commandes clients/ordres de livraison (sortie de marchandises)
- Ordres d’achat (entrée de marchandises)
- Données d’expédition et de transport
- Données de référence (clients, fournisseurs, articles, etc.)
- Étiquettes (par ex. étiquettes d’expédition)
En général, le WMS est responsable de transmettre les informations suivantes au système ERP :
- Informations sur les stocks (stocks agrégés, tels que les variations de stocks ou les données d’inventaire)
- Confirmation des entrées et sorties de marchandises
- Données d’expédition et de transport
- Mises à jour des commandes lorsque cela est pertinent pour l’activité (par ex. afin de fournir aux clients un statut de commande à jour)
Avec le WES inférieur :
Le WMS transmet généralement les informations suivantes au WES :
- Données de commandes (entrée/sortie de marchandises)
- Données de référence pertinentes pour l’entrepôt (par ex. articles)
- Consignes de processus (stratégies, priorités, etc.)
- Étiquettes (par ex. étiquettes d’expédition)
En général, le WES existant est responsable de la transmission des informations suivantes au WMS :
- Messages d’état et d’avancement
- Perturbations/écarts
- Demandes de réapprovisionnement
- Mises à jour d’inventaire et de stock
Définitions issues de la théorie
La directive VDI 3601 décrit ce qu’est un WMS et ce qu’il doit pouvoir faire. Elle définit les tâches, les fonctions et le rôle du WMS en tant que système central de pilotage et d’optimisation dans l’intralogistique. Il est important de noter qu’il s’agit ici des fonctions, et non de la manière dont le système doit être conçu d’un point de vue technique.
L’ISA‑95 (niveau 3) indique qu’il est nécessaire de disposer de systèmes assurant le pilotage opérationnel des exigences métier issues d’un système ERP, ainsi que leur exécution et leur suivi. Le WMS n’y est pas explicitement mentionné, mais le niveau fonctionnel (niveau 3), lequel peut être pris en charge par un WMS, y est défini.
Warehouse Execution System (WES)
Le WES sert de couche d’orchestration entre le WMS et le système d’automatisation. Il traduit les commandes de l’entrepôt en processus séquencés de manière optimale et économes en ressources, et synchronise les différents sous-systèmes en temps réel. Il s’agit de la plus récente des trois catégories de systèmes. Ses précurseurs fonctionnels sont apparus au début des années 2000, mais le terme ne s’est imposé sur le marché qu’après 2012.
Responsabilités centrales du WES
Dans le système WES, l’accent est mis sur le pilotage dynamique des processus et l’optimisation en cours d’exploitation :
- Validation et séquencement des commandes en temps réel
- Synchronisation des processus manuels et automatisés
- Pilotage des ressources (par ex. postes de travail, navettes, robots)
- Gestion des goulots d’étranglement et ajustement continu des priorités
L’objectif est clair : garantir et améliorer la performance maximale (débit, respect des délais) de l’installation dans son ensemble.
Fonctions du WES
Le WES agit à un niveau hautement opérationnel caractérisé par de très nombreuses décisions :
- Il prend des décisions d’optimisation en continu sur la base de l’état actuel du système
- Il réagit aux perturbations et adapte les processus de manière dynamique
- Il fonctionne sur des périodes de quelques secondes à quelques minutes
- Il ne gère pas les stocks à long terme
Délimitations avec les systèmes de niveau supérieur et inférieur :
Avec le WMS supérieur :
Les informations suivantes sont généralement échangées entre le WES et le WMS :
- Données de commandes (entrée/sortie de marchandises)
- Données de référence pertinentes pour l’entrepôt (par ex. articles)
- Consignes de processus (stratégies, priorités, etc.)
- Étiquettes (par ex. étiquettes d’expédition)
En général, le WES existant est responsable de la transmission des informations suivantes au WMS :
- Messages d’état et d’avancement
- Perturbations/écarts
- Demandes de réapprovisionnement
- Mises à jour d’inventaire et de stock
Avec le WCS inférieur :
En général, le WES existant est responsable de la transmission des informations suivantes au WCS :
- Commandes de transport
- Priorisation/séquencement des commandes
- Décisions liées aux flux de matières (par ex. sur le routage)
Le WES reçoit généralement les informations suivantes du WCS existant :
- Messages d’état et d’avancement
- Perturbations/écarts
- Informations sur l’état de l’installation et son utilisation
- Confirmations d’exécutions physiques
- Transmission de données de contrôle (par ex. poids, codes-barres, etc.)
- Étiquettes (par ex. étiquettes d’expédition) appliquées par machine
L’exécution technique détaillée est laissée aux systèmes subordonnés tels que le WCS.
Délimitations fonctionnelles
Des définitions établies du périmètre fonctionnel du WES existent sur le marché. Celles-ci décrivent toutefois le plus souvent des fonctionnalités et non des systèmes complets. Le comportement du WES est également décrit par la définition fournie par la MESA (Manufacturing Enterprise Solutions Association) pour les MES (Manufacturing Execution System) et pour les MOM (systèmes Manufacturing Operations Management), selon laquelle le WES peut être assimilé au niveau 3 décrit par l’ISA-95. Là encore, il convient de noter que le WES n’est pas mentionné explicitement. C’est la couche fonctionnelle (niveau 3), qui peut être prise en charge par le WES, qui est définie.
Warehouse Control System (WCS)
Le WCS constitue la couche de pilotage technique qui contrôle directement les mouvements physiques des marchandises au sein de l’installation. Il fait le lien entre les systèmes logiciels et le système d’automatisation (PLC) et garantit la bonne exécution de toutes les commandes de transport et de pilotage. Les résultats ou messages de retour sont transmis aux systèmes de niveau supérieur (par ex. le WES ou le WMS).
Responsabilités centrales du WCS
Le système WCS se focalise sur le pilotage en temps quasi réel des flux de matières et sur le contrôle de l’installation :
- Routage des différents types de systèmes de convoyage
- Connexion à d’autres sous-systèmes tels que les systèmes de navettes ou les robots
- Communication directe avec le PLC
- Réaction aux messages de retour des capteurs, scanners et actionneurs
Le WCS est donc fortement axé sur l’aspect technique, avec un accent mis sur la stabilité et le temps de réaction.
Fonctions du WCS
Le WCS opérant en temps réel au niveau directement opérationnel et technique, il doit :
- Exécuter des réactions en quelques millisecondes ou secondes
- Répondre à des exigences élevées en matière de disponibilité et de robustesse/solidité
- Mettre en œuvre la logique de mouvement définie sans stratégie de processus propre
- Ne pas effectuer d’optimisations autonomes des processus globaux
Délimitations avec les systèmes de niveau supérieur et inférieur :
Avec le WES supérieur :
En général,le WCS reçoit les informations suivantes du WES :
- Commandes de transport
- Priorisation/séquencement des commandes
- Décisions liées aux flux de matières (par ex. sur le routage)
Le WES reçoit généralement les informations suivantes du WCS existant :
- Messages d’état et d’avancement
- Perturbations/écarts
- Informations sur l’état de l’installation et son utilisation
- Confirmations d’exécutions physiques
- Transmission de données de contrôle (par ex. poids, codes-barres, etc.)
- Étiquettes (par ex. étiquettes d’expédition) appliquées par machine
Avec le SPS/niveau mécanique inférieur :
Pilotage direct du matériel
→ Communication avec les systèmes de convoyage, de capteurs et de robots
Démarcation fonctionnelle
Au niveau du pilotage, il existe certes des technologies établies pour la communication entre les systèmes. Toutefois, le contenu des interfaces dépend toujours de l’implémentation. C’est pourquoi, pour le WCS également, seule une classification générale dans les normes existantes peut être effectuée. En raison de son pilotage technique et de son exécution déterministe, le WCS peut être classé au niveau 2 de l’ISA‑95. Cela signifie que les processus du WCS reposent sur des règles logiques et fixes et sont ainsi toujours prévisibles et optimisables.
Quel système est nécessaire et quand ?
Il n’y a pas de règle générale quant au système le plus adapté pour votre projet. De nombreux facteurs, tels que le degré d’automatisation, l’ampleur du projet, les technologies, etc., influencent le choix de la solution logicielle appropriée. C’est pourquoi nous examinons d’abord différents scénarios d’entrepôts. La réponse peut varier selon le scénario.
1) Entrepôt manuel
2) Entrepôt partiellement automatisé
3) Entrepôt hautement automatisé
Quelles sont les fonctions assurées par chaque système ?
Il convient tout d’abord de clarifier si ces trois systèmes doivent toujours être implémentés séparément. La réponse est claire : non. De nombreuses solutions WMS ou WCS disponibles sur le marché couvrent également certaines fonctionnalités du WES. Il existe également sur le marché quelques solutions qui regroupent les fonctionnalités WMS/WES/WCS au sein d’un seul produit, de sorte que cette séparation n’existe plus.
Les difficultés apparaissent lorsque des systèmes de différents fournisseurs doivent être combinés au sein d’une même solution.
Indépendamment du fait qu’il s’agisse de solutions distinctes ou combinées, il convient de définir clairement quels systèmes relèvent de la responsabilité de quel fournisseur. Dans ce cadre, les responsabilités logistiques et techniques doivent être attribuées et clairement délimitées. Cela est essentiel afin d’éviter des chevauchements de responsabilités, susceptibles de provoquer des ambiguïtés lors de l’exploitation.
Si, par exemple, le WMS transmet une priorité pour une commande client au WES, ce dernier doit prendre en compte cette priorisation dans la planification de l’exécution, et le WCS doit adapter en conséquence le pilotage des machines ainsi que le routage.
Si l’un des systèmes ignore ou redéfinit les consignes ou décisions d’un autre système, cela peut entraîner des problèmes dans l’installation, tels qu’une utilisation inefficace des capacités, des temps d’inactivité aux postes de travail, ou d’autres dysfonctionnements de cet ordre. Il est donc impératif que chaque décision soit sous la responsabilité d’une seule entité. Les autres systèmes doivent alors uniquement fournir des informations ou exécuter la décision prise.
Si cela n’est pas clairement défini, des retards inutiles peuvent survenir dans le traitement des processus. Ces situations doivent être évitées à tout prix, car elles peuvent engendrer des coûts élevés et des perturbations importantes dans les livraisons sortantes. La clarté des responsabilités constitue donc un facteur clé pour assurer l’exploitation durable et efficace d’un entrepôt.
Il est donc indispensable de définir et de délimiter clairement les responsabilités, tant logistiques que techniques.
Responsabilités logistiques
Du point de vue logistique, les responsabilités concernent :
La performance de l’entrepôt dans son ensemble
La partie exécutive (par ex. le système d’automatisation, l’exécution des processus)
La performance de parties du système d’automatisation
Responsabilités techniques
Du point de vue technique, les responsabilités concernent :
L’ensemble des processus de l’entrepôt
La planification et l’orchestration des processus
L’exécution du système d’automatisation
Liste de contrôle :
Si vous vous demandez quels points doivent être pris en compte pour éviter les erreurs, voici une courte liste de questions pour vous aider à prendre les bonnes décisions :
- Une stratégie « clé en main » peut‑elle être envisagée afin d’éviter les questions de responsabilités et de délimitations fonctionnelles, de contourner les problèmes d’interfaces et de réduire les efforts d’harmonisation, et donc les coûts ?
- Y a‑t‑il une interprétation commune des rôles et responsabilités des systèmes ?
- Si un système de pilotage (WCS) est requis, celui‑ci est‑il correctement découplé de la logique métier ?
- L’environnement du système et des processus est‑il suffisamment complexe pour nécessiter une couche d’orchestration sous forme de WES ?
Avant de traiter ces questions, il est nécessaire d’établir une matrice des responsabilités permettant de clarifier :
- Qui décide des priorités
- Qui coordonne les ressources
- Qui pilote quelle machine en temps réel (PLC ou autres systèmes logiciels de commande des machines)
Une fois ces questions résolues et les responsabilités clairement définies, les situations suivantes peuvent être évitées :
- Le WMS prenant en charge des tâches relevant du WES « parce que c’est possible »
- Le WCS intégrant de la logique métier « parce que c’était plus rapide et plus simple »
- Le WES implémenté sans adapter les rôles et responsabilités des autres systèmes
- Des interfaces pouvant être utilisées pour déplacer les responsabilités
Conclusion :
Il n’y a actuellement aucun standard pour les WMS, WES et WCS. Il existe toutefois un ensemble de documents référentiels établis permettant de distinguer fonctionnellement ces systèmes.
En raison de la marge d’interprétation, il se produit régulièrement des chevauchements de fonctionnalités entre les systèmes. Il convient néanmoins d’éviter à tout prix que des fonctionnalités soient intégrées dans des systèmes auxquels elles ne devraient pas appartenir selon les interprétations communément admises.
Le tableau suivant donne un aperçu de certaines fonctions et indique dans quels systèmes elles sont généralement classées.
Ces symboles indiquent la place de ces fonctions :
- ✅ = la fonction doit être attribuée à ce système
- ⚠️ = la fonction est partiellement attribuée à ce système
- ❌ = la fonction ne devrait pas être prise en charge par ce système
| Fonction | WMS | WES | WCS |
|---|---|---|---|
| Gestion des commandes (planification générale) | ✅ | ⚠️ | ❌ |
| Planification détaillée/séquencement | ⚠️ | ✅ | ❌ |
| Traitement des commandes (temps réel) | ❌ | ✅ | ⚠️ |
| Gestion des stocks/référence pour les données | ✅ | ❌ | ❌ |
| Pilotage (logique) des flux de matières | ⚠️ | ✅ | ⚠️ |
| Pilotage (physique/en temps réel) des flux de matières | ❌ | ⚠️ | ✅ |
| Gestion des ressources (installation, personnel) | ⚠️ | ✅ | ⚠️ |
| Monitoring/suivi des statuts | ✅ | ✅ | ✅ |
| Traitement des données en temps réel | ❌ | ✅ | ✅ |
| Gestion des incidents (écarts) | ⚠️ | ✅ | ✅ |
| Optimisation (stratégique) | ✅ | ❌ | ❌ |
| Optimisation (opérationnelle/en temps réel) | ❌ | ✅ | ⚠️ |
| Suivi et traçabilité | ✅ | ✅ | ⚠️ |
| Contrôle qualité (processus) | ⚠️ | ✅ | ⚠️ |
| Acquisition de données | ❌ | ✅ | ✅ |
| Logique documentaire/des processus | ✅ | ✅ | ❌ |
En tenant compte de ces éléments, il est possible d’établir une répartition claire des responsabilités entre les systèmes et d’éviter, lors des changements de systèmes, des discussions prolongées ainsi que des demandes de changement coûteuses. Cela permet également d’éviter les redondances fonctionnelles et de stockage de données. Les synchronisations permanentes entre les systèmes peuvent ainsi être supprimées. Et les entreprises ayant déjà été confrontées à un « va-et-vient » des responsabilités entre fournisseurs veilleront à l’avenir à ce que les éléments mentionnés ci‑dessus soient strictement respectés.
Si vous souhaitez apporter davantage de clarté et de responsabilité à vos systèmes, n’hésitez pas à contacter nos experts et expertes.
Les auteurs de cet article :
Mario Berger
Product Marketing Manager
Est responsable de la communication produit chez KNAPP AG dans le département Product Management. En tant qu’interface entre la technologie et la communication, il développe des contenus autour de solutions logicielles et de systèmes numériques pour l’intralogistique, et veille à ce que les relations complexes soient transmises de manière compréhensible et orientée vers le groupe cible.
Nina Bäuchler
Online Marketing Managerin
Dans notre blog, Nina traite des tendances numériques, de la stratégie de contenu et de l’utilisation de l’intelligence artificielle en logistique. Elle se concentre sur la classification des développements technologiques et la concrétisation de leur importance pour les entreprises, les processus et la communication.
