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# PaperMES — 原纸物流 MES 系统（武威金士泰 AGV）
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造纸厂原纸（纸卷/纸板）智能仓储物流系统。打通「生产线 → 立体库 → 跨楼层搬运 → 销售出库」全流程，
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由 **AGV 自动导引车 + 电梯 PLC + 条码扫描** 协同完成原纸的自动存取与调度。
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> 解决方案文件：`WMS.sln`（Visual Studio 2022，.NET 8）
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## 1. 技术栈
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| 类别 | 技术 |
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| 运行时 | .NET 8（主工程）、.NET 6-windows（WPF 客户端 `Modules`）、.NET 6（`MqttClient`） |
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| Web | ASP.NET Core，以 **Windows 服务** 方式部署（`UseWindowsService`），监听 `http://*:8078` |
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| ORM | SqlSugar（SQL Server，库 `wms_jst2.0`） |
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| IoC | Autofac（按程序集批量注册 `*Repository/*Service/*Strategy/*Handler`） |
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| 任务调度 | Quartz |
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| 通信 | DotNetty（TCP/UDP 条码）、NModbus（电梯 PLC）、RestSharp（HTTP 调 ERP/RCS）、SignalR.Client、MQTT |
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| 其他 | AutoMapper、FluentValidation、NLog、Polly、SSE（服务端推送）、NPOI（Excel）、FastReport |
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## 2. 解决方案结构
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### 逻辑分组
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| 分组 | 包含项目 | 职责 |
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| DataBase | Domain、App | 领域模型与数据访问 |
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| Utils | Infrastructure、Business、Common、Job | 基础设施、业务、公共、后台作业 |
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| CommunicationMiddleware | PLC、RPC、Netty | 通信中间件 |
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| WebHost | WebHost、Authorization | Web 服务与鉴权 |
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| UnitTest | RPCTest | 单元测试 |
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### 12 个工程项目
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| 项目 | 说明 |
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| `JSMachine.WMS.Domain` | 领域层：实体（AGVTask/ERPTask/RcsTask/StorageRack/ElevatorPlcQueue…）+ 仓储接口/实现（SqlSugar） |
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| `JSMachine.WMS.App` | 应用层：Dto + IService/ServiceImpl（每个实体一个服务） |
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| `JSMachine.WMS.Business` | 业务层：入库/出库/RCS 回调/SSE/公共（核心业务 + 大量设计模式） |
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| `JSMachine.WMS.Infrastructure` | 基础设施：AppSettings、SqlSugar、Lambda 表达式树、日志、序列化、加密等 |
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| `JSMachine.WMS.Common` | 公共：缓存、枚举、Dto、Helper、Htmls |
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| `JSMachine.WMS.Job` | 后台作业（Quartz）：AGV/电梯/ERP/中转区/数据清理等定时任务 |
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| `JSMachine.WMS.PLC` | 电梯 PLC（Modbus 读写，NModbus） |
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| `JSMachine.WMS.RPC` | 对外 HTTP 调用：ERP（晨龙/旺泰/新荣/IBS）、PMS（ACS/DCS）、RCS、IBS |
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| `JSMachine.WMS.Netty` | 基于 DotNetty：条码扫描客户端/服务端/UDP（心跳、设备动态） |
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| `JSMachine.WMS.WebHost` | Web 宿主（入口 `Program.cs` → `WebHostEngine1.Start()`），Controllers/Filters/Validators |
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| `JSMachine.WMS.Authorization` | 身份认证/授权（IdentityServer4，当前未启用） |
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| `JSMachine.WMS.RPCTest` | RPC 调用测试（MSTest） |
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> 目录下另有 `JSMachine.WMS.Modules`（WPF 客户端，Prism + HandyControl）、`JSMachine.WMS.MqttClient`，
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> **未纳入 `WMS.sln`**，需手动加载。
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## 3. 分层架构（DDD）
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```
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WebHost（表现层，端口 8078） + Authorization（认证）
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↓
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Application（应用层：Dto + IService/ServiceImpl）
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↓
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Business（业务层：入库/出库/RCS回调/SSE）
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↓
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Domain（领域层：Entity + IRepository/Repository）
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Infrastructure（基础设施：SqlSugar/配置/日志/Lambda）
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Common（公共：缓存/枚举/Helper）
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↓
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通信中间件：PLC / RPC / Netty / MqttClient
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后台作业：Job（Quartz）
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```
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依赖方向自上而下；`Domain` 定义实体与仓储接口，`Infrastructure` 提供 SqlSugar 实现。
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## 4. 核心业务流程
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### 4.1 入库（PDA 扫码入库）`Business/StockIn`
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`StockInService.StockIn(PDAInParam)` 主流程：
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1. 查物料信息是否存在、查库位是否存在
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2. 校验同「合格证号」是否已有未完成任务（防重扫）
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3. 按 **放置策略 + 责任链** 计算目标库位并**锁定**（先锁库再写任务，保证一致性）
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4. 写入 `ERPTask`，触发 AGV 搬运任务
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### 4.2 出库（销售出库）`Business/StockOut`
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`StockOutService.Stockout` 主流程：
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1. 校验销售订单号是否重复
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2. 计算可出库存：同批次库存 − 锁定/禁用 − 未完结任务 − 撤单数
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3. 生成 `ERPTask` 出库任务
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### 4.3 AGV 状态回调 `Business/RcsCallBack`
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RCS 上报 AGV 任务状态 → `RcsCallBackService.DealwithExcutionStatus`：
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失败（推 PDA 报警）→ 取消 → 成功，按状态码分发到不同处理器（见第 6 节）。
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## 5. 对接外部系统
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| 系统 | 项目 | 说明 |
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| ERP（四选一） | `RPC/ErpRPC` | 企望(0) / IBS(1) / 晨龙(2) / 新荣(3)，当前用 **新荣**；含生产入库、销售出库、生产退库、物料查询等接口 |
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| RCS 机器人调度 | `RPC/RcsRPC` | 创建任务 `ics/taskOrder/addTask`、取消任务 `ics/out/task/cancelTask` |
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| PMS/DCS/ACS 备料 | `RPC/PmsRPC` | `AcsPaperPreparService`、`DcsPaperPreparService` |
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| IBS 原料查询 | `RPC/IBSRPC` | 纸卷基础信息查询 |
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## 6. 设计模式应用
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### 6.1 责任链模式（入库库位计算）
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责任流动方向：`StockInByExist → StockInByNew → StockInByMixing`
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| 节点 | 职责 |
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| `StockInByExist` | 优先放「已有同批次」的列；同批次放满一列再开新列（最多 2 列，超出走中转区） |
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| `StockInByNew` | 放「全新空白列」 |
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| `StockInByMixing` | 与其他批次货物混放 |
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### 6.2 策略模式（入库放置策略）
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`StrategyFactory.CreateStockInStrategy` 根据 `PlcaementMod` 配置返回不同策略：
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| 模式 | 配置值 | 策略 | 责任链 |
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| 完全不混放 | 0 | `NoMixingStrategy` | Exist → New |
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| 混合模式（默认） | 1 | `MixedModeStrategy` | Exist → New → Mixing |
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| 完全混放 | 2 | `CompleteMixingStrategy` | 直接找空列 |
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> 一楼（`FirstFloor`）强制走「不混放」逻辑。
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### 6.3 状态模式 + 策略模式（RCS 回调）
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`RcsCallbackHandlerFactory.CreateHandler(status, destWarehouse)` 按 **AGV 状态码** 分发：
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| 状态码 | 处理器 | 说明 |
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|--------|--------|------|
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| 21 | `PickupCompletedStateHandler` | 取货完成 |
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| 23 | 按 `Transport` 二次分发 | 放货完成 |
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状态 23 按目标区域二次分发：
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| 目标区域（Transport） | 处理器 |
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|----------------------|--------|
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| 北区/南区/出库中区/退库区 | `StockOutWharfHandler`（出库月台） |
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| 库区（NormalArea） | `StockAreaHandler` |
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| 中转区（TransitArea） | `TransitAreaHandler` |
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| 电梯（Elevator） | `ElevatorDeliveryHandler` |
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## 7. 电梯 PLC 通信（`PLC`）
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`ElevatorPlc : ModbusEngineBase` 初始化时按 IP 匹配电梯编号，注册到 `PLCManager` 后连接（NModbus，端口 502/503）。
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每台电梯 8 个通道（读/写寄存器位）：
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| 通道 | 网带号 | 读数据位 | 写数据位 |
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|------|--------|---------|---------|
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| 入库放货通道2 | 1001 | 0 | 8 |
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| 入库放货通道1 | 1011 | 2 | 10 |
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| 入库取货通道2 | 2004 | 5 | 13 |
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| 入库取货通道1 | 2014 | 7 | 15 |
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| 出库放货通道2 | 2001 | 4 | 12 |
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| 出库放货通道1 | 2011 | 6 | 14 |
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| 出库取货通道2 | 1006 | 1 | 9 |
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| 出库取货通道1 | 1016 | 3 | 11 |
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- 读：`ElevatorStatusRead.ReadElevatorStatus(no)`，读 20 个 ushort（寄存器地址 1 起）
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- 写：`ElevatorWrite.WriteElevator(status)`，逐通道写「放货/取货完成」信号
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## 8. 后台作业（Quartz，`Job`）
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`AgvTaskJob`、`ElevatorJob`、`ElevatorOutJob`（电梯出库）、`ErpTaskJob`、`RcsCallbackJob`、
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`StockInSecondFloorJob`（二楼入库）、`TransferAreaJob`（中转区）、`DataCleanJob`（数据清理）、`XinRongErpJob`（新荣 ERP 定时回传）。
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通过 `JobEngine` + `JobListener` 启动。
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## 9. 配置说明（`JSMachine.WMS.WebHost/appSettingsWebhost.json`）
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| 配置项 | 说明 | 当前值 |
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|--------|------|--------|
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| `urls` | 服务监听地址 | `http://*:8078` |
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| `DataBaseCon` | SQL Server 连接串 | `wms_jst2.0`（本地） |
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| `ErpConfig.ErpType` | ERP 类型 | `3`（新荣） |
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| `ErpConfig.RetryNum` | 上传重试次数 | `5` |
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| `RcsConfig` | RCS 创建/取消任务 URL | 见上 |
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| `ElevatorConfig` | 电梯列表 | 2 台（端口 502/503） |
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| `PlcaementMod` | 放置模式 | `1`（混合模式） |
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> ⚠️ 配置文件包含明文数据库密码，生产部署前应改为环境变量/加密配置。
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## 10. 部署与启动
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1. 还原数据库：执行 `../dbo.sql`
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2. 配置 `appSettingsWebhost.json`（数据库连接、ERP 类型、电梯 IP/端口）
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3. 编译 `WMS.sln`（.NET 8 SDK）
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4. 启动：`JSMachine.WMS.WebHost` 为 Windows 服务（`WebHostEngine1.Start()` 调用 `UseWindowsService`），
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也可直接运行调试；服务监听 8078 端口
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5. 前端：`../wms_front`（Web）、`../wmsjstpda`（PDA 手持终端）
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## 11. 注意事项
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1. **鉴权未启用**：`Startup.cs` 中 JWT/IdentityServer 认证逻辑整体被注释，`UseAuthentication/UseAuthorization` 空转。
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2. **测试覆盖薄**：`RPCTest` 仅含 RPC 调用测试（MSTest）。
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3. **两个工程未入解决方案**：`Modules`（WPF）、`MqttClient` 需手动加载。
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4. **并发控制**：入库责任链用 `SemaphoreSlim(1,1)` 串行化，保证库位锁定的数据一致性。
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## 12. 代码级深入分析
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### 12.1 入库库位计算（策略 + 责任链）
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入口 `StockInService` 调用 `StrategyFactory.CreateStockInStrategy`：一楼强制走「不混放」，其余楼层按 `PlcaementMod` 决定策略。
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责任链节点职责：
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| 节点 | 职责 |
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| `StockInByExist` | 优先放「已有同批次」的列，同批次堆满一列再开新列（最多 2 列） |
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| `StockInByNew` | 放「整列全空」的新列，取最底层 |
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| `StockInByMixing` | 与其他批次混放；仍无则落中转区兜底 |
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`StockInByExist` 关键逻辑：
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1. `GetStorageRackExceptStockout` 先剔除「当天有出库任务的列」，避免入库与掏货出库冲突
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2. `SemaphoreSlim(1,1)` 串行化，防并发抢库位
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3. 列被锁时的分支：有未锁空列→直接取；空列≤1→开新列；一楼已开两列被锁→`return null` 等待解锁；物料已在中转区→`return null` 防重复
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4. 选定后**先 `Lock` 再返回**，保证 DB 一致性
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### 12.2 电梯 PLC 通信
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`ElevatorPlc.Init` 时序关键：先 `PLCManager.AddPLC` 再 `Connect`，否则 Job 先执行拿不到实例无法重连。
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每台电梯 8 通道寄存器映射（读位/写位）：
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| 动作 | 通道2 网带 | 通道1 网带 | 读位 | 写位 |
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| 入库放货 | 1001 | 1011 | 0 / 2 | 8 / 10 |
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| 入库取货 | 2004 | 2014 | 5 / 7 | 13 / 15 |
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| 出库放货 | 2001 | 2011 | 4 / 6 | 12 / 14 |
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| 出库取货 | 1006 | 1016 | 1 / 3 | 9 / 11 |
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电梯编号靠库位名称是否含「1号」判定（`StorageRackName.Contains("1号") ? 1 : 2`）。
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### 12.3 RCS 回调双重分派（状态 + 策略）
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`RcsCallbackHandlerFactory.CreateHandler(status, destWarehouse)`：
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- 状态 21 → `PickupCompletedStateHandler`（取货完成）
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- 状态 23 → 按 `Transport` 二次分发到 `StockOutWharfHandler` / `StockAreaHandler` / `TransitAreaHandler` / `ElevatorDeliveryHandler`
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`ElevatorDeliveryHandler` 完整链路：写 PLC 放货信号 → 写 PLC 队列 → 电梯计数 → 更新 AGV 任务完成 → 解锁库位 → SSE 广播刷新前端。
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### 12.4 后台作业调度（Job，Quartz）
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**声明式注册**：`JobEngine` 反射扫描所有「实现 `IJob` 且带 `[Job]` 特性」的类注册到 Quartz，新增作业只需打特性。
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9 个作业（均 `[DisallowConcurrentExecution]` 禁止并发）：
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| 作业 | 间隔 | 职责 |
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| AgvTaskJob | 1s | 把 Initial 状态 AGV 任务下发给 RCS |
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| ErpTaskJob | 2s | ERP 任务拆解为 AGV 搬运任务（一楼 AGV 限流 ≤4） |
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| RcsCallbackJob | 1s | 消费 RCS 回调队列，幂等去重后处理状态流转 |
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| ElevatorJob | 0.5s | 轮询 PLC 入库取货信号，上升沿触发，入队二楼 |
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| ElevatorOutJob | 0.5s | 轮询 PLC 出库取货信号，生成一楼出库任务 |
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| StockInSecondFloorJob | 2s | 消费二楼入库队列，策略工厂算库位，无位回写队列自旋 |
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| TransferAreaJob | 2s | 调度中转区滞留物料 |
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| XinRongErpJob | 2s | 已完成任务回传新荣 ERP（含重试） |
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| DataCleanJob | 24h | 清理 12 个月前历史数据 + 日志文件 |
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作业间通信用 `ConcurrentQueue` 静态缓存做生产者-消费者（`StockInSecondFloorCache`、`RcsCallbackCache`）；PLC 信号用 `static bool` 前值做**上升沿检测**。
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### 12.5 Netty 条码协议
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三套同构实现（客户端/服务端/UDP）：
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| 角色 | 场景 |
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| NettyAsClient | WMS 主动连条码设备（基恩士/倍加福/喷码机），收扫码结果写内存缓存 |
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| NettyAsServer | WMS 监听端口，发 `LON\r\n` 触发扫码，轮询缓存回读结果 |
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| NettyUdp | 广播监听 503 端口，收设备心跳/动态 |
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分帧：`DelimiterBasedFrameDecoder`（分隔符）或 `LengthFieldBasedFrameDecoder`（2 字节长度域）。分发：MEF `[InheritedExport]` 装配全部 Handler，责任链逐个 `Handle`，首个返回 `true` 终止。
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### 12.6 出库库存计算
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可出库存公式：`物理在库 + 在途AGV任务数 + 撤单数 − 已下达出库命令总数 ≥ 本次出库数`
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`CalculateOutMaterial` 决策树：优先出「拖数最少」的列 → 锁定列等待解锁 → 挡路不同批次则触发**掏货**中转。
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### 12.7 RPC 对接层
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四家 ERP 中**只有新荣（ErpType=3）完整可用**，其余三家接口签名已漂移断链。认证方式：辰龙/企望 MD5 签名、IBS Header AppId/AppKey、新荣 body 内 user_key。RCS 返回 `code==1000` 成功。
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### 12.8 WebHost 与认证
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60+ HTTP 接口（入库/出库/撤单/搬运/库位维护/统计/SSE 推送）。**当前认证完全关闭**：JWT/IdentityServer 全部注释，登录为明文密码比对 + 无签名 GUID token，所有接口匿名可访问。限流过滤器、FluentValidation 规则均未启用。
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### 12.9 基础设施与遗留模块
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- **动态 Lambda 查询**（Infrastructure/LambdaHelp）：把「字段+操作符+值」动态编译为 `Expression<Func<T,bool>>`，组内 OR、组间 AND，供 SqlSugar 动态筛选/排序——全项目最核心的通用能力。
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- **ViKey 加密狗**：P/Invoke 硬件授权读取。
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- **Modules（WPF）**：Prism + HandyControl + FastReport，生产现场操作终端（设备连接监控 + 新卷入库查询/标签打印）。
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- **MqttClient**：空壳工程（仅 `Class1`），MQTT 未实现。
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- Infrastructure 从 DCS/Accelerider 项目迁移而来，保留旧命名空间/AssemblyTitle。
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## 13. 技术债与改进点
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**并发/性能**
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1. `_SemaphoreSlim(1,1)` 静态单例全局串行化所有入库计算，高并发吞吐瓶颈。
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2. `GetStorageRackExceptStockout` 每次查当天全部出库任务，宜加索引/缓存。
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3. 服务端扫码回读靠 100ms 轮询 + 2s 超时阻塞。
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**逻辑 bug（已定位）**
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4. `RcsCallBackService.HandleStocOutFirstFloor` 守卫误写 `Floor==SecondFloor`，一楼销售出库失败报警分支失效。
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5. `CalculateDestWarehouse_SaleOutMiddle` 双重 `OrderBy` 覆盖，前一排序失效。
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6. `LambdaBuider` 中 `long` 类型判断误写 `PropertyInfo == typeof(long)`，恒 false。
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**死代码/未接线**
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7. 策略模式整套（`StorageAreaStrategy`/`ElevatorStrategy`/`TaskCompletionStrategyFactory`）无调用方，与状态模式功能重叠。
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8. Job：`JobListener` 未注册、`ScannerSceneAttribute` 孤儿、`JobGroup` 枚举未用、`PlateList` 遗留。
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9. Netty：两个 `Decoder.cs` 死代码且有 bug、`PenmoReadCmd` 无 Handler、UDP 心跳未落地。
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10. RCS 回调 `RcsCallBackService` 内 4 个私有方法、`StockOutCreationDetail`、`FailedStateHandler` 均未引用。
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11. `ScheduleType` 仅实现 Simple，Corn/Calendar/XML/JSON 未落地。
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**安全**
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12. 认证完全关闭，60+ 接口匿名可访问；登录明文密码 + 无签名 token；CORS 全开；IdentityServer 开发签名 + 弱口令 `123456`。
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13. 配置含明文数据库密码。
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**工程/维护**
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14. 三家 ERP（辰龙/企望/IBS）接口签名漂移断链，仅新荣可用；`ErpType`/`PmsType` 特性未接线，实现选择依赖 Autofac「最后注册生效」。
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15. PmsRPC（ACS/DCS）为占位半成品；`IBSRPC` 缺 await 不可用。
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16. `Modules.csproj` 引用不存在的 `..\Server.MqttClient\`；`MqttClient` 空壳。
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17. Infrastructure 保留 DCS/Accelerider 迁移残留（命名空间/AssemblyTitle）。
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