曲順 張萌 張勝 孟琦 劉之舟/文

制藥企業(yè)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

曲順 張萌 張勝 孟琦 劉之舟/文

本文針對(duì)醫(yī)藥制造業(yè)中多廠房、多倉(cāng)庫(kù)、產(chǎn)品種類多等特性，設(shè)計(jì)了由立體倉(cāng)庫(kù)、AGV、分揀輸送線、提升機(jī)等多種硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)生產(chǎn)檢驗(yàn)，證明該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠、準(zhǔn)點(diǎn)高效，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

醫(yī)藥制造業(yè)、自動(dòng)化、物流系統(tǒng)

醫(yī)藥制造業(yè)是高技術(shù)密集的行業(yè)，具有高投入、高產(chǎn)出、高風(fēng)險(xiǎn)、高技術(shù)密集型的特點(diǎn)，世界各國(guó)都把醫(yī)藥制造業(yè)作為重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)目前已經(jīng)形成包括化學(xué)原料藥制造、化藥制劑制造、中藥材及中成藥加工、獸用藥制造、生物制品與生化藥品制造等門類齊全的產(chǎn)業(yè)體系。隨著科技進(jìn)步，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，中國(guó)制造2025的推行，醫(yī)藥制造業(yè)對(duì)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的需求日益提高。全方位采用自動(dòng)化物流系統(tǒng)，能夠使廠房空間利用率顯著提高，作業(yè)環(huán)境得到改善，人工需求量與員工勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，產(chǎn)品品質(zhì)得到可靠保證，并可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品信息的可追溯，提高企業(yè)信息化管理水平。

本文針對(duì)某醫(yī)藥制造企業(yè)中多廠房、多倉(cāng)庫(kù)、多產(chǎn)品種類等特性，設(shè)計(jì)了由立體倉(cāng)庫(kù)、AGV、分揀輸送線、提升機(jī)等多種硬件設(shè)備和應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成的自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。該項(xiàng)目企業(yè)以現(xiàn)代中藥為核心，發(fā)展生命健康產(chǎn)業(yè)，以營(yíng)養(yǎng)保健品、健康食品、飲品為主傳承中醫(yī)藥典范，在全國(guó)多個(gè)城市擁有大型生產(chǎn)基地。該項(xiàng)目建設(shè)為集生產(chǎn)、物流于一體的大型產(chǎn)業(yè)基地，單日出庫(kù)量達(dá)近萬(wàn)件。

一、方案總體規(guī)劃思路

1.整個(gè)物流線上以托盤、周轉(zhuǎn)箱為運(yùn)送單元。

2.以AGV、RGV、堆垛機(jī)、提升機(jī)、自動(dòng)輸送線、伸縮皮帶機(jī)等作為物流工具，除分揀、稱重組盤、復(fù)核打包需人工操作外，其他物流環(huán)節(jié)為無(wú)人作業(yè)。

3.在立體庫(kù)二層，通過(guò)空中物流連廊貫通中央車間、原輔料庫(kù)、生產(chǎn)車間三座廠房，運(yùn)用AGV銜接各廠房間物流運(yùn)輸作業(yè)。

4.由于產(chǎn)品種類繁多，拆零揀選貨架及輸送線放置于成品庫(kù)二層，通過(guò)輸送線、螺旋提升機(jī)穿過(guò)樓板降至一層，與一層的整件整托出庫(kù)產(chǎn)品匯流，再一起按批次進(jìn)行復(fù)核打包。

5.生產(chǎn)車間各樓層的物料通過(guò)AGV與提升機(jī)對(duì)接由二層輸送至各樓層。

廠房布局，如圖1 。

二、成品物流作業(yè)流程

1.入庫(kù)

成品入庫(kù)分兩種，分別為外購(gòu)成品入庫(kù)及生產(chǎn)成品入庫(kù)。

（1）外購(gòu)成品入庫(kù)

①供貨商送貨卸車，隨貨帶檢驗(yàn)報(bào)告單，初步驗(yàn)收并記錄；

圖1：廠房布局

②人工通過(guò)伸縮皮帶機(jī)卸貨，人工碼垛拼盤、纏膜、信息錄入建立托盤與物料對(duì)應(yīng)關(guān)系；

圖2：成品入庫(kù)作業(yè)流程

圖3：出庫(kù)作業(yè)流程

圖4：拆零揀選線

圖5：分揀輸送線穿過(guò)樓板至一層空中輸送線

③人工叉車將貨物運(yùn)送至成品庫(kù)1層北側(cè)入口；

④通過(guò)RGV送至庫(kù)端輸送機(jī)；

⑤堆垛機(jī)接貨，系統(tǒng)分配貨位入庫(kù)。

（2）生產(chǎn)成品入庫(kù)

根據(jù)GMP、GSP要求生產(chǎn)成品入庫(kù)需先入成品待檢庫(kù)，待檢驗(yàn)合格后轉(zhuǎn)入成品庫(kù)。

①生產(chǎn)車間→成品待檢庫(kù)

a.生產(chǎn)車間一、三層人工碼垛將貨物放置于提升機(jī)入貨口；

b.二層的成品人工擺放至出貨位；

c.提升機(jī)將一、三層貨物運(yùn)送至二層出貨口

d.AGV接貨，通過(guò)空中連廊運(yùn)送至中央車間的成品待檢庫(kù)；

e.庫(kù)端設(shè)備輸送，堆垛機(jī)接貨入庫(kù)。

②成品待檢庫(kù)→成品庫(kù)

a.抽樣檢驗(yàn)，成品待檢庫(kù)堆垛機(jī)自北側(cè)出貨，RGV接貨運(yùn)送至成品庫(kù)北側(cè)人工檢驗(yàn)區(qū)；

b.人工檢驗(yàn)完成后，由RGV運(yùn)送至成品待檢庫(kù)入庫(kù)口，堆垛機(jī)接貨入庫(kù)；

c.成品待檢庫(kù)堆垛機(jī)自南側(cè)出貨，RGV接貨運(yùn)送至成品庫(kù)南側(cè)入庫(kù)口；

d.成品庫(kù)堆垛機(jī)接貨，系統(tǒng)分配貨位入庫(kù)。

成品入庫(kù)作業(yè)流程如圖2。

圖6：空中輸送線連接螺旋升降機(jī)

圖7：組盤區(qū)

2.出庫(kù)

出庫(kù)方式分為兩種，一種為整件出庫(kù)，另一種為拆零揀選出庫(kù)。二層拆零揀選貨物經(jīng)拆零揀選線、螺旋體升機(jī)降至一層與立體庫(kù)庫(kù)端整件出庫(kù)貨物匯流，一起流向復(fù)核包裝臺(tái)出庫(kù)，如圖3。

三、難點(diǎn)及解決方案

1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)難點(diǎn)

現(xiàn)場(chǎng)物流管理的載體在于“物流”，如果無(wú)物可流的話非常好管理，但是最怕的是有物難流，這樣就容易產(chǎn)生“亂流”，進(jìn)而出現(xiàn)很多無(wú)效的工作和救火式的管理，現(xiàn)場(chǎng)日益混亂。因此，首先結(jié)合企業(yè)各工藝流程，理順現(xiàn)場(chǎng)邏輯關(guān)系，做到物道自然暢通。

通過(guò)對(duì)成品、原輔料、包材等各工藝流程的分析，存在難點(diǎn)如下：

（1）如何解決三個(gè)廠房間的物流運(yùn)輸。

（2）如何解決出庫(kù)成品種類繁多，出庫(kù)量差異大。

（3）原輔料、包材單次出庫(kù)量差異大，如何更便捷，提高物流效率。

（4）運(yùn)送載體的流轉(zhuǎn)。

（5）出入庫(kù)信息的快速識(shí)別與傳遞。

2.解決方案

整個(gè)物流系統(tǒng)由立體庫(kù)貨架及堆垛機(jī)、AGV、RGV、提升機(jī)、自動(dòng)輸送線、伸縮皮帶機(jī)，以及協(xié)調(diào)控制各設(shè)備工作的物流控制系統(tǒng)組成。

（1）針對(duì)三個(gè)廠房間的物流運(yùn)輸，在各廠房的二層建設(shè)了空中物流連廊。

空中物流連廊連通了三個(gè)廠房間的物流運(yùn)輸，利用AGV在各廠房間自動(dòng)運(yùn)輸物料。

（2）針對(duì)出庫(kù)成品種類繁多、出庫(kù)量差異大，采用兩種出庫(kù)方式，一種是從立體倉(cāng)庫(kù)庫(kù)端整件出庫(kù)，另一種是拆零分揀出庫(kù)（如圖4），之后兩種出庫(kù)貨物進(jìn)行匯流再?gòu)?fù)核打包。

在中央車間一層成品立體倉(cāng)庫(kù)庫(kù)端，設(shè)置整件出庫(kù)站臺(tái)，經(jīng)人工拆垛將整托盤的貨物按件放置于出庫(kù)輸送線上。

中央車間二層設(shè)置流利式貨架、擱板式貨架及分揀輸送線，各貨架上均設(shè)有電子標(biāo)簽用于對(duì)出庫(kù)量較小的貨物進(jìn)行分揀出庫(kù)。二層樓板開洞，分揀輸送線穿過(guò)樓板到達(dá)一層（如圖5），在一層6米高的空中走一段空中輸送線，再經(jīng)螺旋升降機(jī)降至一層地面（如圖6），與整件出庫(kù)貨物匯流，按訂單、地區(qū)輸送至相應(yīng)的復(fù)核打包臺(tái)。

（3）針對(duì)原輔料、包材單次出庫(kù)量差異大的特點(diǎn)，設(shè)置了組盤區(qū)（如圖7）。

原輔料出庫(kù)存在兩種形式，一種為需稱重的，另一種為無(wú)需稱重的。通過(guò)組盤區(qū)將同一訂單中不同種類的貨物拼至同一托盤中，同一訂單中稱重后的與無(wú)需稱重的貨物也拼至一起。組盤工作提前進(jìn)行，在生產(chǎn)要料時(shí)堆垛機(jī)直接從立體庫(kù)中將組盤完成后的貨物運(yùn)出，由AGV送至生產(chǎn)車間。

（4）針對(duì)運(yùn)送載體的流轉(zhuǎn)，防止在個(gè)別區(qū)域造成運(yùn)送載體的積壓，在物流線路及設(shè)備運(yùn)用上進(jìn)行了優(yōu)化。

二層拆零揀選線補(bǔ)貨，為AGV環(huán)形補(bǔ)貨，各組貨架處設(shè)有地面托盤位。補(bǔ)貨托盤僅在補(bǔ)貨區(qū)域流轉(zhuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)積壓或不夠的情況。

針對(duì)周轉(zhuǎn)箱，將拆零揀選線設(shè)置為上下層，上層為拆零揀選線，下層為空周轉(zhuǎn)箱的回流線。人工復(fù)核打包完成后，將空周轉(zhuǎn)箱放于下層中，空周轉(zhuǎn)箱會(huì)經(jīng)螺旋升降機(jī)、空中物流線升至二層，在拆零揀選線端頭處進(jìn)行停位暫存，當(dāng)有任務(wù)時(shí)放行，經(jīng)頂升移栽機(jī)、爬坡皮帶機(jī)升至上層用于拆零揀選使用。

（5）出入庫(kù)信息的傳遞，均通過(guò)掃碼的形式來(lái)完成。

在托盤及周轉(zhuǎn)箱上均設(shè)有條碼，輸送線、堆垛機(jī)等設(shè)備上設(shè)有條碼掃描器，人工采用智能手持終端掃碼，通過(guò)WMS、WCS系統(tǒng)對(duì)整體物料、設(shè)備進(jìn)行調(diào)度控制。

四、結(jié)論

本文針對(duì)醫(yī)藥制造企業(yè)的特性，對(duì)自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在運(yùn)用時(shí)的難點(diǎn)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)。從倉(cāng)庫(kù)至各生產(chǎn)車間的物料運(yùn)輸，再至最終成品出庫(kù)，先進(jìn)物流設(shè)備與管理系統(tǒng)的投入使用，大大提升了物流作業(yè)效率，降低了藥品出庫(kù)差錯(cuò)率。對(duì)于復(fù)雜的拆零作業(yè)，通過(guò)電子標(biāo)簽拆零揀選系統(tǒng)，提高了作業(yè)準(zhǔn)確率，減少了對(duì)熟練工人的依賴。從規(guī)模產(chǎn)生效益的角度來(lái)看，達(dá)到了降低成本的目的。通過(guò)廠房間空中物流連廊的建設(shè)、AGV的運(yùn)用，節(jié)省了大量的勞動(dòng)力和倉(cāng)儲(chǔ)面積，降低了物流成本。

作者單位為機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司