文｜北京伍強(qiáng)智能科技有限公司

        尹軍琪、付鐳鵬、陳濤

        在不斷探索中藥智能制造之路的過程中，康緣藥業(yè)結(jié)合集團(tuán)中藥智能化固體制劑工廠的建設(shè)，提出全面進(jìn)行物流自動(dòng)化、智能化升級(jí)的戰(zhàn)略目標(biāo)，應(yīng)用現(xiàn)代物流技術(shù)打造智能化物流配送中心，并在工廠物流系統(tǒng)建設(shè)方面進(jìn)行了極富創(chuàng)新性的嘗試，是國內(nèi)醫(yī)藥物流行業(yè)的又一經(jīng)典項(xiàng)目。

        康緣藥業(yè)是一家上市企業(yè)，是國家重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)和國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)，中國制藥工業(yè)百強(qiáng)企業(yè)（第29位），全國中藥企業(yè)十強(qiáng)（第5位），建有“中藥制藥過程新技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等多個(gè)國家級(jí)科研平臺(tái)。其核心產(chǎn)品桂枝茯苓膠囊已完成美國Ⅱ期臨床試驗(yàn)，是我國中藥國際化示范品種。

        配送中心鳥瞰圖

        升級(jí)物流戰(zhàn)略目標(biāo)

        康緣藥業(yè)地處江蘇連云港市，地理位置獨(dú)特。連云港是著名的新亞歐大陸橋東方橋頭堡的東部起點(diǎn)城市，“一帶一路”的重要節(jié)點(diǎn)城市，全國性綜合交通樞紐，具有海運(yùn)、陸運(yùn)相結(jié)合的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。這一獨(dú)特的城市特征給康緣帶來了啟發(fā)，康緣藥業(yè)是我國較早對(duì)物流特別重視的企業(yè)之一。早在2010年前后，伍強(qiáng)科技就承接了康緣商業(yè)的物流系統(tǒng)建設(shè)，應(yīng)用了現(xiàn)代物流技術(shù)解決物流配送的問題，這在醫(yī)藥行業(yè)是屬于僅次于幾個(gè)大型醫(yī)藥公司的決策。

        隨著公司的不斷壯大，物流問題日益凸顯。2018年，結(jié)合集團(tuán)中藥智能化固體制劑工廠的建設(shè)，康緣藥業(yè)提出全面進(jìn)行物流自動(dòng)化、智能化升級(jí)的戰(zhàn)略目標(biāo)，這一戰(zhàn)略目標(biāo)包括建設(shè)一座智能化物流配送中心和一套符合“工業(yè)4.0”標(biāo)準(zhǔn)的智能化中藥固體制劑工廠物流系統(tǒng)，總計(jì)投資達(dá)9.5億元人民幣（含工廠建設(shè)投資）。

        經(jīng)過嚴(yán)格招標(biāo)和認(rèn)真評(píng)比，最終選擇北京伍強(qiáng)智能科技有限公司作為系統(tǒng)總集成商，負(fù)責(zé)兩個(gè)物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)劃及系統(tǒng)集成。其中，智能化配送中心先期于2019年10月建成并投入使用，智能化工廠連同其配套的物流系統(tǒng)將于2020年10月投產(chǎn)。隨著兩套先進(jìn)的物流系統(tǒng)即將建成和投入運(yùn)營，康緣藥業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力及其在行業(yè)中的地位將得到快速提升。

        智能化配送中心

        1.概況

        康緣藥業(yè)智能化配送中心占地162畝，其一期工程，總投資3.5億元，建筑總體4層，總面積達(dá)到51000平方米。主體建筑分為兩個(gè)部分：主庫為醫(yī)藥及醫(yī)療器械區(qū)域，面積約34000平方米，輔庫為大輸液及冷庫區(qū)域，面積約17000平方米，兩庫之間由連廊連接，以方便2個(gè)庫區(qū)之間的物流與人流聯(lián)動(dòng)。

        物流中心功能定位主要為兩部分：一是三方醫(yī)藥物流配送中心。這是包括自身產(chǎn)品在內(nèi)的綜合醫(yī)藥配送中心，設(shè)計(jì)庫存能力30～35萬箱，最終設(shè)計(jì)年配送能力100億元以上，其中一期設(shè)計(jì)配送能力達(dá)到60～70億元；二是生產(chǎn)輔料及大輸液配送。其中輔料配送用于滿足生產(chǎn)的一級(jí)儲(chǔ)存。

在布局方面，配送中心作業(yè)面設(shè)計(jì)分為4個(gè)樓層，每個(gè)樓層的系統(tǒng)功能分述如下：

        一樓

        （1）收貨，人工組盤、碼垛，人工叉車+立體庫自動(dòng)入庫

        （2）自動(dòng)分揀、集貨、發(fā)貨

        輔庫：

        （1）收貨、自動(dòng)碼垛、AGV入庫（冷庫采用人工作業(yè)）

        （2）發(fā)貨，AGV出庫（整托盤），冷庫采用人工作業(yè)

        二樓

        主庫：

        （1）拆零分揀作業(yè)（電子標(biāo)簽+貨到人揀選）

        （2）包裝復(fù)核作業(yè)

        （3）整件區(qū)到二樓的補(bǔ)貨作業(yè)，換箱作業(yè)（限于貨到人系統(tǒng)）

        輔庫：平置區(qū)存儲(chǔ)、揀選（2～4層相同）

        三樓

        三樓主庫規(guī)劃有托盤平置區(qū)，共設(shè)托盤位2755個(gè)托盤位，并設(shè)132組整件存儲(chǔ)隔板貨架。揀選采用RF揀選模式，配置有電梯、托盤提升機(jī)和連續(xù)輸送線等設(shè)備。主要功能為：立體庫在線揀選（整件揀選出庫、補(bǔ)貨），平置區(qū)揀選作業(yè)（整件揀選出庫、補(bǔ)貨）

        四樓

        四樓主庫規(guī)劃有醫(yī)療器械庫、藥材庫、中藥飲片庫、特藥庫等其它特殊藥品庫房。其中：

        （1）醫(yī)療器械庫：1200平方米，605個(gè)托盤位；

        （2）藥材庫：1575平方米（分為托盤區(qū)和隔板貨架區(qū)兩部分）；

        （3）中藥飲片庫：2510平方米（分為托盤區(qū)和隔板貨架區(qū)兩部分）；

        （4）特藥庫：870平方米（分為6個(gè)獨(dú)立庫，每個(gè)庫區(qū)內(nèi)各按50%的面積設(shè)置貨架區(qū)和托盤區(qū)）；

        本樓層獨(dú)立作業(yè)。入庫作業(yè)時(shí)，從一樓收貨后，通過托盤提升機(jī)及電梯輸送到4樓，分別入庫；發(fā)貨時(shí)，獨(dú)立揀選，獨(dú)立包裝?？梢酝ㄟ^多種方式下樓（電梯、提升機(jī)、輸送機(jī)）。

        2.配送中心系統(tǒng)構(gòu)成

        配送中心一期工程的物流系統(tǒng)由收貨系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、整件揀選系統(tǒng)、拆零揀選系統(tǒng)、包裝復(fù)核系統(tǒng)、箱式輸送系統(tǒng)、自動(dòng)分揀系統(tǒng)、發(fā)貨系統(tǒng)以及WMS/WCS系統(tǒng)構(gòu)成。

        （1）收貨系統(tǒng)

        主庫收貨采用人工作業(yè)方式。人工卸車（站臺(tái)設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)平臺(tái)）、碼垛、注冊(cè)、入庫。主要貨物直接進(jìn)入立體庫儲(chǔ)存，部分貨物通過電梯進(jìn)入3～4層儲(chǔ)存。立體庫區(qū)在收貨區(qū)有輸送機(jī)接口，叉車將托盤放入輸送機(jī)入口后，托盤將自動(dòng)入庫。

機(jī)械手自動(dòng)碼垛

        輔庫收貨采用機(jī)械手碼垛系統(tǒng)，自動(dòng)碼垛入庫。貨物卸車后，通過伸縮皮帶機(jī)、輸送線輸送到碼垛點(diǎn)自動(dòng)碼垛。碼垛后的托盤通過AGV自動(dòng)入庫。共設(shè)計(jì)2臺(tái)叉車式AGV。

        （2）儲(chǔ)存系統(tǒng)

        主庫儲(chǔ)存主要有兩種方式：其一是AS/RS立體庫系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了5臺(tái)堆垛機(jī)，10560個(gè)貨位；其二是在3～4樓設(shè)計(jì)平置區(qū)，共設(shè)計(jì)5600個(gè)托盤貨位，通過電梯輸送到相應(yīng)樓層，再通過地牛或電動(dòng)搬運(yùn)車入位。

AS/RS 系統(tǒng)入庫口

        輔庫儲(chǔ)存采用橫梁式貨架和密集托盤式貨架（一樓）和平置區(qū)（2~4樓）。并設(shè)計(jì)一個(gè)小型冷庫供特殊藥品儲(chǔ)存。

        （3）整件揀選系統(tǒng)

        主庫的整件揀選分為立體庫托盤出庫（一樓）、立體庫在線揀選（三樓）、平置區(qū)揀選（三樓、四樓）等三種主要作業(yè)方式。配置的主要設(shè)備包括RF、叉車、托盤搬運(yùn)車、提升機(jī)等。

立體庫在線揀選

        輔庫的整件揀選采用人工方式進(jìn)行。

        （4）拆零揀選系統(tǒng)

        拆零揀選設(shè)在主庫二樓，分為電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)和“貨到人”揀選系統(tǒng)兩部分。其中電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)貨架采用隔板貨架和流利貨架，共4層，13600個(gè)貨位，全部采用“一對(duì)多”的電子標(biāo)簽輔助揀貨?！柏浀饺恕睊x系統(tǒng)采用四向穿梭車技術(shù)，共設(shè)計(jì)6臺(tái)穿梭車、4臺(tái)提升機(jī)、2個(gè)揀選工作站，以及約10000個(gè)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)存貨位（其中一期5292個(gè)）。

 “貨到人”揀選系統(tǒng)

        （5）包裝復(fù)核系統(tǒng)

        用于拆零后的復(fù)核與包裝。共設(shè)計(jì)18組包裝臺(tái)（預(yù)留4組）。采用伍強(qiáng)科技為醫(yī)藥物流中專門設(shè)計(jì)的一體化包裝復(fù)核工作站。

 一體化的包裝復(fù)核工作站

        （6）箱式輸送系統(tǒng)

        全場(chǎng)設(shè)計(jì)1套箱式輸送系統(tǒng)，分別用于補(bǔ)貨、揀選、發(fā)貨等作業(yè)的輸送。

        （7）自動(dòng)分揀系統(tǒng)

        用于整件出庫的分揀作業(yè)（可按訂單或線路），共計(jì)22個(gè)分揀格口(一期實(shí)施12個(gè)格口，含1個(gè)溢出口)。采用范德蘭德滑塊分揀機(jī)。

高速分揀機(jī)

        （8）發(fā)貨系統(tǒng)

        主庫的發(fā)貨在一樓左側(cè)，面積約3000平方米，可暫存約1000個(gè)托盤。

        發(fā)貨月臺(tái)設(shè)計(jì)有調(diào)節(jié)平臺(tái)（4個(gè)）。

        （9）WMS/WCS系統(tǒng)

        配送中心采用富勒科技的FLUX WMS系統(tǒng)和伍強(qiáng)科技的AUTOWCS3.0系統(tǒng)。其中AUTOWCS3.0是基于伍強(qiáng)科技“WMS與設(shè)備無關(guān)”理念設(shè)計(jì)的一套軟件系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)理念的最大特征是通過WCS層把WMS與執(zhí)行系統(tǒng)隔離開來，所有由WMS發(fā)出的作業(yè)指令均經(jīng)過WCS進(jìn)行重新定向和控制，有效地解決了WMS的獨(dú)立性、可擴(kuò)展性和穩(wěn)定性問題，同時(shí)大大縮短了集成調(diào)試的時(shí)間。

        智能生產(chǎn)物流系統(tǒng)

        康緣藥業(yè)智能化中藥固體制劑工廠建筑投影地面積19300平方米，建筑面積約5萬平方米，總投資6億元，總體建筑3層，局部兩層，立體庫區(qū)單層，物流系統(tǒng)主體位于建筑西側(cè)，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力約110億元。

        智能化工廠按照工業(yè)4.0理念設(shè)計(jì)，分為智能化生產(chǎn)系統(tǒng)和配套物流系統(tǒng)兩部分。這是康緣藥業(yè)首次建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)的智能化工廠。在此僅介紹其配套的智能化生產(chǎn)物流系統(tǒng)。

        智能化中藥固體制劑生產(chǎn)物流系統(tǒng)的功能包括兩部分：

        （1）原材料、輔料的收貨、儲(chǔ)存、配送；

        （2）成品的入庫、儲(chǔ)存及配送。兩部分共用儲(chǔ)存系統(tǒng)和信息系統(tǒng)。

        在布局方面，智能化中藥固體制劑工廠物流系統(tǒng)分為三個(gè)樓層作業(yè)，其中一樓主要進(jìn)行原輔料的收貨、碼盤、暫存、入庫、向制劑車間配送，車間剩余原輔料和車間內(nèi)空托盤垛收集后的回庫作業(yè)，以及成品的碼垛入庫和發(fā)貨集貨作業(yè)；二樓主要進(jìn)行原輔料配送、剩余原輔料回庫、車間內(nèi)空托盤垛收集后回庫作業(yè)，成品輸送、整箱出庫揀選作業(yè)，以及原輔料在抽檢合格后的回庫作業(yè)；三樓主要進(jìn)行原輔料的配盤和車間配送作業(yè)，車間剩余原輔料、空托盤垛收集后的回庫作業(yè)，以及成品向一樓碼垛區(qū)的輸送作業(yè)。

        智能生產(chǎn)物流系統(tǒng)包括以下部分：

        1．儲(chǔ)存系統(tǒng)

        采用一套AS/RS立體庫系統(tǒng)，設(shè)計(jì)5個(gè)巷道，5臺(tái)堆垛機(jī)，總貨位數(shù)6000個(gè)。托盤規(guī)格為1200×1000×150mm，單元荷載為450kg。

        2．原輔料輸送系統(tǒng)

        儲(chǔ)存于立體庫的原輔料及包材通過立體庫輸送系統(tǒng)送到出口，再由叉車式AGV輸送至各樓層的生產(chǎn)工位。每個(gè)樓層配置1臺(tái)AGV，共3臺(tái)AGV，并留有未來可以擴(kuò)充的接口。剩余輔料的回庫也采用AGV輸送。

連接車間與立體庫的 AGV

        值的一提的是，本項(xiàng)目AGV通訊首次采用5G通訊技術(shù)，對(duì)于減少延時(shí)，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性，將起到積極作用。

        3．成品入庫輸送及碼垛系統(tǒng)

        成品從生產(chǎn)線到立體庫的輸送采用箱式輸送系統(tǒng)完成，共3條輸送線（每層1條），并配置2臺(tái)機(jī)械手，自動(dòng)碼垛入庫?？赏瑫r(shí)碼垛6個(gè)品種。

連接車間與立體庫的成品輸送線

        4．原輔料的配方系統(tǒng)

        為了壓縮生產(chǎn)線線邊庫空間，系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用配方托盤方式，將多個(gè)SKU的原輔料組合到一個(gè)托盤上，按照生產(chǎn)節(jié)拍配送到車間生產(chǎn)工位。配方系統(tǒng)共設(shè)9個(gè)托盤位置（6個(gè)庫內(nèi)存儲(chǔ)托盤位，3個(gè)配盤工位），另設(shè)1個(gè)托盤垛拆垛工位。配盤后的原輔料入庫暫存，根據(jù)系統(tǒng)調(diào)度，從各樓層出庫至生產(chǎn)車間。

原輔料配方線

        5．成品出庫系統(tǒng)

        成品出庫分為整托盤出庫和非整托盤出庫兩種情況。整托盤出庫通過立體庫輸送機(jī)自動(dòng)輸送到出庫口，進(jìn)行集貨后出庫，需要拆盤的成品在二樓拆盤后，通過輸送線出庫。

        6．WMS/WCS系統(tǒng)

        所有庫存管理和生產(chǎn)調(diào)度采用伍強(qiáng)科技的AUTOWMS3.0/AUTOWCS3.0系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

        關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

        本項(xiàng)目幾乎應(yīng)用了目前先進(jìn)的物流技術(shù)，如AGV系統(tǒng)、“貨到人”揀選、機(jī)械手、AS/RS技術(shù)等。

        1．AGV系統(tǒng)

        隨著導(dǎo)航技術(shù)和控制技術(shù)的進(jìn)一步成熟，AGV正逐步成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的標(biāo)配產(chǎn)品。

        在配送中心的輔庫入庫環(huán)節(jié)，采用機(jī)械手自動(dòng)碼垛，并應(yīng)用AGV自動(dòng)完成入庫和出庫作業(yè)。設(shè)計(jì)2臺(tái)自動(dòng)叉車（AGV），采用激光導(dǎo)航方式。

        在生產(chǎn)系統(tǒng)中，采用AGV完成原輔料從儲(chǔ)存系統(tǒng)到生產(chǎn)車間之間的雙向輸送。

        AGV的應(yīng)用一方面提升了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，另一方面增加了系統(tǒng)的柔性。

        2．“貨到人”揀選

        “貨到人”揀選與自動(dòng)揀選是目前業(yè)界普遍看好的下一代拆零揀選技術(shù)的主流技術(shù)，其在揀選效率、準(zhǔn)確性、空間利用率、靈活性等方面具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。本項(xiàng)目在配送中心的拆零揀選環(huán)節(jié)采用“貨到人”揀選技術(shù)，大大提升了揀選效率和揀選的準(zhǔn)確性。目前，系統(tǒng)配置2個(gè)揀選站和6臺(tái)四向穿梭車，每天可完成3000行以上的揀選，未來在配置足夠的穿梭車的情況下，其揀選能力可以達(dá)到5000~6000行，揀選能力是常規(guī)揀選的3倍以上。

        3．機(jī)械手

        機(jī)械手在物流系統(tǒng)中的主要作用包括：碼垛作業(yè)、拆垛作業(yè)以及揀選作業(yè)（整件與拆零）等。

成品碼垛機(jī)器人

        本項(xiàng)目分別在收貨環(huán)節(jié)和生產(chǎn)成品入庫環(huán)節(jié)應(yīng)用了機(jī)械手技術(shù)。在收貨環(huán)節(jié)，通過伸縮皮帶機(jī)卸貨后，機(jī)械手自動(dòng)碼垛，大大加快收貨的自動(dòng)化程度，具有很強(qiáng)的示范性；在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，成品下線后通過輸送機(jī)輸送至立體庫前，機(jī)械手自動(dòng)碼垛入庫。這一應(yīng)用解決了連續(xù)生產(chǎn)的無人化問題，大大改善了生產(chǎn)車間與物流系統(tǒng)的自動(dòng)銜接問題。

        4．生產(chǎn)配方技術(shù)

        制造業(yè)物流一個(gè)非常顯著的特點(diǎn)就是原輔料的配方，配方的主要作用是通過合理搭配生產(chǎn)原輔料（根據(jù)產(chǎn)品要求，按比例配置原輔料的數(shù)量），減少線邊庫的容量。對(duì)此，本項(xiàng)目的做法是：提前根據(jù)生產(chǎn)配方要求，對(duì)生產(chǎn)車間固定工位的原輔料需求，按照2~4小時(shí)使用量配方成托盤，并儲(chǔ)存在立體庫中備用，使用時(shí)直接調(diào)出配方托盤即可。這樣一方面可以快速配送輔料，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，同時(shí)大大節(jié)約了輔料配送的效率，減少了線邊庫的空間占用。

        5. 螺旋提升機(jī)

        螺旋提升機(jī)被認(rèn)為是最緊湊的提升機(jī)設(shè)備之一，且技術(shù)成熟，故障率低，運(yùn)行平穩(wěn)。尤其是其輸送量大，每小時(shí)可以完成1500件以上的貨物輸送，解決了其它類型提升機(jī)跨樓層運(yùn)輸能力不足的問題。在伍強(qiáng)智能科技的案例中，也有10年以上的應(yīng)用。本配送中心項(xiàng)目充分利用螺旋提升機(jī)的特點(diǎn)，完成整件貨物和打包后的貨物從2~4樓到達(dá)一樓的快速輸送，成為項(xiàng)目的亮點(diǎn)之一。

螺旋式提升機(jī)

        6．其它

        本項(xiàng)目的關(guān)鍵技術(shù)還有很多，如在AGV通訊方面應(yīng)用了5G通訊技術(shù)，對(duì)于解決移動(dòng)設(shè)備通訊的延時(shí)問題，提升系統(tǒng)的靈活性、實(shí)時(shí)性和安全性等發(fā)揮了重要作用等。

        項(xiàng)目效果

        基于食藥監(jiān)局對(duì)GSP和GMP認(rèn)證的重視，特別是兩票制的實(shí)施，我國醫(yī)藥物流發(fā)展一直處于比較領(lǐng)先的水平，成為我國物流發(fā)展的亮點(diǎn)。

        本次康緣藥業(yè)同時(shí)在商業(yè)和工業(yè)全面升級(jí)物流系統(tǒng)，打造全新的現(xiàn)代物流體系，在行業(yè)內(nèi)引起廣泛的關(guān)注。

        康緣藥業(yè)的物流系統(tǒng)升級(jí)主要是為其打造“兩個(gè)100億”的戰(zhàn)略目標(biāo)服務(wù)，即“藥品生產(chǎn)100億，商業(yè)流通配送100億”。本項(xiàng)目的建成，為這一目標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。配送中心自上線以來，盡管離設(shè)計(jì)指標(biāo)還有一定差距，但已取得明顯成效。配送效率大幅度提升，尤其是配送的準(zhǔn)確性、及時(shí)性指標(biāo)大大提升。