制藥企業自動化倉儲系統的方案設計

曲順 張萌 張勝 孟琦 劉之舟/文

制藥企業自動化倉儲系統的方案設計

曲順 張萌 張勝 孟琦 劉之舟/文

本文針對醫藥制造業中多廠房、多倉庫、產品種類多等特性，設計了由立體倉庫、AGV、分揀輸送線、提升機等多種硬件設備和應用軟件系統組成的自動化倉儲系統。經過生產檢驗，證明該系統運行安全可靠、準點高效，具有較大的推廣應用價值。

醫藥制造業、自動化、物流系統

醫藥制造業是高技術密集的行業，具有高投入、高產出、高風險、高技術密集型的特點，世界各國都把醫藥制造業作為重點產業。我國目前已經形成包括化學原料藥制造、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業體系。隨著科技進步，企業生產規模的擴大，中國制造2025的推行，醫藥制造業對自動化物流系統的需求日益提高。全方位采用自動化物流系統，能夠使廠房空間利用率顯著提高，作業環境得到改善，人工需求量與員工勞動強度大大降低，產品品質得到可靠保證，并可實現產品信息的可追溯，提高企業信息化管理水平。

本文針對某醫藥制造企業中多廠房、多倉庫、多產品種類等特性，設計了由立體倉庫、AGV、分揀輸送線、提升機等多種硬件設備和應用軟件系統組成的自動化倉儲系統。該項目企業以現代中藥為核心，發展生命健康產業，以營養保健品、健康食品、飲品為主傳承中醫藥典范，在全國多個城市擁有大型生產基地。該項目建設為集生產、物流于一體的大型產業基地，單日出庫量達近萬件。

一、方案總體規劃思路

1.整個物流線上以托盤、周轉箱為運送單元。

2.以AGV、RGV、堆垛機、提升機、自動輸送線、伸縮皮帶機等作為物流工具，除分揀、稱重組盤、復核打包需人工操作外，其他物流環節為無人作業。

3.在立體庫二層，通過空中物流連廊貫通中央車間、原輔料庫、生產車間三座廠房，運用AGV銜接各廠房間物流運輸作業。

4.由于產品種類繁多，拆零揀選貨架及輸送線放置于成品庫二層，通過輸送線、螺旋提升機穿過樓板降至一層，與一層的整件整托出庫產品匯流，再一起按批次進行復核打包。

5.生產車間各樓層的物料通過AGV與提升機對接由二層輸送至各樓層。

廠房布局，如圖1 。

二、成品物流作業流程

1.入庫

成品入庫分兩種，分別為外購成品入庫及生產成品入庫。

（1）外購成品入庫

①供貨商送貨卸車，隨貨帶檢驗報告單，初步驗收并記錄；

圖1：廠房布局

②人工通過伸縮皮帶機卸貨，人工碼垛拼盤、纏膜、信息錄入建立托盤與物料對應關系；

圖2：成品入庫作業流程

圖3：出庫作業流程

圖4：拆零揀選線

圖5：分揀輸送線穿過樓板至一層空中輸送線

③人工叉車將貨物運送至成品庫1層北側入口；

④通過RGV送至庫端輸送機；

⑤堆垛機接貨，系統分配貨位入庫。

（2）生產成品入庫

根據GMP、GSP要求生產成品入庫需先入成品待檢庫，待檢驗合格后轉入成品庫。

①生產車間→成品待檢庫

a.生產車間一、三層人工碼垛將貨物放置于提升機入貨口；

b.二層的成品人工擺放至出貨位；

c.提升機將一、三層貨物運送至二層出貨口

d.AGV接貨，通過空中連廊運送至中央車間的成品待檢庫；

e.庫端設備輸送，堆垛機接貨入庫。

②成品待檢庫→成品庫

a.抽樣檢驗，成品待檢庫堆垛機自北側出貨，RGV接貨運送至成品庫北側人工檢驗區；

b.人工檢驗完成后，由RGV運送至成品待檢庫入庫口，堆垛機接貨入庫；

c.成品待檢庫堆垛機自南側出貨，RGV接貨運送至成品庫南側入庫口；

d.成品庫堆垛機接貨，系統分配貨位入庫。

成品入庫作業流程如圖2。

圖6：空中輸送線連接螺旋升降機

圖7：組盤區

2.出庫

出庫方式分為兩種，一種為整件出庫，另一種為拆零揀選出庫。二層拆零揀選貨物經拆零揀選線、螺旋體升機降至一層與立體庫庫端整件出庫貨物匯流，一起流向復核包裝臺出庫，如圖3。

三、難點及解決方案

1.系統設計難點

現場物流管理的載體在于“物流”，如果無物可流的話非常好管理，但是最怕的是有物難流，這樣就容易產生“亂流”，進而出現很多無效的工作和救火式的管理，現場日益混亂。因此，首先結合企業各工藝流程，理順現場邏輯關系，做到物道自然暢通。

通過對成品、原輔料、包材等各工藝流程的分析，存在難點如下：

（1）如何解決三個廠房間的物流運輸。

（2）如何解決出庫成品種類繁多，出庫量差異大。

（3）原輔料、包材單次出庫量差異大，如何更便捷，提高物流效率。

（4）運送載體的流轉。

（5）出入庫信息的快速識別與傳遞。

2.解決方案

整個物流系統由立體庫貨架及堆垛機、AGV、RGV、提升機、自動輸送線、伸縮皮帶機，以及協調控制各設備工作的物流控制系統組成。

（1）針對三個廠房間的物流運輸，在各廠房的二層建設了空中物流連廊。

空中物流連廊連通了三個廠房間的物流運輸，利用AGV在各廠房間自動運輸物料。

（2）針對出庫成品種類繁多、出庫量差異大，采用兩種出庫方式，一種是從立體倉庫庫端整件出庫，另一種是拆零分揀出庫（如圖4），之后兩種出庫貨物進行匯流再復核打包。

在中央車間一層成品立體倉庫庫端，設置整件出庫站臺，經人工拆垛將整托盤的貨物按件放置于出庫輸送線上。

中央車間二層設置流利式貨架、擱板式貨架及分揀輸送線，各貨架上均設有電子標簽用于對出庫量較小的貨物進行分揀出庫。二層樓板開洞，分揀輸送線穿過樓板到達一層（如圖5），在一層6米高的空中走一段空中輸送線，再經螺旋升降機降至一層地面（如圖6），與整件出庫貨物匯流，按訂單、地區輸送至相應的復核打包臺。

（3）針對原輔料、包材單次出庫量差異大的特點，設置了組盤區（如圖7）。

原輔料出庫存在兩種形式，一種為需稱重的，另一種為無需稱重的。通過組盤區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需稱重的貨物也拼至一起。組盤工作提前進行，在生產要料時堆垛機直接從立體庫中將組盤完成后的貨物運出，由AGV送至生產車間。

（4）針對運送載體的流轉，防止在個別區域造成運送載體的積壓，在物流線路及設備運用上進行了優化。

二層拆零揀選線補貨，為AGV環形補貨，各組貨架處設有地面托盤位。補貨托盤僅在補貨區域流轉，不會出現積壓或不夠的情況。

針對周轉箱，將拆零揀選線設置為上下層，上層為拆零揀選線，下層為空周轉箱的回流線。人工復核打包完成后，將空周轉箱放于下層中，空周轉箱會經螺旋升降機、空中物流線升至二層，在拆零揀選線端頭處進行停位暫存，當有任務時放行，經頂升移栽機、爬坡皮帶機升至上層用于拆零揀選使用。

（5）出入庫信息的傳遞，均通過掃碼的形式來完成。

在托盤及周轉箱上均設有條碼，輸送線、堆垛機等設備上設有條碼掃描器，人工采用智能手持終端掃碼，通過WMS、WCS系統對整體物料、設備進行調度控制。

四、結論

本文針對醫藥制造企業的特性，對自動化倉儲系統在運用時的難點進行了方案設計。從倉庫至各生產車間的物料運輸，再至最終成品出庫，先進物流設備與管理系統的投入使用，大大提升了物流作業效率，降低了藥品出庫差錯率。對于復雜的拆零作業，通過電子標簽拆零揀選系統，提高了作業準確率，減少了對熟練工人的依賴。從規模產生效益的角度來看，達到了降低成本的目的。通過廠房間空中物流連廊的建設、AGV的運用，節省了大量的勞動力和倉儲面積，降低了物流成本。

作者單位為機科發展科技股份有限公司