文｜北(běi)京伍強智能科技有限公司

        尹軍琪、付鐳鵬、陳濤

        在不斷探索中藥智能制造之路的(de)過程中，康緣藥業結合集團中藥智能化(huà)固體制劑工廠的(de)建設，提出全面進行物(wù)流自動化(huà)、智能化(huà)升級的(de)戰略目标，應用(yòng)現代物(wù)流技術打造智能化(huà)物(wù)流配送中心，并在工廠物(wù)流系統建設方面進行了(le)極富創新性的(de)嘗試，是國内醫藥物(wù)流行業的(de)又一經典項目。

        康緣藥業是一家上市企業，是國家重點高(gāo)新技術企業和(hé)國家技術創新示範企業，中國制藥工業百強企業（第29位），全國中藥企業十強（第5位），建有“中藥制藥過程新技術國家重點實驗室”等多(duō)個(gè)國家級科研平台。其核心産品桂枝茯苓膠囊已完成美(měi)國Ⅱ期臨床試驗，是我國中藥國際化(huà)示範品種。

        配送中心鳥瞰圖

        升級物(wù)流戰略目标

        康緣藥業地處江蘇連雲港市，地理(lǐ)位置獨特。連雲港是著名的(de)新亞歐大(dà)陸橋東方橋頭堡的(de)東部起點城(chéng)市，“一帶一路”的(de)重要節點城(chéng)市，全國性綜合交通(tōng)樞紐，具有海運、陸運相結合的(de)獨特優勢。這(zhè)一獨特的(de)城(chéng)市特征給康緣帶來(lái)了(le)啓發，康緣藥業是我國較早對(duì)物(wù)流特别重視的(de)企業之一。早在2010年前後，伍強科技就承接了(le)康緣商業的(de)物(wù)流系統建設，應用(yòng)了(le)現代物(wù)流技術解決物(wù)流配送的(de)問題，這(zhè)在醫藥行業是屬于僅次于幾個(gè)大(dà)型醫藥公司的(de)決策。

        随著(zhe)公司的(de)不斷壯大(dà)，物(wù)流問題日益凸顯。2018年，結合集團中藥智能化(huà)固體制劑工廠的(de)建設，康緣藥業提出全面進行物(wù)流自動化(huà)、智能化(huà)升級的(de)戰略目标，這(zhè)一戰略目标包括建設一座智能化(huà)物(wù)流配送中心和(hé)一套符合“工業4.0”标準的(de)智能化(huà)中藥固體制劑工廠物(wù)流系統，總計投資達9.5億元人(rén)民币（含工廠建設投資）。

        經過嚴格招标和(hé)認真評比，最終選擇北(běi)京伍強智能科技有限公司作爲系統總集成商，負責兩個(gè)物(wù)流系統的(de)設計規劃及系統集成。其中，智能化(huà)配送中心先期于2019年10月(yuè)建成并投入使用(yòng)，智能化(huà)工廠連同其配套的(de)物(wù)流系統将于2020年10月(yuè)投産。随著(zhe)兩套先進的(de)物(wù)流系統即将建成和(hé)投入運營，康緣藥業的(de)核心競争力及其在行業中的(de)地位将得(de)到快(kuài)速提升。

        智能化(huà)配送中心

        1.概況

        康緣藥業智能化(huà)配送中心占地162畝，其一期工程，總投資3.5億元，建築總體4層，總面積達到51000平方米。主體建築分(fēn)爲兩個(gè)部分(fēn)：主庫爲醫藥及醫療器械區(qū)域，面積約34000平方米，輔庫爲大(dà)輸液及冷(lěng)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(de)物(wù)流與人(rén)流聯動。

        物(wù)流中心功能定位主要爲兩部分(fēn)：一是三方醫藥物(wù)流配送中心。這(zhè)是包括自身産品在内的(de)綜合醫藥配送中心，設計庫存能力30～35萬箱，最終設計年配送能力100億元以上，其中一期設計配送能力達到60～70億元；二是生産輔料及大(dà)輸液配送。其中輔料配送用(yòng)于滿足生産的(de)一級儲存。

在布局方面，配送中心作業面設計分(fēn)爲4個(gè)樓層，每個(gè)樓層的(de)系統功能分(fēn)述如下(xià)：

        一樓

        （1）收貨，人(rén)工組盤、碼垛，人(rén)工叉車+立體庫自動入庫

        （2）自動分(fēn)揀、集貨、發貨

        輔庫：

        （1）收貨、自動碼垛、AGV入庫（冷(lěng)庫采用(yòng)人(rén)工作業）

        （2）發貨，AGV出庫（整托盤），冷(lěng)庫采用(yòng)人(rén)工作業

        二樓

        主庫：

        （1）拆零分(fēn)揀作業（電子标簽+貨到人(rén)揀選）

        （2）包裝複核作業

        （3）整件區(qū)到二樓的(de)補貨作業，換箱作業（限于貨到人(rén)系統）

        輔庫：平置區(qū)存儲、揀選（2～4層相同）

        三樓

        三樓主庫規劃有托盤平置區(qū)，共設托盤位2755個(gè)托盤位，并設132組整件存儲隔闆貨架。揀選采用(yòng)RF揀選模式，配置有電梯、托盤提升機和(hé)連續輸送線等設備。主要功能爲：立體庫在線揀選（整件揀選出庫、補貨），平置區(qū)揀選作業（整件揀選出庫、補貨）

        四樓

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

        （1）醫療器械庫：1200平方米，605個(gè)托盤位；

        （2）藥材庫：1575平方米（分(fēn)爲托盤區(qū)和(hé)隔闆貨架區(qū)兩部分(fēn)）；

        （3）中藥飲片庫：2510平方米（分(fēn)爲托盤區(qū)和(hé)隔闆貨架區(qū)兩部分(fēn)）；

        （4）特藥庫：870平方米（分(fēn)爲6個(gè)獨立庫，每個(gè)庫區(qū)内各按50%的(de)面積設置貨架區(qū)和(hé)托盤區(qū)）；

        本樓層獨立作業。入庫作業時(shí)，從一樓收貨後，通(tōng)過托盤提升機及電梯輸送到4樓，分(fēn)别入庫；發貨時(shí)，獨立揀選，獨立包裝。可(kě)以通(tōng)過多(duō)種方式下(xià)樓（電梯、提升機、輸送機）。

        2.配送中心系統構成

        配送中心一期工程的(de)物(wù)流系統由收貨系統、儲存系統、整件揀選系統、拆零揀選系統、包裝複核系統、箱式輸送系統、自動分(fēn)揀系統、發貨系統以及WMS/WCS系統構成。

        （1）收貨系統

        主庫收貨采用(yòng)人(rén)工作業方式。人(rén)工卸車（站台設計調節平台）、碼垛、注冊、入庫。主要貨物(wù)直接進入立體庫儲存，部分(fēn)貨物(wù)通(tōng)過電梯進入3～4層儲存。立體庫區(qū)在收貨區(qū)有輸送機接口，叉車将托盤放入輸送機入口後，托盤将自動入庫。

機械手自動碼垛

        輔庫收貨采用(yòng)機械手碼垛系統，自動碼垛入庫。貨物(wù)卸車後，通(tōng)過伸縮皮帶機、輸送線輸送到碼垛點自動碼垛。碼垛後的(de)托盤通(tōng)過AGV自動入庫。共設計2台叉車式AGV。

        （2）儲存系統

        主庫儲存主要有兩種方式：其一是AS/RS立體庫系統，設計了(le)5台堆垛機，10560個(gè)貨位；其二是在3～4樓設計平置區(qū)，共設計5600個(gè)托盤貨位，通(tōng)過電梯輸送到相應樓層，再通(tōng)過地牛或電動搬運車入位。

AS/RS 系統入庫口

        輔庫儲存采用(yòng)橫梁式貨架和(hé)密集托盤式貨架（一樓）和(hé)平置區(qū)（2~4樓）。并設計一個(gè)小型冷(lěng)庫供特殊藥品儲存。

        （3）整件揀選系統

        主庫的(de)整件揀選分(fēn)爲立體庫托盤出庫（一樓）、立體庫在線揀選（三樓）、平置區(qū)揀選（三樓、四樓）等三種主要作業方式。配置的(de)主要設備包括RF、叉車、托盤搬運車、提升機等。

立體庫在線揀選

        輔庫的(de)整件揀選采用(yòng)人(rén)工方式進行。

        （4）拆零揀選系統

        拆零揀選設在主庫二樓，分(fēn)爲電子标簽揀選系統和(hé)“貨到人(rén)”揀選系統兩部分(fēn)。其中電子标簽揀選系統貨架采用(yòng)隔闆貨架和(hé)流利貨架，共4層，13600個(gè)貨位，全部采用(yòng)“一對(duì)多(duō)”的(de)電子标簽輔助揀貨。“貨到人(rén)”揀選系統采用(yòng)四向穿梭車技術，共設計6台穿梭車、4台提升機、2個(gè)揀選工作站，以及約10000個(gè)标準儲存貨位（其中一期5292個(gè)）。

 “貨到人(rén)”揀選系統

        （5）包裝複核系統

        用(yòng)于拆零後的(de)複核與包裝。共設計18組包裝台（預留4組）。采用(yòng)伍強科技爲醫藥物(wù)流中專門設計的(de)一體化(huà)包裝複核工作站。

 一體化(huà)的(de)包裝複核工作站

        （6）箱式輸送系統

        全場(chǎng)設計1套箱式輸送系統，分(fēn)别用(yòng)于補貨、揀選、發貨等作業的(de)輸送。

        （7）自動分(fēn)揀系統

        用(yòng)于整件出庫的(de)分(fēn)揀作業（可(kě)按訂單或線路），共計22個(gè)分(fēn)揀格口(一期實施12個(gè)格口，含1個(gè)溢出口)。采用(yòng)範德蘭德滑塊分(fēn)揀機。

高(gāo)速分(fēn)揀機

        （8）發貨系統

        主庫的(de)發貨在一樓左側，面積約3000平方米，可(kě)暫存約1000個(gè)托盤。

        發貨月(yuè)台設計有調節平台（4個(gè)）。

        （9）WMS/WCS系統

        配送中心采用(yòng)富勒科技的(de)FLUX WMS系統和(hé)伍強科技的(de)AUTOWCS3.0系統。其中AUTOWCS3.0是基于伍強科技“WMS與設備無關”理(lǐ)念設計的(de)一套軟件系統。該設計理(lǐ)念的(de)最大(dà)特征是通(tōng)過WCS層把WMS與執行系統隔離開來(lái)，所有由WMS發出的(de)作業指令均經過WCS進行重新定向和(hé)控制，有效地解決了(le)WMS的(de)獨立性、可(kě)擴展性和(hé)穩定性問題，同時(shí)大(dà)大(dà)縮短了(le)集成調試的(de)時(shí)間。

        智能生産物(wù)流系統

        康緣藥業智能化(huà)中藥固體制劑工廠建築投影(yǐng)地面積19300平方米，建築面積約5萬平方米，總投資6億元，總體建築3層，局部兩層，立體庫區(qū)單層，物(wù)流系統主體位于建築西側，設計年生産能力約110億元。

        智能化(huà)工廠按照(zhào)工業4.0理(lǐ)念設計，分(fēn)爲智能化(huà)生産系統和(hé)配套物(wù)流系統兩部分(fēn)。這(zhè)是康緣藥業首次建設高(gāo)标準的(de)智能化(huà)工廠。在此僅介紹其配套的(de)智能化(huà)生産物(wù)流系統。

        智能化(huà)中藥固體制劑生産物(wù)流系統的(de)功能包括兩部分(fēn)：

        （1）原材料、輔料的(de)收貨、儲存、配送；

        （2）成品的(de)入庫、儲存及配送。兩部分(fēn)共用(yòng)儲存系統和(hé)信息系統。

        在布局方面，智能化(huà)中藥固體制劑工廠物(wù)流系統分(fēn)爲三個(gè)樓層作業，其中一樓主要進行原輔料的(de)收貨、碼盤、暫存、入庫、向制劑車間配送，車間剩餘原輔料和(hé)車間内空托盤垛收集後的(de)回庫作業，以及成品的(de)碼垛入庫和(hé)發貨集貨作業；二樓主要進行原輔料配送、剩餘原輔料回庫、車間内空托盤垛收集後回庫作業，成品輸送、整箱出庫揀選作業，以及原輔料在抽檢合格後的(de)回庫作業；三樓主要進行原輔料的(de)配盤和(hé)車間配送作業，車間剩餘原輔料、空托盤垛收集後的(de)回庫作業，以及成品向一樓碼垛區(qū)的(de)輸送作業。

        智能生産物(wù)流系統包括以下(xià)部分(fēn)：

        1．儲存系統

        采用(yòng)一套AS/RS立體庫系統，設計5個(gè)巷道，5台堆垛機，總貨位數6000個(gè)。托盤規格爲1200×1000×150mm，單元荷載爲450kg。

        2．原輔料輸送系統

        儲存于立體庫的(de)原輔料及包材通(tōng)過立體庫輸送系統送到出口，再由叉車式AGV輸送至各樓層的(de)生産工位。每個(gè)樓層配置1台AGV，共3台AGV，并留有未來(lái)可(kě)以擴充的(de)接口。剩餘輔料的(de)回庫也(yě)采用(yòng)AGV輸送。

連接車間與立體庫的(de) AGV

        值的(de)一提的(de)是，本項目AGV通(tōng)訊首次采用(yòng)5G通(tōng)訊技術，對(duì)于減少延時(shí)，提高(gāo)系統的(de)可(kě)靠性和(hé)靈活性，将起到積極作用(yòng)。

        3．成品入庫輸送及碼垛系統

        成品從生産線到立體庫的(de)輸送采用(yòng)箱式輸送系統完成，共3條輸送線（每層1條），并配置2台機械手，自動碼垛入庫。可(kě)同時(shí)碼垛6個(gè)品種。

連接車間與立體庫的(de)成品輸送線

        4．原輔料的(de)配方系統

        爲了(le)壓縮生産線線邊庫空間，系統設計采用(yòng)配方托盤方式，将多(duō)個(gè)SKU的(de)原輔料組合到一個(gè)托盤上，按照(zhào)生産節拍(pāi)配送到車間生産工位。配方系統共設9個(gè)托盤位置（6個(gè)庫内存儲托盤位，3個(gè)配盤工位），另設1個(gè)托盤垛拆垛工位。配盤後的(de)原輔料入庫暫存，根據系統調度，從各樓層出庫至生産車間。

原輔料配方線

        5．成品出庫系統

        成品出庫分(fēn)爲整托盤出庫和(hé)非整托盤出庫兩種情況。整托盤出庫通(tōng)過立體庫輸送機自動輸送到出庫口，進行集貨後出庫，需要拆盤的(de)成品在二樓拆盤後，通(tōng)過輸送線出庫。

        6．WMS/WCS系統

        所有庫存管理(lǐ)和(hé)生産調度采用(yòng)伍強科技的(de)AUTOWMS3.0/AUTOWCS3.0系統實現。

        關鍵技術應用(yòng)

        本項目幾乎應用(yòng)了(le)目前先進的(de)物(wù)流技術，如AGV系統、“貨到人(rén)”揀選、機械手、AS/RS技術等。

        1．AGV系統

        随著(zhe)導航技術和(hé)控制技術的(de)進一步成熟，AGV正逐步成爲現代物(wù)流系統的(de)标配産品。

        在配送中心的(de)輔庫入庫環節，采用(yòng)機械手自動碼垛，并應用(yòng)AGV自動完成入庫和(hé)出庫作業。設計2台自動叉車（AGV），采用(yòng)激光(guāng)導航方式。

        在生産系統中，采用(yòng)AGV完成原輔料從儲存系統到生産車間之間的(de)雙向輸送。

        AGV的(de)應用(yòng)一方面提升了(le)系統的(de)自動化(huà)水(shuǐ)平，另一方面增加了(le)系統的(de)柔性。

        2．“貨到人(rén)”揀選

        “貨到人(rén)”揀選與自動揀選是目前業界普遍看好的(de)下(xià)一代拆零揀選技術的(de)主流技術，其在揀選效率、準确性、空間利用(yòng)率、靈活性等方面具有突出的(de)應用(yòng)優勢。本項目在配送中心的(de)拆零揀選環節采用(yòng)“貨到人(rén)”揀選技術，大(dà)大(dà)提升了(le)揀選效率和(hé)揀選的(de)準确性。目前，系統配置2個(gè)揀選站和(hé)6台四向穿梭車，每天可(kě)完成3000行以上的(de)揀選，未來(lái)在配置足夠的(de)穿梭車的(de)情況下(xià)，其揀選能力可(kě)以達到5000~6000行，揀選能力是常規揀選的(de)3倍以上。

        3．機械手

        機械手在物(wù)流系統中的(de)主要作用(yòng)包括：碼垛作業、拆垛作業以及揀選作業（整件與拆零）等。

成品碼垛機器人(rén)

        本項目分(fēn)别在收貨環節和(hé)生産成品入庫環節應用(yòng)了(le)機械手技術。在收貨環節，通(tōng)過伸縮皮帶機卸貨後，機械手自動碼垛，大(dà)大(dà)加快(kuài)收貨的(de)自動化(huà)程度，具有很強的(de)示範性；在生産環節，成品下(xià)線後通(tōng)過輸送機輸送至立體庫前，機械手自動碼垛入庫。這(zhè)一應用(yòng)解決了(le)連續生産的(de)無人(rén)化(huà)問題，大(dà)大(dà)改善了(le)生産車間與物(wù)流系統的(de)自動銜接問題。

        4．生産配方技術

        制造業物(wù)流一個(gè)非常顯著的(de)特點就是原輔料的(de)配方，配方的(de)主要作用(yòng)是通(tōng)過合理(lǐ)搭配生産原輔料（根據産品要求，按比例配置原輔料的(de)數量），減少線邊庫的(de)容量。對(duì)此，本項目的(de)做(zuò)法是：提前根據生産配方要求，對(duì)生産車間固定工位的(de)原輔料需求，按照(zhào)2~4小時(shí)使用(yòng)量配方成托盤，并儲存在立體庫中備用(yòng)，使用(yòng)時(shí)直接調出配方托盤即可(kě)。這(zhè)樣一方面可(kě)以快(kuài)速配送輔料，保證生産的(de)正常進行，同時(shí)大(dà)大(dà)節約了(le)輔料配送的(de)效率，減少了(le)線邊庫的(de)空間占用(yòng)。

        5. 螺旋提升機

        螺旋提升機被認爲是最緊湊的(de)提升機設備之一，且技術成熟，故障率低，運行平穩。尤其是其輸送量大(dà)，每小時(shí)可(kě)以完成1500件以上的(de)貨物(wù)輸送，解決了(le)其它類型提升機跨樓層運輸能力不足的(de)問題。在伍強智能科技的(de)案例中，也(yě)有10年以上的(de)應用(yòng)。本配送中心項目充分(fēn)利用(yòng)螺旋提升機的(de)特點，完成整件貨物(wù)和(hé)打包後的(de)貨物(wù)從2~4樓到達一樓的(de)快(kuài)速輸送，成爲項目的(de)亮點之一。

螺旋式提升機

        6．其它

        本項目的(de)關鍵技術還(hái)有很多(duō)，如在AGV通(tōng)訊方面應用(yòng)了(le)5G通(tōng)訊技術，對(duì)于解決移動設備通(tōng)訊的(de)延時(shí)問題，提升系統的(de)靈活性、實時(shí)性和(hé)安全性等發揮了(le)重要作用(yòng)等。

        項目效果

        基于食藥監局對(duì)GSP和(hé)GMP認證的(de)重視，特别是兩票(piào)制的(de)實施，我國醫藥物(wù)流發展一直處于比較領先的(de)水(shuǐ)平，成爲我國物(wù)流發展的(de)亮點。

        本次康緣藥業同時(shí)在商業和(hé)工業全面升級物(wù)流系統，打造全新的(de)現代物(wù)流體系，在行業内引起廣泛的(de)關注。

        康緣藥業的(de)物(wù)流系統升級主要是爲其打造“兩個(gè)100億”的(de)戰略目标服務，即“藥品生産100億，商業流通(tōng)配送100億”。本項目的(de)建成，爲這(zhè)一目标奠定了(le)堅實的(de)基礎。配送中心自上線以來(lái)，盡管離設計指标還(hái)有一定差距，但已取得(de)明(míng)顯成效。配送效率大(dà)幅度提升，尤其是配送的(de)準确性、及時(shí)性指标大(dà)大(dà)提升。