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转载 | 全面升级的康缘药业物流系统

作者:物流技术与应用 时间:2020/12/08 来源:物流技术与应用

        文|北京伍强智能科技有限公司

        快捷彩票登录、付镭鹏、陈涛

        在不断探索中药智能制造之路的过程中,康缘药业结合集团中药智能化固体制剂工厂的建设,提出全面进行物流自动化、智能化升级的战略目标,应用现代物流技术打造智能化物流配送中心,并在工厂物流系统建设方面进行了极富创新性的尝试,是国内医药物流行业的又一经典项目。

        康缘药业是一家上市企业,是国家重点高新技术企业和国家技术创新示范企业,中国制药工业百强企业(第29位),全国中药企业十强(第5位),建有“中药制药过程新技术国家重点实验室”等多个国家级科研平台。其核心产品桂枝茯苓胶囊已完成美国Ⅱ期临床试验,是我国中药国际化示范品种。

        配送中心鸟瞰图

        升级物流战略目标

        康缘药业地处江苏连云港市,地理位置独特。连云港是著名的新亚欧大陆桥东方桥头堡的东部起点城市,“一带一路”的重要节点城市,全国性综合交通枢纽,具有海运、陆运相结合的独特优势。这一独特的城市特征给康缘带来了启发,康缘药业是我国较早对物流特别重视的企业之一。早在2010年前后,快捷彩票登录就承接了康缘商业的物流系统建设,应用了现代物流技术解决物流配送的问题,这在医药行业是属于仅次于几个大型医药公司的决策。

        随着公司的不断壮大,物流问题日益凸显。2018年,结合集团中药智能化固体制剂工厂的建设,康缘药业提出全面进行物流自动化、智能化升级的战略目标,这一战略目标包括建设一座智能化物流配送中心和一套符合“工业4.0”标准的智能化中药固体制剂工厂物流系统,总计投资达9.5亿元人民币(含工厂建设投资)。

        经过严格招标和认真评比,最终选择北京伍强智能科技有限公司作为系统总集成商,负责两个物流系统的设计规划及系统集成。其中,智能化配送中心先期于2019年10月建成并投入使用,智能化工厂连同其配套的物流系统将于2020年10月投产。随着两套先进的物流系统即将建成和投入运营,康缘药业的核心竞争力及其在行业中的地位将得到快速提升。

        智能化配送中心

        1.概况

        康缘药业智能化配送中心占地162亩,其一期工程,总投资3.5亿元,建筑总体4层,总面积达到51000平方米。主体建筑分为两个部分:主库为医药及医疗器械区域,面积约34000平方米,辅库为大输液及冷库区域,面积约17000平方米,两库之间由连廊连接,以方便2个库区之间的物流与人流联动。

        物流中心功能定位主要为两部分:一是三方医药物流配送中心。这是包括自身产品在内的综合医药配送中心,设计库存能力30~35万箱,最终设计年配送能力100亿元以上,其中一期设计配送能力达到60~70亿元;二是生产辅料及大输液配送。其中辅料配送用于满足生产的一级储存。

在布局方面,配送中心作业面设计分为4个楼层,每个楼层的系统功能分述如下:

        一楼

        (1)收货,人工组盘、码垛,人工叉车+立体库自动入库

        (2)自动分拣、集货、发货

        辅库:

        (1)收货、自动码垛、AGV入库(冷库采用人工作业)

        (2)发货,AGV出库(整托盘),冷库采用人工作业

        二楼

        主库:

        (1)拆零分拣作业(电子标签+货到人拣选)

        (2)包装复核作业

        (3)整件区到二楼的补货作业,换箱作业(限于货到人系统)

        辅库:平置区存储、拣选(2~4层相同)

        三楼

        三楼主库规划有托盘平置区,共设托盘位2755个托盘位,并设132组整件存储隔板货架。拣选采用RF拣选模式,配置有电梯、托盘提升机和连续输送线等设备。主要功能为:立体库在线拣选(整件拣选出库、补货),平置区拣选作业(整件拣选出库、补货)

        四楼

        四楼主库规划有医疗器械库、药材库、中药饮片库、特药库等其它特殊药品库房。其中:

        (1)医疗器械库:1200平方米,605个托盘位;

        (2)药材库:1575平方米(分为托盘区和隔板货架区两部分);

        (3)中药饮片库:2510平方米(分为托盘区和隔板货架区两部分);

        (4)特药库:870平方米(分为6个独立库,每个库区内各按50%的面积设置货架区和托盘区);

        本楼层独立作业。入库作业时,从一楼收货后,通过托盘提升机及电梯输送到4楼,分别入库;发货时,独立拣选,独立包装。可以通过多种方式下楼(电梯、提升机、输送机)。

        2.配送中心系统构成

        配送中心一期工程的物流系统由收货系统、储存系统、整件拣选系统、拆零拣选系统、包装复核系统、箱式输送系统、自动分拣系统、发货系统以及WMS/WCS系统构成。

        (1)收货系统

        主库收货采用人工作业方式。人工卸车(站台设计调节平台)、码垛、注册、入库。主要货物直接进入立体库储存,部分货物通过电梯进入3~4层储存。立体库区在收货区有输送机接口,叉车将托盘放入输送机入口后,托盘将自动入库。

        

机械手自动码垛

        辅库收货采用机械手码垛系统,自动码垛入库。货物卸车后,通过伸缩皮带机、输送线输送到码垛点自动码垛。码垛后的托盘通过AGV自动入库。共设计2台叉车式AGV。

        (2)储存系统

        主库储存主要有两种方式:其一是AS/RS立体库系统,设计了5台堆垛机,10560个货位;其二是在3~4楼设计平置区,共设计5600个托盘货位,通过电梯输送到相应楼层,再通过地牛或电动搬运车入位。

        

AS/RS 系统入库口

        辅库储存采用横梁式货架和密集托盘式货架(一楼)和平置区(2~4楼)。并设计一个小型冷库供特殊药品储存。

        (3)整件拣选系统

        主库的整件拣选分为立体库托盘出库(一楼)、立体库在线拣选(三楼)、平置区拣选(三楼、四楼)等三种主要作业方式。配置的主要设备包括RF、叉车、托盘搬运车、提升机等。

        

立体库在线拣选

        辅库的整件拣选采用人工方式进行。

        (4)拆零拣选系统

        拆零拣选设在主库二楼,分为电子标签拣选系统和“货到人”拣选系统两部分。其中电子标签拣选系统货架采用隔板货架和流利货架,共4层,13600个货位,全部采用“一对多”的电子标签辅助拣货。“货到人”拣选系统采用四向穿梭车技术,共设计6台穿梭车、4台提升机、2个拣选工作站,以及约10000个标准储存货位(其中一期5292个)。

       

 “货到人”拣选系统

        (5)包装复核系统

        用于拆零后的复核与包装。共设计18组包装台(预留4组)。采用快捷彩票登录为医药物流中专门设计的一体化包装复核工作站。

       

 一体化的包装复核工作站

        (6)箱式输送系统

        全场设计1套箱式输送系统,分别用于补货、拣选、发货等作业的输送。

        (7)自动分拣系统

        用于整件出库的分拣作业(可按订单或线路),共计22个分拣格口(一期实施12个格口,含1个溢出口)。采用范德兰德滑块分拣机。

        

高速分拣机

        (8)发货系统

        主库的发货在一楼左侧,面积约3000平方米,可暂存约1000个托盘。

        发货月台设计有调节平台(4个)。

        (9)WMS/WCS系统

        配送中心采用富勒科技的FLUX WMS系统和快捷彩票登录的AUTOWCS3.0系统。其中AUTOWCS3.0是基于快捷彩票登录“WMS与设备无关”理念设计的一套软件系统。该设计理念的最大特征是通过WCS层把WMS与执行系统隔离开来,所有由WMS发出的作业指令均经过WCS进行重新定向和控制,有效地解决了WMS的独立性、可扩展性和稳定性问题,同时大大缩短了集成调试的时间。

        智能生产物流系统

        康缘药业智能化中药固体制剂工厂建筑投影地面积19300平方米,建筑面积约5万平方米,总投资6亿元,总体建筑3层,局部两层,立体库区单层,物流系统主体位于建筑西侧,设计年生产能力约110亿元。

        智能化工厂按照工业4.0理念设计,分为智能化生产系统和配套物流系统两部分。这是康缘药业首次建设高标准的智能化工厂。在此仅介绍其配套的智能化生产物流系统。

        智能化中药固体制剂生产物流系统的功能包括两部分:

        (1)原材料、辅料的收货、储存、配送;

        (2)成品的入库、储存及配送。两部分共用储存系统和信息系统。

        在布局方面,智能化中药固体制剂工厂物流系统分为三个楼层作业,其中一楼主要进行原辅料的收货、码盘、暂存、入库、向制剂车间配送,车间剩余原辅料和车间内空托盘垛收集后的回库作业,以及成品的码垛入库和发货集货作业;二楼主要进行原辅料配送、剩余原辅料回库、车间内空托盘垛收集后回库作业,成品输送、整箱出库拣选作业,以及原辅料在抽检合格后的回库作业;三楼主要进行原辅料的配盘和车间配送作业,车间剩余原辅料、空托盘垛收集后的回库作业,以及成品向一楼码垛区的输送作业。

        智能生产物流系统包括以下部分:

        1.储存系统

        采用一套AS/RS立体库系统,设计5个巷道,5台堆垛机,总货位数6000个。托盘规格为1200×1000×150mm,单元荷载为450kg。

        2.原辅料输送系统

        储存于立体库的原辅料及包材通过立体库输送系统送到出口,再由叉车式AGV输送至各楼层的生产工位。每个楼层配置1台AGV,共3台AGV,并留有未来可以扩充的接口。剩余辅料的回库也采用AGV输送。

        

连接车间与立体库的 AGV

        值的一提的是,本项目AGV通讯首次采用5G通讯技术,对于减少延时,提高系统的可靠性和灵活性,将起到积极作用。

        3.成品入库输送及码垛系统

        成品从生产线到立体库的输送采用箱式输送系统完成,共3条输送线(每层1条),并配置2台机械手,自动码垛入库。可同时码垛6个品种。

        

连接车间与立体库的成品输送线

        4.原辅料的配方系统

        为了压缩生产线线边库空间,系统设计采用配方托盘方式,将多个SKU的原辅料组合到一个托盘上,按照生产节拍配送到车间生产工位。配方系统共设9个托盘位置(6个库内存储托盘位,3个配盘工位),另设1个托盘垛拆垛工位。配盘后的原辅料入库暂存,根据系统调度,从各楼层出库至生产车间。

        

原辅料配方线

        5.成品出库系统

        成品出库分为整托盘出库和非整托盘出库两种情况。整托盘出库通过立体库输送机自动输送到出库口,进行集货后出库,需要拆盘的成品在二楼拆盘后,通过输送线出库。

        6.WMS/WCS系统

        所有库存管理和生产调度采用快捷彩票登录的AUTOWMS3.0/AUTOWCS3.0系统实现。

        关键技术应用

        本项目几乎应用了目前先进的物流技术,如AGV系统、“货到人”拣选、机械手、AS/RS技术等。

        1.AGV系统

        随着导航技术和控制技术的进一步成熟,AGV正逐步成为现代物流系统的标配产品。

        在配送中心的辅库入库环节,采用机械手自动码垛,并应用AGV自动完成入库和出库作业。设计2台自动叉车(AGV),采用激光导航方式。

        在生产系统中,采用AGV完成原辅料从储存系统到生产车间之间的双向输送。

        AGV的应用一方面提升了系统的自动化水平,另一方面增加了系统的柔性。

        2.“货到人”拣选

        “货到人”拣选与自动拣选是目前业界普遍看好的下一代拆零拣选技术的主流技术,其在拣选效率、准确性、空间利用率、灵活性等方面具有突出的应用优势。本项目在配送中心的拆零拣选环节采用“货到人”拣选技术,大大提升了拣选效率和拣选的准确性。目前,系统配置2个拣选站和6台四向穿梭车,每天可完成3000行以上的拣选,未来在配置足够的穿梭车的情况下,其拣选能力可以达到5000~6000行,拣选能力是常规拣选的3倍以上。

        3.机械手

        机械手在物流系统中的主要作用包括:码垛作业、拆垛作业以及拣选作业(整件与拆零)等。

        

成品码垛机器人

        本项目分别在收货环节和生产成品入库环节应用了机械手技术。在收货环节,通过伸缩皮带机卸货后,机械手自动码垛,大大加快收货的自动化程度,具有很强的示范性;在生产环节,成品下线后通过输送机输送至立体库前,机械手自动码垛入库。这一应用解决了连续生产的无人化问题,大大改善了生产车间与物流系统的自动衔接问题。

        4.生产配方技术

        制造业物流一个非常显著的特点就是原辅料的配方,配方的主要作用是通过合理搭配生产原辅料(根据产品要求,按比例配置原辅料的数量),减少线边库的容量。对此,本项目的做法是:提前根据生产配方要求,对生产车间固定工位的原辅料需求,按照2~4小时使用量配方成托盘,并储存在立体库中备用,使用时直接调出配方托盘即可。这样一方面可以快速配送辅料,保证生产的正常进行,同时大大节约了辅料配送的效率,减少了线边库的空间占用。

        5. 螺旋提升机

        螺旋提升机被认为是最紧凑的提升机设备之一,且技术成熟,故障率低,运行平稳。尤其是其输送量大,每小时可以完成1500件以上的货物输送,解决了其它类型提升机跨楼层运输能力不足的问题。在伍强智能科技的案例中,也有10年以上的应用。本配送中心项目充分利用螺旋提升机的特点,完成整件货物和打包后的货物从2~4楼到达一楼的快速输送,成为项目的亮点之一。

        

螺旋式提升机

        6.其它

        本项目的关键技术还有很多,如在AGV通讯方面应用了5G通讯技术,对于解决移动设备通讯的延时问题,提升系统的灵活性、实时性和安全性等发挥了重要作用等。

        项目效果

        基于食药监局对GSP和GMP认证的重视,特别是两票制的实施,我国医药物流发展一直处于比较领先的水平,成为我国物流发展的亮点。

        本次康缘药业同时在商业和工业全面升级物流系统,打造全新的现代物流体系,在行业内引起广泛的关注。

        康缘药业的物流系统升级主要是为其打造“两个100亿”的战略目标服务,即“药品生产100亿,商业流通配送100亿”。本项目的建成,为这一目标奠定了坚实的基础。配送中心自上线以来,尽管离设计指标还有一定差距,但已取得明显成效。配送效率大幅度提升,尤其是配送的准确性、及时性指标大大提升。