文｜北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過程中，康緣藥業結合集團中藥智能化固體制劑工廠的建設，提出全面進行物流自動化、智能化升級的戰略目標，應用現代物流技術打造智能化物流配送中心，并在工廠物流系統建設方面進行了極富創新性的嘗試，是國內醫藥物流行業的又一經典項目。

        康緣藥業是一家上市企業，是國家重點高新技術企業和國家技術創新示范企業，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”等多個國家級科研平臺。其核心產品桂枝茯苓膠囊已完成美國Ⅱ期臨床試驗，是我國中藥國際化示范品種。

        配送中心鳥瞰圖

        升級物流戰略目標

        康緣藥業地處江蘇連云港市，地理位置獨特。連云港是著名的新亞歐大陸橋東方橋頭堡的東部起點城市，“一帶一路”的重要節點城市，全國性綜合交通樞紐，具有海運、陸運相結合的獨特優勢。這一獨特的城市特征給康緣帶來了啟發，康緣藥業是我國較早對物流特別重視的企業之一。早在2010年前后，伍強科技就承接了康緣商業的物流系統建設，應用了現代物流技術解決物流配送的問題，這在醫藥行業是屬于僅次于幾個大型醫藥公司的決策。

        隨著公司的不斷壯大，物流問題日益凸顯。2018年，結合集團中藥智能化固體制劑工廠的建設，康緣藥業提出全面進行物流自動化、智能化升級的戰略目標，這一戰略目標包括建設一座智能化物流配送中心和一套符合“工業4.0”標準的智能化中藥固體制劑工廠物流系統，總計投資達9.5億元人民幣（含工廠建設投資）。

        經過嚴格招標和認真評比，最終選擇北京伍強智能科技有限公司作為系統總集成商，負責兩個物流系統的設計規劃及系統集成。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將于2020年10月投產。隨著兩套先進的物流系統即將建成和投入運營，康緣藥業的核心競爭力及其在行業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，總面積達到51000平方米。主體建筑分為兩個部分：主庫為醫藥及醫療器械區域，面積約34000平方米，輔庫為大輸液及冷庫區域，面積約17000平方米，兩庫之間由連廊連接，以方便2個庫區之間的物流與人流聯動。

        物流中心功能定位主要為兩部分：一是三方醫藥物流配送中心。這是包括自身產品在內的綜合醫藥配送中心，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；二是生產輔料及大輸液配送。其中輔料配送用于滿足生產的一級儲存。

在布局方面，配送中心作業面設計分為4個樓層，每個樓層的系統功能分述如下：

        一樓

        （1）收貨，人工組盤、碼垛，人工叉車+立體庫自動入庫

        （2）自動分揀、集貨、發貨

        輔庫：

        （1）收貨、自動碼垛、AGV入庫（冷庫采用人工作業）

        （2）發貨，AGV出庫（整托盤），冷庫采用人工作業

        二樓

        主庫：

        （1）拆零分揀作業（電子標簽+貨到人揀選）

        （2）包裝復核作業

        （3）整件區到二樓的補貨作業，換箱作業（限于貨到人系統）

        輔庫：平置區存儲、揀選（2～4層相同）

        三樓

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

        （1）醫療器械庫：1200平方米，605個托盤位；

        （2）藥材庫：1575平方米（分為托盤區和隔板貨架區兩部分）；

        （3）中藥飲片庫：2510平方米（分為托盤區和隔板貨架區兩部分）；

        （4）特藥庫：870平方米（分為6個獨立庫，每個庫區內各按50%的面積設置貨架區和托盤區）；

        本樓層獨立作業。入庫作業時，從一樓收貨后，通過托盤提升機及電梯輸送到4樓，分別入庫；發貨時，獨立揀選，獨立包裝。可以通過多種方式下樓（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物流系統由收貨系統、儲存系統、整件揀選系統、拆零揀選系統、包裝復核系統、箱式輸送系統、自動分揀系統、發貨系統以及WMS/WCS系統構成。

        （1）收貨系統

        主庫收貨采用人工作業方式。人工卸車（站臺設計調節平臺）、碼垛、注冊、入庫。主要貨物直接進入立體庫儲存，部分貨物通過電梯進入3～4層儲存。立體庫區在收貨區有輸送機接口，叉車將托盤放入輸送機入口后，托盤將自動入庫。

機械手自動碼垛

        輔庫收貨采用機械手碼垛系統，自動碼垛入庫。貨物卸車后，通過伸縮皮帶機、輸送線輸送到碼垛點自動碼垛。碼垛后的托盤通過AGV自動入庫。共設計2臺叉車式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5臺堆垛機，10560個貨位；其二是在3～4樓設計平置區，共設計5600個托盤貨位，通過電梯輸送到相應樓層，再通過地牛或電動搬運車入位。

AS/RS 系統入庫口

        輔庫儲存采用橫梁式貨架和密集托盤式貨架（一樓）和平置區（2~4樓）。并設計一個小型冷庫供特殊藥品儲存。

        （3）整件揀選系統

        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）、平置區揀選（三樓、四樓）等三種主要作業方式。配置的主要設備包括RF、叉車、托盤搬運車、提升機等。

立體庫在線揀選

        輔庫的整件揀選采用人工方式進行。

        （4）拆零揀選系統

        拆零揀選設在主庫二樓，分為電子標簽揀選系統和“貨到人”揀選系統兩部分。其中電子標簽揀選系統貨架采用隔板貨架和流利貨架，共4層，13600個貨位，全部采用“一對多”的電子標簽輔助揀貨?！柏浀饺恕睊x系統采用四向穿梭車技術，共設計6臺穿梭車、4臺提升機、2個揀選工作站，以及約10000個標準儲存貨位（其中一期5292個）。

 “貨到人”揀選系統

        （5）包裝復核系統

        用于拆零后的復核與包裝。共設計18組包裝臺（預留4組）。采用伍強科技為醫藥物流中專門設計的一體化包裝復核工作站。

 一體化的包裝復核工作站

        （6）箱式輸送系統

        全場設計1套箱式輸送系統，分別用于補貨、揀選、發貨等作業的輸送。

        （7）自動分揀系統

        用于整件出庫的分揀作業（可按訂單或線路），共計22個分揀格口(一期實施12個格口，含1個溢出口)。采用范德蘭德滑塊分揀機。

高速分揀機

        （8）發貨系統

        主庫的發貨在一樓左側，面積約3000平方米，可暫存約1000個托盤。

        發貨月臺設計有調節平臺（4個）。

        （9）WMS/WCS系統

        配送中心采用富勒科技的FLUX WMS系統和伍強科技的AUTOWCS3.0系統。其中AUTOWCS3.0是基于伍強科技“WMS與設備無關”理念設計的一套軟件系統。該設計理念的最大特征是通過WCS層把WMS與執行系統隔離開來，所有由WMS發出的作業指令均經過WCS進行重新定向和控制，有效地解決了WMS的獨立性、可擴展性和穩定性問題，同時大大縮短了集成調試的時間。

        智能生產物流系統

        康緣藥業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，立體庫區單層，物流系統主體位于建筑西側，設計年生產能力約110億元。

        智能化工廠按照工業4.0理念設計，分為智能化生產系統和配套物流系統兩部分。這是康緣藥業首次建設高標準的智能化工廠。在此僅介紹其配套的智能化生產物流系統。

        智能化中藥固體制劑生產物流系統的功能包括兩部分：

        （1）原材料、輔料的收貨、儲存、配送；

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

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

        智能生產物流系統包括以下部分：

        1．儲存系統

        采用一套AS/RS立體庫系統，設計5個巷道，5臺堆垛機，總貨位數6000個。托盤規格為1200×1000×150mm，單元荷載為450kg。

        2．原輔料輸送系統

        儲存于立體庫的原輔料及包材通過立體庫輸送系統送到出口，再由叉車式AGV輸送至各樓層的生產工位。每個樓層配置1臺AGV，共3臺AGV，并留有未來可以擴充的接口。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，本項目AGV通訊首次采用5G通訊技術，對于減少延時，提高系統的可靠性和靈活性，將起到積極作用。

        3．成品入庫輸送及碼垛系統

        成品從生產線到立體庫的輸送采用箱式輸送系統完成，共3條輸送線（每層1條），并配置2臺機械手，自動碼垛入庫。可同時碼垛6個品種。

連接車間與立體庫的成品輸送線

        4．原輔料的配方系統

        為了壓縮生產線線邊庫空間，系統設計采用配方托盤方式，將多個SKU的原輔料組合到一個托盤上，按照生產節拍配送到車間生產工位。配方系統共設9個托盤位置（6個庫內存儲托盤位，3個配盤工位），另設1個托盤垛拆垛工位。配盤后的原輔料入庫暫存，根據系統調度，從各樓層出庫至生產車間。

原輔料配方線

        5．成品出庫系統

        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自動輸送到出庫口，進行集貨后出庫，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

        所有庫存管理和生產調度采用伍強科技的AUTOWMS3.0/AUTOWCS3.0系統實現。

        關鍵技術應用

        本項目幾乎應用了目前先進的物流技術，如AGV系統、“貨到人”揀選、機械手、AS/RS技術等。

        1．AGV系統

        隨著導航技術和控制技術的進一步成熟，AGV正逐步成為現代物流系統的標配產品。

        在配送中心的輔庫入庫環節，采用機械手自動碼垛，并應用AGV自動完成入庫和出庫作業。設計2臺自動叉車（AGV），采用激光導航方式。

        在生產系統中，采用AGV完成原輔料從儲存系統到生產車間之間的雙向輸送。

        AGV的應用一方面提升了系統的自動化水平，另一方面增加了系統的柔性。

        2．“貨到人”揀選

        “貨到人”揀選與自動揀選是目前業界普遍看好的下一代拆零揀選技術的主流技術，其在揀選效率、準確性、空間利用率、靈活性等方面具有突出的應用優勢。本項目在配送中心的拆零揀選環節采用“貨到人”揀選技術，大大提升了揀選效率和揀選的準確性。目前，系統配置2個揀選站和6臺四向穿梭車，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，其揀選能力可以達到5000~6000行，揀選能力是常規揀選的3倍以上。

        3．機械手

        機械手在物流系統中的主要作用包括：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

        本項目分別在收貨環節和生產成品入庫環節應用了機械手技術。在收貨環節，通過伸縮皮帶機卸貨后，機械手自動碼垛，大大加快收貨的自動化程度，具有很強的示范性；在生產環節，成品下線后通過輸送機輸送至立體庫前，機械手自動碼垛入庫。這一應用解決了連續生產的無人化問題，大大改善了生產車間與物流系統的自動銜接問題。

        4．生產配方技術

        制造業物流一個非常顯著的特點就是原輔料的配方，配方的主要作用是通過合理搭配生產原輔料（根據產品要求，按比例配置原輔料的數量），減少線邊庫的容量。對此，本項目的做法是：提前根據生產配方要求，對生產車間固定工位的原輔料需求，按照2~4小時使用量配方成托盤，并儲存在立體庫中備用，使用時直接調出配方托盤即可。這樣一方面可以快速配送輔料，保證生產的正常進行，同時大大節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

        螺旋提升機被認為是最緊湊的提升機設備之一，且技術成熟，故障率低，運行平穩。尤其是其輸送量大，每小時可以完成1500件以上的貨物輸送，解決了其它類型提升機跨樓層運輸能力不足的問題。在伍強智能科技的案例中，也有10年以上的應用。本配送中心項目充分利用螺旋提升機的特點，完成整件貨物和打包后的貨物從2~4樓到達一樓的快速輸送，成為項目的亮點之一。

螺旋式提升機

        6．其它

        本項目的關鍵技術還有很多，如在AGV通訊方面應用了5G通訊技術，對于解決移動設備通訊的延時問題，提升系統的靈活性、實時性和安全性等發揮了重要作用等。

        項目效果

        基于食藥監局對GSP和GMP認證的重視，特別是兩票制的實施，我國醫藥物流發展一直處于比較領先的水平，成為我國物流發展的亮點。

        本次康緣藥業同時在商業和工業全面升級物流系統，打造全新的現代物流體系，在行業內引起廣泛的關注。

        康緣藥業的物流系統升級主要是為其打造“兩個100億”的戰略目標服務，即“藥品生產100億，商業流通配送100億”。本項目的建成，為這一目標奠定了堅實的基礎。配送中心自上線以來，盡管離設計指標還有一定差距，但已取得明顯成效。配送效率大幅度提升，尤其是配送的準確性、及時性指標大大提升。