大型医药物流中心规划与系统设计

   本文以无锡中鼎物流设备有限公司为医药企业实施的大型综合物流中心项目为实例，阐述了医药物流中心的规划设计、系统构成和业务流程。无锡中鼎依托技术实力，对用户的现有建筑空间进行合理布局，集成了自动化立体仓库、多种输送设备、计算机管理信息系统，通过优化药品入库验收、存储、补货、分拣、发货配送等作业过程，提高订单处理能力和作业效率，使药品的储运、发料、记转账等全部实现自动化处理，实现拣选自动化与信息化，降低了分拣差错，最大限度为用户提高物流水平，节约物流成本，增强市场竞争力。

一、医药物流中心组成
   本文中的医药物流中心主要由自动化立体仓库以及输送系统、VNA窄巷道箱式拣选货架、搁板式拆零拣选系统、箱式输送搬运系统、电气控制系统、调度监控系统等部分组成。

二、主要功能
本医药物流中心主要实现如下功能：
1.整托盘入库作业，以入自动仓库为主，VNA库位需要补货时则直接入VNA；
2.零散药品入库作业，直接通过补货输送线入搁板式货架区；
3.自动仓库自动向VNA货架区进行补货作业；
4.VNA货架区向搁板式货架区进行补货，由输送线完成自动衔接；
5.VNA货架区进行箱式拣选作业，并按照订单进行自动分流；
6.搁板式货架区进行拆零作业，并经人工复核后自动输送到订单集成区域做分流；
7.WMS系统通过接口程序与ERP系统无缝连接，实现统一管理和资源共享，满足授权用户按照权限查询系统数据库和有关报表的功能。

三、库区构成情况

 该医药物流中心的主要存储和拣货区域如下：

  四、整体规划
  1.自动化立体仓库存储区
  货架内配置钢制（或塑料）托盘作为承载产品的容器，托盘规格为1000L×1200D×160Hmm，额定承重600kg。
  货架规划为采用横梁组合式货架，一格二货位，8巷道16排2×31列4层，货格尺寸为2320×1100×1725mm，总高8.3m。货位数3944个（3968-24个禁用库位）。
  本项目使用4台单立柱弯道式堆垛机，高度8.3m，载荷为600kg+25%的安全余量，水平运行速度0~100m/min，升降速度0~24m/min，货叉伸缩速度3~36m/min。堆垛机所用元器件均采用国际知名品牌，如，电机减速器及变频器采用SEW、可编程控制器采用西门子、红外通信采用德国劳易测(LEUZE)等。

  2.自动化立体仓库入出库区

  立体仓库货架前端单侧设置链式输送机，配合快速穿梭车，可同时执行立体仓库药品的整托盘出库和入库作业。链条输送机速度3~16m/min，可变频调速。快速穿梭车走行速度3~160m/min，输送速度3~16m/min。3台入库输送机设置托盘外形检测装置和固定条码扫描器，用于入库托盘的长宽高尺寸检测和托盘条形码阅读。入/出库产品信息显示在电子显示屏上，引导叉车司机进行出入库作业。入库时，操作人员用手持无线终端扫描产品信息同托盘条码结合后进行自动入库。
  立体仓库出入库设备包括快速穿梭车1台；链条输送机14台；货型检测装置3套。

  3.VNA窄巷道货架以及订单集成区

  区域采用横梁组合式货架，一格两个货位，20排2×25列5层，货格尺寸为2390×1100×1725mm，总高8.5m。货位数5000个。货架内配置钢制（或塑料）托盘作为承载产品的容器，托盘规格为1000L×1200D×160H mm，额定承重600kg。货物出入库采用窄巷道高位拣选叉车。
  入库作业流程：一是从自动化立体仓库补货，通过直线穿梭车自动输送到指定输送机处，高位拣选叉车叉取托盘后放在VNA指定货架上。二是外来药品码垛后，高位拣选叉车叉取托盘后放在VNA指定货架上。
  整件出库作业流程：操作人员根据出货订单，驾驶高位拣选叉车，根据无线手持终端显示的托盘位置，进入VNA货架区，拣取手持终端中显示的件数，并将作业信息即时自动传输到数据库中，数据库自动更新库内存放货物的数量。拣选完成后，操作人员驾驶高位拣选叉车到出货线处，把每件药品依次放在出货输送线上，送到订单集成处，完成自动分流。
搁板式货架区的补货作业流程：每日上班后，操作人员根据当日订单数量，盘点需要拆零拣选的药品数量，不足的部分由VNA货架进行补货作业，操作人员驾驶高位拣选叉车，根据无线终端的提示，拣取搁板式货架需求的数量后把每件药品依次放在补货输送线上，自动输送到搁板式货架补货处，完成补货作业。

  4.搁板式拣料货架

  搁板式拣料货架的主要功能是药品拆箱拣选出库作业。本物流中心共设计3252个搁板货位，设计3层搁楼。其中，1层有1084个搁板货位，放置A类拣选药品，每个搁板货位放两种药品，则共有2168拣选货位；2层和3层共有2168个搁板货位，放置B、C类拣选药品，每个搁板货位放置四种药品，则共有8672拣选货位。总共设计拣选货位10840个。
搁板式货架的货格尺寸为2000Lx600Dx500H  mm。货架系统共分三层，每层楼高度为2.1m，货架系统总高度为6.3m。搁板式货架楼层板采用网格板制作，以满足消防法规要求。

  5.搁板式货架区规划
  一楼主要用于A类药品的存放与拣选，配有综合搁板式货架的补货输送线，周转箱拣选输送线，人工复核打包输送线，拣选出库输送线，以及空周转箱回流输送线。

  二楼和三楼主要用于B、C类药品的存放和拣选，配有综合搁板式货架的补货输送线，周转箱拣选输送线，人工复核打包输送线，拣选出库输送线，以及空周转箱回流输送线。

  五、电控系统与计算机网络系统规划设计
  该物流中心设备的电气控制系统由上位监控计算机实现统一调度、监视和控制。采用PLC节点控制的PROFIBUS现场总线，实现分布式控制方式，如图7。
在本方案中各部电器均通过可编程控制器实现控制，操作部件采用旋钮开关及触摸屏操作；执行部件采用变频调速器及接触器；检测部件采用光电开关、行程开关、稳态磁开关等；执行机构采用电机减速器一体机。

  六、物流作业与信息流程

  入出库产品的输送，对用户实现透明控制和输送，即通过监控计算机，按照作业计划，确定产品的流向、路径、目的地，中间输送过程和交接由监控系统调度和控制。产品流程的合理、快捷，基于信息管理系统的正确调度。物流作业控制与管理流程，如图8。
  1.成品收料入库作业
  流通货物到达作业区后，人工码盘，工作人员在工位机管理界面上录入材料信息和数量（此数据或是从ERP、GSP直接获取），信息管理系统将根据货架存储区域实况及货位使用规则，将货物分别送入自动仓库和VNA货架。入自动仓库的料盘，信息管理系统自动安排货位，管理员确认分配的货位（可人工进行调整）后，发出入库指令，料盘通过外形检测和条码扫描，建立材料与托盘的对应关系；料盘自动输送入库，由堆垛机自动送入指定货位。入VNA的料盘，信息管理系统自动安排货位，操作人员通过高位拣选叉车叉取后自动放入指定货位，用手持终端进行确认入库完成。
（1）到货：成品送到入库作业区；
（2）码盘：按预定的产品码盘规则进行码盘；
（3）录入组盘信息：保管员用手持条码扫描器或无线手持终端（带条码扫描功能）扫描各托盘条码号和承载的产品条码并自动绑定，在计算机终端上录入数量等信息，管理系统自动分配货位（可人工调整）并生成入库任务；
（4）入库：管理系统将根据货架存储区域实况及货位使用规则，自动安排货位。
入自动化立体仓库的料盘，叉车根据电子显示屏指示将货盘送到入库输送机上，货盘即开始输送，通过外形检测框架和固定条码扫描器，若外形检测合格并读入和确认托盘条码，则控制系统生成入库作业指令；否则输送机倒转，货盘退回到入库口，同时报警；装卸员进行人工整理或调整、更新托盘条码标签后重新入库；通过快速穿梭车，货盘自动输送至巷道口，由堆垛机自动送入指定货位，作业结果信息回写到管理系统，入库作业完成。
入VNA的料盘，信息管理系统自动安排货位，操作人员通过高位拣选叉车叉取后自动放入指定货位，用手持终端进行确认入库完成。
（5）留样与检验：一批未检验的成品全部入库后，系统自动生成请检单，并自动向品管部门发出请检申请。检验员从库房取走留样成品；填写检验数据后，（系统根据检验标准自动判定成品质量状态，）生成检验报告单，相关检验人确认。如检验合格，系统自动标识该批成品合格，允许销售。
（6）零散物料的入库：资料录入信息管理系统后，不用码盘，直接通过箱式输送线，输送到搁板式货架进行存储。
 2.自动化立体仓库向VNA补货作业
 自动仓库的主要功能是大批量收货，以及向VNA货架区进行补货作业。每天上班后，操作人员会根据当日订单情况，进行自动盘点当日整件发货数量。当出现VNA补货或者整件出库不足的品种，系统向自动化立体仓库下达出库命令，通过直线穿梭车搬运到指定输送机上，由操作人员驾驶高位拣选叉车把托盘送到VNA货架的指定位置处。并通过无线手持终端向系统确认调拨数量，完成VNA托盘补货作业流程。
  3.VNA货架向搁板式拣料货架补货作业
  VNA货架的主要功能是整件出库和向搁板式货架补货作业。每天上班后，操作人员会根据当日订单情况，自动盘点当日搁板式货架拆零拣选发货品种的件数。当出现搁板式货架不足的部分，信息管理系统会根据VNA货架中库存情况，操作人员生成补货单，VNA补货人员根据手持无线终端中的信息，驾驶高位拣选叉车在VNA中自动进行整件拣选。整件拣选完成后，VNA中的产品信息会通过无线网络传输到信息管理系统中，自动完成转库作业。操作人员把拣选完成的产品放在补货输送线上，补货输送线根据信息管理系统的指示，通过条码分流，自动输送到一楼、二楼和三楼的补货点，操作人员取走补充的整件药品，拆箱后放到指定位置的搁板货架上，空纸箱人工送到拆零复核区用做打包的外包装纸箱。
  4.VNA货架区整件拣选出库作业
  整件拣选出库时，信息管理系统会生成出库单，VNA货架区的操作人员会根据手持无线终端中的信息，驾驶高位拣选叉车在VNA货架中自动进行整件拣选。整件拣选完成后，VNA中的产品信息会通过无线传输到信息管理系统中，自动完成出库作业。操作人员把拣选完成的产品，放在出货输送线上，出货输送线根据信息管理系统的指示，通过条码分流，自动输送到订单集成通道分流口，完成出库作业。
 5.搁板式货架拆零拣货出库作业
  搁板式货架的主要功能是拆零作业。拆零作业出库时，信息管理系统会生成拣选出库单，拣选人员根据手持终端中的信息，推动拣选小车，走到指定货架位置，把需要拣选的药品放在拣选小车上的空周转箱内。拣选完成后，搁板式货架中的产品信息会通过无线网络传输到信息管理系统中，自动完成出库作业，并更新数据库。
拣选完成的周转箱通过箱式出库输送线自动输送到一楼人工复核区。复核人员根据电脑终端中的信息进行订单复核，更换包装箱，并且把产品说明书等GSP要求的每种产品的信息资料放在包装箱内，进行打包作业，并在箱外贴识别条码以及相关信息（包括订单号，客户号，配送区域等资料），完成后自动输送到订单集成通道分流口，完成出库作业。空周转箱通过回流线自动输送到拆零区进行循环作业。
 6.成品发货出库作业
 订单集成后，出货产品堆放在发货区域，按订单和配送路径进行码放。保管员可同时调出多个发货单，按产品分类统计后的总数量来组织发货。
 7.产品退货入库作业
 退货产品送到作业区，保管员在终端机上调出退货通知单，按入库操作过程入库。退货产品在专区存放。
 8.不合格成品返工/销毁出库作业
 保管员在终端机上调出成品返工／销毁指令单，按出库操作过程出库。
 9.盘库作业
 当某个编号或某个批号的产品，在一个周期内仍没有发完，可按指定的比例或全部进行自动盘库，盘库应在物流中心的空闲时间段进行。操作员在管理计算机上按照自动或人工填写的并经确认的盘库作业单，搜索库内指定产品的货位，主要分为以下3个方面：
自动化立体仓库内的料盘，发出出库指令，相应货位的货盘自动取出到出库口，工作人员清点产品数量，盘库完毕，操作员确认后，发出回库指令，将货盘送入原货位。
VNA货架区内的料盘，操作人员驾驶高位拣选叉车，找到指定料盘，按照盘库单清点产品数量。
搁板式货架区的整件药品，操作人员在找到指定药品的存放区域，按照盘库单清点产品数量。
如果盘点数量不符，操作员需要填写盘盈盘亏单。
  10.倒库作业
  操作人员根据每月报表，进行药品A、B、C分类，把A类药品放在立体库和VNA货架区的前部，以及搁板式货架的一楼，以缩短作业距离，提高出货效率。
  11.空托盘入出库作业
  入库缓存区划分一部分设置为空托盘专用堆放区，平时存放一定数量的空托盘以备入库用。托盘数量不足时从库内调出补充，多余时送入货架上存放。
  空托盘入库：发货出库，拆盘后的空托盘由叉车收集并逐一堆叠，直至叠满8个时，系统自动分配一个空货位，将空托盘入库存储。
  空托盘出库：当入库作业区空托盘用完，操作员可在电脑终端上，调出一个空托盘组待用。