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P126 制药企业自动化仓储系统的方案设计

来源:2017年第9期(总第209期) 作者:曲顺 张萌 张胜 孟琦 刘之舟/文 浏览:

摘 要:本文针对医药制造业中多厂房、多仓库、产品种类多等特性,设计了由立体仓库、AGV、分拣输送线、提升机等多种硬件设备和应用软件系统组成的自动化仓储系统。经过生产检验,证明该系统运行安全可靠、准点高效,具有较大的推广应用价值。
 
 
关键词:医药制造业、自动化、物流系统
 
  曲顺 张萌 张胜 孟琦 刘之舟/文
 
        医药制造业是高技术密集的行业,具有高投入、高产出、高风险、高技术密集型的特点,世界各国都把医药制造业作为重点产业。我国目前已经形成包括化学原料药制造、化药制剂制造、中药材及中成药加工、兽用药制造、生物制品与生化药品制造等门类齐全的产业体系。随着科技进步,企业生产规模的扩大,中国制造2025的推行,医药制造业对自动化物流系统的需求日益提高。全方位采用自动化物流系统,能够使厂房空间利用率显著提高,作业环境得到改善,人工需求量与员工劳动强度大大降低,产品品质得到可靠保证,并可实现产品信息的可追溯,提高企业信息化管理水平。
 
        本文针对某医药制造企业中多厂房、多仓库、多产品种类等特性,设计了由立体仓库、AGV、分拣输送线、提升机等多种硬件设备和应用软件系统组成的自动化仓储系统。该项目企业以现代中药为核心,发展生命健康产业,以营养保健品、健康食品、饮品为主传承中医药典范,在全国多个城市拥有大型生产基地。该项目建设为集生产、物流于一体的大型产业基地,单日出库量达近万件。
一、方案总体规划思路
1.整个物流线上以托盘、周转箱为运送单元。
2.以AGV、RGV、堆垛机、提升机、自动输送线、伸缩皮带机等作为物流工具,除分拣、称重组盘、复核打包需人工操作外,其他物流环节为无人作业。
 
3.在立体库二层,通过空中物流连廊贯通中央车间、原辅料库、生产车间三座厂房,运用AGV衔接各厂房间物流运输作业。
 
4.由于产品种类繁多,拆零拣选货架及输送线放置于成品库二层,通过输送线、螺旋提升机穿过楼板降至一层,与一层的整件整托出库产品汇流,再一起按批次进行复核打包。
 
5.生产车间各楼层的物料通过AGV与提升机对接由二层输送至各楼层。
厂房布局,如图1 。
 
二、成品物流作业流程
1.入库
成品入库分两种,分别为外购成品入库及生产成品入库。
 
(1)外购成品入库
①供货商送货卸车,随货带检验报告单,初步验收并记录;
②人工通过伸缩皮带机卸货,人工码垛拼盘、缠膜、信息录入建立托盘与物料对应关系;
③人工叉车将货物运送至成品库1层北侧入口;
④通过RGV送至库端输送机;
⑤堆垛机接货,系统分配货位入库。
 
(2)生产成品入库
根据GMP、GSP要求生产成品入库需先入成品待检库,待检验合格后转入成品库。
①生产车间→成品待检库
a.生产车间一、三层人工码垛将货物放置于提升机入货口;
b.二层的成品人工摆放至出货位;
c.提升机将一、三层货物运送至二层出货口
d.AGV接货,通过空中连廊运送至中央车间的成品待检库;
e.库端设备输送,堆垛机接货入库。
②成品待检库→成品库
a.抽样检验,成品待检库堆垛机自北侧出货,RGV接货运送至成品库北侧人工检验区;
b.人工检验完成后,由RGV运送至成品待检库入库口,堆垛机接货入库;
c.成品待检库堆垛机自南侧出货,RGV接货运送至成品库南侧入库口;
d.成品库堆垛机接货,系统分配货位入库。
成品入库作业流程如图2。
2.出库
出库方式分为两种,一种为整件出库,另一种为拆零拣选出库。二层拆零拣选货物经拆零拣选线、螺旋体升机降至一层与立体库库端整件出库货物汇流,一起流向复核包装台出库,如图3。
 
三、难点及解决方案
1.系统设计难点
        现场物流管理的载体在于“物流”,如果无物可流的话非常好管理,但是最怕的是有物难流,这样就容易产生“乱流”,进而出现很多无效的工作和救火式的管理,现场日益混乱。因此,首先结合企业各工艺流程,理顺现场逻辑关系,做到物道自然畅通。
通过对成品、原辅料、包材等各工艺流程的分析,存在难点如下:
(1)如何解决三个厂房间的物流运输。
(2)如何解决出库成品种类繁多,出库量差异大。
(3)原辅料、包材单次出库量差异大,如何更便捷,提高物流效率。
(4)运送载体的流转。
(5)出入库信息的快速识别与传递。
2.解决方案
        整个物流系统由立体库货架及堆垛机、AGV、RGV、提升机、自动输送线、伸缩皮带机,以及协调控制各设备工作的物流控制系统组成。
(1)针对三个厂房间的物流运输,在各厂房的二层建设了空中物流连廊。
        空中物流连廊连通了三个厂房间的物流运输,利用AGV在各厂房间自动运输物料。
(2)针对出库成品种类繁多、出库量差异大,采用两种出库方式,一种是从立体仓库库端整件出库,另一        种是拆零分拣出库(如图4),之后两种出库货物进行汇流再复核打包。
 
        在中央车间一层成品立体仓库库端,设置整件出库站台,经人工拆垛将整托盘的货物按件放置于出库输送线上。
        中央车间二层设置流利式货架、搁板式货架及分拣输送线,各货架上均设有电子标签用于对出库量较小的货物进行分拣出库。二层楼板开洞,分拣输送线穿过楼板到达一层(如图5),在一层6米高的空中走一段空中输送线,再经螺旋升降机降至一层地面(如图6),与整件出库货物汇流,按订单、地区输送至相应的复核打包台。
 
(3)针对原辅料、包材单次出库量差异大的特点,设置了组盘区(如图7)。
 
原辅料出库存在两种形式,一种为需称重的,另一种为无需称重的。通过组盘区将同一订单中不同种类的货物拼至同一托盘中,同一订单中称重后的与无需称重的货物也拼至一起。组盘工作提前进行,在生产要料时堆垛机直接从立体库中将组盘完成后的货物运出,由AGV送至生产车间。
 
(4)针对运送载体的流转,防止在个别区域造成运送载体的积压,在物流线路及设备运用上进行了优化。
二层拆零拣选线补货,为AGV环形补货,各组货架处设有地面托盘位。补货托盘仅在补货区域流转,不会出现积压或不够的情况。
 
        针对周转箱,将拆零拣选线设置为上下层,上层为拆零拣选线,下层为空周转箱的回流线。人工复核打包完成后,将空周转箱放于下层中,空周转箱会经螺旋升降机、空中物流线升至二层,在拆零拣选线端头处进行停位暂存,当有任务时放行,经顶升移栽机、爬坡皮带机升至上层用于拆零拣选使用。
 
(5)出入库信息的传递,均通过扫码的形式来完成。
在托盘及周转箱上均设有条码,输送线、堆垛机等设备上设有条码扫描器,人工采用智能手持终端扫码,通过WMS、WCS系统对整体物料、设备进行调度控制。
 
四、结论
        本文针对医药制造企业的特性,对自动化仓储系统在运用时的难点进行了方案设计。从仓库至各生产车间的物料运输,再至最终成品出库,先进物流设备与管理系统的投入使用,大大提升了物流作业效率,降低了药品出库差错率。对于复杂的拆零作业,通过电子标签拆零拣选系统,提高了作业准确率,减少了对熟练工人的依赖。从规模产生效益的角度来看,达到了降低成本的目的。通过厂房间空中物流连廊的建设、AGV的运用,节省了大量的劳动力和仓储面积,降低了物流成本。
 
作者单位为机科发展科技股份有限公司



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