0 引言

物流中心是集入库、存储、包装、按订单需求出库等多种功能于一体的物流枢纽。在医药行业中，传统物流系统对内整体性较弱，功能分散，各单元衔接不紧密，相互之间业务配合不够流畅；对外无论是采购或是销售，其客户群体大，订单极具复杂性，与供应链上下游的订单处理不够及时和迅速。在日益增长的市场需求下，以上综合因素致使企业物流成本极具增加，物流系统运转不畅，严重制约企业的发展[1,2]。

为了突破以上限制，需要建立快速、高效、智能化的物流解决方案，统筹生产、存储、包装、输送、出库、信息处理等各个环节，提高其生产能力和仓储效率，整合人力资源，更好地支撑产品销售。

1 项目背景

案例项目为国内某药业有限公司的物流中心，其建设投资规模大，覆盖范围广，具有典型性。案例有如下特点：

1）原有药品生产入库过程包括装箱、扫码、码垛等生产环节均为人工完成，劳动强度大，效率低；

2）客户大部分为医院，其订单的起订最小单位为瓶包，拆零拣选量大；

3）据新版GMP认证[3,4]的要求，产品管理需要落实到最小单位（每瓶），每瓶产品可追溯；

4）随着中药饮片产品产量的逐年增加，对于物流的需求也不断增加，需满足年产2 000万瓶的处理能力。

2 解决方案与关键技术

2.1 物流中心

物流中心可实现物流全程自动化和信息化，支持与上级系统进行信息集成，利于企业管理、决策与宏观调控。

如图1所示，ERP系统依据生产计划，向供应商和公司内部生产部门下达采购任务；依据医院、药店等客户所下订单下达分拣、出库销售任务。物流中心接收ERP下发的生产、销售、采购计划，通过管理系统和调度系统让所有物流设备有条不紊地运行，使物流自动化系统满足用户业务的需要，实现了生产存储和分拣配送中心的功能。物流中心能够自上而下的推进计划，使得各生产、销售环节顺利进行；同时能够自下而上的拉动需求，向决策层反映物料的库存，有利于及时制定采购计划。因此物流中心在现代化的企业管理中占有重要的地位。

图1 药企物流中心概念图 

2.2 整体规划布局

自动化物流中心分为立体货架区及其周边区域，其中立体货架区主要用于存储整箱、整托盘的物料及空托盘；周边区域各层平面布局图如图2、图3所示，一层与外界连接，主要用于外来产品的整箱整托盘入库、空周转箱存储以及完成药品拣选后打包、复核和发货。二层部分与生产车间通过连廊连通，生产车间产品经理瓶系统后，通过连廊传送至料箱码垛入库区，需要出库的产品经过拆垛、拣选后由螺旋提升机传送至一层出库分拣集货区。

物流系统拥有一系列关键技术，包括高密度料箱存储、双工位全伺服Miniload堆垛机的研发、机器人理瓶装箱系统的研发、自动补货系统及补货穿梭车的研制、产品入库追溯及保质期跟踪管理等，大大节约了土地资源和人力资源成本，显著提高了仓储自动化作业的效能。

图2 一层平面布局图   

图3 二层平面布局图   

2.3 方案特点

项目采用最新的物流中心设计理念、大容量库体，全自动装箱堆垛搬运，自动输送，RFID读码，无人员进出操作、计算机系统自动管理和监控仓库的帐物及设备运行情况。

1）首次攻关设计将机器人及配套设备系统应用于自动化产品入库流程。实现来料自动瓶装箱，箱子自动码垛等作业环节。理瓶机、机器人夹具为自行开发，自动采集RFID信息、产量大，速度快。

2）首次采用高密度料箱存储库及配套的双伸位Miniload堆垛机，堆垛机采用全伺服、高速控制（240m/min）。采用流利货架自动补货系统及伺服补货穿梭车。建立流利货架库存管理系统，系统实时根据拣选情况，自动生成补货订单。满足业主自动化要求，大量减少人工成本。

3）首次采用RFID读取设备采集和复核，实现库存准确率100%，采用电子标签拣选，减少人工选择和判断，降低拣选的难度，提高拣选准确度，大幅提高拣选效率。

4）首次采用瓶、箱、托盘三级库存管理的WMS系统，实现每瓶药品信息的可追溯，保证产品质量。

3 物流中心瓶、箱、托盘三级库存管理设计方案

物流中心实现了瓶、箱、托盘三级的库存管理方式，以托盘和料箱立体库为核心区域，可对内部生产车间以及多种类外来箱实现按箱、按托分类入库，如生产车间的药瓶经理瓶后，A类产品需经码垛后以托盘方式入库，B、C类产品则直接以料箱方式入库。出库过程根据订单需求分为整箱、整托出库，或经流利货架补货系统进行拆零拣选后完成出货。

3.1 入库功能单元

入库按货物类型可分为：生产入库、托盘库外购品入库和料箱库外购品入库。

1)托盘库外购品入库流程

人工码盘后，通过手持PDA扫描托盘码、逐一扫描箱码，绑定托盘和物料信息。叉车工将托盘放到一层入库输送机上，入库输送机进行尺寸检测。再经穿梭车，运输到库前端入库站台。堆垛机取货读码后，上传WMS管理系统，WMS分配入库地址，堆垛机完成入库作业。

2)料箱库外购品入库流程

料箱上线后，读取料箱码和料箱中瓶子的RFID信息，将信息上传到WMS，并与接口数据比对，比对正确的箱子经提升机和输送线到入库站台。

料箱库货架采用横梁组合式货架的结构，每组垫梁上存放两个料箱。如图4所示，与常规的前后双货叉Miniload堆垛机不同，该Miniload堆垛机采用一个货叉，一次取两箱，放置在货叉的左右两边。通过全伺服驱动和优化后货位分配地址算法，提高了货位存储效率，存储密度对比普通料箱货架存储能力提高20%。

图4 Miniload堆垛机 

3)车间生产入库流程

瓶装线将来自生产车间的药瓶输送到理瓶机，依次经过高速RFID读取、理瓶、机器人装箱等环节，装箱后箱号和70瓶信息同时上传至WMS管理系统并进行验证。验证通过后，料箱通过连廊到达仓库，A类产品被分到机器人码垛[6]，进入托盘库；B、C类产品直接自动进入相应的料箱巷道入库口，Miniload堆垛机自动叉取料箱入库。

3.2 出库功能单元

出库按订单类型可分为：整托出库，整箱出库，基于流利货架的自动补货出库，拆零拣选出库以及复核。

整托盘出库流程为：ERP接口或人工导入出库订单后，生成出库作业，堆垛机按照指令将出库托盘送到出库站台，经穿梭车送至一层托盘出库站台，LED屏幕显示该托盘的出库信息，叉车工根据信息提示将整托盘送至指定区域。

整料箱出库流程为：ERP接口或人工导入出库订单后，生成出库作业，堆垛机按照指令将出库料箱送到二层出库站台，经出库补箱线、螺旋提升机，到达一层出库高速分拣机。LED屏幕显示该托盘的出库信息，叉车工根据信息提示将料箱送至指定发货暂存区域。

1）基于流利货架的自动补货出库

该药业的客户大部分为医院，其订单的起订最小单位为瓶包，拆零拣选量大，不能全部采用整托出库和整箱出库的模式，项目规划了2 000 m2的拆零拣选区域。拆零拣选区域是基于流利货架、电子标签和伺服穿梭车的自动补货系统[7,8]。

图5 流利式货架系统  

流利货架每列均装有一个电子标签，可存放3箱货。使用前，在系统中需将货位某列与某种产品绑定。运行中，系统根据人工拣选并确认的数量，计算流利货架中该产品的实时库存。当库存少于设定的最小库存箱时，自动补货系统发起补货任务。所使用的双工位补货RGV穿梭车，控制精度准，定位精度高，载货台能垂直运行三层，是完成补货系统的执行机构。

出库补货流程为：WMS根据拣选区的缺货情况，生成出库补货作业。Miniload料箱堆垛机收到出库任务后，将料箱放到二层出库站台，经出库补货线到达RGV取货站台。RGV完成取货读码后获得流利货架的入库地址，完成自动补货作业。

2）拆零拣选、复核

纸箱经开箱、读码、WMS根据订单分配拣选任务后，沿拣选输送线前进，依次经过各拣选台，在有拣选任务的站台处弹出。人工扫描箱码后，流利货架电子标签自动显示拣选数量，工人根据提示数量完成拣选，并将拣选完毕的纸箱推回拣选输送线。纸箱继续前进，循环上述流程直至完成拣选。

为确保拆零拣选过程的准确率，完成拣选后的纸箱进入RFID复核流程，实现拣选准确率100%。复核后的箱子被推入出库线自动封箱，经螺旋提升机输送到一层，出库高速分拣机根据订单将箱子分配到不同的发货口，装车发货。

4 结论

案例物流中心的顺利建成并正式投入使用，实现了物流产品车间到仓储，拣选，发货全过程自动化和智能化。通过仓库管理系统（WMS）、智能调度系统（WCS）、上级ERP系统无缝对接，仓库监控系统协调运作，物流设备有条不紊地运行，实现智能物流与仓储的高度自动化，系统实现了库存准确率100%。仓储管理、分拣过程信息化、先进先出原则化、账目管理无纸化，数据传输网络化，设备监控远程化，减少了人员，提高了效率，节约了土地资源。通过自动化智能仓库的应用，节省70%的人力成本，实现单班D+0（当日订单发出率）95%以上。使用至今实现库存无差异准确率100%。