作者：杜仁杰
您想知道制药行业智能化物流的四大发展特征及面临的四大挑战吗？您的企业正在寻找智能物流仓储的创新方案吗？阅读此文即可得到答案。
河北博柯莱智能科技有限公司总经理杜仁杰在+1大会·云—国际制药产业云峰会“精益生产专场论坛”分享《制药行业智能化物流仓储的趋势和发展》，有助于大家了解智能化物流仓储的发展趋势。本文根据嘉宾报告内容整理，经演讲嘉宾本人确认并同意公开分享。
杜仁杰 河北博柯莱智能科技有限公司 总经理
智能物流被誉为工业4.0三大主题之一，是构建“智能工厂”、“智能生产”的关键纽带，是承上启下连接供应商、智能工厂、智能生产终端客户之间的关键环节，因此发展智能物流仓储具备重要的战略意义。近年来，智能物流设备技术得到了广泛的发展和变革，今天结合本人最新的研究课题和近期的具体项目案例展开分享。
第一个特征：生产车间和仓储进行整体规划和互联互通
在过去的20年里，企业更多的是对生产车间、制药和物流设备、仓库的规划，采取独立的、分开的、分阶段的实施计划。近两年可以看到，制药行业趋向于三者统一的规划和实施。
以湖北省宜昌市的某项目为例：项目包括四个部分，原料库、自动化投料系统、车间包装码垛和成品库生产车间，生产车间在两个自动化仓库中间，中间规划两个生产区域，车间和库房都是由连廊连接，车间的一、二楼是生产线。包含4万个货位，15台堆垛机，原料库有1万多个货位，成品库是3万个货位。作为一个新建项目，原料库、生产车间和成品库房的整体规划是最合理的。
原料库设计了1万多个仓储货位，6台堆垛机，库房主要放置吨包物料和25公斤袋装物料。吨包通过装置从月台放置到输送线、通过堆垛机进入仓库、通过提升自动投料。物料通过堆垛机和RGV 自动输送到车间的三楼投料口。需要拆分的物料通过机器人自动化拆垛，自动投料。生产完成的产品，通过自动化后道包装系统完成装箱。一、二楼均有5条自动化包装线，将袋装产品自动化装箱，通过码垛机器人集中码垛后，汇总进入成品库的入库，通过RGV连廊、输送进入3万个货位的成品库。
整个过程的所有产品都是通过自动化输送、自动码垛、自动入库完成。原料库、生产车间和成品库都是通过连廊进行连接和RGV在其中进行转运。在这个项目中，4.5万个货位的整个方案实现了生产车间、原辅料包材库和成品库的全部联动。一次性的实施规划，有效的提高了设备联动的稳定性。
重庆某知名制药公司的项目：12台21米高的堆垛机设备，约有3万个货位，设计了48个品种出入库，12个车间的产品在车间包装后，在二楼通过4台机器人进行码垛，码垛速度达到1600箱/小时。12条包装线，三层楼的输送设备和3万个货架达成全过程的无人化和减人增效的目的。
以上两个案例对应的是目前比较主流的布局方案，它们的特点是，在原有的仓库和堆垛机的基础上，增加了车间的连廊输送线，RGV与车间的包装线共同实现联动。
第二个特征：生产物流仓储实现完全的无人化和自动化
随着自动化步伐的加速，制药行业提出了更有挑战性的，实现更高自动化、甚至是绝对性的0人工干预的要求。
以石家庄的案例进行说明，客户整体的自动化程度已经在行业内算比较高的，在这个基础上，试图进一步提供更加自动化，基本上实现整个后包装、仓储、物流的0人工干预的解决方案。
整个项目是在已有的空间进行改造，项目实施对于利用空间有进一步的挑战。项目涉及到多项的专利和非标装置，我们在一楼暂存区划定了各种包材库区，整个项目涉及到机器人12台，AJV6台，WMS，WCS ，MES, 同时对接ERP。
项目的第一个亮点是全自动进行拆箱。从仓库通过AGV转运至空位时使用非常普及的拆垛方案，但在原有的拆垛基础上更进了一步，实现仓库的整垛辅材通过WMS由AGV自动调度到机器人拆箱工位。通过机器人拆垛工位拆成大箱，同样利用机器人将不是非常规整的箱子胶带划开和打开箱子，通过视觉相机准确识别大箱中的输液器并取出，通过提升系统将中箱输液器提升至2楼装箱线。从而实现了机器人完成替代人工输液器拆箱环节。机器人设备在有限的空间内将纸箱回收到废料处理工位；工位废料达到整托盘体积后会通过AGV再自动运到废料统一处理位置。整个过程完全实现了无人化的操作流程，提高了装箱和仓储的效率，减少了7个工位的人工。
整个方案中自动剪打包带、抽打包带、自动裁胶带、自动回收纸箱、WMS、WCS、MES一体化方案、十余台AGV、机器人排程转运、自动化创新装箱、装盒、多个纸盒同时装箱等环节，涉及到多个核心产品的综合运用和多个机构的完全创新，展现了生产物流和定制化包装的实力，多个环节属于行业创新。对于众多计划进行工厂物流自动化的企业提供了非常好的参考。
第三个特征：堆垛机和四项车共存，各具应用优势
50年代在欧美发明以来，堆垛机已经是一个非常成熟的产品，目的已替代叉车，提高了仓库的密集程度。堆垛机经历了数十次的产品研发迭代和智能化升级，是一个相对稳定的、成熟度非常高的机械设备。四项车是一个非常新的产品方案、也是中国物流行业的创新方案，齐鲁药业是四项车在制药行业的首个实施案例。自研发出来以后，近两三年内经历了快速的迭代，在最新GMP、GSP的法规要求下，在制药行业得到了广泛认可。
以上是对两种方案的优劣式进行的对比性说明。总体而言，堆垛机的方案更适用于比较高的空间，数万个货位以及新建厂房中。堆垛机的方案相对来说比较成熟，调试的标准化程度也比较高。四项车适用老旧厂房改造的线边库，尤其在已经建好的厂房中重新进行仓库规划的时候，一般生产车间和仓库可以放置在同一个实体楼当中。四项车方案布局更为灵活，四项车更多的应用于1500-3000个货位的项目。
广药的白云山中医项目，在同一个空间内规划有堆垛机和四项车，两种方案同时进行规划也是新的客户布局趋势。方案的一楼是成品四项车密集仓库、总货位3048个、4台四项车、2台AGV车、1台码垛机器人、5条自动装箱线、5台往复式提升机、1台连续式提升机、350米高空输送分拣线。库内主要存放的产品规格有成品、包材、托盘。
第四个特征：行业中新的发展趋势—AGV的应用
之前的库前区，往往通过链输送线或者RGV的方式进行输送，尽管这两种方案更为稳定、寿命更高。但是AGV的普及给了生产车间和仓库的转运提供了第三种选择。
以重庆地区红蜻蜓粮油项目为例，客户的粮油产品在码垛完成后，通过安装了特殊工装的AGV进行托运。项目现场安置了20台AGV，负责将5条粮油生产线的产品运送至六台堆垛机进行入库。
这个项目的技术挑战在于AGV和软件系统的调度逻辑，产品的分配，尤其是食品行业供应量远远大于药品，对于出入库速度要求非常快，同时对于保质期的要求非常敏感，出入库量非常大。
工厂物流的本质是物料的流动，从供应商流入，经过工厂加工包装，最终流向客户的过程。对于制药行业终端客户，客户关心的是药品成品的交货准时率、交货时间、缺货率和补货时间。而工厂内客户非常关心的KPI包括库存周转时间、有效产出率、资源效率。物流和资金流在制药工厂中相伴相生，物流流动效率越高，对应的人、机、料、法、环五要素的效率也会因此被拉动提升。
根据调研发现，在疫情后，制药行业的物流呈现以下四大挑战。
第一个挑战是规模。对于政府集采政策和市场变化的情况，制药厂区集约化程度越来越高，制药行业的头部效应越来越明显。在这个过程中，各个厂商对于扩大产能、增加规模、提高竞争力的意愿明显增长，相对压力也变得更大。单个园区的规模越来越大，原有的制药工厂、物流和仓储的规划方式、规划逻辑和目前的要求不再匹配。
第二个挑战是对于效率的要求。由于行业竞争的进一步增强，客户对于药厂建设、生产流程设计中越来越关心物流效率。
第三个挑战来源于监管。新版的GMP、GSP等规范的实施对于物流自动化信息要求越来越强。
第四个挑战来源于成本。这两年人口红利明显消失，对于低端重复性的岗位，招聘难度越来越大，岗位的人口流动性也越来越强。制药工厂中传统的操作物流和仓储工位的成本越来越高，管理难度越来越大，因此近些年对自动化的需求明显的增加。
事实上目前大部分企业对于仓储物流的标准化程度比较高，但是生产过程中的物流还比较薄弱。工厂内部的众多环节，不同工序之间的物流还存在大量的人工干预、同时不同的产品需要定制化的物流方案，也成为目前主流企业在尝试解决的重点问题之一。
应对智能物流四大挑战的解决方案
为了应对制药行业普遍存在的四大挑战，博柯莱在精益化生产物流；物流装备的整体规划提升、软件层面互联互通和新一代智能技术的应用，从四个层面的综合应用中为客户提供了解决方案。
在精益生产层面，需要考虑物流规划的愿景和客户的目标、空间的基础问题。还需要考虑场内物料容器，托盘的规划，供应商的来料容器规划，物料仓储库存区域的规划，客户的库存水平，地面输送规划，ASRS空中输送规划和原则，在这个基础上考虑输送线、机器人AGV、RGV等产品；同时需要将WMS/MES/WCS的系统整合。
物流装备整体规划的提升。原辅料包材从供应商到产线进入成品仓库，成品仓库可能会通过线边库进行运输流转；成品装车发送到相应的医药流通销售仓库，装备标准化、模块化、方案成熟程度已经比较高了。但真正难以解决的是，生物物流对于定制化要求比较高。因此，制药行业出现了明显的趋势，由仓储物流向生产物流转变。
在智能物流规划层面，梳理概念设计一直到方案落地包括六大步骤。需要考虑到物流规划的愿景和客户目标空间基础问题，场内物料容器、托盘规划供应商的来料容器的规划、物料仓储储存空间的规划。考虑到客户的库存水平，地面输送规划，空中输送规划，在这个基础上考虑输送线AGV、RGV等产品。同时要将WMS、MES、WCS系统进行整合。
软件层面加强互联互通。在软件层面也进一步提出了新的要求，之前的WMS仅需要对于仓库四面墙以内的事物进行管理，现在的管理软件是一个全面的管理要求，进一步对生产物流环节进行管理。因此在进行设计时，需要对规划、精益的双向赋能，考虑效率层面的问题。
之前在仓库内部规划的合理的、“相对最优”的方案，在考虑到进一步的生产要求后，经常就不是最优化的概念。在进行整体考虑时可配置的策略规则包括：上架策略、补货策略、ABC策略、循环盘点策略、波次策略、间或策略、混放策略、批次策略等等；从而帮助客户实现全局库存可视化、精益化、高效率的业务管理。从而实现真正作业的驱动化。
在新一代智能技术的应用中，需要考虑到自动化仓库的目的是提高效率、降低成本。需要对方法、制度、动作、流程、工具等方面进行优化；在物流规划策略时考虑到简化仓库作业、优化作业、提高效率、和自动化立体仓库、自动设备的集成，确保管理规范确切执行，实现智能化仓库的落地。
行业在快速的发展，对博柯莱提出了更高的要求。博柯莱公司为制药行业提供生产物流、生产包装、智能仓储三个板块的服务，以机器人控制技术为核心，以堆垛机、智能包装线、物流输送线和智能管理软件四个产品作为核心产品，长期为制药行业提供智能物流解决方案。
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