大型医药配送中心智能仓储系统规划与设计

大型医药配送中心智能仓储系统规划与设计

刘圆圆,王俊崴

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摘要：本文以国内大型医药流通企业配送中心智能仓储系统规划设计为例，通过对客户药品承载器具标准化设计，实现了包括货物入库、整件（箱）拣选、“货到人”拣选、拆零拣选、复核包装、空闲容器回收在内的全流程的高度自动化作业，为今后医药行业自动化配送中心的总体规划设计工作提供一定的参考依据。

关键词：医药物流、配送中心、智能仓储、工艺设计

医药流通企业建设医药基地物流配送中心项目，项目由单层高仓及多层仓库构成，内部配置自动化存储和分拣设备，并结合信息系统及设备控制实现全区域信息化运作，将其建成高标准的医药终端拆零分拣中心，实现高自动化、高智能、高效率，并为医药生产企业提供有偿的成品仓储及相关的物流服务。

一、规划设计

1.建筑概况

项目一般包含2栋建筑，分别为立体仓库和4~5层楼库。其中立体仓库为自动化仓储区域，占地面积一般不超过1.2万㎡，建筑标高低于24m，每个消防分区面积小于3000㎡。4~5层楼库建筑高度低于30m。立体仓库与4~5层仓库之间直接贴建（消防论证），或者有连廊连通，可设置多层连廊。

2.物料单元

标准托盘：外形尺寸L×W×H：1200×1000×160（mm）。

托盘材质：木质/塑料。承重：≤1000kg。信息载体：一维条码。条码黏贴位置：四侧中间。

堆码物料类型：件箱实托盘。最大外形尺寸L×W×H：1200×1000×1500/1600（mm） （含托盘高度，物料在托盘上堆码稳定，物料不超出托盘边）。单重：≤1000 kg。

空托盘组：9个/组。最大外形尺寸L×W×H： 1200×1000×1440（mm）。单重：≤450 kg。

用于自动化处理的药品原箱的尺寸规格如下：

纸箱规格：药品原箱L×W×H：（300～650）×（250～450）×（150～500）(mm)。重量：2kg～30kg。信息载体：条码。

塑料周转箱：需要换箱的收货原件，统一更换为标准容器（塑料周转箱）装载后输送、存储。塑料周转箱同时用于拆零物料的输送及存储。外形尺寸L×W×H：600×400×220~300(mm)；空周转箱重量≤1.5kg。单箱承载：≤30kg。信息载体：一维条码。条码黏贴位置：周转箱两侧面。

拆零订单纸箱：用于拆零物料的拣货，拣货完成后封箱，发货。成型纸箱，长、宽规格统一，外形尺寸L×W：550×400×（150/200/300）(mm)。高度根据订单拣货数量选取适应规格。单箱承载：≤30kg。信息载体：一维条码。条码黏贴位置：纸箱两侧面。

3.存储和拣货要求

（1）物料存储原则

收货件数＞0.3PL，托盘存储，AS/RS立体库区/（AMR）托盘地堆区

5件≤收货件数≤0.3PL，收货原件或塑料周转箱箱式存储，多层穿梭车库区存储/流利式货架区/搁板货架区

1件≤收货件数＜5件，收货原件或塑料周转箱箱式存储，多层穿梭车库区存储/流利式货架区/搁板货架区

散件，塑料周转箱存储，多层穿梭车库区存储/流利式货架区/搁板货架区

（2）发货物料按拣选原则：整托盘发货、整箱出库、拆零出库处理方式。

整托盘发货：AS/RS库托盘巷道堆垛机，托盘输送机或穿梭车等进行整托盘发货。

整箱出库：AS/RS库托盘整箱拣选发货，AMR托盘地堆区整箱发货，多层穿梭车系统整箱发货。

拆零出库：多层穿梭车“货到人”拣选系统（OSR）拣选发货，流利式货架区电子标签拣选发货，搁板货架区人工拣选发货。

4. 需求数据分析

（1）P-C-B分析：

P：托盘（1200*1000*160mm）/堆码数分析

C：标准箱尺寸（600*400*220~300mm）/箱子尺寸/包装数分析

B：最小单元SKU（拆零拣选量分析）

（2）ABC类分析：

A类产品：发货量占总发货量70%，DPS拣选，SOR拣选

B类产品：发货量占总发货量20%，SOR拣选

C类产品：发货量占总发货量10%，SOR拣选

（3）EIQ分析

EQ分析：订单-出库数量分析

EN分析：订单-订单行数分析

IQ分析：品项（SKU）-出库数量分析

IK分析： 品项（SKU）-受订次数分析

（4）主要设计指标

表1  出库主要分析指标

表2  主要流量设计指标

5.流量流向分析

工艺流量流向分析，流向可根据工艺流程和工艺布局抽象出模型，具体流量可根据工艺流程结合数据分析得出结论，在流量流向图流线中详细列出。

图1  流量流向分析示例

二、方案设计

本项目规划结合整体工艺布局，综合考虑仓储区域内部物流工艺走向，合理划分功能区域，保证各个区域之间的物流顺畅。

1.总体布局

项目规划结合整体工艺布局，综合考虑仓储区域内部物流走向，合理划分功能区域，保证各个区域之间的物流顺畅，按照物料的形态确定高架立体库和多层仓、件箱库之间的关系，达到最佳存储配送方式，既满足功能需要又符合消防、安全等有关规范和规定。

高架立体库区总体布局主要是消防分区、单双伸巷道的考虑等，不再详细描述。

4~5层楼库总体布局概念规划：

图2 楼库总图布局概念规划

一楼布局包括收货理货区、发货集货区、机械手码垛区、高速分拣机等。

二楼布局包括机械手拆垛区、OSR多层穿梭车库、“货到人”拣选工作站、换箱台、复核打包台等。

三楼布局包括机械手拆垛区、OSR多层穿梭车库、“货到人”拣选工作站、换箱台、复核打包台等。

四楼布局包括AMR托盘存储区、机械手整箱拆垛区、AMR拆零拣选区（电商拆零拣选或电子标签DPS拣选）。

五楼布局包括AMR托盘存储区、机械手整箱拆垛区。

2.工艺流程说明

整托盘收货上架流程：整托盘到货后，直接入AS/RS库。整箱到货后，机械手码垛成整托盘入AS/RS库。

整箱收货上架流程：整箱到货后，通过货梯或提升机等直接入库到多层穿梭车库区/流利式货架区/搁板货架区存储。

整箱补货至箱式货架流程：AS/RS库前区机械手拆垛补货至多层穿梭车库区/流利式货架区/搁板货架区。AMR托盘地堆区，机械手拆垛补货至流利式货架区/搁板货架区，如果需要换箱，在入库到需补货各区之前进行换箱操作。

整托盘发货流程：AS/RS库前作业区直接整托盘发货。

整箱发货流程：AS/RS库前区机械手拆垛整箱发货。AMR托盘地堆区机械手拆垛整箱发货。

拆零拣选——订单拣选流程：订单拣选箱绑定拣选任务，输送至各个拣选区发起拣选任务。多层穿梭车“货到人”拣选工作站拣选，流利式货架区电子标签拣选，搁板货架区人工拣选，拣选完成后，订单箱输送至复核包装区。

复核包装流程：订单箱输送至复核包装区后，经复核后进行包装、封装等操作，输送至一层高速分拣机发货。

三、总结

医药配送中心以单箱和拆零发货业务为主，在设计方案时需处理好单箱拣货、拆零拣货、补货、复核包装、订单集货这5个主要环节。本文从物料入手，结合建筑布局、工艺流程及物流动线，对整个配送中心做出了合理性规划，最大化的让各个环节实现了自动化作业，现将方案特点总结如下：

1.容器标准化

库存周转箱标准化

拆零订单纸箱标准化

2.作业自动化

采用堆垛机、托盘输送机、环形穿梭车、机械手等实现整托盘收货及补货自动化。

采用件箱输送线、件箱提升机、螺旋提升机、机械手等设备实现件箱收货及补货的自动化。

采用堆垛机、输送机、穿梭车、AMR机器人、机械手、件箱输送线、螺旋提升机、件箱分合流等设备实现整箱物料作业自动化。

采用Shuttle箱式立库系统、“货到人”工作站、电子标签拣选、件箱输送线、螺旋提升机、件箱分合流、高速分拣机等实现物料拆零拣选作业自动化。

采用条码扫描复核SKU信息，复核拣选数量，自动封箱设备等实现复核包装作业自动化。最后，实现空闲容器回收作业自动化。