1、1高度自动化的国药一致物流中心坪山，深圳之东，一个正在崛起的战略新区。国药集团一致药业股份有限公司（下称“国药一致” ）全新的、现代化的工业基地坪山医药研发制造基地在这里拔地而起。作为国药集团与深圳市政府战略合作重点签约项目、深圳市政府战略性新兴产业重大项目、国药一致工业“1.2.3”战略重要项目，坪山基地承载起国药集团工业大发展的梦想，也承载起国药一致产业升级、结构调整的重任。 坪山基地总占地面积 7.3 万平方米，分两期建设：一期总投资 8.8亿元，设计有 3 个车间，17 条全自动化生产线，厂房单层面积高达13000 平方米。其中，占地面积 8600 平方米、由山西东杰智能物流装备股份有
2、限公司（下称“东杰智能” ）负责规划建设的医药物流中心，采用一体化集成软件系统进行全过程物流管理，通过机械手实现了自动物料配送、自动成品运输、自动码垛、自动分拣出货，物流系统自动化程度达业界先进水平。该物流中心的建成，进一步提升了国药一致的物流服务能力，完善了国药一致现代化产业体系，为国药一致遍布全国的营销网络提供了有力的物流保障。 项目背景 坪山医药研发制造基地项目拟设生产线 17 条，包括非头非青制剂、现代化中药两大生产区域。其中，非头非青制剂区域年生产能力为 10000万支无菌粉针/年、5000 万瓶口服溶液/年、100000 片/粒口服固体/年；2现代化中药区域年产能（10m1）100
3、000 万瓶口服溶液/年、1000 万瓶洗液/年、150000 万片/粒口服固体/年、 （100ml）1000 万瓶合剂/年。 为建设与生产研发基地匹配的物流系统，国药一致成立了物流中心项目组，进行全方位考察、招商，最终东杰智能以其优秀的物流解决方案、先进的设备加工能力和强大的系统集成能力成功中标。 项目布局 坪山基地物流中心主要由原辅料库、原辅料自动配送系统、成品自动入库输送系统、机器人码垛/拆垛系统、成品仓库、成品自动出库输送系统等组成，采用了高速堆垛机、拆码垛机器人、自动分拣线、纸箱缓存线、AGV、自动装车系统等先进高效的仓储设备，实现了从原材料采购到成品发货的全过程自动化。 1.成品仓
4、库 成品库区占地面积 5600 平方米，自动立体仓库一期建设 7 个巷道，共 12400 个托盘货位。 2.原辅料库 原辅料库主要位于生产车间一层，并依据存储原料的品规、包装形式、流量等参数，分别采用了驶入式、横梁式、搁板式等多种类型货架，共有 4000 多个托盘的存储量。 3.原辅料自动配送系统 原辅料自动配送系统位于生产车间第二、第三层，鉴于生产车间设备繁多、人员流动频繁、物料供给路线复杂等特点，选配了 4 台 AGV 以达到原辅料供给的要求。 34.成品自动入库输送系统 成品自动入库输送系统从各生产线末端直接承接成品，输送至自动仓库前的二层平台，并根据产品的品规、批号分道存储，达到一定量
5、时自动输送至机器人处码垛入库。 5.成品自动出库输送系统 发货成品自动输送至机器人处，机器人依据发货需求自动拣选纸箱并放在发货输送线上。纸箱输送至一层发货区后，根据不同的装载车辆进行自动分拣后直接装车。 作业流程 1.原辅包材库 原辅包材库主要是对原辅料、内外包材以及部分空托盘的管理；主要完成原辅包材的来货登记、组盘、入库，以及根据生产需求完成原辅包材的出库管理。采用的物流设备包括：货架、叉车及叉车附属设备、RF 手持系统、信息提示系统、无线通讯系统以及 WMS 管理系统等。 原辅包材通过往复式垂直提升机完成生产大楼一层到四层之间的原辅料、内外包材以及空托盘的往复输送，在输送的同时把相应的产品
6、信息传递给 AGV 系统。生产大楼共布置 2 台往复式垂直提升机，每台设备要求满足 86 托盘/小时的搬运量。 2.AGV 输送系统 AGV 主要完成原辅包材丁位到各生产工位之间的托盘搬运工作，共 4台，其中生产大楼的二层 2 台，三层、四层各 1 台。二层的 AGV 搬运车要求完成 16 盘/小时的搬运量，三层楼、四层的 AGV 要求各完成 9 盘/小4时的搬运量。 3.生产车间至物流库区成品箱输送 生产大楼二层的 5 条生产包装线末端与箱式输送线对接，将二层生产出来的产品通过箱式输送线、爬坡输送机或连续提升机等设备运输到一条过廊输送线上。再输送至库房。过廊输送线在产品输送库房前，首先进行箱
7、体的条码检测。如果检测不合格将箱子剔除到人工整理工位，经人工处理后重新上过廊输送线。 生产大楼三层的 12 条生产包装线末端与箱式输送线对接，将三层生产出来的产品通过箱式输送线、爬坡输送机或连续提升机等设备运输到一条过廊输送线上。从生产大楼与立体库连廊处开始到库房机器人码垛分拣前，箱式输送线根据不同产品实现分层输送。过廊输送线在产品输送库房前，首先进行箱体的条码检测。同时，WMS 系统根据二层生产车间和三层生产车间的生产量匹配，实现三层产品到二层积放区进行积放。 在立体库的库前区二层，产品进入机器人码垛前，不同生产线的产品进入不同的积放道进行暂存，待积放够一托盘数量后，产品再进入机器人码垛区域
8、进行自动码垛。 本项目中 WMS 系统与生产大楼的电子监管码系统进行对接，在各条线生产前，电子监管码系统将该条线本批所生产产品的电子监管码传递给 WMS 系统，以便 WMS 系统自动分拣产品；在各个生产线末端与箱式输送线的接口处设有相应柱式报警指示灯和手动操作按钮等，以便实现人工进行产品品种、批次的开始与结束登记等功能。 4.物流库区二层 5物流库区二层主要完成生产产品入库、出库产品拆盘、生产所需空托盘供应以及拆盘后的空托盘回收、托盘出入库输送等作业。所布置的设备有成品箱输送系统、成品出库输送系统、机器人码垛/拆垛系统、拆盘机设备、出入库输送机系统等。 物流中心在全面采用自动化系统之外，还设有
9、两个人工处理工位。第一处：托盘产品码垛完成后入库时，首先进行尺寸检测.尺寸检测异常则经自动输送机进入人工整理工位，经人工整理后重新检测入库；第二处：系统设有异常处理人工拆垛、码垛工位，待机器人异常时可以实现人工应急处理。 5.物流库区一层 物流库区一层主要完成成品箱出库发货、外调产品入库、空托盘垛出入库等功能。所布置设备有箱式输送设备、伸缩式皮带机、托盘提升机、RF 无线射频系统。箱式输送设备和伸缩式皮带机配合完成成品箱的出库发货；托盘提升机主要完成外调产品入库以及空托盘垛入库等；RF无线射频系统主要完成成品出库发货时的扫描、外调产品登记以及空托盘登记等。 成品箱出库发货：从库房二层输送到一楼
10、的成品箱首先进行电子监管码扫描以实现自动分拣，再通过箱式输送线和伸缩皮带机相结合的方式，将成品箱送到相应的装车工位装车。装车完毕通过 RF 无线射频系统确认后信息上传 WMS 系统，WMS 系统根据发货情况与 ERP 系统、电子监管码系统实现数据交换。 技术亮点 1.高速堆垛机 6东杰智能为国药一致物流中心提供的堆垛机在多项技术上实现了新的突破。 （1）堆垛机立柱采用全新高强度材料。该材料具有极佳的加工性能，良好的抗腐蚀性，高强度、高韧性及加工后不变形，材料致密无缺陷等特点，提高了堆垛机的强度、刚性，使得驱动马达小型化，并减少了各部分金属材料的使用，大大减轻了堆垛机整机重量，其水平驱动电机和垂
11、直提升电机的功率降低了约 35%，更加节能。 （2）堆垛机上横梁增加抗摇摆装置。在堆垛机上部增加一个驱动装置，保证在接通电源时，上、下横梁同步运行，避免了不同步时产生的震动和摇摆；制动时上、下部驱动一起制动.避免了由于惯性导致的摇摆，缩短了堆垛机运行的循环时间，提高了定位精度，使得堆垛机的运行更加平稳可靠。 （3）采用高效能电机，较普通电机降低损耗约 4%左右， （4）堆垛机控制方式采用双闭环调速系统，内环控制速度，外环控制位置，消除了低速区，动态响应快，抗干扰能力强，缩短了循环时间，使定位更准确，运行时更节约能源。 （5）先进、环保的涂装工艺。堆垛机上、下横梁及其他需涂装零部件，均采用喷塑处
12、理：东杰智能采用国内先进的喷塑生产线，将原来十几道涂装工序简化为三道工序，提高了生产效率。相比传统油漆方式，先进的喷塑生产线具有自动涂装机械和回收循环系统，将原料利用率由50%提升到 95%，节约了能源和资源，并满足了绿色、环保的要求。 （6）堆垛机横梁和载货台的导向轮及行走轮均采用聚氨酯材质制作，7具有极佳的动态承载能力、优异的耐磨性、极高的冲击韧性和撕裂强度，极大地减小了震动和噪音污染. 2.机器人拆码垛系统 在国药一致物流中心的需求中，成品入库需要机器人进行码垛作业，成品出库需要机器人进行拆垛作业。常规的布局方式是分别采用不同的机器人以完成不同的作业。东杰智能为国药一致提供的拆码垛系统，
13、选用的瑞士 ABB 机器人同时具备拆垛和码垛的功能，在保证产能的前提下减少了设备的投入，将原定 5 台机器人的工作用 3 台机器人予以实现，为国药一致节省了约 200 万元的支出。 3.整箱缓存系统 由于该物流中心共有 17 条生产线.具备同时生产 17 种不同品规、批号产品的能力，而单品规的产品产能又较低。因此，东杰智能为物流中心设计了一套整箱缓存系统，用于各品规产品的暂时存储。该系统共有18 条缓存道，可缓存总计 700 箱成品，再根据机器人的不同工作状态，存放相应品规的成品供给机器人码垛。 4.叉车式 AGV 自动搬运 （1）驱动系统：东杰智能自主研发的差动驱动配置高精度角度转向控制是全
14、车的驱动转向保障，高效的交流伺服电机驱动，保证运动响应快、启停平稳、定位精准、使用寿命长。 （2）控制系统：车载独立的控制箱集成工业使用 PLC 中央控制，相对于电路板控制，大大提高了系统的运算速度、稳定性和抗干扰能力，简化了编程和规划路径等。 8（3）举升系统：PLC 控制加独立液压升降系统配置高精度位移传感器，使叉车臂可在任意位置精准启停，通过程序简单设定运行高度，大大提高装载高度准确性和柔性。 （4）导引系统：电磁感应、激光导航、图像识别导引等多种方式可供选择，导引精度高，可控性好；对于路径复杂、站点较多的轨迹相应配备 RFID 进行站点可靠识别，保证多站点最合理路径规划和自由调配。 此
15、外，AGV 的避障系统、通信系统、操作系统、警示系统、动力系统等方面也有很多创新。 5.45 度爬坡输送机 国药一致的生产线末端散布于生产车间各处，需要与入库输送线相连接，并要保证不影响生产车间内部的人员流动和原辅料供应。 东杰智能新开发的 45 度爬坡输送机圆满地解决了这一问题。在输送机每隔一段距离增加一段挡板用于阻挡纸箱的滑落，并在输送机上方增加导向装置，以防止输送纸箱倾反。这样既实现了在短距离内输送物的大高度提升，又保证了输送过程的连续性。 6.先进的自动控制系统 从控制角度看，该自动化立体库的控制点种类繁多、布局分散、空间跨度大且实时性要求较高。基于上述控制要求，东杰智能采用了新一代基
16、于工业以太网技术的自动化总线标准 PRFINET 作为整个项目的自动控制核心，实现了检测和驱动级（LO 级） 、基础自动化级（L1 级）和过程优化级（L2 级）三级控制网络的全覆盖。 7.完善的生产信息跟踪 9众所周知，我们已经从工业时代进入到信息化时代，完善的信息化管理是工厂自动化程度的直接体现，而信息管理的前提就是信息的跟踪。在本项目的自动化立体库中，从成品药包装材料入库开始，一直到成品药出库，控制系统都会自动记录、更新以及传递相应信息代码。同时在自动化立体库中还采用了射频识别技术 RFID 来显示对承载信息的媒介（电子标签）的读写操作，代替了传统的条码纸的方式，免于维护且数据不会丢失。通
17、过信息跟踪。可以实现每瓶药的生产日期、批次以及其包装纸盒，瓶子、瓶盖的信息追溯。 8.最优化的控制效果 （1）更高效：通过采用速度。位置双闭环、加装高速定位卡和 PN网络通信控制卡，堆垛机的水平运行速度可以达到 180m/Min，垂直运行速度可以达到 40-60m/Min。通过优化的网络结构和 PRFINET 良好的实时性，箱式输送线可以实现每小时 8000 瓶的输送速度并实现成品药的信息绑定。 （2）更安全：整个控制系统中除了常规的联锁保护外，还配置了几十套安全门锁，便于维护人员处理特殊情况。此外在程序中增加了对 PN网络中断时的处理，进一步避免因为网络异常造成的误动作。在数据管理方面配置了 UPS 不间断电源和针对主 PLC 上 CPU 模块的电池故障提醒，避免特殊时候数据丢失，保证了生产数据的完整性。 （3）更便捷：在整个控制系统中采用了 SNTP/NTP 协议做到时间同步，便于维护工程师快速比对和分析问题。 （4）更开放：PROFINET 是基于实时工业以太网的现场总线，其物理10媒介就是以太网。市场上基于以太网的产品开发种类越来越多，价格也越来越低，这就为以后控制系统的扩展提供了更广阔的空间和更廉价的成本，具备了更好的延伸空间。
