文/張 磊 孫志堅 張冬梅 程健偉 鄢子麒

醫(yī)藥制造行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，因其產(chǎn)品的特殊性，其生產(chǎn)需符合嚴格的技術(shù)標準，對生產(chǎn)設(shè)備、工藝流程的要求較高。

目前，在前端生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，先進的生產(chǎn)技術(shù)和制造設(shè)備被廣泛應(yīng)用，甚至可以實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。而在產(chǎn)品裝箱之后的倉儲物流環(huán)節(jié)，大部分企業(yè)仍采用人工揀選、人工碼垛、人工搬運、手工記錄等傳統(tǒng)方式。

落后的物流生產(chǎn)和管理模式成為醫(yī)藥制造的一塊短板，凸顯了一系列問題：⑴勞動強度大，人工成本高昂；⑵碼垛品質(zhì)均一性差，易出現(xiàn)錯拿錯放；⑶難以對產(chǎn)品進行追溯；等等。

新松公司推出的集中分揀碼垛系統(tǒng)，與前端生產(chǎn)線直接對接，根據(jù)線上醫(yī)藥產(chǎn)品的種類和批次，實現(xiàn)高速智能化分揀和碼垛，實現(xiàn)了全流程自動化、信息化和智能化，代表了醫(yī)藥工業(yè)倉儲物流領(lǐng)域的國際先進水平。目前，該系統(tǒng)在某全球領(lǐng)先的跨國醫(yī)藥制造企業(yè)已得到了成功的應(yīng)用，本文以該項目為背景，對系統(tǒng)方案進行了介紹。

圖1：系統(tǒng)布置示意圖

一、項目規(guī)模

系統(tǒng)按區(qū)域劃分為合流輸送區(qū)和集中分揀碼垛區(qū)兩個部分，總占地3000平方米，平均吞吐量32.19箱/分鐘以上，并預(yù)留一定的能力余量。

二、項目流程

1.產(chǎn)線接駁與合流輸送

生產(chǎn)車間內(nèi)，17條生產(chǎn)線末端與高速提升機接駁，下線的產(chǎn)品經(jīng)由提升機提升至架空輸送線上輸送，進而為工作人員留出橫向行走通道。

架空輸送線由中心輸送線和分支輸送線兩部分組成。

分支輸送線用于接收并暫存提升機供給的產(chǎn)品，在中心輸送線上箱時間窗口可用的前提下，輸送至中心輸送線，在保證箱距的同時，實現(xiàn)產(chǎn)品的合流。

中心輸送線持續(xù)高速運行，在匯合分支輸送線送入的產(chǎn)品后，形成連續(xù)的產(chǎn)品隊列。中心輸送線末端與分離輸送機接駁，產(chǎn)品經(jīng)過分離輸送機拉開間距后，經(jīng)過條碼掃描器和OCR視覺識別裝置讀取箱碼。

系統(tǒng)根據(jù)箱碼獲取產(chǎn)品的品規(guī)和批次信息，自動匹配至對應(yīng)的供件輸送線下件口；如果箱碼讀取失敗，產(chǎn)品則自動分配至異常剔除緩存線。

2.產(chǎn)品的分揀與供給

產(chǎn)品通過三條模塊帶分揀機實現(xiàn)高速分揀。兩條主模塊帶分揀機負責(zé)各自一側(cè)的產(chǎn)品分揀和供件。一條子模塊帶分揀機根據(jù)目標下件口區(qū)域，負責(zé)向兩條主模塊帶分揀機供件。

當產(chǎn)品進入匹配的供件輸送線下件口時，分揀機將產(chǎn)品送入供件輸送線。當遇到目標供件輸送線緩存滿、目標輸送線或機器人故障、箱碼掃描失敗等異常時，分揀機將產(chǎn)品送入異常剔除緩存線。

供件輸送線上配置條碼掃描器用于產(chǎn)品品規(guī)和供件方向的校驗。供件輸送線將產(chǎn)品送至機器人抓取工位，供機器人取件。

3.碼垛機器人的自動碼垛

一臺碼垛機器人對應(yīng)三條供件輸送線和三個碼垛工位。碼垛機器人確認產(chǎn)品的品規(guī)批號后，從抓取工位上抓取產(chǎn)品。按照產(chǎn)品對應(yīng)的垛型，碼放在碼垛工位的空托盤上。根據(jù)垛型需要，機器人自動在垛層間碼放墊紙，完成碼垛作業(yè)。

4.托盤和產(chǎn)品垛的搬運

3個空托盤拆盤機用于不同尺寸空托盤垛的拆盤，拆盤后的空托盤，經(jīng)由提升式穿梭車供給至17個碼垛工位。

墊紙托盤供給線送入的墊紙托盤，經(jīng)由提升式穿梭車供給至6個墊紙供給工位。

墊紙托盤的墊紙被碼垛機器人取空后，空托盤經(jīng)提升式穿梭車經(jīng)由空墊紙托盤回收線送出。

碼垛工位碼垛完成后，產(chǎn)品垛經(jīng)輸送線送出，經(jīng)叉車或叉車式AGV搬運至庫區(qū)儲存。

三、關(guān)鍵技術(shù)

⒈智能碼垛機器人

醫(yī)藥制造生產(chǎn)線具有產(chǎn)品種類多、生產(chǎn)節(jié)拍高的特點。為提高適應(yīng)性，并實現(xiàn)性價比最大化，一臺碼垛機器人對應(yīng)三條供件輸送線（圖2），對應(yīng)近二十種產(chǎn)品的碼垛，碼垛效率可達1200件/小時。

碼垛機器人在抓取產(chǎn)品前，可智能識別并校驗產(chǎn)品的品規(guī)批號，以防止誤抓導(dǎo)致產(chǎn)品損壞。

碼垛機器人可自主決策單次抓取的箱數(shù)，既保證了碼垛效率，又兼顧了碼放不同垛型的靈活性。

碼垛機器人配置了激光測距裝置，在每碼放完一層產(chǎn)品后，自動測量碼垛面實際高度，補償因產(chǎn)品、墊紙高度偏差引起的累積誤差。

碼垛機器人自動根據(jù)墊紙供料托盤上的墊紙高度，調(diào)整墊紙抓取高度，抓取墊紙的同時附加墊紙分離動作，防止墊紙吸附粘連。

圖2：智能碼垛機器人

⒉模塊帶分揀機

模塊帶分揀機（如圖3）是分揀的核心設(shè)備，可對連續(xù)輸送的產(chǎn)品進行隊列、同時高速分揀。分揀后，產(chǎn)品方向不發(fā)生改變。相較于傳統(tǒng)使用的斜輪分揀機或頂升移載機，具有極大的優(yōu)勢。產(chǎn)品分揀效率高達2100件/小時。

圖3： 模塊帶分揀機

⒊提升式穿梭車

提升式穿梭車負責(zé)17個碼垛工位、6個墊紙供給工位、3條空托盤拆垛線、1條墊紙托盤供給線、1條空墊紙托盤回收線的移載搬運。其中，墊紙供給工位位于空托盤供給線上方，設(shè)備布置緊湊，空間利用率高。提升式穿梭車具備行走、提升、移載三個軸向的運動能力，采用絕對認址方式，行走速度120米/分鐘，提升速度40米/分鐘，滿足碼垛托盤供給、墊紙托盤供給、空墊紙托盤回收的需要。

四、結(jié)論

新松公司推出的集中分揀碼垛系統(tǒng)，實現(xiàn)了醫(yī)藥制造從成品搬運、信息識別、智能分揀、智能碼垛的全流程自動化，信息化和智能化，大大提高了物流作業(yè)效率和質(zhì)量，大幅減少了人工成本，解決了長期困擾醫(yī)藥制造行業(yè)的難點痛點。后端結(jié)合新松公司成熟的AGV、智能化立體倉庫系統(tǒng)，為醫(yī)藥制造行業(yè)提供了完美的倉儲物流一體化解決方案。