袁 碩，趙劍道，郭 麗，俞洪興

（1. 北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 100120；2. 電聯(lián)工程技術(shù)股份有限公司，杭州 310016）

0 引言

醫(yī)用制品從產(chǎn)品完成裝箱到銷售，傳統(tǒng)方式中存在多個環(huán)節(jié)：成品整箱裝盤、整批消毒達(dá)到要求時間、先卸盤再裝車、成品送至庫房存儲、空盤送回消毒車間、庫存銷售后再裝車出庫。從以上環(huán)節(jié)可以分析出，傳統(tǒng)的生產(chǎn)物流方式中有這樣幾個弊端：成品整批消毒完畢后，需要人工卸盤裝車，送到庫房又需要人工卸車，而銷售時又需要再次人工裝車，造成反復(fù)裝卸浪費資源和時間；成品消毒時所需要的托盤，在消毒車間需要很多的存儲空間，同時也需要人工整理維護，同樣是對資源和時間的浪費。

可以看出醫(yī)藥制品行業(yè)這種物流模式，需要一個更加高效的解決辦法。根據(jù)這些特點，本著節(jié)約人工、空間和時間成本的要求，設(shè)計這樣一個自動化倉儲物流系統(tǒng)：

首先，產(chǎn)品裝盤消毒完后，不卸盤裝車，直接將整盤送至倉庫入庫；第二，庫內(nèi)產(chǎn)品銷售時，出庫卸盤裝車，空托盤直接回庫內(nèi)存放；第三，產(chǎn)品消毒需要空托盤，直接從庫內(nèi)發(fā)出，消毒車間不設(shè)存放大量托盤空間。

下面以某地一家大型醫(yī)用制品企業(yè)的自動化倉儲物流系統(tǒng)為例具體介紹。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

該項目以立體倉庫為核心，有6個巷道，一萬個存儲貨位。設(shè)備有6臺堆垛機、3臺穿梭車、1臺提升機、12個站臺、30臺輸送機。由于每托盤帶有十幾至幾十箱不等的產(chǎn)品，需要運行平穩(wěn)又要達(dá)到效率要求，所以在運行方向均使用變頻調(diào)速保證平穩(wěn)，入庫區(qū)、出庫區(qū)和空托盤返回區(qū)分離，能夠保證使用可靠高效的要求。

1）產(chǎn)品在消毒車間裝盤消毒，完成消毒后由叉車整盤放到車間出口的輸送線上，省去了人工卸貨和裝車運輸?shù)倪^程。

2）輸送線將整托產(chǎn)品運送至車間靠近立體倉庫的位置，經(jīng)提升機運送至空中連廊，通過連廊內(nèi)的輸送線跨過廠內(nèi)公路，直接進(jìn)入立體庫的二層平臺。

3）庫內(nèi)二層的穿梭車按照巷道庫存均勻的原則，將貨物分配至各個巷道的入庫輸送機等待入庫。

4）產(chǎn)品出庫區(qū)設(shè)在立庫的另一側(cè)，輸送機配合兩臺穿梭車做出庫作業(yè)。出庫區(qū)使用穿梭車的優(yōu)點在于，庫內(nèi)巷道出庫量不平衡，經(jīng)穿梭車分配后，庫外輸送機出庫量是平衡的，有利于快速裝車。穿梭車用單道雙車的模式能提高出庫效率。

5）出庫區(qū)空托盤疊成摞，直接返回庫內(nèi)存放，即不占用出庫區(qū)空間，也不占用消毒車間空間，充分利用立庫空間。

6）入庫區(qū)的二層平臺樓下，也就是入庫區(qū)的一層，每個巷道都設(shè)有固定站臺，用于空托盤出庫，供給消毒車間。

該系統(tǒng)的庫區(qū)布局如圖1所示。

該系統(tǒng)的輸送部分，從消毒車間到庫區(qū)二層的布局如圖2所示。

2 通訊網(wǎng)絡(luò)

該倉儲物流系統(tǒng)規(guī)模較大，根據(jù)設(shè)備布置特點和自身特性設(shè)計通訊方式和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

堆垛機和穿梭車等移動設(shè)備集中于立庫區(qū)域內(nèi)，又都是高速移動設(shè)備，在貨架頂端放置幾臺無線基站，其信號覆蓋整個庫區(qū)，能滿足這些設(shè)備的通訊要求，同時移動設(shè)備的無線通訊方式也節(jié)省了大量的布線成本，降低了布線難度。

對于空間跨度較大的輸送系統(tǒng)，采用西門子的Profinet分布式網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)備相對集中的區(qū)域設(shè)置分站，通過分站內(nèi)的PLC網(wǎng)關(guān)，使用工業(yè)以太網(wǎng)將分站信息采集到主站，并且由主站中的CPU進(jìn)行控制。這種方式節(jié)省了大量的布線工作，也讓今后的設(shè)備維護工作變得簡單快捷，有效的降低了建設(shè)成本和維護成本。

該系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖1 庫區(qū)分布圖

圖2 輸送部分布局圖

圖3 通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 技術(shù)特點

堆垛機和穿梭車自身都具有一套獨立的控制系統(tǒng)（SIEM ENS PLC）、操作平臺（各種動作開關(guān)按鈕、指示燈、觸摸屏）、通訊系統(tǒng)（SIEMENS CP通訊模塊及無線網(wǎng)橋）。其運行控制依靠自身設(shè)定好的程序，不依賴于外界。

上層管理計算機只需要告訴堆垛機作業(yè)的源地址和目的地址，堆垛機就可以自動執(zhí)行作業(yè)，并且將實時運行信息上傳給監(jiān)控系統(tǒng)。

入庫端的設(shè)計是：

1）每批貨物間隔時間均勻，根據(jù)效率要求，單道單車就能夠滿足要求。

2）貨架區(qū)貨物均勻分配，有利于庫架基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。穿梭車會自動配合輸送系統(tǒng)，將貨物按照均勻存儲的原則將貨物分配到各個巷道。

出庫端的設(shè)計是：

1）銷售的產(chǎn)品可能集中在某幾個巷道，如果直接使用輸送機出庫，可能造成部分輸送機忙碌，部分閑置。使用穿梭車能夠使庫外的輸送機保持工作均衡，有利于快速裝卸。

2）裝車時大量集中出庫，為了滿足效率要求，使用單道雙穿梭車的模式，兩臺車相互配合，效率成倍提高，可以迅速將庫內(nèi)輸送機上的貨物分配至庫外輸送機。

移動設(shè)備與輸送系統(tǒng)之間的通訊使用以太網(wǎng)，采用三次握手的方式，保證狀態(tài)和指令的正確性，不會發(fā)生誤動作造成設(shè)備或貨物損壞。

控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置如圖4所示。

圖4 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置圖

4 結(jié)束語

該倉儲物流系統(tǒng)運行至今兩年，狀態(tài)良好，很好的滿足了設(shè)計要求，為使用企業(yè)帶來了企業(yè)形象和經(jīng)濟效益的雙提升，并且在當(dāng)?shù)爻蔀榧夹g(shù)亮點，為企業(yè)吸引到了更多的關(guān)注和投資。