智能制造基本情况

一、智能制造项目技术特点

本项目采用成品自动输送系统、条码自动识别系统、成品自动缓存系统、成品自动码垛系统、自动仓储系统、自动控制系统、计算机系统，实现了生产车间成品由生产线末端的上线口通过输送系统主线进入物流中心，采用带有缓存系统的自动物流仓储系统，解决了药箱不统一、品种多的入库难题，机器人使用效率提升15～18倍。

通过本项目的实施，智能制药工程整体解决方案得到了广泛应用，提高了生产数据的完整性、可追溯性，在确保药品生产与GMP高度符合的同时，通过大数据分析，优化相关工艺、配方等，提高了生产效率、生产柔性，优化了资源配置；实现了生产流程实时数据采集与可视化，现场数据与生产管理软件实现了信息集成，ERP系统、车间制造执行系统与仓储管理系统实现了协同与集成。

在解决制剂药品生产、运输、储存等方面，取得了以下技术成果。

（1）制剂车间成品输送控制系统

分布式智能电控系统是制剂车间成品输送系统各个子系统之间有机联系的桥梁，采用“集中—分布”型工业总线控制方式，将传感器、PLC、实时监控计算机、网络、无线通信、条码、驱动单元等结合在一起，用方便灵活的硬件和软件模块进行组合设计，以适应各个系统中不同特点的控制要求和管理要求。在完善底层设备控制系统的准确性、可靠性、易用性的同时，增强了成品件箱和设备的信息管理。一方面，底层设备控制系统可向上位管理调度监控系统发送现场成品件箱输送物流信息，接收调度信息；另一方面，上位管理调度监控系统又可向下发布成品件箱物流调度信息，采集现场的各种数据进行多种综合处理，保证处理系统高效、快捷、安全、可靠地运行。

（2）智能多层穿梭车备货系统

智能多层穿梭车备货系统是一种新型备货系统，用于对件箱进行连续高速入库储存及高速出库，同时实现件箱的自动盘点功能，位于自动化立库与机器人码垛间，是自动化立库的必要补充。智能多层穿梭车备货系统可进行件箱的密集缓存，提高配送及分拣的效率。

智能多层穿梭车系统可以直接进行件箱的储存、输送，同时根据不同的品牌属性采用不同的处理方式。当需要进行相应品牌、数量的件箱入库及出库时，系统通过输送、提升设备向货格/通道直接供料，或通过智能多层穿梭车备货系统从货架任意货格/通道将件箱取出，实现件箱的连续、高速周转，并迅速进行缓冲调节。

二、智能制造项目实施效果

（1）MES建设情况

2016年2月至2017年9月，对公司冻干、粉针生产线进行了升级改造，增加了4台系统服务器（MES服务器2台、SCADA服务器1台、OPC服务器1台）、54台笔记本终端、12台平板终端、18台标签打印机、35个扫描枪和8个无线网桥。

71台主要工艺生产设备PLC与SCADA服务器实现了对接，链接点位2039个，直接采集点位560个，实现了各生产设备运行状态的实时监控、生产过程数据的自动采集与发布。

25台称量器与MES进行连接，从电子秤中直接读取称量数据，并自动判断所称量的物料是否满足配方的需求。

生产过程中所使用的材料、设备，以及产品在每个工序上的生产时间、监测数据、人员等信息通过MES进行分析，通过系统报表实时呈现生产现场的生产进度、目标完成情况、产品质量状况，以及人员的操作情况、设备的运行状况、物料的使用情况。车间的管理人员，无论何时何地，只要通过网络就能将生产现场的状况看得清清楚楚。该项目既保证了生产过程中的数据可靠性，又提高了工作效率，实现了减员增效。

建设MES后，从物料到货至成品放行，实现了以下功能。

系统管理：处方配置、审计追踪及报表的生成。

到货管理：与SAP进行对接，实现物料的接收。

指令管理：生产指令的下达及生产进度的实时查看，生产记录的审核与批准。

生产管理：生产过程实时记录，实时查看。

库存管理：物料库存数量、位置及流转查询。

称量管理：原辅料称量操作。

质量管理：中间品检验委托，过程中的偏差管理、批次追溯。

出库管理：物料发放。

（2）WMS建设情况

为了实现现代化的药品生产，物流系统由多个子系统组成：生产车间成品自动输送系统、条码自动识别系统、成品自动缓存系统、成品自动码垛系统、自动仓储系统、自动控制系统、计算机系统。各车间成品由生产线末端的上线口上线后，通过输送系统主线进入物流中心。输送系统主线的运行能力可以满足5个制剂车间38条生产线840件/小时的入库需求。车间上线口及主线末端上设置的条码识别系统自动扫码识别该成品的品名、规格、批号，并生成入库任务后进入件箱缓存系统，缓存系统的穿梭车将该成品运至指定的位置暂存。当进入缓存系统的某一批次的成品达到码垛的数量或该批次成品生产完成时，系统自动生成任务并由穿梭车将该成品取出，通过提升机、输送线运至机器人码垛工位。该缓存系统货位共1440个，有2台出缓存提升机、2台入缓存提升机、12台双向穿梭车，单台提升机运行速度为5秒/件，可供5个车间38条生产线54个品种同时入库暂存，机器人效率提高15～18倍。出缓存区后的成品通过输送线上的扫码器自动扫码识别后，分配码垛道并将信息传至码垛机器人，码垛机器人通过已经设定好的该品种码垛规则进行自动码垛。该机器人采用压缩空气吸盘设计，减少了对外包装的损坏。码垛完成的成品自动生成入库任务，库前区穿梭车接收到任务后，自动接货并放置新的空托盘（备后续码垛使用），空托盘放置结束后穿梭车将入库成品运至指定的高架库区的巷道，再由堆垛机放到指定货位。高架库区分为阴凉区和常温区，入库任务生成后通过已设定好的存储环境自动匹配存储区。

整个库区采用温湿度自动监测系统，自动采集、记录温湿度，出现超标后自动报警。工作人员针对报警情况调节该区域的空调设置，这样既保证了药品质量，又大大降低了能源消耗。

立体仓储管理系统也完成了与SAP系统、MES、赋码系统的数据互通，WMS自动生成出库任务，自动拣选出库。车间生产成品通过赋码系统将产品信息传送至WMS，通过输送线自动生成入库任务。成品出库可通过SAP系统将出库单据信息传送至WMS，自动生成出库任务并拣选出库，再将出库药品信息传送至赋码系统及药监局相关网站，随时可查询。

通过核心智能制造装备在智能工厂的推广应用，实现了生产的安全、稳定、高效、可控，实现了生产程控化、检测自动化、输送管道化，符合GMP规范要求，符合国际化通行标准，满足产品设计、工艺、制造、检测、物流等全生命周期各环节的智能化要求。

三、智能化改造合作情况

本项目责任单位为石药控股集团有限公司，联合体成员包括日立咨询（中国）有限公司和昆明船舶设备集团有限公司。

联合体各成员公司充分发挥专业化的特点，严密组织、合理调配；以工程质量为中心，建立完备的质量管理体系，选配高素质的项目经理及现场工程技术管理人员组成项目班子，编制《项目质量计划》，实现项目全过程质量控制；积极推广建筑行业新技术、新材料和新工艺；发挥联合体的管理及技术优势，科学组织、精心管理，严格履行合同，达到“质量、安全、工期、文明、环保、效益、服务”七个“第一流”的要求。

四、存在的问题和改进的方向

目前，我国制药企业有4000多家，从总体上看，制药企业的药品生产过程虽然在一定程度上实现了机械化和半机械化，但是总的来说，药品生产工艺技术水平较低，整个生产过程依然存在大量的人工参与环节，影响着产品质量的稳定性，对制药企业的生产向规模化、规范化、标准化、集约化方向发展带来了很大的制约。近年来，随着国家的高度重视、新版GMP的执行，制药企业已经快速走入了工业化大生产时代，与之前的人工生产模式相比，现在的产量相对较大，以前的人工生产模式已经不可能完成现在的生产任务，这就需要投入更多先进的自动化生产设备来完成。并且随着GMP的要求越来越高，对药品生产过程的控制要求也越来越高，以人为主的生产必然会被淘汰，取而代之的是智能工厂/数字化车间的推广应用及高效自动化物流中心的建立。这些措施不仅可以保证产品质量的可重复性、降低工人的劳动强度、提高设备的利用率，还可在同样空间内，达到更高的生产产出，改善生产车间内的环境，真正实现技术现代化、工艺工程化、质量标准化、产品规模化，力争实现生产标准化、客观化、国际化。

石药集团于2015年12月开始建造自动化立体仓库系统，成品从车间生产线通过自动输送装置运往立体仓库，输送线同时具备48条线，48个品种；具备多品规、多批次同时入库功能，入库效率可达到840件/小时，入库过程中不需要人工干预，系统可自动识别条码，记录产品信息。为解决多品种、多品规药箱入库功能，公司和物流公司共同研发了件箱缓存系统，有效解决了药箱不统一、品种较多等问题，提高了单台机器人使用效率，单台机器人可同时进行两托盘作业，作业完成后可继续进行另两托盘作业。可做到入库不订单出库不扫码，与现有国家药监码系统、SAP系统进行无缝对接，实现信息互通功能，完成计算机跨系统验证，数据传输正常，减少人工干预，降低错误率。