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      九州通“神州一号”超大型医药物流中心全面技术解读
      ? 2021/9/4
      摘要:

      物流中心投入运营后,强有力地促进医药公司业务的迅速发展,伴随物流中心高密度的智能化设备投入使用,比如:7000平米的AGV月台、智能穿梭车货到人系统、超高自动化立库等,其中AGV月台改变传统作业方式,释放作业劳动力,减少人工差错,实现数字化、自动化。智能化设备投入给作业环境、运作效率、客户体验感等方面带来显著改善,降低一线作业人员劳动强度的同时作业效率提升40%以上,订单处理能力增强1-2倍。并且逐步推进实施物流精益化管理,可视化运营,实现全程监控、无缝对接,以最大限度地缩短配送时间,为客户带来较好的体验感。同时,特别要提到的是项目组成员对河南公司上线以后做的售后服务工作,近一年来开展了多次对该项目的回头看,矫正在物流运营中的偏差,规范了作业标准及作业指导手册,让河南物流运营标准化、系统化更准确及清晰。


      项目背景


      随着河南九州通业务规模的不断扩大,河南市场对医药需求的增加,建于2006年的物流中心已难以满足河南地区的药品需求。对此,九州通为了让河南省地区用上放心、便宜的药品,同时也提升其在河南省的核心竞争力,九州通集团决定在郑州建设一座具备世界先进水平的超大型现代化医药物流中心,代号“神州一号”项目。


      “神州一号”项目为第十届LT中国物流技术奖(LT奖)参赛项目,经过激烈角逐最终荣膺第十届LT中国物流技术奖-创新应用奖。


      河南物流中心定位于中原地区的省级枢纽中心,公司拥有上下游供货客户2000多家,下游销售客户5000多家,药品销售辐射到河南省级陕西、山西、宁夏、山东、安徽、江苏、河北等地,其中河南物流中心作为集团零库存的试点企业,依托省级中心仓的优势,形成9+1的仓配模式,即郑州仓作为中心存储仓,洛阳、南阳、三门峡、新乡、安阳、周口、商丘、驻马店、信阳共计9个仓采用零库存的模式,同时入住三方物流客户30余家,为第三方客户提供药品存储和运输服务,对枢纽中心仓提成更高的要求,新物流中心建成后将为9家子公司及30多家三方客户提供更优质、更高效、更便捷的服务。



      方案目标


      方案的设计目标实现3万品规、1万单出库峰值日订单、10万条出库峰值日条目、5万件出库峰值日件数,支持快批、医院、零售连锁、门诊、社区、B2B、B2C等业务模式,支持经营药品、器械、中药、消费品、保健品等业态。 同时与周边9个区域物流中心形成多仓协同联动,


      满足业务辐射河南全省及周边地区自营商业200亿的业务需求,满足与全国三方物流网络并网,增强河南全省及周边地区大健康三方物流枢纽的能力。符合河南省最大的医药公共服务平台的战略目标。

       

      解决方案


      该项目由九州通集团旗下的湖北九州云智科技有限公司为河南九州通医药物流中心提供智能物流中心集成总包、物流供应链云平台、企业数字化建设等一体化的物流技术解决方案。


      规划设计


      根据河南区域的调研及分析为业主提供可行性分析报告、数据指标分析报告以及立项的相关支持。其次根据前期的调研及数据分析情况,规划设计占地面积23000平方米,总建筑面积达100000平方米,设计共5层楼库、立体库和穿梭车库,立体库库区占地面积9000平米,分为16层,共18个巷道,设计有39000个托盘货位。楼层库占地14000平米,分为5层,一层为收发货区,其他楼层为拆零区、复核打包区、整件存储区、中药存储区、器械存储区以及特殊药品小库房。穿梭车库占地1150平米,由智能调度系统、高精度货架系统、提升机系统、智能穿梭车系统、GTP系统组成。设计有15000个货位。物流中心内还根据不同药品的存储和保管要求,设计的恒温库、阴凉库、常温库、冷库及特殊药品保管库。


      针对性的进行河南物流中心布局、作业流程设计,有效得利用空间使库房资源得到最大化利用,同时通过专业的设备选型最大限度地减少搬运、提高作业效率、缩短生产周期、降低运营成本。另外在创新设备选型上,经过大量的数据仿真进行论证,保证最终方案的可实施性。


      智能装备


      河南“神州一号”项目在智能设备应用上贯穿了全流程作业环节,入库采用智能移动收货台车进行无纸化作业,搭配叉车入全自动化立体仓库;


      拆零拣选采用智能拣选台车进行多订单同时在线拣选,同时配套高密度存储的货到人穿梭车进行接力拣选;


      整件拣选采用整件拣选地牛进行移动在线拣选,配合12台高速提升机进行扭转;立体库出库使用18台堆垛机进行高速自动化拣选,同时立体库上线了机械臂配合在线拣选,立库5层U型在线拣选和8层侧边钢平台在线拣选;


      外复核分拣采用国内首创的月台AGV搬运机器人进行无人化作业;智能化设备的上线应用让河南物流中心的智能化程度大幅提升,极大的节省了人力、提高了作业效率、降低了人员劳动强度,让物流中心作业高效、便捷。


      信息软件


      河南“神州一号”项目应用了九州云智自主研发的OMS、BMS、WMS、WCS信息系统。OMS实现订单全生命周期过程管理与可视追踪,控制多层次结构、多运作主体的过程协同,智能任务调度与资源分配,降低运作成本、保障履约质量及提升客户体验;BMS实现标准化物流费用管理流程,精细化成本与费用核算,费用过程与运作过程一体化融化,应用数据指导经营决策;WMS实现平台化的多仓协同、仓配联动、精细化货位管理,智能化生产作业和数字化运营管理。灵活扩展适配多运营方、多货主、多业态,多作业模式需求;WCS实现快速对接上位系统,插件式适配多类型设备,可配置的功能流程与控制策略,AI智能调度及3D可视化的指令与设备运行状态监控。


      九州云智拥有多项成熟的软件产品,从物流门户,订单管理、计费管理、仓储管理、运输管理到运营决策分析全维度系统应用覆盖,满足全过程数智化物流管控需求。


      系统集成


      河南“神州一号”项目不仅在创新设备应用多,且同时对项目工期要求紧张,项目从建设初期就开始交叉施工,业务体量居集团最大,对项目管理方面提出了巨大的挑战,项目组从项目启动、规划设计、项目实施、联调测试、搬迁上线和交付六大阶段均进行了严密的部署,九州云智目前超过80%的人员具有国际认证的PMP资格证书,采用专业的项目管理手段保障了项目的成功实施,项目工期、项目质量、成本控制等方面都得到了有效的保证,最终在既定工期内完成了38万余件药品的搬迁,在十一黄金周的窗口期内完成了系统切换,顺利上线,上线后项目组经过为期3个月的优化爬坡,项目运行稳定,效率稳步提升,目前项目已经顺利交付业主。


      主要技术及设备介绍


      月台AGV机器人


      考虑到劳动力密集程度和劳动强度,首次将智能AGV应用于出库集货和装车搬运,实现月台区域无人化作业。整个月台共投入100台AGV,在克服大规模协同调度技术、动态路劲规划技术、大数据融合技术、运动控制等技术难点后,在7000㎡的月台上运用智能调度系统进行无人化指挥控制,将整个物流中心各个区域的出库货物进行全自动的集货、搬运,从而使得货物量大、客户多、品种多、找货难、要求差错低的出库月台能够实现自动化、无人化、信息动态感知,是国内外首个智能AGV月台,促使行业技术更上一层。

       


      超高自动化立体库


      全自动立体仓库占地约9000㎡,高30m,有18个巷道,共计约38000个托盘货位,按照入、出、补货和拣选等四大功能分层设多个进库口和出库口。通过九州通多年立体库自主研究和使用经验,对原本多应用于高密度存储领域的立体库进行优化,新增U型拣选、侧边拣选等作业区域,适应九州通多品规、周转快,兼容商业、终端等业务形态。


      该立体库日吞吐能力达个5600托盘、日拣选能力达40,000箱。在提高作业效率的同时,大大的降低了库内的搬运强度。



      穿梭车货到人


      自主研发应用货到人穿梭车系统,让拆零拣货更加快捷,集成穿梭车、货架、输送分拣系统、电子标签系统,实现BC品零货“货到人”自动拣选,穿梭车库设计有13000余个货位,66台穿梭车、8台高速提升机同时作业,单小时出库效率可达1000条,准确率达到99.999%,效率比传统“人到货零货拣选”提升了5倍。


      该技术解决了拆零品规多,劳动力密集的现状。此次的智能穿梭车库,从设备到系统均是由九州智自主设计研发,穿梭车运行速度:最大速度4m/s、加速度2m/s2;定位精度:±2mm;提升机运行最大速度:7.8m/s;最大运行加速度:6m/s2;定位精度:±2mm。



      自动拆垛机器人


      此次河南新建物流中心,通过将立库出库托盘线、机械臂、自动贴标机进行集成设计,实现九州通1.5万个品种的无人自动化拆垛拣选,其单次3D识别效率可达1S,拆垛拣选效率可达300件/小时。



      项目亮点


      神州一号之“脑”

      物流调度指挥中心



      河南物流调度指挥中心占地面积230㎡,投资120万元建设,主屏由28块高清液晶显示屏组成,设置12个员工工位,搭配视频和物流中心监控系统。同时上线九州云智自主研发设计的物流调度中心,实现订单、运力、流程全场景可视化管理,与承运商一体化协同运营、智能计划控制与发运规则匹配及任务调度。


      调度中心实现了各分支系统的数据集中与融合,构建物流数据资产与应用体系实现企业关键问题洞察、标准化运营管理,决策分析与管控能力。调度中心具有五大功能模块,实时监控方面,可进行资源监控预警、订单时效预警、作业效率监控、驾驶行为监控、交付质量预警;即席查询方面,可实现订单状态查询、流通轨迹查询、车辆位置查询、实时库存查询、物流费用查询;运营报表方面,可实现物流量统计、作业量统计、成本/费用核算、人员绩效统计、服务质量统计;运营分析方面,可实现订单时效分析、物流压力分析、物流效率分析、物流质量分析、物流效率分析;经营分析方面,可实现客户分析、产品分析、资源评价、成本费用、利润分析。


      河南物流调度指挥中心作为智能仓库的大脑,不仅承担了中心仓的订单调度功能,同时可在线监控各分仓的订单处理情况,库存分布情况,实现多仓协同调度,保障各仓之间的高效运作,发挥了巨大的作用。


      神州一号之“手”

      多层穿梭车&货到人系统



      九州云智自主研发生产的多层穿梭车系统结合货到人拣选系统在九州通“神州一号“项目首次落地,仅针对”神州一号“项目,九州云智穿梭车系统荣获了3项发明专利。


      “神州一号”项目多层穿梭车&货到人系统整体占地1150平米,其充分利用了建筑面积,将零货从“平库”搬到了“楼库”。该系统主要由九州云智Lmis.X系统智能调度、高精度货架、8台高速提升机、66台智能穿梭车及货到人系统组成。其中穿梭车系统采用夹抱式伸缩臂取放货结构,深浅货位,高速提升机,16层高精度货架实现了多层穿梭车库的高密度存储;48V直流供电和制动技术,高精度行走定位控制方式,提升机快速稳定-启停等功能模块为料箱的高吞吐量提供了有力保障,配合料箱出入库效率,整体形成完美闭环。


      多层穿梭车&货到人系统设计有4个分区,共13000个货位。在算法上采用订单3级排序,单小时出库效率可达1000条,拣选准确率达到99.9%,效率比传统“摘果式零货拣选”提升了2倍。货到人的作业模式有效减少了作业人员的劳动强度,解决了拆零作业劳动力密集的现状,更加适应订单“碎片化”的市场需求。


      神州一号之“足”

      AGV月台



      “九州通的一小步,医药物流的一大步”—— “神州一号”项目勇于创新,敢于实践,与其他电子商务及科技公司将AGV小车应用于货到人拣选模块不同,九州云智根据医药物流的特殊属性,首次创造性的将AGV小车应用于月台存储、搬运和集货,在国际上也是首开先例。


      “神州一号”项目将100台AGV小车,1200个钢托&笼车布置在7000㎡的月台上,九州云智智能调度系统衔接RMS系统进行无人化指挥控制,将整个物流中心各个区域的出库货物进行全自动的集货、搬运,从而使得货物量大、客户多、品种多、配送方向多、找货难、要求差错低的出库月台能够实现自动化、无人化、信息动态感知,点对点,直接由暂存货位自动到达指定装车口。


      月台AGV小车采用机器人集群运动模型,集成机器人学习算法实现动态路径优化,可实现单日最大搬运次数3万次。相较于传统的人工月台减少了4个流程环节,整体减少约6000次的人工搬运,降低了80%的人员行走距离,大大的降低了人员作业强度,提高了集货装车的效率。


      集成创新


      “神州一号”项目业务形态复杂,众多自主研发软硬件首次落地,设备集成能力是项目所面临的最大挑战。


      九州云智在多年仓储物流技术积累上大胆创新,针对复杂多样的新型物流设备,自主研发了新一代LMIS.X系统、GTP拣选系统、九州云智物流管理平台等物流系统。实现了从入库到配送,每个环节高度的信息化管理。


      面对国际上无任何案例借鉴的智能AGV月台系统,九州云智针对性研发了月台智能分配、容器分配、AGV智能调度、穿梭车订单排序4套核心算法,实现了100台AGV 在7000㎡的月台上无人化搬运。


      自主研发的穿梭车库首次对接货到人拣选,8台高速提升机和66台穿梭车在系统精确调度下,将货到人工作站单站效率提高30%。


      九州云智对30米超高自动化立体库进行优化,新增U型拣选、侧边拣选,日拣选能力达40000箱。在提高作业效率的同时,大大的降低了库内的搬运强度。经过多年与机械臂厂商深度合作,九州云智对机械臂关键技术进行研究与突破,通过将立库出库托盘线、机械臂、自动贴标机进行集成设计,实现九州通1.5万个品种的无人自动化拆跺拣选,为行业之最。


      项目期间共申报完成4项发明专利,3项应用型专利。在仓库库容翻倍的情况下,高度的自动化使作业人员和运营成本不升反降。


      主要绿?创新 


      随着市场经济的发展,互联网对产业链的驱使,医药批发行业也逐渐由传统的B2B向着BC一体化进行转变,企业服务的对象直接变成了消费者,订单更加碎片化,商品拆零量更大是顺应市场不可逆的过程。


      九州通“神州一号”项目针对终端拆零量增大设计了独特的小订单作业流程。由原来的按客户订单分散作业,到现在按配送方向从拆零拣选节点开始进行合箱,合箱后的出库标签较以往大幅减少,同时小订单采用合箱配送,该模式应用后,打印耗材和包装耗材同比减少了50%,为公司和行业节省了资源,同时让整体作业效率都得到了显著提升。



      月台AGV机器人应用与传统的人工月台相比,无人化、智能全链路可视化使得7000㎡的月台可成为黑灯月台,降低了人工成本和照明成本,实现公司的降本增效的同时为社会节省了更多的电力资源。


      项目运行成果


      在基础设施和物流设备建设过程中,在郑州市有史以来最严厉的环保管控和新冠肺炎疫情的影响下,“神州一号”项目依然完成了38.8万件商品的搬迁任务,于10月4日正式上线,10月9日正式对外营业。项目上线即面临业务高峰,因仓库作业自动化程度的大幅提高,在一周左右的适应期后,在人员数量减少40人的前提下运作效果显著提升。AGV出库搬运次数峰值达到8500次,出库条目峰值29442条,出库件数峰值31916件。各项物流设备运行良好,在智能化物流设备的助力下,仓库作业量上升的同时,人员作业结束时间相继提前,其中拆零拣选人员下班时间提前3小时,集货复核岗位下班时间提前4小时,装车岗下班时间提前3小时。


      “神州一号”项目作为九州通目前投入最大的省级物流中心,建成后成为国内单体最大、智能化最先进的物流中心,目前已经形成9+1的多仓协同和联动网络,同时接入第三方客户代储代发业务,日出库量可达到2个亿,订单处理能力大幅得到提升。


      目前项目上线已经稳定运行8个月,整体运行平稳,在2021年5月31日出库达到上线以来峰值,单日出库条目数41365条,单日出库件数39176件,当日设备及系统运行稳定,各岗位作业时间相对比原有仓库均大幅缩减,采用智能化的设备大幅降低了人员的劳动强度,业主满意度较高。


      河南九州通物流有限公司总经理周冬梅对于系统给出如下评价


      物流中心投入运营后,强有力地促进医药公司业务的迅速发展,伴随物流中心高密度的智能化设备投入使用,比如:7000平米的AGV月台、智能穿梭车货到人系统、超高自动化立库等,其中AGV月台改变传统作业方式,释放作业劳动力,减少人工差错,实现数字化、自动化。智能化设备投入给作业环境、运作效率、客户体验感等方面带来显著改善,降低一线作业人员劳动强度的同时作业效率提升40%以上,订单处理能力增强1-2倍。并且逐步推进实施物流精益化管理,可视化运营,实现全程监控、无缝对接,以最大限度地缩短配送时间,为客户带来较好的体验感。同时,特别要提到的是项目组成员对河南公司上线以后做的售后服务工作,近一年来开展了多次对该项目的回头看,矫正在物流运营中的偏差,规范了作业标准及作业指导手册,让河南物流运营标准化、系统化更准确及清晰。”



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