AGV在固體制劑車間的物流搬運(yùn)應(yīng)用

文/焦 健 郝 詢 張 勝 陳 浩 孔祥震

作為國內(nèi)領(lǐng)先的制藥生產(chǎn)及研發(fā)型企業(yè)，華東百靈率先走在時代的前列，大膽地提出了使用AGV取代傳統(tǒng)人工叉車作業(yè)模式，從而實(shí)現(xiàn)新舊動能的轉(zhuǎn)換，推動了制藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的車間物流搬運(yùn)。利用AGVS作業(yè)的準(zhǔn)確性、時效性和高度信息化來保駕護(hù)航GMP的各項要求。

AGVS主要應(yīng)用在華東百令工廠的固體制劑車間，作為國內(nèi)第一個制藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的IBC料桶搬運(yùn)項目，怎樣在搬運(yùn)過程中滿足工藝環(huán)節(jié)周轉(zhuǎn)準(zhǔn)確性的同時，從AGV設(shè)備的本身來保證防止“跑冒滴漏”的發(fā)生又成為了至關(guān)重要的一環(huán)。

華東百靈提出使用AGV取代傳統(tǒng)人工叉車的作業(yè)模式，實(shí)現(xiàn)了新舊動能的轉(zhuǎn)換，推動了制藥生產(chǎn)環(huán)節(jié)的車間物流搬運(yùn)

圖1：系統(tǒng)架構(gòu)圖

一、工藝流程

AGV系統(tǒng)架構(gòu)圖，如圖1。

1.IBC料桶配料混合過篩流程

根據(jù)作業(yè)班次和任務(wù)流程管理，AGV在MES的統(tǒng)一調(diào)配之下執(zhí)行固體制劑車間IBC空料桶的周轉(zhuǎn)搬運(yùn)功能。AGV將A點(diǎn)暫存的空桶搬運(yùn)至B點(diǎn)進(jìn)行初始狀態(tài)下的配料罐裝功能。執(zhí)行完畢后，AGV返回，將A點(diǎn)的IBC空料桶搬運(yùn)至C點(diǎn)的過篩機(jī)，完成過篩初始階段的準(zhǔn)備工作。待B點(diǎn)配料工作完成后，AGV將在B1點(diǎn)已經(jīng)加料后的滿料桶搬運(yùn)至D點(diǎn)的混合機(jī)，進(jìn)行一步混合功能。一步混合完成后，混合機(jī)發(fā)出完成信號，通知MES呼叫AGV將混合完成的料桶搬運(yùn)至C點(diǎn)，進(jìn)行一步過篩功能。一步過篩完成后，AGV將C點(diǎn)滿料桶搬運(yùn)至B2進(jìn)行二次配料工作，搬運(yùn)完成后，AGV返回C點(diǎn)過篩機(jī)將留在過篩機(jī)上的IBC料桶由卸料位置轉(zhuǎn)換至接料位置。接到B2發(fā)出的配料完成信號，MES調(diào)配AGV前往B2將IBC料桶搬運(yùn)至D點(diǎn)進(jìn)行二步混合工作。在這里我們注意到，在本項目中的第一個亮點(diǎn)即為AGV并不是通過其它周轉(zhuǎn)設(shè)備來與混合機(jī)對接，而是通過AGV自身的激光定位直接將IBC料桶放在混合機(jī)上，實(shí)現(xiàn)一步到位的功能。像這樣的混合到過篩到配料的工序重復(fù)三次，即完成三層的作業(yè)功能。IBC料桶配料混合過篩流程，如圖2。

2.IBC料桶稱重投料流程

由提升機(jī)將三層生產(chǎn)混合后的料桶提升至四層，AGV前往G點(diǎn)將IBC料桶搬運(yùn)至E點(diǎn)的稱重模塊處，AGV不離開E點(diǎn)，只待稱重數(shù)據(jù)獲取后，將料桶重新抬起搬運(yùn)至F區(qū)域進(jìn)行暫存。在信息系統(tǒng)內(nèi)部會將料桶的重量與料桶的編號進(jìn)行無縫的綁定，記錄的數(shù)據(jù)不丟失。待生產(chǎn)計劃進(jìn)行投料任務(wù)的產(chǎn)生后，AGV將對應(yīng)的F區(qū)域的料桶搬運(yùn)至H點(diǎn)進(jìn)行投料工作，對接仍無任何的輔助設(shè)備參與。

圖2：IBC料桶配料混合過篩流程

圖3：于車體底部設(shè)計的接油盤

圖4：特殊設(shè)計的車體門架

圖5：特殊設(shè)計的貨叉

二、AGV系統(tǒng)的智能化和信息化

AGV系統(tǒng)的最大優(yōu)勢在于其智能化的體現(xiàn)和信息化的跟蹤記錄，在華東百令項目中，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.路徑智能化選擇

根據(jù)MES的調(diào)配任務(wù)，AGV系統(tǒng)自動選擇距離任務(wù)點(diǎn)最近的車輛去完成任務(wù)，通過路徑的距離分析選擇最近路線完成任務(wù)指令。因為在生產(chǎn)過程中所有的生產(chǎn)流程有著嚴(yán)格的時間規(guī)定，在特定的時間內(nèi)要完成桶料的周轉(zhuǎn)，在有限的空間下實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，需要穩(wěn)定的系統(tǒng)判斷能力。

2.任務(wù)智能化分解

AGV在執(zhí)行任務(wù)的過程中，完成一個流程的任務(wù)，需要多個步驟連貫運(yùn)行完成，在這樣的特定生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，就需要任務(wù)的智能分解。例如：當(dāng)四層的AGV搬運(yùn)料筒由電梯口至?xí)捍鎱^(qū)前完成靜置暫存工序時，就需要AGV首先與電梯進(jìn)行信號交互，判斷物料即將到達(dá)位置，AGV立即前往電梯口進(jìn)行搬運(yùn)。其次，在運(yùn)送至?xí)捍鎱^(qū)之前，要是在物料稱重的功能，當(dāng)AGV判斷貨物已經(jīng)離開貨叉并且稱重模塊的數(shù)值穩(wěn)定，MES系統(tǒng)記錄了其相對應(yīng)的數(shù)值后，AGV將料桶抬高，離開稱重區(qū)域前往暫存區(qū)完成整個流程。不難看到，每一個環(huán)節(jié)都是靠分步動作進(jìn)行串聯(lián)的，上一步的完成推動了下一步的開始。最后，暫存區(qū)的貨位管理系統(tǒng)會判斷并提供給AGV系統(tǒng)選擇空位置將桶料搬運(yùn)至此。

3.信息化統(tǒng)一記錄

在生產(chǎn)過程中，所有的轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)，料桶身上的產(chǎn)品信息與小車的作業(yè)流程是綁定在一起的，從它的生長周期經(jīng)歷的各個過程，每次處理的時間長短，在哪個時刻我們都統(tǒng)一記錄下來，確保數(shù)據(jù)不丟失，可查詢。在一段生產(chǎn)邏輯的過程中，數(shù)據(jù)統(tǒng)計量都通過信息化的傳遞統(tǒng)一來記錄，這樣我們就可以分析把控各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，做到質(zhì)量上的新高度。

三、特殊的車體設(shè)計

在醫(yī)藥行業(yè)中，特別是在潔凈要求下的制藥環(huán)節(jié)中，自動化的搬運(yùn)從來就沒有停止過自我革命的創(chuàng)新。減少人員的參與是為了保證準(zhǔn)確無誤，提高產(chǎn)量的同時來把好生產(chǎn)質(zhì)量的大關(guān)。做好藥、做放心藥也被業(yè)內(nèi)廣外流傳，然而固定在一個區(qū)域的生產(chǎn)設(shè)備，其自身的潔凈程度是相對容易處理的，移動的設(shè)備想要保證其密閉性和無油潤滑處理是十分困難的。本次項目中也是本著壯士割腕的勇氣，突破傳統(tǒng)思維模式，真正從源頭來杜絕“跑冒滴露”。

1.車體底部特殊設(shè)計

在車體底部設(shè)計接油盤，接油盤內(nèi)設(shè)計吸油紙，最大程度地防止因內(nèi)部產(chǎn)生的潤滑油脂溢出車體，定期更換內(nèi)部吸油紙最大程度地降低了油脂泄露的可能性。如圖3。

2.車體門架特殊設(shè)計

車體門架的聯(lián)調(diào)采用食品級潤滑脂潤滑，保證了其不易揮發(fā)。在料調(diào)外面加蓋一層防塵罩使得原本暴漏在空氣中的鏈條也穿上了一層衣服，在保證其不影響正常功能的前提下，使得自身具有了一定的防護(hù)功能。如圖4。

3.貨叉特殊設(shè)計

貨叉為配有304不銹鋼的叉套保護(hù)，杜絕了非不銹鋼金屬與IBC料桶的接觸。如圖5。

4.潤滑的特殊設(shè)計

車體的液壓油采用食品級的保證，潤滑部分也同樣為食品級，除液壓系統(tǒng)外，小車的其他部件均為潤滑脂來保駕護(hù)航。

四、總結(jié)

目前國內(nèi)良好的發(fā)展契機(jī)，有望使制藥行業(yè)的自動化程度邁上新的臺階，使我國的制藥事業(yè)勇攀高峰，譜寫中國智能制造的新篇章。