趙劍道，劉向東，任 楠，丁兆寧，蔡 靖

（北京機械工業(yè)自動化研究所，北京 100120)

0 引言

近年來，隨著國家醫(yī)療體制改革和物流業(yè)的發(fā)展，醫(yī)藥物流水平得到不斷的提高。從整體上看，隨著OTC藥品（Over the counter Drug，非處方藥）市場的快速發(fā)展，業(yè)內普遍看好這一趨勢，越來越多的原有醫(yī)藥批發(fā)、經(jīng)銷公司開展連鎖網(wǎng)絡以及配套物流設施的建設，同時也加劇了市場的競爭。配送體系由原來的多層、分散逐漸向統(tǒng)一、直配模式轉變，出現(xiàn)了一批較先進的新型醫(yī)藥物流分揀配送中心，配備合理先進的軟硬件，形成高速、準確的分揀配送能力[1]。

本文介紹的天津某醫(yī)藥物流配送中心正是在這樣的大環(huán)境下于2013年建成并投入運營，配送中心整體建筑占地面積9335平方米，局部三層建筑，一層為整托倉儲及收發(fā)貨區(qū)，二層為拆零及包裝復核區(qū)，三層預留。建筑南側為收發(fā)貨區(qū)，西側為高架立體庫區(qū)。一層建筑層高7.8米，二層高度7.8米，三層高度6.4米，頂部有管道照明等配套設備，總建筑高度為23.8米。立體庫凈高不超過20.8米。需要完成藥品的存儲，分揀，配送等相關任務。當年滿足年配送額25億元人民幣，系統(tǒng)遠景能支撐年配送額100億元人民幣。

1 系統(tǒng)架構

WMS系統(tǒng)軟件結構采用分層模塊化集成模式，分為用戶界面層模塊和事務處理層模塊兩類。系統(tǒng)軟件結構如圖1所示。

2 基礎信息管理

首先我們從存儲原則、物料管理原則、批次追蹤屬性來對物流中心的存儲、物品與批次的方式和屬性進行設計。

2.1 存儲原則設計

存儲原則應滿足以下原則：一種商品可以存放在多個貨位；非退貨庫同一貨位不允許混合存放不同的商品；不同批號的藥品不允許存放在同一貨位；同一批號不同入庫日期的藥品視為同一藥品；絕大部分商品有專門零散揀貨區(qū)、整箱揀貨區(qū)和存儲區(qū)；部分商品存儲區(qū)和揀選區(qū)共用。

圖1 系統(tǒng)軟件結構圖

2.2 物料管理原則設計

物料經(jīng)由接口程序轉入WMS系統(tǒng)，使用ERP（Enterprise Resource Planning，企業(yè)資源計劃）系統(tǒng)物料內碼，WMS中不重新編碼，物料一旦導入到WMS后ERP系統(tǒng)的物料內碼不允許更改。在WMS系統(tǒng)中需要維護商品的不同包裝的長寬高、體積，用于自動組盤計算和拆零揀選時周轉箱容積計算等。商品的拼箱類別、存儲區(qū)域、揀選貨位、拆零區(qū)的上下限等物流運作信息由物流人員在WMS中維護，該信息在整箱出庫、補貨、拆零揀選處理時使用。

物料中設置下列字段：拆零區(qū)域碼、拆零下限值、拆零上限值、箱揀區(qū)域碼、箱揀區(qū)下限值、箱揀區(qū)上限值、拼箱類型、商品名、規(guī)格、生產廠家、計量單位、國際條碼、批準文號、生產許可證、保質期、批準文號有效期至、是否收集電子監(jiān)管碼、劑型、存儲條件、商品類別、是否禁入、是否進口藥品、助記碼、處方類別。

2.3 追蹤方法（批屬性）

本系統(tǒng)設計了5種批屬性，用于將物料屬性的進一步區(qū)分，包括包裝碼、產品類別（正常品、限銷品、異常品等）、生產批次號、生產日期、有效期至。物料編碼和這五種批次屬性唯一標識一批物料。

3 入庫設計

物流中心入庫主要包括采購單獲取、收貨、質檢、上架等階段，具體描述如下。

3.1 采購單預處理

ERP系統(tǒng)中經(jīng)過審核過的采購訂單通過接口導入到WMS，WMS系統(tǒng)生成采購訂單（PO，Purchase Order），WMS不對傳入的采購訂單做合并等加工處理，采購訂單傳入到WMS后不允許再修改，如果需要修改在ERP中重新下采購訂單，采購訂單刪除不通過接口處理。

3.2 收貨和質檢

供應商執(zhí)送貨單送貨到物流中心，收貨員清點總箱數(shù)并簽收，打印相關交接單交相關人員，隨車單據(jù)交單證室。單證室驗證是否存在對應的有效的采購訂單，此檢查包括兩項內容：1）是否有此供應商的對應采購訂單號碼；2）此訂單是否在有效期內。單證室核實藥檢報告，不合格拒收，藥檢報告蓋章后，集中掃描到指定服務器的指定文件夾內。掃描文件的命名規(guī)則是：“ERP藥品編碼”+“/”+“批號”。單證室人員檢查通過，創(chuàng)建收貨單(ASN，Advanced Shipping Note，即預先發(fā)貨清單)。單證室打印預收貨單交給收貨組工作人員，預收貨單上要有貨品的箱包裝、中包裝、件包裝、托盤入數(shù)和碼托方式等，便于指導員工作業(yè)，如果是首營品種，則預售單提示需要錄入包裝信息。核實是否是首營品種，如果是，則通知質檢部門維護首營品種包裝信息，等待維護完成后再進行操作。收貨員來按預收單碼盤信息進行碼盤，同時核對品種數(shù)量，如果發(fā)現(xiàn)品種不符，則拒收。收貨員將預收單交質檢人員進行質檢。質檢員用RF（Radio Frequency，即無線射頻識別）掃描收貨單、物料內碼、托盤號、實收數(shù)量，采集批次確認收貨。如果不使用RF，則在工作室手工創(chuàng)建收貨明細，并且錄入托盤號、實收數(shù)量，采集批次確認收貨。系統(tǒng)判斷物料是否采集電子監(jiān)管碼，如果需要采集則RF自動跳轉到采集電子監(jiān)管碼界面，采集電子監(jiān)管碼不進行強制性采集。如果遇到零頭收貨的情況，也是一個物料收貨到一個托盤上，現(xiàn)場操作情況是將事先打印好的條碼貼在零散物料上。收貨完畢后質檢部門工作人員到單證室通過收貨單號打印上架標簽。單證室確定上架完畢，關閉收貨訂單，接口回傳ERP收貨完畢。

收貨異常處理：

1）短貨：供應商送貨數(shù)量小于PO單上的數(shù)量，以WMS以實際收貨數(shù)量為準。

2）超量/品種不符：供應上送貨數(shù)量大于PO單上的數(shù)量/送貨商品和訂單不一致，WMS不允許超收，如果不可以隨車退回，多余的數(shù)量WMS可提供一個虛擬倉庫進行記賬操作，該倉庫所有數(shù)據(jù)不和ERP進行交互。

3）批次數(shù)量錯誤：質檢人員收貨時候批次屬性或者數(shù)量錯誤，單證室將訂單回轉收貨，重置訂單狀態(tài)為創(chuàng)建狀態(tài)再次進行收貨即可。

3.3 上架

各樓層的貨物由人工或者輸送機運至相應的樓層地點。各樓層保管員按入庫通知單指示進行上架。AS/RS（Automated Storage and Retrieval System，自動存取系統(tǒng)）區(qū)域：叉車工按入庫通知將托盤搬運至AS/RS區(qū)域輸送線上，AS/RS掃描自動入庫。一樓平置區(qū)域：叉車工按入庫通知將托盤搬運平置區(qū)，RF掃描貨架標簽確認上架。二樓箱儲區(qū)域：搬運工把貼好箱標簽的箱子通過地?；蛲习遘嚢嶂撂嵘龣C前，投入提升機。二樓箱存區(qū)掃描彈出。箱存區(qū)人員RF掃描箱標簽，計算上架儲位及貨架標簽，上架確認。拆零商品：將拆零商品放入物流箱內，根據(jù)打印拆零報表放入指定區(qū)域，掃描條碼進行上架。特殊商品（質檢殘次品）：組盤上到特殊商品區(qū)域，ERP指定出庫。各樓層區(qū)域的上架任務完成后關閉ASN，WMS將收貨數(shù)據(jù)通過接口傳入到ERP，人工關閉訂單，回傳ERP。

貴重物品直接上架到貴重物品區(qū)域。托盤存儲，按照數(shù)量劃分，5箱及5箱以上進入立體庫，3箱至4箱到箱存儲庫位，1-2箱進入零揀區(qū)（同時計算體積、重量、尺寸）就近查找同類型商品儲位（由下向上方便管理）立體庫：單箱重30公斤以下，長度250mm～600mm可以進入立體庫。同一個批號在拆零區(qū)只允許占用一個貨位。非整件數(shù)量都強制入庫至拆零揀貨區(qū)，新批號在對應的上架區(qū)域找一空貨位存儲，舊批號則上架同批號的拆零貨位。如果此批號非最先出貨批號（按WMS批次先進先出），則拆零區(qū)只補充零頭數(shù)量，不需要補滿。剩余整件數(shù)量上架至整件存儲區(qū)域。整件存儲區(qū)域中優(yōu)先滿足箱揀區(qū)，余數(shù)上至存儲區(qū)。如存儲區(qū)設在AS/RS，則上架到立庫。

4 出庫設計

出庫流程是物流中心運轉的最復雜的流程，主要包括出庫單的獲取、波次的建立和庫存分配、補貨、周轉箱注冊、揀貨、內復核、外復核、裝車。

4.1 出庫單獲取

ERP系統(tǒng)中經(jīng)過確認過的出貨單通過接口導入到WMS。WMS系統(tǒng)生成出貨單（SO，Shipping Order）。WMS不對傳入的出庫訂單做合并等加工處理。根據(jù)預先維護的客戶路線對應關系，自動為訂單生成路線。進入波次中的出貨單不允許做修改。

WMS應具備路線管理，該信息也可以通過外部接口從TMS（Transportation Management System，意為運輸管理系統(tǒng)）中獲得，信息主要包括客戶、路線、路順關系表。

4.2 波次建立與庫存分配

4.2.1 波次的建立

任務管理員根據(jù)出庫訂單類型、訂購時間和路線或者運輸方式等建立波次創(chuàng)建規(guī)則。根據(jù)預先創(chuàng)建的波次篩選條件建立出貨波次，在揀選任務下發(fā)之前可進行波次訂單的增減。出貨波次建立后對波次進行庫存分配產生揀貨任務以及補貨任務，同時進行拼包計算以及指定出庫集貨位。WMS按照訂單的優(yōu)先級，以指導WCS（Warehouse Control System，倉儲控制系統(tǒng)）優(yōu)先自動注冊物流箱。復核臺分配由WCS根據(jù)平均分配任務規(guī)則指定復核包裝臺。波次拼包內容為物流拆零部分的裝箱計算，同一個客戶的不同訂單可以混放，但不同客戶訂單不可混放,拼箱按照物料的體積之和是否小于物流箱體積計算是否滿箱。物流箱體積在系統(tǒng)中維護，可根據(jù)實際裝箱結果進行調整。不劑型的物料不能拼在同一個箱中，系統(tǒng)優(yōu)先按物料和拼箱優(yōu)先級進行拼箱，再考慮揀選路徑優(yōu)化。出貨集貨區(qū)同一個路線的分配在一個碼頭，同一個客戶的分配在同一個集貨位，不同客戶發(fā)貨不可混放在同一個集貨位，不同波次同一客戶分配同一貨位。集貨位可以按箱數(shù)或體積做堆放限制。

4.2.2 庫存分配策略

優(yōu)先出ABC區(qū)零貨區(qū)，零頭優(yōu)先分配。執(zhí)行各區(qū)域按WMS批次先進先出。零箱從拆零區(qū)出，整件優(yōu)先從整件區(qū)出，其中滿托盤的出庫優(yōu)先從存儲區(qū)（立庫）出。(立庫整托大于80%(可以維護)，則整托上流水線，一部分揀貨標簽，一部分貼補貨標簽)。如果WMS指定批號出貨嚴格按指定的批號配置庫存。每個SKU（Stock Keeping Unit，庫存量單位）最好設置拆零區(qū)、箱揀區(qū)、存儲區(qū)三級庫存。如C類品種不便設箱揀區(qū)，可以在立庫進行在線揀選，但效率不高。

4.3 補貨

補貨是拆零揀選前的一個重要環(huán)節(jié)，分為日常補貨和波次間補貨。補貨任務產生的條件和原則為：

1) 日常補貨：揀選貨位小于設定值產生補貨，補貨箱數(shù)=(揀貨位上限 — 揀貨貨位庫存量)/箱入數(shù)，向上取整；

2) 波次間補貨：補貨箱數(shù)=（（揀貨位最大量和波次需求總拆零量之大值）— 揀貨貨位庫存量)/每箱入數(shù)，向上取整。

3）補貨單位以箱為單位。

補貨按來源庫位分為：立庫補拆零、整箱補拆零、一樓平置庫補拆零。其中立庫補拆零在揀選完成后打印補貨標簽，其余在各樓層在補貨任務發(fā)起后即打印補貨標簽。日常補貨時只向拆零區(qū)補按WMS批次的先進先出的第一個批號。波次間補貨需要補充滿足訂單數(shù)量的WMS批次，而不限于按WMS批次先進先出的第一個批號。需要從立庫補貨的，生成出庫指令傳至立庫管理系統(tǒng)，立庫負責出托。立庫補貨盡量以托為準。如不能，按在線揀選方式處理。所有經(jīng)輸送線送到補貨目的地的補貨任務都使用補貨標簽。立庫的補貨標簽在揀選完成后上輸送線時集中打印張貼；非立庫的補貨標簽在補貨任務生成后即打印，由員工按標簽揀貨，貼標簽。補貨標簽上要打印彈出口號碼的條碼，便于輸送線在目的地彈出箱，再讓員工完成補貨。拆零區(qū)域人員掃描補貨標簽，按補貨標簽進行補貨，RF進行補貨確認。掃描條碼補貨確認。補貨過程中可能會發(fā)生異常，比如波次間補貨如果發(fā)現(xiàn)完成數(shù)量和任務數(shù)量不相符合，系統(tǒng)則自動下發(fā)一個盤點任務，同時凍結目標庫位以及初始庫位，之后再次分配波次即可。

4.4 注冊周轉箱

周轉箱自動注冊：WMS將待裝箱任務批次傳送給WCS，任務管理員通知樓層投放周轉箱，WCS將掃描到的箱號和WMS下發(fā)的任務進行關聯(lián)，WCS回傳對應關聯(lián)給WMS，并將固定復核臺信息回傳給WMS，WMS完成系統(tǒng)注冊。

周轉箱手動注冊：人工注冊主要用于冷庫等特殊藥品庫揀選，同時作為自動注冊的備份功能。波次號由任務管理員通知注冊人員，樓層號或區(qū)域號是指此箱中揀選任務的發(fā)起順序的第一個樓層或第一個區(qū)域，注冊完畢后，如有需要，打印相關標簽，投入周轉箱。

4.5 揀貨

整件揀選標簽按作業(yè)點、按客戶順序或者按貨位順序打印，提供兩種打印方式：每箱打印或整托打印。立庫的整件揀選任務由系統(tǒng)傳給立庫系統(tǒng)，立庫系統(tǒng)負責處理出托，在線揀選的還要回盤。非整件區(qū)域揀選任務的提取需要通過掃描箱號。有輸送線區(qū)域，輸送線將箱子推到區(qū)域入口，揀選員工掃描箱號，控制系統(tǒng)點亮該區(qū)域有任務的貨位的電子標簽燈，該區(qū)域揀選完全完成后，將箱子推進輸送線。如果該箱子還有任務，則輸送線將箱子推入下一個區(qū)域入口，否則會將箱子送至復核臺。整件揀選使用標簽揀選。立庫的整件揀選在揀選完成后再打印揀選標簽，非立庫的整件揀選在波次發(fā)放后即打印揀選標簽。支持使用RF揀選作為標簽揀選的備份功能。自提和緊急訂單可以建波次，也可以直接按訂單分配，生成揀貨任務，系統(tǒng)打印揀貨單有專人揀貨，專人復核，直接發(fā)運。

4.6 整箱揀選集貨確認

圖2 處理步驟

分揀機將箱子分流到各道口，員工將箱子拉到集貨位。整托的出庫直接由叉車工將托盤送至集貨貨位。確認人員使用RF掃描各個整件標簽，掃描暫存區(qū)托盤位條碼。核實的數(shù)量為對應整件揀選標簽所匹配的數(shù)量，一箱一張或一托一張。系統(tǒng)檢查輸入信息是否完全匹配，如不匹配，系統(tǒng)提示錯誤；如匹配，校驗通過，系統(tǒng)完成揀貨到貨確認，并更新揀選任務狀態(tài)，復核結束后，將復核完成信息通過接口顯示在電子顯示屏上。

4.7 拆零復核打包（內復核）

圖3 內復合流程

操作人員掃描各個物料的條碼（或輸入助記碼），系統(tǒng)提示此物料批號和批號對應數(shù)量，復核員可以修改實際數(shù)量。如果此物料需要采集電子監(jiān)管碼，系統(tǒng)則提示采集電子監(jiān)管碼，系統(tǒng)需要校驗采集數(shù)量和應采集數(shù)量是否一致。如果沒有差異，操作人員打印裝箱清單和箱標簽，裝包裝箱封箱并粘貼標簽（裝箱清單應在封箱前放在包裝箱中），最后按照箱標簽上的備貨貨位將貨物運至集貨區(qū)對應的集貨位。如果有差異，需要人工查找差異，啟動差異處理流程。內復核結束后，將復核完成信息通過接口顯示在電子顯示屏上。

4.8 集貨裝載(外復核)

使用RF執(zhí)行外復核,系統(tǒng)校驗其有效性和完整性。外復核人員在RF中輸入客戶代碼，再用RF掃描箱標簽，系統(tǒng)在最后一個包件提示此客戶是否到貨完成。如果一次提交的箱標簽中，不屬于同一個客戶，則系統(tǒng)提示錯誤。如果提交的信息與上一次成功提交的箱標簽所屬客戶不一致，系統(tǒng)提示錯誤，并取消本次提交信息。系統(tǒng)提示是否采集電子監(jiān)管碼，如需采集則在采集電子監(jiān)管碼后再進行下一箱復核。系統(tǒng)提示是否復核結束，系統(tǒng)按客戶整體確認外復核完成。外復核完成后要進行藥檢報告的打印，每個藥品批次的藥檢報告在入庫時進行掃描并存儲，如果客戶需要打印藥檢報告則系統(tǒng)應自動將該客戶本次發(fā)貨所涉及到的藥檢報告統(tǒng)一打出。客戶是否需要打印藥檢報告，在客戶主檔中維護。

4.9 裝車出貨

裝車前在系統(tǒng)中打印出貨裝車單、出貨裝車清單，裝車單按客戶打印。WMS打印藥檢報告，在ERP打印銷售出庫單，并準備單據(jù)。車輛到達后，出貨搬運人員將貨物從集貨區(qū)運至月臺，與承運人按照裝車單清點箱數(shù)并交接相關單據(jù)。如是提前發(fā)貨揀選的，當天不發(fā)運實物，可先進行系統(tǒng)發(fā)運，完成出庫數(shù)據(jù)回傳，然后按無單收貨方案，將此單出貨收到某特定區(qū)域暫存，便于后續(xù)再裝車發(fā)運。此區(qū)域的貨物均可作為某虛擬第三方貨主的貨物。如有從此批貨物中退貨的，按正常銷售退貨流程處理。打印的送貨回單按客戶訂單分開打印，客戶收貨時可以直接在回單上注明，便于倉庫退貨處理人員快速按銷售退貨流程處理客戶拒收的退貨。倉庫人員使用RF掃描回單進行回單管理。

5 結束語

該項目與2013年8月1日正式交付使用，截至目前已經(jīng)運行近一年的時間，在這一年的時間里，系統(tǒng)一直保持穩(wěn)定可靠的運行。隨著企業(yè)的發(fā)展，訂單量的不斷增大，在沒有人員增加的情況下，系統(tǒng)仍能夠正常完成每日的分揀任務。因此，通過合理的系統(tǒng)規(guī)劃與設計，充分發(fā)揮自動化物流分揀配送系統(tǒng)優(yōu)勢，就能夠發(fā)揮數(shù)量大分揀準確率高的優(yōu)勢。

[1]張華永.中國醫(yī)藥物流的現(xiàn)狀與未來[J].物流技術與應用2013,5.

[2]劉昌祺.物流中心設計[M].北京機械工業(yè)出版社,2001,8.

[3]許勝余.物流中心管理[M].成都四川人民出版社,2002.