工業機器人在制藥工業中的應用

趙錫平

摘 要：1961年美國UNIMATION公司制成第一臺工業機器人，80年代后，水下機器人、空間機器人、服務機器人、微小型機器人得到了巨大發展。根據國際機器人聯合會（IFR）的報告顯示：2010年世界新安裝工業機器人11.5萬套，比2009年增長超過100%；2011年各類服務機器人的數量達到1200萬套。隨著人工成本增加，工業產業升級及未來經濟增長的需要，預計2028年一半以上的工作崗位將被智能機器人替代，當前我國機器人產業也已進入高速發展期。

關鍵詞：機器人；光電一體化；人工智能

前言

2013年，由于工資成本上漲和新興經濟提競爭加劇，曾經的體力勞動“世界工廠”中國成工業機器人最大買家。據總部設在德國的國際機器人聯合會（IFR）發布的最新數據顯示，2013年中國購買了36560臺工業機器人，較2012年增長近60%。2013年日本購買了26015臺機器人，排名第三的美國則購買了23679臺。中國工業機器人需求激增，預計到2022年中國投入運行的工業機器人數量將超過170萬臺。至2012年底，全球家務用機器人將達到610萬臺，娛樂休閑用機器人將達到900萬臺。30年前，個人電腦的出現，將人類帶入了信息時代，人腦得到了極大地解放。今天，隨著先進制造技術的發展、微電子硬件的飛速發展、人工智能的進步，機器人時代即將到來。正如微軟董事長比爾·蓋茨所說：“機器人將對人類的工作、交流、學習及娛樂等產生深遠的的影響，就如同過去30年間個人電腦給我們帶來的一樣”。

1 機器人的定義

“機器人”（Robot）——國際標準化組織（ISO）給出的定義是：“一種可以反復編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機；或者為了執行不同的任務而具有可改變的和可編程動作的專門系統”。機器人主要分為工業機器人和服務機器人兩類。工業機器人（industrial robot）指：自動控制的、可重復編程、多用途的操作機，可對三個或三個以上軸進行編程。它可以是固定式或移動式。在工業自動化中使用。典型的工業機器人：如自動機械臂。服務機器人（service robot）指：除工業自動化應用外，能為人類或設備完成有用任務的機器人。典型的服務機器人：如家用機器人、醫療機器人（達芬奇系統）

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。自從1961年美國研制出世界上第一臺工業機器人以來，機器人技術及其產品發展很快，已成為柔性制造系統（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成制造系統（CIMS）的自動化工具。故機器人是最高意義上的自動化。工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業，如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。過去機器人主要應用在汽車制造行業、焊接、檢測及倉庫堆垛等作業中，未來在食品、醫療、搬運等領域，機器人作為一種標準設備將得到廣泛應用。

2 機器人設備在制藥工業中的應用

制藥工業作為近代崛起的重要工業及關系人類健康的朝陽行業，中國現有3900多家企業。隨著制造工業的發展和裝備技術的進一步提高，制藥機械設備向機電一體化、全自動化發展。傳感器、水力學、機動性和人工智能技術的進步使機器人變得更加靈活、精密和獨立，機器人在制造業的應用范圍也因此擴大了。代替人工的人工智能化高、精、尖設備、無人化車間在制藥工業中得到廣泛應用，如葛蘭素史克、輝瑞等在中國的工廠及天士力、揚子江等制藥廠，大量使用自動化設備代替人工，一個車間只有1-2人控制。

2.1 全自動裝盒機（如圖1）

該機裝盒速度：260盒/分鐘，完全代替人工在輸送線上自動將藥品及說明書裝入包裝盒，對缺藥品、缺說明書的包裝成品自動檢測并剔除，不僅節約人工5-8人/臺，提高生產效率，還能避免人工出錯缺藥品或缺說明書的藥品流入市場。

2.2 粉針生產線自動包裝機（如圖2）

該機是生產粉針、凍干藥品的一種大規模生產用自動裝盒機，自動一次性裝入50支抗生素瓶，自動投入說明書，速度達到：40盒/分鐘，大幅節省人力和提高包裝效率。

3 TIVS-A40型水針、凍干劑智能燈檢機（如圖3）

該機是水針、粉針生產最后自動檢測有無異物及包裝缺陷的智能設備，速度達到：800瓶/分鐘。該機安裝大量伺服器、伺服電機，通過軟件設計，自動旋轉攝像，與設計的標準要求比較，檢測外觀、液位及有無雜質、異物，能完全代替人工檢測，效率大幅提高，避免了人工誤差（人工長時間會產生疲勞），可24小時連續生產，節約人工10人/臺以上。該機已大量使用于各針劑、凍干劑制藥企業。

4 7500型軟袋大輸液自動生產線（如圖4）

該機是軟袋輸液生產從包裝膜自動成形、自動灌裝加閥蓋、自動焊接成成品的一條全自動流水生產線，滿足藥品GMP生產要求，速度達到：7500袋/小時。該機大量采用伺服器、伺服電機及機械手自動轉運，PLC自動控制，自動卷膜成形、自動輸送、自動定位灌裝、自動加閥蓋、自動焊接，是目前光電一體化的大型制藥高精尖自動設備。

還有自動制丸機、提取濃縮生產線、各種大型藥品檢驗設備，無不大量通過自動化軟件、機械手、伺服電機控制、自動轉運、自動控制來完成各種高精度、高質量或危險的生產工藝及檢驗要求。其設計原理、操作過程、精度要求已超過一般的機器人。

另一方面，大型制藥企業在打包、倉儲運輸、倉庫管理等方面已大量利用工業機器人（機器臂）代替人工，來完成繁重的簡單的搬運、包裝工作，如圖5。

5 結束語

綜上所述，隨著制造技術、光電技術、電腦技術的進一步發展，大量先進的自動化設備、工業機器人必將大量應用于制藥工業的生產中。可以預見，隨著機器人的大力發展，今后制藥車間將做到真正無人化操作（完全用機器人代替操作，全自動化聯線生產、自動控制），并更能保證藥品質量。機器人必將在制藥工業中得到更廣泛的應用和發展。endprint

摘 要：1961年美國UNIMATION公司制成第一臺工業機器人，80年代后，水下機器人、空間機器人、服務機器人、微小型機器人得到了巨大發展。根據國際機器人聯合會（IFR）的報告顯示：2010年世界新安裝工業機器人11.5萬套，比2009年增長超過100%；2011年各類服務機器人的數量達到1200萬套。隨著人工成本增加，工業產業升級及未來經濟增長的需要，預計2028年一半以上的工作崗位將被智能機器人替代，當前我國機器人產業也已進入高速發展期。

關鍵詞：機器人；光電一體化；人工智能

前言

2013年，由于工資成本上漲和新興經濟提競爭加劇，曾經的體力勞動“世界工廠”中國成工業機器人最大買家。據總部設在德國的國際機器人聯合會（IFR）發布的最新數據顯示，2013年中國購買了36560臺工業機器人，較2012年增長近60%。2013年日本購買了26015臺機器人，排名第三的美國則購買了23679臺。中國工業機器人需求激增，預計到2022年中國投入運行的工業機器人數量將超過170萬臺。至2012年底，全球家務用機器人將達到610萬臺，娛樂休閑用機器人將達到900萬臺。30年前，個人電腦的出現，將人類帶入了信息時代，人腦得到了極大地解放。今天，隨著先進制造技術的發展、微電子硬件的飛速發展、人工智能的進步，機器人時代即將到來。正如微軟董事長比爾·蓋茨所說：“機器人將對人類的工作、交流、學習及娛樂等產生深遠的的影響，就如同過去30年間個人電腦給我們帶來的一樣”。

1 機器人的定義

“機器人”（Robot）——國際標準化組織（ISO）給出的定義是：“一種可以反復編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機；或者為了執行不同的任務而具有可改變的和可編程動作的專門系統”。機器人主要分為工業機器人和服務機器人兩類。工業機器人（industrial robot）指：自動控制的、可重復編程、多用途的操作機，可對三個或三個以上軸進行編程。它可以是固定式或移動式。在工業自動化中使用。典型的工業機器人：如自動機械臂。服務機器人（service robot）指：除工業自動化應用外，能為人類或設備完成有用任務的機器人。典型的服務機器人：如家用機器人、醫療機器人（達芬奇系統）

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。自從1961年美國研制出世界上第一臺工業機器人以來，機器人技術及其產品發展很快，已成為柔性制造系統（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成制造系統（CIMS）的自動化工具。故機器人是最高意義上的自動化。工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業，如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。過去機器人主要應用在汽車制造行業、焊接、檢測及倉庫堆垛等作業中，未來在食品、醫療、搬運等領域，機器人作為一種標準設備將得到廣泛應用。

2 機器人設備在制藥工業中的應用

制藥工業作為近代崛起的重要工業及關系人類健康的朝陽行業，中國現有3900多家企業。隨著制造工業的發展和裝備技術的進一步提高，制藥機械設備向機電一體化、全自動化發展。傳感器、水力學、機動性和人工智能技術的進步使機器人變得更加靈活、精密和獨立，機器人在制造業的應用范圍也因此擴大了。代替人工的人工智能化高、精、尖設備、無人化車間在制藥工業中得到廣泛應用，如葛蘭素史克、輝瑞等在中國的工廠及天士力、揚子江等制藥廠，大量使用自動化設備代替人工，一個車間只有1-2人控制。

2.1 全自動裝盒機（如圖1）

該機裝盒速度：260盒/分鐘，完全代替人工在輸送線上自動將藥品及說明書裝入包裝盒，對缺藥品、缺說明書的包裝成品自動檢測并剔除，不僅節約人工5-8人/臺，提高生產效率，還能避免人工出錯缺藥品或缺說明書的藥品流入市場。

2.2 粉針生產線自動包裝機（如圖2）

該機是生產粉針、凍干藥品的一種大規模生產用自動裝盒機，自動一次性裝入50支抗生素瓶，自動投入說明書，速度達到：40盒/分鐘，大幅節省人力和提高包裝效率。

3 TIVS-A40型水針、凍干劑智能燈檢機（如圖3）

該機是水針、粉針生產最后自動檢測有無異物及包裝缺陷的智能設備，速度達到：800瓶/分鐘。該機安裝大量伺服器、伺服電機，通過軟件設計，自動旋轉攝像，與設計的標準要求比較，檢測外觀、液位及有無雜質、異物，能完全代替人工檢測，效率大幅提高，避免了人工誤差（人工長時間會產生疲勞），可24小時連續生產，節約人工10人/臺以上。該機已大量使用于各針劑、凍干劑制藥企業。

4 7500型軟袋大輸液自動生產線（如圖4）

該機是軟袋輸液生產從包裝膜自動成形、自動灌裝加閥蓋、自動焊接成成品的一條全自動流水生產線，滿足藥品GMP生產要求，速度達到：7500袋/小時。該機大量采用伺服器、伺服電機及機械手自動轉運，PLC自動控制，自動卷膜成形、自動輸送、自動定位灌裝、自動加閥蓋、自動焊接，是目前光電一體化的大型制藥高精尖自動設備。

還有自動制丸機、提取濃縮生產線、各種大型藥品檢驗設備，無不大量通過自動化軟件、機械手、伺服電機控制、自動轉運、自動控制來完成各種高精度、高質量或危險的生產工藝及檢驗要求。其設計原理、操作過程、精度要求已超過一般的機器人。

另一方面，大型制藥企業在打包、倉儲運輸、倉庫管理等方面已大量利用工業機器人（機器臂）代替人工，來完成繁重的簡單的搬運、包裝工作，如圖5。

5 結束語

綜上所述，隨著制造技術、光電技術、電腦技術的進一步發展，大量先進的自動化設備、工業機器人必將大量應用于制藥工業的生產中。可以預見，隨著機器人的大力發展，今后制藥車間將做到真正無人化操作（完全用機器人代替操作，全自動化聯線生產、自動控制），并更能保證藥品質量。機器人必將在制藥工業中得到更廣泛的應用和發展。endprint

摘 要：1961年美國UNIMATION公司制成第一臺工業機器人，80年代后，水下機器人、空間機器人、服務機器人、微小型機器人得到了巨大發展。根據國際機器人聯合會（IFR）的報告顯示：2010年世界新安裝工業機器人11.5萬套，比2009年增長超過100%；2011年各類服務機器人的數量達到1200萬套。隨著人工成本增加，工業產業升級及未來經濟增長的需要，預計2028年一半以上的工作崗位將被智能機器人替代，當前我國機器人產業也已進入高速發展期。

關鍵詞：機器人；光電一體化；人工智能

前言

2013年，由于工資成本上漲和新興經濟提競爭加劇，曾經的體力勞動“世界工廠”中國成工業機器人最大買家。據總部設在德國的國際機器人聯合會（IFR）發布的最新數據顯示，2013年中國購買了36560臺工業機器人，較2012年增長近60%。2013年日本購買了26015臺機器人，排名第三的美國則購買了23679臺。中國工業機器人需求激增，預計到2022年中國投入運行的工業機器人數量將超過170萬臺。至2012年底，全球家務用機器人將達到610萬臺，娛樂休閑用機器人將達到900萬臺。30年前，個人電腦的出現，將人類帶入了信息時代，人腦得到了極大地解放。今天，隨著先進制造技術的發展、微電子硬件的飛速發展、人工智能的進步，機器人時代即將到來。正如微軟董事長比爾·蓋茨所說：“機器人將對人類的工作、交流、學習及娛樂等產生深遠的的影響，就如同過去30年間個人電腦給我們帶來的一樣”。

1 機器人的定義

“機器人”（Robot）——國際標準化組織（ISO）給出的定義是：“一種可以反復編程和多功能的，用來搬運材料、零件、工具的操作機；或者為了執行不同的任務而具有可改變的和可編程動作的專門系統”。機器人主要分為工業機器人和服務機器人兩類。工業機器人（industrial robot）指：自動控制的、可重復編程、多用途的操作機，可對三個或三個以上軸進行編程。它可以是固定式或移動式。在工業自動化中使用。典型的工業機器人：如自動機械臂。服務機器人（service robot）指：除工業自動化應用外，能為人類或設備完成有用任務的機器人。典型的服務機器人：如家用機器人、醫療機器人（達芬奇系統）

工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。自從1961年美國研制出世界上第一臺工業機器人以來，機器人技術及其產品發展很快，已成為柔性制造系統（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成制造系統（CIMS）的自動化工具。故機器人是最高意義上的自動化。工業機器人在工業生產中能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業，或是危險、惡劣環境下的作業，如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子能工業等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。過去機器人主要應用在汽車制造行業、焊接、檢測及倉庫堆垛等作業中，未來在食品、醫療、搬運等領域，機器人作為一種標準設備將得到廣泛應用。

2 機器人設備在制藥工業中的應用

制藥工業作為近代崛起的重要工業及關系人類健康的朝陽行業，中國現有3900多家企業。隨著制造工業的發展和裝備技術的進一步提高，制藥機械設備向機電一體化、全自動化發展。傳感器、水力學、機動性和人工智能技術的進步使機器人變得更加靈活、精密和獨立，機器人在制造業的應用范圍也因此擴大了。代替人工的人工智能化高、精、尖設備、無人化車間在制藥工業中得到廣泛應用，如葛蘭素史克、輝瑞等在中國的工廠及天士力、揚子江等制藥廠，大量使用自動化設備代替人工，一個車間只有1-2人控制。

2.1 全自動裝盒機（如圖1）

該機裝盒速度：260盒/分鐘，完全代替人工在輸送線上自動將藥品及說明書裝入包裝盒，對缺藥品、缺說明書的包裝成品自動檢測并剔除，不僅節約人工5-8人/臺，提高生產效率，還能避免人工出錯缺藥品或缺說明書的藥品流入市場。

2.2 粉針生產線自動包裝機（如圖2）

該機是生產粉針、凍干藥品的一種大規模生產用自動裝盒機，自動一次性裝入50支抗生素瓶，自動投入說明書，速度達到：40盒/分鐘，大幅節省人力和提高包裝效率。

3 TIVS-A40型水針、凍干劑智能燈檢機（如圖3）

該機是水針、粉針生產最后自動檢測有無異物及包裝缺陷的智能設備，速度達到：800瓶/分鐘。該機安裝大量伺服器、伺服電機，通過軟件設計，自動旋轉攝像，與設計的標準要求比較，檢測外觀、液位及有無雜質、異物，能完全代替人工檢測，效率大幅提高，避免了人工誤差（人工長時間會產生疲勞），可24小時連續生產，節約人工10人/臺以上。該機已大量使用于各針劑、凍干劑制藥企業。

4 7500型軟袋大輸液自動生產線（如圖4）

該機是軟袋輸液生產從包裝膜自動成形、自動灌裝加閥蓋、自動焊接成成品的一條全自動流水生產線，滿足藥品GMP生產要求，速度達到：7500袋/小時。該機大量采用伺服器、伺服電機及機械手自動轉運，PLC自動控制，自動卷膜成形、自動輸送、自動定位灌裝、自動加閥蓋、自動焊接，是目前光電一體化的大型制藥高精尖自動設備。

還有自動制丸機、提取濃縮生產線、各種大型藥品檢驗設備，無不大量通過自動化軟件、機械手、伺服電機控制、自動轉運、自動控制來完成各種高精度、高質量或危險的生產工藝及檢驗要求。其設計原理、操作過程、精度要求已超過一般的機器人。

另一方面，大型制藥企業在打包、倉儲運輸、倉庫管理等方面已大量利用工業機器人（機器臂）代替人工，來完成繁重的簡單的搬運、包裝工作，如圖5。

5 結束語

綜上所述，隨著制造技術、光電技術、電腦技術的進一步發展，大量先進的自動化設備、工業機器人必將大量應用于制藥工業的生產中。可以預見，隨著機器人的大力發展，今后制藥車間將做到真正無人化操作（完全用機器人代替操作，全自動化聯線生產、自動控制），并更能保證藥品質量。機器人必將在制藥工業中得到更廣泛的應用和發展。endprint