醫(yī)藥配送中心箱式輸送系統(tǒng)中物料追蹤技術(shù)的實現(xiàn)

文/王志剛 陳周林 徐清華 袁敏超

一、概述

近年來，自動化物流輸送系統(tǒng)在醫(yī)藥配送中心得到廣泛運用。由于醫(yī)藥行業(yè)訂單呈現(xiàn)多品種、小批量的特點，為了提高揀選效率，降低人員勞動強度，越來越多的醫(yī)藥配送中心采用接力揀選的方式進行揀選作業(yè)。其典型布局，如圖1。

外來物料先存放于地堆區(qū)或者高架庫中。揀選開始后，件箱物料先由地堆區(qū)或者高架庫到達拆零區(qū)上隔板式貨架，再由隔板式貨架區(qū)揀選裝箱后到達人工復(fù)核區(qū)，復(fù)核完成后裝箱發(fā)往集貨區(qū)。整個配送中心的物流轉(zhuǎn)運基本以件箱為最小單位。由于整個揀選過程涉及到拆箱、揀選裝箱、復(fù)核裝箱、補貨、整件直發(fā)等多個流程交替進行，為保證揀選的高效準(zhǔn)確，件箱物料或周轉(zhuǎn)箱上均帶有條碼標(biāo)簽，在每個分流口或者上線口均設(shè)有條碼識別器用于識讀條碼標(biāo)簽，控制系統(tǒng)根據(jù)條碼信息判斷物料去向。件箱上線前由人工提前將條碼打印粘貼，物料分流前控制系統(tǒng)解析條碼內(nèi)容判斷物料去向，然后控制設(shè)備動作實現(xiàn)分流。但該方式缺少與調(diào)度系統(tǒng)的二次校驗，無法形成信息閉環(huán)控制；且一旦出現(xiàn)某件物料無法正常分流時將被輸送至其他某個“非法”區(qū)域。在缺乏信息跟蹤記錄的情況下，分揀作業(yè)人員根本無法找到某個異常件箱的具體位置，這對整個配送中心的物料信息管理、盤點、質(zhì)量追溯等帶來極大困難。

為了反映某個件箱在整個物流系統(tǒng)中的流動狀態(tài)，同時為了提高分揀配送準(zhǔn)確率，加速貨物流通，減少賬目差錯率等，整個自動輸送過程的物料跟蹤顯得尤為重要。本文提出了一種基于已有硬件系統(tǒng)平臺的物料追蹤技術(shù)，能有效解決上述問題，為配送中心實現(xiàn)信息化管理提供一種有效途徑。

圖1： 典型醫(yī)藥配送中心布局圖

二、物料追蹤方案的介紹

整個箱式物料自動輸送系統(tǒng)采用基于圖像識別的高性能條碼閱讀器作為信息采集終端（BCR），設(shè)備控制層采用可編程邏輯器件PLC作為主控制器，控制網(wǎng)絡(luò)采用PROFINET網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，上位計算機系統(tǒng)與主控制器通訊，實現(xiàn)信息交互。整個系統(tǒng)組成如圖2。

本方案中使用的高性能讀碼器具有識別景深大、視野范圍廣、識別率高等特點。由于采用基于圖像處理技術(shù)的優(yōu)化算法，最大識別率可達到99.9%，且可以同時讀取一維碼和二維碼，支持全方向和多個代碼同時讀取。讀碼器部分參數(shù)如表1。

表1： 讀碼器部分參數(shù)

圖2： 系統(tǒng)組成

三、物料追蹤技術(shù)的實現(xiàn)過程

要實現(xiàn)物料信息的準(zhǔn)確跟蹤，需要涉及到條碼識別系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)的協(xié)調(diào)配合。整個系統(tǒng)在每個需要分流或合流的位置配置一套固定式條碼識別系統(tǒng)，由多個固定條碼閱讀器組成一張信息捕捉網(wǎng)絡(luò)。設(shè)備控制層完成條碼信息采集、位置關(guān)聯(lián)、信息暫存等工作。采集到的數(shù)據(jù)由計算機系統(tǒng)完成顯示和存儲，以便實現(xiàn)物料追蹤。實現(xiàn)過程，如圖3。

圖3： 信息采集流程圖

要實現(xiàn)準(zhǔn)確記錄物料經(jīng)過某個固定式條碼閱讀器，關(guān)鍵是如何將PLC控制系統(tǒng)時間與上位計算機系統(tǒng)時間同步。因為假設(shè)記錄時間發(fā)生錯誤，則采集到的信息在后續(xù)物料信息追蹤過程中將失去參考價值。所以在系統(tǒng)初始化時，需要將PLC系統(tǒng)時鐘與計算機本地時鐘設(shè)置同步，之后調(diào)用專用功能塊來實現(xiàn)對系統(tǒng)時鐘的讀取。

當(dāng)箱式物料到達某個固定條碼閱讀器識讀點時，控制系統(tǒng)將觸發(fā)條碼閱讀器開始讀取條碼值，當(dāng)PLC收到條碼信息后將讀碼設(shè)備編號、條碼信息、獲取條碼時間存入緩存區(qū)內(nèi)。

當(dāng)緩存區(qū)記錄信息總數(shù)達到設(shè)定值或者在指定時間內(nèi)緩存區(qū)無數(shù)據(jù)刷新時，將緩存區(qū)數(shù)據(jù)移動至交互區(qū)內(nèi)。當(dāng)數(shù)據(jù)移動完成后PLC改寫標(biāo)識信息，計算機系統(tǒng)收到標(biāo)識信息發(fā)生變化后將讀取整個交互區(qū)數(shù)據(jù)。PLC在完成一次交互后立即清除交互區(qū)內(nèi)容，為下一次信息交互做準(zhǔn)備。

四、運用效果

該技術(shù)在A醫(yī)藥公司現(xiàn)代物流配送中心得到實際應(yīng)用。使用該技術(shù)前，一旦出現(xiàn)某件箱藥品流向異常或人為原因?qū)е挛锪狭魅肽骋诲e誤區(qū)域內(nèi)，需要花費大量人力進行盤點查找，涉及到的區(qū)域面積大，物料種類多，查找困難，缺乏有效的追蹤手段。使用該技術(shù)后，若發(fā)生物料流向異常，只需在計算機系統(tǒng)中輸入物料條碼信息，即可追溯到某件物料在整個物流中心的流動記錄，根據(jù)時間順序查找最近一次被系統(tǒng)捕捉到的位置，即可縮小查找范圍，大大提高工作效率，降低人員勞動強度。

五、結(jié)語

通過在已有硬件系統(tǒng)平臺上增加多點信息采集功能，將信息采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)相結(jié)合，為多品種、流動大的箱式物料追蹤提供了一種基于設(shè)備控制層的解決方法。該技術(shù)在實際項目中得到應(yīng)用，結(jié)果表明該技術(shù)穩(wěn)定可靠，具有較大的推廣意義。但由于本方案是基于固定式條碼識別器采集的物料信息，只能將物料鎖定在某一區(qū)域內(nèi)，其追蹤精度有限。