RFID 技術(shù)在醫(yī)藥自動(dòng)化立體庫(kù)中的應(yīng)用

沈美杉 遲耀丹

(吉林建筑大學(xué)， 吉林 長(zhǎng)春 130118)

0 前言

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口總量的增長(zhǎng)、社會(huì)老齡化程度的提高以及民眾健康意識(shí)的不斷增強(qiáng)，全球醫(yī)藥行業(yè)保持了數(shù)十年的高速增長(zhǎng)。2019 年全球藥品市場(chǎng)需求將達(dá)12249 億美元，2015-2019 年全球藥品市場(chǎng)需求年均復(fù)合增長(zhǎng)率將維持在4%-5%之間；新興市場(chǎng)的藥品需求增長(zhǎng)尤其顯著，亞洲（日本除外）、非洲、澳大利亞2014 年至2019 年的醫(yī)藥市場(chǎng)增速將達(dá)到6.9%-9.9%，超過(guò)同期預(yù)計(jì)全球4.8%的增速水平。如圖1 所示

圖1 2010 年至2019 年我國(guó)醫(yī)藥物流發(fā)展規(guī)模變化趨勢(shì)

進(jìn)入2019 年，"一帶一路"戰(zhàn)略全面推進(jìn)，健康中國(guó)2030 戰(zhàn)略全面實(shí)施，國(guó)際市場(chǎng)需求回暖，國(guó)內(nèi)健康消費(fèi)升級(jí)加快，醫(yī)藥工業(yè)將呈現(xiàn)企業(yè)創(chuàng)新更加活躍，行業(yè)洗牌持續(xù)加劇等趨勢(shì)。醫(yī)藥具有一定的剛需性，隨著人口老齡化程度的提升，醫(yī)藥行業(yè)的需求度還將迎來(lái)不斷的增長(zhǎng)。

RFID（射頻識(shí)別，Radio Frequency Identification ）是一種無(wú)線無(wú)線自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它與傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)越性[1]。醫(yī)藥企業(yè)藥品種類多，體積小，難以區(qū)分，將RFID 技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)藥自動(dòng)化立體庫(kù)中，它能夠利用最短的時(shí)間，最有效率的識(shí)別藥品，提高了生產(chǎn)效率。隨著市場(chǎng)不斷拓展，醫(yī)藥行業(yè)立體庫(kù)的進(jìn)展腳步也必須保持與領(lǐng)先應(yīng)用的發(fā)展同步。

2 RFID 技術(shù)介紹

RFID 技術(shù)（Radio Frequency Identification ）是射頻識(shí)別，是一種非接觸類自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。其原理是利用電磁感應(yīng)、無(wú)線電波或微波進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目的并交換數(shù)據(jù)[2]。RFID 是由電子標(biāo)簽、閱讀器及天線等組成。

2.1 電子標(biāo)簽

電子標(biāo)簽又稱稱射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器、數(shù)據(jù)載體。由耦合元件和芯片組成，每個(gè)芯片都含有唯一的電子編碼，用來(lái)表示其所附著的目標(biāo)物。根據(jù)電子標(biāo)簽供電方式的不同，可以將電子標(biāo)簽分為無(wú)源電子標(biāo)簽、半有源電子標(biāo)簽和有源電子標(biāo)簽。

2.2 閱讀器

閱讀器功能是完成電子標(biāo)簽進(jìn)行的通信，對(duì)于需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行編碼，對(duì)需要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、解碼，同時(shí)識(shí)別多個(gè)電子標(biāo)簽時(shí)，需要有防碰撞功能。

2.3 天線

天線是標(biāo)簽與閱讀器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，天線的設(shè)計(jì)和位置對(duì)系統(tǒng)的覆蓋范圍、通信的準(zhǔn)確性和識(shí)讀距離起著重要作用。

無(wú)源RFID 由于不需要供電，減少成本，無(wú)需后期維護(hù)，在本藥廠立體庫(kù)設(shè)計(jì)中采用的是無(wú)源RFID。

3 立體庫(kù)設(shè)計(jì)

3.1 概況

此項(xiàng)目為某藥廠制劑車間制粒包裝成盒，成品在立體庫(kù)中通過(guò)RFID 技術(shù)進(jìn)行信息識(shí)別，上傳到立體庫(kù)的管理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)成品出入庫(kù)的自動(dòng)化管理模式。立體庫(kù)長(zhǎng)60.22 米，寬24.3 米，設(shè)計(jì)3 個(gè)雙深巷道，共計(jì)21 排12 列4 層，共計(jì)1008個(gè)貨位。如圖2 所示。

圖2 一層立體庫(kù)平面圖

3.2 入庫(kù)流程

入庫(kù)之前首先給每一個(gè)成品分配唯一的標(biāo)號(hào)作為標(biāo)志。通過(guò)叉車，將托盤和成品一起運(yùn)送到鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，人工碼好成品。合格的成品會(huì)通過(guò)管式輸送機(jī)將托盤和成品進(jìn)行直線穿梭車傳遞入庫(kù)。托盤通過(guò)直線穿梭車通過(guò)管理系統(tǒng)的指揮到達(dá)指定巷道位置。管理系統(tǒng)對(duì)巷道式堆垛機(jī)發(fā)出命令，堆垛機(jī)上的閱讀器對(duì)巷道方向貨架上的條碼帶進(jìn)行識(shí)別，將托盤放到指定位置，完成成品的入庫(kù)。

3.3 出庫(kù)流程

WMS 管理系統(tǒng)下達(dá)出庫(kù)命令，根據(jù)出庫(kù)單確定的庫(kù)位信息，向巷道式堆垛機(jī)系統(tǒng)發(fā)出命令，巷道式堆垛機(jī)根據(jù)指令從指定的巷道上提取成品托盤，并送至直線穿梭車上。管理系統(tǒng)下達(dá)讓直接穿梭車傳遞到指定鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)上鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)上的RFID 讀寫(xiě)器進(jìn)行成品和托盤電子標(biāo)簽批量讀取，對(duì)成品的出庫(kù)信息進(jìn)行核對(duì)。與信息不符合的成品，WMS 管理系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)提示并將不符合的成品返回至立體庫(kù)。管理系統(tǒng)再發(fā)出出庫(kù)命令，巷道式堆垛機(jī)再將符合的成品進(jìn)行出庫(kù)。

4 立體庫(kù)監(jiān)控

4.1 狀態(tài)檢測(cè)及視頻監(jiān)控

狀態(tài)檢測(cè)是對(duì)庫(kù)存信息管理，發(fā)現(xiàn)故障處理并報(bào)警，超限度預(yù)警[3]。視頻監(jiān)控是對(duì)上貨平臺(tái)，收發(fā)貨區(qū)和立體庫(kù)進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控出入庫(kù)，立體庫(kù)機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)及人員位置。

4.2 溫濕度監(jiān)控

立體庫(kù)對(duì)成品貯存溫濕度的有一定的要求，立體庫(kù)溫度范圍：10℃-30℃，相對(duì)濕度范圍35%-75%。立體庫(kù)層高為11 米，根據(jù)GSP 溫濕度自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)要求，貨架層高在8 米以上的，每300 平方米面積至少安裝6 個(gè)測(cè)點(diǎn)終端，每增加300平方米至少增加3 個(gè)測(cè)點(diǎn)終端，并均勻分布在貨架的上、中、下位置；不足300平方米的按300 平方米計(jì)算。高架倉(cāng)庫(kù)或全自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)上層測(cè)點(diǎn)終端安裝的位置，不得低于最上層貨架存放藥品的最高位置。立體庫(kù)面積為1464m2，需要安裝18 個(gè)測(cè)點(diǎn)終端。

5 結(jié)語(yǔ)

從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度看來(lái)，運(yùn)用RFID 技術(shù)的醫(yī)藥行業(yè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)更加易于監(jiān)管，便于醫(yī)藥企業(yè)做大做強(qiáng)，而且能夠在一定范圍內(nèi)較好地實(shí)現(xiàn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化，保障以及推進(jìn)整個(gè)區(qū)域的行業(yè)整體發(fā)展。如果醫(yī)藥行業(yè)能走在科技的最前端，那么對(duì)于射頻技術(shù)的不斷研發(fā)能力還需不斷的加強(qiáng)，根據(jù)已有優(yōu)勢(shì)，不斷的開(kāi)拓創(chuàng)新，才能夠把握優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)，向國(guó)際化戰(zhàn)略邁進(jìn)[4]。