Автоматизация и роботизация на фармацевтическом складе. Топ-10 технологий для фармы. Проверенная классика и новые решения

В данной статье вместе с Сергеем Ле-Захаровым, генеральным директором «Фотомеханики» рассмотрим основные направления внедрения современных технологий на фармацевтических складах, а также приведем примеры успешной синергии решений.

Конвейерная обвязка мезонина. Гравитация. Полочные стеллажи

Одна из классических комбинаций решений для фармацевтического склада по организации потока товаров. В случае если на складе есть многоуровневый мезонин, на его этажах можно организовать станции конвейерного подбора различного типа. На нижних уровнях для работы с высокооборачиваемыми товарами категории А-B при большой глубине строки заказа конвейерные линии пускают прямо под гравитационными стеллажами, а за спиной операторов ставят стандартные полочные стеллажи. Оборотная тара подъезжает к станции подбора, перенаправляется оператору, он сканирует лоток, собирая заказ из гравитации и полок, и отправляет его дальше по конвейеру.

На верхних уровнях для работы с менее оборачиваемыми товарами категории B-C создают зоны подбора из полочных стеллажей. Следует организовывать эргономику рабочих мест и конфигурировать глубину гравитационных и удаленность полочных стеллажей так, чтобы они были емкими, но при этом удобными для сотрудников. Производительность на гравитации может достигать до 200-220 строк/ч, на полочных стеллажах – до 70 строк/ч.

Чтобы ускорить процесс подбора при работе с полочными стеллажами, рекомендуется применение тележек мультипикинга со встроенной технологией Put to Light, которые позволяют оператору за один проход собирать сразу несколько заказов. Задания на подбор приходят из WMS и высвечиваются на специальном экране тележки, а световые подсказки указывают на лоток, куда надо положить товар.

A-Frame сортер

A-Frame – автоматизированная система-диспенсер по подбору мелких товаров на основе приводных кассетных магазинов, одна из ключевых технологий для фармы, с недавнего времени полностью локализованная в РФ благодаря собственной разработке от «Фотомеханики». Это эффективное решение использования ограниченного пространства за счет высокой плотности размещения продукции. Для автоматического комплектования в каналах хранятся артикулы одной партии.

Каналы расположены вертикально под небольшим уклоном над центральным ленточным конвейером и объединены в модули. Каждый комплектовочный автомат оснащен специальным механизмом выброса. Принцип работы – поштучная расфасовка товаров по заданию WMS-системы из вертикальных каналов в ящики, картонные коробки или прямо на ленточный конвейер, который движется через центр системы.

Технология A-Frame зарекомендовала себя на многих фармацевтических складах. Хотя пополнение кассет выполняется вручную, за счет высокой производительности всей системы (скорость сброса кассеты составляет до 4 шт./с), объем подбора на A-Frame фактически достигает до 55% от всего объема подбора заказов склада, что является существенным вкладом в общую производительность. Технология A-Frame особенно эффективна при работе с высокооборачиваемыми товарами категории А или дорогостоящими заказами при небольшой глубине строки, когда один товар в небольшом количестве попадает в много разных заказов. При большей глубине строки заказ собирается из гравитации, оттуда же может осуществляться пополнение кассет A-Frame.

К слову, оптимальными для сортировки автоматом A-Frame являются не только лекарственные препараты и БАДы, но и косметика, канцелярия, готовая еда, включая герметичный Pet food, ювелирная и табачная продукция. Для загрузки в кассеты подходят параллелепипедные или цилиндрические артикулы, пригодные к сбрасыванию механизмом выброса. Перечень таких артикулов должен определяться на основании ABC анализа ассортимента и статистики по заказам.

Преимущества A-Frame на складе:

• Возможность изменять конфигурацию, добавляя или убирая модули;
• Высокая скорость комплектации заказов и минимизация ручного труда;
• Производительность при работе с оборотной тарой – около 1200 тар в час.
• Возможность автоматического сканирования кодов маркировки («Честный знак» / Data Matrix) товаров в движении.

Вертикальные автоматизированные системыхранения карусельного типа (vertical lift modules – VLM)

Вертикальная автоматизированная система представляет собой большой стеллаж или даже шкаф, внутри которого, как на карусели, ездят полки. В соответствии с заданием на подбор в зону выдачи подъезжает необходимая полка, оператор вынимает нужные товары и раскладывает их по заказам. Технология оптимальна для средне- и низкооборачиваемых товаров категории B-C, то есть это своего рода автоматизация классических полочных стеллажей, позволяющая существенно увеличить плотность хранения товаров и скорость их обработки. Кроме того, вертикальные системы хранения могут стать компактной альтернативой шаттлам или роботизированному хранилищу. Высота карусельных систем может достигать до 10 м, грузоподъемность – от 180 до 650 кг на полку, а скорость работы варьируется от 90 до 120 выдач в час.

Шаттловые системы (AS/RS)

Еще одна альтернатива полочным стеллажам и вертикальным системам, более масштабная, продвинутая и дорогостоящая. Такие системы представляют собой модернизированные набивные (глубинные) стеллажи и являются современным складским решением с максимальной плотностью хранения товаров. Сам шаттл – это самоходная платформа (челнок), которая движется по ложементам (рельсам), расположенным по всей длине стеллажной конструкции. Шаттловые стеллажи различаются глубиной канала до 40 м, высотой и количеством ярусов хранения до 30 м. Такое перемещение объектов не в проходах между стеллажами, а внутри самой системы глубинных стеллажей позволяет сэкономить пространство и использовать всю площадь, отведенную под склад практически на 100% (технологические проезды составляют не более 5% от полезного объема). Шаттлы предназначены как для перемещения коробов и тары с товаром, стопок («тотов») из коробов, так и целых палет весом до 1500 кг.

Шаттлы могут применяться для подбора среднеоборачиваемой номенклатуры категории B-C или дорогостоящих товаров, которые не стоит размещать на классических стеллажах. Кроме того, через шаттловую систему можно осуществлять пополнение гравитационных стеллажей, а также выполнять буферизацию готовых заказов в зоне экспедиции и буферизацию волны или частично готовых заказов. Как и вертикальные системы хранения, шаттлы хорошо отрабатывают на низкотемпературных складах. Производительность на один проход может достигать до 2500 контейнеров в час.

ACR роботы (решения Goods to Person)

С точки зрения функционала принцип действия похож на шаттловую систему. Это тоже система полочного хранения, между полками ездит робот, забирает нужные лотки и привозит товары к человеку. Технология медленнее, чем шаттлы, но более гибкая и бюджетная.

Сам робот типа ACR представляет собой автоматизированную систему с вертикальной мачтой и телескопическим захватным механизмом для обработки контейнеров и коробок. Рабочая высота мачты – до 12 м, глубина захвата – до трех контейнеров. Средняя нагрузка – до 300 кг на мачту, до 8 заполненных контейнеров (max – до 1000 кг), максимальная скорость – 1,8 м/с. Контроль движения роботов осуществляется по DM-кодам с помощью встроенных 2D камер. Для этого используются напольные метки и создается RMS-система с картой маршрутов. Рабочие станции комплектования, то есть место, куда приезжает робот с товаром, могут быть как полностью автоматическими, так и полуавтоматическими. Чаще всего и они интегрируются с конвейерными линиями или стеллажами Put to Light. Роботы ACR могут работать в полной темноте, с пониженным содержанием кислорода, без вентиляции и при низких температурах.

Конвейерный сортер готовых заказов по направлениям

Когда заказы уже собраны с применением конвейеров, A-Frame, шаттловых систем и других технологий, описанных выше, их необходимо отсортировать. Классической технологией, подходящей для любого склада, является конвейерный сортировщик по целям / направлениям с автоматическим сканированием штрихкодов и измерением весогабаритных характеристик. Различные типы сор тировщиков можно применять в зависимости от типа товаров, оборотной тары, размеров склада и ожидаемых цифр по производительности.

Так, с помощью сортировщика multi-belt, где в качестве сортировочного модуля выступает модуль параллельного переноса (Parallel transfer module, PTM) — подъемный механизм с собственной приводной лентой, которая подхватывает товар и сталкивает его в сторону цели (слева или справа по ходу движения товара, то есть на 90⁰), можно выполнять среднескоростную сортировку до 2000 шт./ч. На multi-belt сортировщиках можно обрабатывать коробки и пластиковую тару весом до 30 кг. В swivel-сортере, где используется роликовый дивертор – электрический встраиваемый модуль отклонения потока, предназначенный для переноса товара под углом 45⁰ на другую линию движения, скорость уже может достигать до 4000 шт./ч, и помимо оборотной тары можно обрабатывать еще и товары в пакетах.
На складских комплексах, где требуется высокоскоростная сортировка и присутствует большая вариативность типов заказов (коробки, пакеты, конверты, товары в штучной упаковке до 5-10 кг), резоннее внедрять сортеры по типу crossbelt.

В них используется приводная каретка или мини-конвейер, которые осуществляют сброс товара в цель. Общие показатели сортировки на cross-belt могут достигать до 9000 шт./ч. На основе него для штучной сортировки хрупкой неупакованной продукции можно создать так называемый soft-sorter с дополнительной мягкой отбортовкой по контуру и мягкими каретками с ограничителями. В зависимости от габаритов складского комплекса могут применяться двух- и даже трехуровневые сортеры по направлениям.

AMR-роботы-сортировщики

Помимо классической конвейерной набирает обороты сортировка посредством AMR-роботов. Они могут быть оснащены либо приводной конвейерной лентой, позволяющей выполнять прием и выдачу товара, либо скидывающим механизмом. Целый комплекс из роботов можно развернуть на большой площади, причем, как и в случае с ACR-системами, настраивается интеллектуальная навигация для роя – роботы быстро и точно транспортируют товары, сокращая задержки на складе. Технология достаточно гибкая и легко масштабируемая, но на практике скорость одновременной сортировки ограничивается до 2500 товаров/ч максимум.

Стеллажи Put to Light

Ввиду тренда на рост e-com-заказов на фармацевтическом складе их зачастую обрабатывают посредством волновой сборки и последующей сортировки волны поштучно. Когда требуется простое и бюджетное решение, упрощающее процесс ручной сортировки, можно использовать стеллажи с модулями Put to Light.

Как и в случае с тележками мультипикинга, где установлены световые подсказки, стеллаж с Put to Light – это технология ручной сортировки отобранных частей заказов с помощью световой навигации. Стеллажи с PTL позволяют организовать быстрый и интуитивно понятный процесс распределения частей заказов по ячейкам с загорающимися индикаторами, направленный на сокращение риска ошибок. Возможна единовременная сортировка нескольких заказов: от 6 до 40, а работа на одном стеллаже возможна для трех операторов благодаря индивидуальной световой индикации.

Хороший вариант синергии технологий на складе для увеличения эффективности комплектации – сочетание вертикальных систем хранения карусельного типа VLM и стеллажей PTL, когда за один цикл выдачи полки с товарами оператор может выполнить комплектацию сразу нескольких строк в нескольких заказах, раскладывая товары в нужные лотки, которые подсвечены на стеллаже Put to Light.

3D-сортер

Чуть более продвинутая технология для штучной сортировки небольших товаров до 100 направлений. 3D-сортер, по сути, представляет собой тот же стеллаж Put to Light, но сортировка осуществляется автоматически. 3D-сортер оснащен двумя постами инжекции и может обеспечивать пиковую производительность до 2500 ед./ч. В базовой конфигурации сортировка ведется по 100 направлениям.

Система автоматически сканирует штрихкод, подбирает товар, при необходимости взвешивает его с точностью до 10 г и далее направляет по целям. Важные отличительные черты системы – компактность и гибкость, позволяющие быстро установить систему на складе и использовать по разным сценариям (волновая сборка в e-com, сортировка по конкретным магазинам и пунктам выдачи). Для обработки подходят такие товары, как лекарственные препараты, БАДы, косметика, электроника, одежда, обувь, парфюмерия, книги. В случае сортировки лекарств и БАДов система автоматически уведомляет о необходимости отсканировать коды маркировки, для одежды и обуви есть возможность автоматического сканирования RFID-меток.

Вспомогательные автоматические системы

Не только глобальным технологиям есть место на складе, порой и вспомогательные недорогие решения могут внести свою лепту в общую производительность. Перечислим некоторые примеры таких систем:

Дестекеры – это специальное оборудование, которое устанавливается в месте подачи пустой оборотной тары для сборки e-com-заказов, зачастую в начале конвейерной линии. Устройство автоматически вынимает каждый лоток из штабеля и последовательно выдает одиночный лоток на конвейерную ленту, позволяя существенно ускорить процесс подачи готовой тары и минимизировать задействование ручного труда на данном участке. Альтернативная машина – стекер, наоборот, упорядочивает освободившуюся от заказов тару в штабель.

Закрыватель коробов и стреппинг-машина – после того как дестекер выдал оборотную тару, и она проехала через все зоны склада, собрала заказ и приехала в конец своего маршрута, специальные машины позволяют автоматически закрыть короб крышкой и застрепповать лентой, чтобы транспортировать заказ далее.

Автоматический принтер-аппликатор этикеток снимает необходимость ручной обклейки собранных заказов.

Динамические конвейерные весы, или чеквейер, осуществляют весовой контроль в разных зонах комплектации заказа, например после петли подбора или непосредственно после завершения сборки всего заказа. Для фармы применяются весы с высокой точностью взвешивания (5-10 г), при этом каждый ящик взвешивается до начала комплектации.

Треш-конвейер – используется для отвода пустой картонной упаковки из зоны комплектации заказов с уровней мезонина, массово вырабатываемой при работе с гравитационными и полочными стеллажами.

Выводы

Фармацевтический сектор отличается высокой степенью регуляторных требований, необходимостью строгого контроля условий хранения и транспортировки, а также важностью минимизации ошибок при комплектации заказов. Технологический прогресс в виде автоматизации и роботизации является ключевым фактором повышения эффективности работы фармацевтических складов в условиях современного рынка. Внедрение передовых технологий позволяет не только ускорить обработку заказов и снизить издержки, но также обеспечить высокий уровень качества и безопасности продукции, что критически важно для сферы здравоохранения.

Компании, инвестирующие в современные решения, получают конкурентное преимущество за счет повышения надежности логистических процессов, улучшения обслуживания клиентов и соответствия строгим нормативным требованиям. В будущем развитие технологий продолжит играть важную роль в трансформации фармацевтической логистики, делая ее более гибкой, устойчивой и инновационной.