尹军琪:医药物流系统中心建设的难点和技术趋势丨好文首发

作者:万博  来源:万博manbetx官网  时间:2019-12-13 12:45  点击:

  我国医药行业的基本状况是:到2018年,工业产值超过30000亿,零售接近20000亿(其中连锁药店超4000亿),进口药品超过250亿美元,出口约1500亿[1][2]。显然是一个非常大的市场。

  我国医药行业自从2001年开始实施GMP/GSP认证以来,企业对于医药物流的重视一直没有停止过。事实上也促进了我国医药物流的蓬勃发展,总体领先于其它行业。医药行业从生产领域到商业流通领域,其现代物流的建设历史超过20年。据测算,我国自动化医药物流系统约800套,是所有国民经济各行业中建设最多的一个行业(注:最近几年,随着电商的快速发展,其物流建设有迎头赶上并超越的势头)。

  2016年,为了用药安全,国家进一步推出两票制政策,大大限制了小微企业的发展,医药企业的并购进一步加剧,从而更加加速了我国医药物流系统建设的步伐。很多医药集团建成了覆盖全国的医药物流网络,最典型的莫过于国药、华润和九州通等大型企业。仅国药集团,建成的各类自动化医药物流中心超过70座,占全部医药物流系统约10%,不得不说其对医药物流的贡献之大。

  从总体市场看,据不完全统计,医药物流系统建设占整个社会物流系统建设的比例一直在14%左右,是所有行业中投入规模较大且比较稳定的。随着用药安全进一步成为全民关注的焦点,国家有关部委对医药物流和医药生产与流通的规范性政策进一步加强,其对医药物流建设将持续产生推动作用。另一方面,随着市场整合的加剧,优秀企业的规模得以不断扩大,物流的重要性进一步显现,物流的巨大效益逐步得到印证,也从主观上推动了现代物流系统的建设。

  与我国物流系统的分类类似,医药物流系统也可简单分为生产物流与商业流通物流。其中生产物流主要是制药厂的内部物流,包括原材料、辅料(含包装物)、半成品、成品物流。流通领域的物流又细分为批发、连锁、医院、电商等多种典型业务和类型。除此之外,我国电子商务的快速发展,催生出了一个特殊的B2C医药电商行业,其物流系统也呈现出独特的个性。以下分别说明:

  与医药制药、生产相关的物流,大致可分为原料、包材、成品物流。其中原材料和包材物流,主要是配合生产需求进行的,而成品物流包括从生产车间到仓库入库,从仓库到配送中心或经销商的配送等。虽然医药生产根据剂型不同,环境要求不同,呈现出千差万别的需求,但从原料的物流来说,并无特别之处。越来越多的规模生产企业,在自动投料(配方)、自动输送、自动包装、自动码垛、自动储存等方面的需求越来越多。所以,输送机,机械手(用于投料、码垛、拆垛等工作)、AGV(用于车间内搬运)、AS/RS立体库(用于储存)、自动包装机等技术的应用越来越多。密集存储技术在原材料储存方面有独到的优势,因此也得到广泛应用。与其它生产业务类似的是,拆零工作总体占比非常少。

  与非食药品行业(如日用品)不同,药品的生产过程中,对于环境洁净度的要求会高得多。因此,不锈钢材料得到了广泛的应用,如输送设备采用不锈钢滚筒和不锈钢机架几乎是不二选择,而托盘也很少采用木托盘,而是采用更为洁净且容易清洗的的塑料托盘。这是需要引起注意的。

  医药流通领域的配送是最近15年最活跃的市场之一。与生产物流差异甚大,流通领域的医药物流中心,其SKU一般会达到上万的规模,尤其是连锁药店的配送中心,SKU会覆盖全行业的重点产品。此外,就是拆零作业成为配送中心的关键作业环节。一个为连锁店服务的配送中心,拆零率有时会达到70%以上。国内排名靠前的几家连锁药店,如老百姓、大参林、益丰等,每天的拆零量会超过10万行,高峰时期甚至超过20万行。

  为了应对海量的拆零作业,各种新技术层出不穷。储存和拣选方面,从开始的阁楼式货架系统,辅助以电子标签和RF作业,到“A”字架自动拣选,再到各种“货到人”拣选系统,几乎所有的新技术都在尝试使用。复核包装方面,多种自动化的设备,如自动复核,自动装箱,自动包装,自动码垛等技术,尽管技术上还有一定难度,但已经开始应用。

  由于GSP认证的要求,医药物流中心的建设成为所有医药企业必须面对的课题。目前,尽管经过了10多年的强力整合,我国还有约13000家医药商业企业[3],其中,建设有自动化物流系统的占比极少,只有营业额位于前150的零售企业[4],其销售额会达到1个亿的规模,才有可能建设自动化的配送中心。由此看来,医药商业企业的整合还有很长的路要走。

  相比其它领域,如服装和电商,医药物流中心的规模并不大。一般情形下,面积在30000平方米左右的配送中心已经是比较大的规模了,可以完成年配送量50~100亿,这已经是一个中等规模企业一年的配送量了。但最近几年,医药物流中心有扩大的趋势,如老百姓大药房,陕西医药,科伦医药等,相继建成大型医药物流配送中心,其中老百姓长沙青竹湖医药配送中心,总面积达到约10万平方米,设计配送能力超过200亿元。

  随着我国电子商务的兴起,医药电商也不甘落伍,在过去10年中得到了快速发展。其中,尤其以B2C业务最为显著。据艾媒传媒预测,到2019年,我国医药电商销售规模将达到1500亿,其中B2C的销售将达到554亿元[5],并持续保持了每年约20%以上的增长幅度。从总量看,医药电商占整个零售市场的量还不足整个零售市场的15%,但增长比例还在扩大之中。当然,也要看到,B2C医药电商将会受到政策监管,市场对用药安全的担忧等影响,尤其是处方药的配送目前还看不到解决方案,其发展规模将会受到限制。

  相比医药商业流通领域的配送,电子商务配送中心的特点更加明显,SKU会大大增加,订单的拆零率几乎接近100%,每个订单的量会非常小,受包装、配送和最后一公里等影响,物流成本将会居高不下。电商的另一个特点是促销期间的订单量会大增,以京东为例,其苏州云仓在2018年一直维持在10000单以下,但到双十一促销期间,订单量一下猛增至50000单以上,这为物流中心的建设和运营带来挑战。尽管如此,医药电商对于自动化物流配送中心的需求还不是很强烈,一方面固然是受到销售规模的影响,2018年,全国最大的B2C医药电商销售也在20亿以内,大部分的企业还处于小规模快速扩张阶段。

  另一方面,电商的价格战、快速扩张等特点,使得电商持续盈利还看不到希望,企业大多数均处于烧钱和亏损阶段,与动辄投资上亿的自动化医药物流中心相比,采用传统的方式对大多数企业来说,更为适用。对电商来说,自动化“货到人”拣选其实是更为适用的技术,但如何照顾到成本和建设周期以维持竞争的需要,保持柔性以适应企业的快速发展等,仍然需要探索。从目前看,采用KIVA类技术,对于老旧仓库的改造应该是一种可行的解决方案。

  与其它领域相比,医药物流技术并无特别之处。从一定意义上来说,所有的物流技术几乎是通用的。从物流系统设计角度考虑,只有在流程设计上会有比较大的差异,而针对不同的业态和使用环境,物流技术的选择本来就是在每一个行业,甚至每一个案例中都会遇到。

  AS/RS自动化立体库技术几乎在所有物流系统中都会用到。目前的发展趋势是产品的多样性,除了传统的托盘式AS/RS,以箱存储为目标的miniload越来越受到欢迎,此外,穿梭车,尤其是4向穿梭车,密集存储系统等均得到了广泛应用。对生产系统来说,托盘式存储,密集存储是比较合适的。对商业系统来说,普通的立体库适合于储存,而箱式存储系统更加符合拆零拣选的需求。速度更高,效率更高,密度更高成为AS/RS发展的一个方向。

  这一领域的发展令人眼花缭乱。无论是托盘输送还是箱输送,传统的输送技术,包括各种输送机,提升机,穿梭车等依然有很大的市场,但无人化、柔性化的发展趋势非常明显。AGV的应用呈现快速增长的趋势。尤其是以KIVA为基础的AGV技术,由于其低成本和高柔性等特点,广受市场欢迎。

  越来越多的迹象表明,“货到人”拣选、“货到机器人”自动拣选将成为发展趋势。与此关联的技术,包括3D识别技术,穿梭车技术,机器人技术,AGV技术等均将受到广泛关注。传统的纸单拣选将逐步退出舞台,成为备用方案,各种五花八门的技术,如RF拣选,电子标签拣选,语音拣选等,虽然还有一定市场,但都将逐步被“货到人”拣选或“货到机器人”拣选所取代,或成为“货到人”拣选的辅助手段和备用方案。

  码垛机器人在生产领域的应用已经逐渐成为共识,这是由于其特性决定的。在拣选和补货环节,拆垛机器人也逐步得到应用,最热门的技术还是基于3D技术的自适应机器人系统,无论是码垛还是拆垛,都将广受欢迎。混合码垛技术在许多人看来并无实际价值,而且难度极高,但却成为行业热点之一。

  信息系统中,包括大数据技术、物联网技术、AI技术、3D识别技术、数字孪生技术等,其发展本身速度惊人,更为惊喜的是都找到了应用的最佳场合。如数字孪生技术对于系统设计的重要性正发挥出无与伦比的作用,3D技术对于自动化系统来说,已经成为解决众多疑难问题的法宝,大数据、物联网、5G等技术,对于物流系统的运营保障、健康检测、远程维护等,都将发挥重要作用。AI技术更是在设计、仿真、收发货自动化、故障诊断、故障排除等多方面发挥作用,前途无限光明。

  要在本文中罗列出所有的新技术几乎是不可能的。在其它的技术中,行业越来越关注那些以前并不受关注的冷门技术,如自动包装技术、自动检测技术(如缺陷检测、数量检测等)、自动集货技术(这也是未来的重点之一)、自动装卸技术等。在所有的五花八门的技术中,其基本的方向是无人化、自动化和智能化。如果过去我们对于智能化的认识还有些模糊的话,现在已经越来越清晰的呈现了出来。与此同时,物流所追求的快速、高效、准确、低成本的目标,也正在快速迭代,正逐步成为现实。

  虽然说物流中心建设均有其共同点,但相比其它的物流中心,医药物流中心建设确有其特点。这些特点在建设中是应该引起重视的。

  首先,医药物流中心大多要求为阴凉库即温度要保持在5~19°C之间,这是维持药品质量的关键。有些品种可以储存在常温环境之中,有些疫苗类药品则要求储存在零下的环境之中,因此,一般的做法是在库内单独建设常温库区和冷库区。GSP对于医药的冷链要求非常严格,不允许有断链的情形出现。

  因此,冷库一般要求有独立的站台。整个库房要求配置温湿度检测系统,以符合GSP的要求,这是其它物流系统中所没有的。除此之外,站台一般应采用内置站台,并配置风幕以防止冷气外泄。有些常温下储存的药品可以采用外置站台进行收发货作业,如果采用外置站台,也要考虑配置带联动装置的风幕。

  其次,是关于储存要求,中药饮片要求独立存放,退货区、不合格品区、二类精神药品区要求独立空间,不得合用和混用。拆零区与整件存储区要求分离,一个货位不得存放两种和两种以上的品规(含批号),这对于设计是非常特别的。再其次,拆零药品必须逐一复核,并记录复核结果,以防止错误的发生。复核系统是医药物流中心的重要配置。一般情况下,复核中心要求全程有过程监控,以满足对药品进行质量追溯的要求。

  医药物流中心因为其保温和阴凉控制等特殊要求,其土建造价一般为普通常温仓库的1倍以上,个别会达到1.5倍左右,这在预算时应引起重视,避免出现预算不够的问题。其制冷方案和保温方案的设计,对于投资和运营成本都至关重要。正因为如此,充分利用空间是医药物流系统设计的关键。适当的柱网,适宜的层高,紧凑的存储系统设计和作业系统设计对于充分利用空间特别关键,这也是为什么大多数医药物流中心采用自动化技术的原因之一。分析表明,不同的柱网设计和层高设计对库存的影响最大甚至可以达到30%以上。

  很多企业有重土建轻设备系统的思想,有些企业甚至十分排斥自动化设备,这对于医药物流建设是不利的。在欧洲和日本,全自动的医药物流中心是其首选,土建成本与设备成本基本保持在1:1左右,而在我国,土建与物流系统的投资比例一般在3:1以上,有的甚至是4:1或5:1,即物流系统占整个投资的水平低于20%,从而造成物流自动化水平过低,空间利用率不高,物流成本难以降低的客观局面。事实上,医药与冷链物流中心的建设,选择较高的自动化水平,有效降低土建成本和总体投资,大幅度减少作业人员,从而降低运营成本,系统的综合成本优势反而越大。更不用说改善作业环境,提升产品质量等更加重要的指标了。

  医药物流系统建设的注意事项还有很多,这里不一一细说,有一关键点应该指出:聘请专业的技术团队进行物流系统设计和建设是一个被反复证明行之有效的方法。因为医药物流系统的专业化程度相对较高,系统相对也比较复杂,并非企业自身可以完成。

  尹军琪先生,北京伍强科技有限公司董事长和创始人之一,硕士,教授级高级工程师。拥有30多年物流系统集成经验,至今仍工作在一线多个物流系统的规划设计与系统集成工作,在医药、电商、零售、服装、图书、教育等多个领域均有标杆项目。多次获省部级科研成果奖,发表学术论文100余篇,参与编写图书5部,2015年参与编写《中国物流工程发展路线图》一书并担任副主编。

  [5] iiMedia Research艾媒传媒,2019中国医药电商市场发展现状、问题与趋势分析

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