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    基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理應(yīng)用研究

      信息來源:   發(fā)布時(shí)間:2021-08-27  點(diǎn)擊數(shù):

    隨著現(xiàn)代物流業(yè)和供應(yīng)鏈管理理念的不斷發(fā)展, 物流管理中的倉儲(chǔ)管理環(huán)節(jié)的重要性日益提高, 并逐漸成為物流管理的核心內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 藥品倉儲(chǔ)管理也逐漸從手工進(jìn)入技術(shù)一體化管理階段, 該研究擬結(jié)合藥品生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際需求, 研究基于物聯(lián)網(wǎng)的藥品分布式倉儲(chǔ)管理。

    1 研究背景

    根據(jù)《中華人民共和國藥品管理法》的規(guī)定, 藥品生產(chǎn)過程的控制和其他的工業(yè)產(chǎn)品有著更為嚴(yán)格的要求。藥品生產(chǎn)企業(yè)是必須在國家藥品監(jiān)督管理局的監(jiān)督管理下、按照《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》 (GMP) 嚴(yán)格運(yùn)作的特殊生產(chǎn)企業(yè)。 因此, 藥品生產(chǎn)企業(yè)的內(nèi)部管理以質(zhì)量管理為核心所在, 并將采購、生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、銷售、人員、設(shè)備、 廠房等各環(huán)節(jié)的管理集合成一體的相對(duì)完整的體系。 現(xiàn)代制藥企業(yè)的生產(chǎn)不僅僅包括生產(chǎn)部門本身, 還包括工藝部門、質(zhì)檢部門、設(shè)備維護(hù)部門、售后服務(wù)部門等等, 通過多部門的協(xié)同, 形成一個(gè)完整的系統(tǒng)化工程。這些部門執(zhí)行著實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng), 不僅要求專業(yè)性強(qiáng), 還必須兼有響應(yīng)速度快、工作強(qiáng)度大的特點(diǎn), 這也就意味著它的管理活動(dòng)是復(fù)雜化和多樣化。

    該研究主要以某藥品生產(chǎn)企業(yè)為試點(diǎn), 研究“基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理”的應(yīng)用。 該藥品生產(chǎn)企業(yè)是我國中成藥生產(chǎn)企業(yè)50 強(qiáng)之一, 其生產(chǎn)的部分藥品曾被評(píng)為“廣東省名牌產(chǎn)品”“廣州市名牌產(chǎn)品”和“中國中藥名牌產(chǎn)品”;其中, 某單品的產(chǎn)量約4000 萬箱, 年銷售額超過10 億元, 該品種作為該企業(yè)的主打產(chǎn)品, 其全國的生產(chǎn)倉儲(chǔ)以及配送體系十分復(fù)雜, 加上全國各級(jí)分銷商、代理商的市場經(jīng)營銷售過程中的配送及倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò), 構(gòu)成了一個(gè)相當(dāng)龐大的分布式生產(chǎn)、庫存以及配送網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的基于條碼標(biāo)識(shí), 產(chǎn)品下線、出入庫、存儲(chǔ)盤點(diǎn)、發(fā)貨等過程基于人工記錄點(diǎn)貨的方式難以有效滿足其高質(zhì)量、大批量、快節(jié)奏的管理需求, 也無法實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品在全國范圍內(nèi)的安全、可靠、高效的生產(chǎn);庫存、配送、防偽、防竄貨等高水平的管理需求。目前, 該企業(yè)總部、全國OEM生產(chǎn)廠商及其倉儲(chǔ)網(wǎng)點(diǎn)生產(chǎn)、庫存及配送管理方面的主要存在幾個(gè)方面的問題: (1) 出入庫及倉庫管理效率低下、產(chǎn)品供貨時(shí)間過長、人工誤操作多、人力資源成本過高、產(chǎn)品損耗率較高、物流信息不及時(shí); (2) 總部對(duì)各OEM生產(chǎn)廠商倉庫庫存信息無法準(zhǔn)確、及時(shí)得到掌掌握。因此, 應(yīng)用新技術(shù)與方法改進(jìn)該企業(yè)目前的倉儲(chǔ)及配送管理體系已成為當(dāng)務(wù)之急。

    1.1 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)簡介

    物聯(lián)網(wǎng)的概念早在1999 年在國內(nèi)就提出來了, 當(dāng)時(shí)稱之為傳感網(wǎng)。意思就是將所有的物品, 通過信息傳感設(shè)備, 例如射頻識(shí)別 (RFID) 、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等與互聯(lián)網(wǎng)連接, 實(shí)現(xiàn)信息的交換和通信, 最終將物物相連, 實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?!钡摹肮?、控、營”一體化。

    物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中最早被廣泛使用的是“M2M” (Machineto-Machine) 應(yīng)用。 M2M的意思就是說:通過有線和無線的方式將各類物體在沒有任何人為干預(yù)的情況下, 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的通信。 這些物體可以是工業(yè)設(shè)備、電表、醫(yī)療設(shè)備、運(yùn)輸車隊(duì)、移動(dòng)電話、公路和鐵路設(shè)施等等;這些物體中將配備嵌入式通信技術(shù)產(chǎn)品, 并且通過各類通信協(xié)議和其他的設(shè)備及IT系統(tǒng)進(jìn)行信息交換, 繼而提供連續(xù)的、實(shí)時(shí)的和具體細(xì)節(jié)的信息。而物聯(lián)網(wǎng)則通過操作并控制某些“實(shí)物”, 使之“互聯(lián)”在一起, 形成一張?zhí)峁湫峦黄企w驗(yàn)的大“網(wǎng)”。

    1.2 無線射頻識(shí)別技術(shù) (RFID) 的簡介

    射頻識(shí)別 (RFID) 技術(shù)又稱為無線射頻識(shí)別, 是一種通過無線電訊號(hào)識(shí)別特定目標(biāo), 同時(shí)讀寫相關(guān)數(shù)據(jù), 繼而在無需識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械與光學(xué)接觸的通信技術(shù)。

    單從概念上看, RFID與條碼掃描有些類似, 但是條碼技術(shù)是通過將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物品上, 然后通過專用的掃描讀寫器利用光信號(hào)將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器;但是RFID則通過專用的RFID讀寫器, 利用頻率信號(hào), 獲取附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽上的信息。

    從結(jié)構(gòu)上講RFID是一種簡單的無線系統(tǒng), 只有兩個(gè)基本器件, 該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。

    射頻的話, 一般是微波, 1~100 GHz, 適用于短距離識(shí)別通信。目前RFID技術(shù)應(yīng)用廣泛, 如圖書館、食品安全溯源等。

    2 研究現(xiàn)狀

    現(xiàn)階段, RFID技術(shù)在國內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用, 物聯(lián)網(wǎng)、無線傳感網(wǎng)、云計(jì)算等新興產(chǎn)業(yè)正在起步, 而在藥品行業(yè)主要還是在電子監(jiān)管碼條碼或二維碼方面的應(yīng)用。 而在藥品供應(yīng)鏈管理及質(zhì)量追溯監(jiān)管方面也基本還處于理論研究階段, 尚未形成規(guī)?;漠a(chǎn)業(yè)。大部分藥品企業(yè)均采用基于人工記錄的倉儲(chǔ)管理方式, 這種方式導(dǎo)致產(chǎn)品下線記錄、入庫存儲(chǔ)記錄、貨位盤點(diǎn)記錄、出庫發(fā)放記錄等過程管理困難, 管理效率低下且易因記錄統(tǒng)計(jì)差錯(cuò)而導(dǎo)致產(chǎn)品損耗率較高。

    隨著現(xiàn)代物流業(yè)的不斷發(fā)展, 供應(yīng)鏈管理理念不斷改變, 物流管理中的倉儲(chǔ)管理環(huán)節(jié)愈發(fā)重要, 倉儲(chǔ)管理已逐漸成為物流管理的核心和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此, 通過將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的結(jié)合, 利用射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)識(shí)別, 并且通過物聯(lián)網(wǎng)獲取產(chǎn)品信息和倉儲(chǔ)信息, 實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)管理的智能化和信息化是現(xiàn)代物流與供應(yīng)鏈管理的重要方向。

    3 研究的主要內(nèi)容

    本課題主要的研究內(nèi)容是:基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)整體架構(gòu)技術(shù)、探討在藥品運(yùn)輸存儲(chǔ)過程中, RFID信號(hào)防碰撞技術(shù)、實(shí)現(xiàn)藥品大小包裝條碼信息與托盤、貨位等RFID編碼信息的關(guān)聯(lián)、歸并以及分解計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)的研究。

    4 基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理的技術(shù)研究

    4.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)整體架構(gòu)技術(shù)研究

    物聯(lián)網(wǎng)是以電子產(chǎn)品碼EPC (Electronic Product Code) 和基于射頻技術(shù)的電子標(biāo)簽為核心, 建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的實(shí)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò), 其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全球物品信息的實(shí)時(shí)共享和互通。 而基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)主要以電子標(biāo)簽作為產(chǎn)品識(shí)別和信息采集的技術(shù)手段, 通過設(shè)置在倉庫出入口的讀寫器, 實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的自動(dòng)識(shí)別, 并將獲取到的產(chǎn)品詳細(xì)信息, 利用物聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)生成入庫清單和出庫清單, 從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)入庫和出庫管理;那么, 可以在藥品倉庫內(nèi)的各個(gè)貨架中間設(shè)置一定數(shù)量的RFID手持終端或者無線車載數(shù)據(jù)終端, 負(fù)責(zé)追蹤庫內(nèi)貨物的信息, 實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)對(duì)貨物從入庫開始的自動(dòng)識(shí)別、定位、輸送、存取、出庫等全部作業(yè)過程的信息化管理。 倉儲(chǔ)系統(tǒng)的整體架構(gòu)可由總部EPC采集系統(tǒng)、總部倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)、本地?cái)?shù)據(jù)中心、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)接口、PML服務(wù)器、產(chǎn)品命名 (ONS) 服務(wù)器和EPC-IS服務(wù)器及相關(guān)OEM廠家倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)等部分組成。

    4.2 藥品運(yùn)輸存儲(chǔ)過程中RFID信號(hào)防碰撞技術(shù)研究

    針對(duì)藥品下線、包裝、倉儲(chǔ)管理過程的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)與質(zhì)量追溯問題, 在現(xiàn)行基于條碼標(biāo)識(shí)記錄藥品成品物流各階段“批號(hào)”信息及關(guān)聯(lián)關(guān)系的基礎(chǔ)上, 開發(fā)并應(yīng)用一套條碼與RFID編碼信息關(guān)聯(lián)歸并與分解計(jì)算程序, 基于關(guān)聯(lián)關(guān)系規(guī)則實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品成品從小包裝到大包裝的條碼關(guān)聯(lián)記錄, 再到大包裝RFID貼標(biāo)附碼, 并與托盤、貨位綁定的歸并關(guān)系關(guān)聯(lián)記錄的功能;以及從貨位、托盤、大包裝到小包裝過程中編碼信息的分解關(guān)系記錄, 從而有效實(shí)現(xiàn)藥品倉儲(chǔ)過程的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)與質(zhì)量追溯。

    4.3 相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)路線

    4.3.1 實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理EPC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要技術(shù)路線本分布式倉儲(chǔ)系統(tǒng)利用EPC碼作為產(chǎn)品的唯一標(biāo)識(shí)碼, 在每一個(gè)產(chǎn)品上都附有一個(gè)電子標(biāo)簽, 信息采集系統(tǒng)由產(chǎn)品電子標(biāo)簽、讀寫器、駐留有信息采集軟件的計(jì)算機(jī)組成, 主要完成產(chǎn)品的識(shí)別和產(chǎn)品EPC碼的采集和處理。 當(dāng)經(jīng)過讀寫器的感應(yīng)區(qū)域時(shí), 存儲(chǔ)有EPC碼的電子標(biāo)簽將被讀寫器自動(dòng)捕獲, 完成了產(chǎn)品的自動(dòng)識(shí)別以及EPC的信息采集。 通過在倉庫出口及入口處設(shè)置對(duì)應(yīng)的出庫以及入口讀寫器, 對(duì)進(jìn)入或者運(yùn)出倉庫的產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別。 手持讀寫器或車載讀寫器在讀取庫存和貨位信息后, 通過數(shù)據(jù)采集接口將讀取的EPC碼傳送到信息采集軟件中, 進(jìn)行數(shù)據(jù)的校對(duì)、數(shù)據(jù)的過濾、數(shù)據(jù)完整性的檢查等清洗工作, 并將結(jié)果提供給上層的應(yīng)用管理系統(tǒng)使用。

    4.3.2 藥品運(yùn)輸存儲(chǔ)過程中RFID信號(hào)防碰撞研究的關(guān)鍵技術(shù)路線無線射頻識(shí)別技術(shù)RFID主要由電子標(biāo)簽和閱讀器組成, 是利用射頻信號(hào)和空間耦合傳輸特性來自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)物體的一種技術(shù)。其中, 閱讀器用于發(fā)送廣播并接收標(biāo)簽的標(biāo)識(shí)信息; 標(biāo)簽則在接收到廣播命令后, 將自身標(biāo)識(shí)信息送回閱讀器。 在信息交換過程中, 由于所有標(biāo)簽與閱讀器共用一個(gè)無線信道, 在同一個(gè)識(shí)別區(qū)域, 如果同時(shí)有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的標(biāo)簽在同一節(jié)點(diǎn)向閱讀器發(fā)送標(biāo)識(shí)信息時(shí), 閱讀器無法對(duì)所有標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別處理, 這就是所謂的碰撞。那么解決這種碰撞的方法謂之防碰撞算法。 放碰撞算法就是在有限程度下, 盡量減少讀寫器和標(biāo)簽間傳送的信息比特的數(shù)目。 目前, 標(biāo)簽防沖突算法主要有基于ALOHA機(jī)制算法和基于二進(jìn)制數(shù)機(jī)制的算法。 綜合應(yīng)用Aloha算法、二進(jìn)制數(shù)算法開發(fā)RFID信號(hào)防碰撞分析與計(jì)算程序, 能較好地降低識(shí)別沖突標(biāo)簽時(shí)延和減少防碰撞次數(shù), 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品運(yùn)輸、存儲(chǔ)過程中多RFID標(biāo)簽的有效識(shí)別。

    4.3.3 藥品包裝條碼編碼信息與托盤、貨位等RFID編碼信息關(guān)聯(lián)歸并與分解計(jì)算研究技術(shù)路線在制藥業(yè)中, 通常采用“批號(hào)”來標(biāo)識(shí)同一批的產(chǎn)品。 通過這個(gè)“批號(hào)”來實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品下線、包裝、倉儲(chǔ)管理過程的產(chǎn)品標(biāo)識(shí), 并且實(shí)現(xiàn)質(zhì)量追溯。在藥品的生產(chǎn)和庫存管理環(huán)節(jié), 生產(chǎn)部門根據(jù)批生產(chǎn)的指令進(jìn)行生產(chǎn), 并且按照批生產(chǎn)指令來標(biāo)識(shí)產(chǎn)品的批次。入庫時(shí)必須記錄該產(chǎn)品批次信息。由于藥品產(chǎn)品可分為小包裝、中包裝和大包裝等多種類型, 所以產(chǎn)品在出入庫的時(shí)候, 在對(duì)產(chǎn)品的批次進(jìn)行合并或拆分操作時(shí), 必須記錄下新舊批次之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系;產(chǎn)品出庫銷售階段, 在銷售產(chǎn)品時(shí)也會(huì)產(chǎn)生銷售批次。不同的入庫批次產(chǎn)品有可能合并到同一銷售批次中進(jìn)行銷售, 需記錄銷售批次和入庫批次的關(guān)聯(lián)關(guān)系。 因此, 可在現(xiàn)行基于條碼標(biāo)識(shí)記錄藥品成品物流各階段“批號(hào)”信息及關(guān)聯(lián)關(guān)系的基礎(chǔ)上, 開發(fā)及應(yīng)用一套條碼與RFID編碼信息關(guān)聯(lián)歸并與分解計(jì)算程序, 實(shí)現(xiàn)對(duì)藥品成品從小包裝到大包裝的條碼關(guān)聯(lián)記錄, 再到大包裝RFID貼標(biāo)附碼, 并與托盤、貨位綁定的歸并關(guān)系關(guān)聯(lián)記錄的功能;以及從貨位、托盤、大包裝到小包裝過程中編碼信息的分解關(guān)系記錄。

    此外, 在企業(yè)應(yīng)用的藥品監(jiān)管碼管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上, 在倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)或者EPC中間件管理系統(tǒng)的開發(fā)中, 融合RFID編碼管理的藥品關(guān)聯(lián)關(guān)系管理系統(tǒng), 例如: 藥品歸并關(guān)系管理模塊、藥品分解關(guān)系管理模塊等, 通過這些系統(tǒng)的歸并關(guān)聯(lián)和分解計(jì)算, 來實(shí)現(xiàn)藥品生產(chǎn)、存儲(chǔ)過程的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)以及產(chǎn)品的質(zhì)量追溯。

    5 總結(jié)與展望

    作為一項(xiàng)新技術(shù), RFID系統(tǒng)尚有很多不足, 但是, 在藥品采購、生產(chǎn)、銷售和質(zhì)量監(jiān)測等過程中, 利用RFID技術(shù), 使全過程監(jiān)控成為可能, 在我國藥品安全監(jiān)管領(lǐng)域?qū)⒂兄鴱V闊的運(yùn)用前景, 亦是國際制藥工業(yè)發(fā)展的趨勢所在。

    目前RFID在國內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用, 物聯(lián)網(wǎng)、感知網(wǎng)、云計(jì)算等新興產(chǎn)業(yè)正在逐漸起步, 但藥品行業(yè)還停留在電子監(jiān)管碼或二維碼方面的應(yīng)用。 如今, 國內(nèi)一些大型藥品生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開始著手開發(fā)供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)、防偽監(jiān)管信息系統(tǒng)等, 因此, 在藥品行業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)以及RFID技術(shù)的應(yīng)用明顯得到了重視。 僅以藥品倉儲(chǔ)管理為例, 物聯(lián)網(wǎng)、RFID及無線傳感技術(shù)的應(yīng)用將使管理人員可以實(shí)時(shí)掌握庫存物資的進(jìn)、銷、存狀況; 無需實(shí)施傳統(tǒng)的盤點(diǎn)工作, 從而減少物資的積壓; 解決了人工統(tǒng)計(jì)易出現(xiàn)人為差錯(cuò), 提高作業(yè)效率。 將物聯(lián)網(wǎng)及RFID技術(shù)應(yīng)用于藥品生產(chǎn)、庫存、銷售等供應(yīng)鏈管理過程及防偽、防竄貨等領(lǐng)域市場前景巨大。

    此外, 國家食品藥品監(jiān)管局明確規(guī)定:截至2015 年12 月31 日, 所有藥品都要實(shí)現(xiàn)電子監(jiān)管碼管理。 這意味著全國幾千家藥品生產(chǎn)企業(yè)都將納入電子監(jiān)管中。 電子編碼作為藥品的唯一身份證, 通過它有望實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈的無縫連接, 這將孕育一個(gè)巨大的市場機(jī)會(huì)。 由此可見, 將物聯(lián)網(wǎng)及RFID技術(shù)應(yīng)用于藥品生產(chǎn)、庫存、銷售等供應(yīng)鏈管理過程以及防偽、防竄貨等領(lǐng)域的市場前景非常巨大。

    該研究的“基于物聯(lián)網(wǎng)的分布式藥品倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)”采用先進(jìn)的RFID技術(shù)及無線傳感技術(shù)有助于提高制藥企業(yè)物流管理效率、縮短產(chǎn)品供貨時(shí)間、減少人工誤操作、降低物流成本;同時(shí), 強(qiáng)化物流與信息流的同步, 可以提高物流信息的及時(shí)性、可視性。目前我國取得藥品生產(chǎn)許可證的藥品生產(chǎn)企業(yè)約有5000 多家, 基于物聯(lián)網(wǎng)的藥品分布式倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)不僅能在制藥行業(yè)中應(yīng)用推廣, 還有望在國內(nèi)的食品行業(yè)、化妝品行業(yè)等眾多行業(yè)中推廣應(yīng)用, 具有廣闊的市場環(huán)境。 同時(shí), 該研究的技術(shù)、方法以及軟件系統(tǒng)對(duì)相關(guān)行業(yè)的信息化管理水平的提高與技術(shù)進(jìn)步具有相當(dāng)積極地推動(dòng)作用, 社會(huì)效益顯著。

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