物流设计在药企规划中的作用

作者:李铁良 陈丽琴 文章来源:德国吉欧公司 发布时间:2014-03-04

传统的药企规划以生产流程及建筑设计为重点,对物流设计关注不够。但是,随着药企规模越来越大,自动化程度越来越高,以及相关规范越来越严格,制药企业要想将新的厂区做成里程碑式的项目,就必须对物流设计给予相应的重视。本文从一个概括的层面介绍了药企物流设计应该包括的内容以及药企在寻找物流设计合作方时应该考虑的问题。

随着新版GMP、GSP等规范的正式实施,制药企业新建设施的规划有了越来越严格的标准。特别是新版GSP的颁布实施,对药品经营质量安全提出了更高的要求,这同时也是整个医药市场、医药供应链发展的需要。新的法律法规对医药流通行业产生的影响,是生产企业、医药流通企业、第三方物流企业都得面临的挑战和思考。为了满足新的,更加严格的药品安全及配送的要求,必须在新建制药设施的设计中,给予物流配送应有的关注。

整体性的设计方案

传统的制药企业新建设施规划中,物流设计并没有被放在一个相对重要的位置,更多的企业把重点放在了整体建筑及生产车间的规划上。但是,随着我国经济的发展,各药企发展水平的提高,厂区的规模越来越大,生产水平越来越高,就必须把物流规划提到一个更高的位置上。实际上,所提倡的应该是一种建筑、生产、物流、信息化4个方面相结合的,整体性的规划解决方案。因为他们之间是相互连接、相辅相成的关系。只有统筹考虑,才有可能做出里程碑式的项目。

药企规划物流设计主要内容

厂(园)区物流系统规划

在传统的药企设计中,厂区整体的物流设计一般由建筑师来完成。建筑师一般会考虑到人物流的分离,并根据经验来决定采用连廊或其他的连接形式。对于物流运输方式的选择,一般不会做太多的考虑。但随着厂区或者园区规模越来越大,药品卫生质量要求越来越严格,人力成本越来越高等条件下,厂区物流的规划必须做出相应的变化。

首先,在新建设施达到一定规模的情况下,综合经济性、卫生条件、药品质量、企业形象等因素,可以考虑引入自动化的方案。当然,这个决定必须基于详细的数据分析。主要考虑两个方面,包括运输距离及吞吐量。在对厂区的物流情况进行了准确的数据分析以后,需要结合不同药企的实际情况,来选择正确的厂区(内部)物流交通方式(表1)。

在选择适当的厂区物流系统的时候,经济性也是很重要的一点。因为企业最终的目标是盈利而不是展示。所以,在设计系统时,要对系统在经济上的可行性做出全面的分析,这就涉及到各个系统之间,系统与人工之间全生命周期周本的比较。另外,很多药企,对未来厂(园)区的规划采用的是“一次设计,分期实施”的策略。在这个指导思想下,物理系统也要考虑到分期实施的问题。设计方有责任通过自己的分析与专业知识告知业主,在项目的各个阶段应该分别采用哪种系统,或者说一种系统如何分期实施。当然,如果业主在设计之初就明确有项目未来分期实施的计划时,设计方也应该在设计时考虑到相应的灵活性。

中央仓库及各辅助性仓库设计

中央仓库是制药企业日常运营中非常重要的一环,也是物流设计的重中之重。特别是随着新版GSP的颁布实施,对仓储的自动化与信息化提出了更高的要求,设计时更应该有一个全方位的考虑。

设计之初,要先对中央仓库的功能进行清晰的定位。确定哪些功能是要在仓库里面实现的(图2)。例如,称量中心是否设置在仓库内,是否需要精确称量,还是只需要拣选到最小包装。仓库成品出货是整托盘,整箱出货还是需要进行拆零。特别是对于有自己的销售渠道的药企,这一点尤为重要。同厂区物流及其他任何设计一样,中央仓库的设计同样需要建立在准确的数据基础之上。在此基础上,结合功能性分析及企业的中长期规划,确定仓库的容量,形式等等。

在中央仓库面积较大的时候,还要结合整体布局,考虑消防的问题,要认真研究各地的规范,如有必要还要积极与消防部门沟通,确定消防车道位置,防火分区设置等问题。因为这些问题对中央仓库的总体布局影响是非常大的(图4)。

在确定仓库的整体布局及主要功能设置后,就应该对内部的流程结合设备的选型进行细化:普通原材料,包材,标签,液体原料,分别是如何收货并配送到生产车间的;如何接收从车间来的成品并入库,出库;是否有需要保持恒温恒湿或其他特殊存储要求的物品等等。

结合流程的细化,同时要进行设备的选型。在主要设备的选择问题上,应该遵循一定的原则,需着重考虑以下4个方面:

峰值考虑,可以考虑由合理的加班解决订单峰值;

匹配考虑,设备与上下环节效率要匹配;

综合考虑,设备性能与维护等综合考虑;

协调考虑,人工与设备协调性考虑。

生产内部物流及与仓储对接

药企规划还有很重要的一个部分就是生产内部物流以及与仓储的对接。这一点在自动化程度高的药厂规划中尤为重要。因为,自动化程度高的一个最重要的体现就是物料运输搬运的自动化。国内很多药厂的单个设备都有很高的自动化程度,但相互之间比较独立,连接还是通过人工的方式来实现。国外很多的药企在这方面的投入比较大,很多先进的大型制药设施,只需要少数几个人就可以完成整个工厂的管控。这样一方面节省了人工,另一方面,药品的质量更容易得到保证。因为众所周知,在制药生产中,人是最大的污染源。减少了人员的进出,车间的洁净就更容易得到保持。

当然,国内大部分企业暂时还达不到完全的这种几乎无人化的生产。所以,生产物流设计更多体现在仓储与生产车间的物料交接上。在设计中,要根据实际的需要,对仓库、连廊、物料交接区等做出洁净控制方面的限制,并对各个区域之间相互交接的程序做出严格的限定。例如,如果限定连廊为黑区,生产车间内走廊为控制区,则需要在两者之间加入气闸,并考虑增加风淋等设备。

物流信息化系统设计

在本文的最开始已经提到,药企规划应该是一个结合了建筑、生产、物流、信息化的一个整体性方案。其中的信息化的概念比较广泛,包括了与企业相关的各个方面,其整体结构如图6。这里主要介绍一下与物流设计相关的仓储管理系统(WMS)及生产制造执行系统(MES)的主要功能及系统架构(图7)。

仓库管理系统(WMS)是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能,综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统,有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程,实现完善的企业仓储信息管理。

生产制造执行系统(MES)能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。当工厂发生实时事件时,MES能对此及时作出反应、报告,并用当前的准确数据对他们进行指导和处理。

MES主要负责生产管理和调度执行。它通过控制包括物料、设备、人员、流程指令和设施在内的所有工厂资源来提高制造竞争力,提供了一种系统地在统一平台上集成诸如质量控制、文档管理、生产调度等功能的方式。WMS及MES会为药企带来一些有形及无形的效益。

有形效益包括:

确切掌握生产状况,提高交货准确度,达成产销配合;

正确掌握在制品数量,及不良品追踪,降低在制品成本;

以条形码追踪产品序号,收集完整数据,提高产品售后服务水平;

及时反应质量问题,追踪质量历史,提高产品质量;

充分掌握工具、设备使用状况,制造资源做有效运用。

无形效益包括:

提高企业质量形象以获取客户信心;

能正确快速拟定生产运营决策;

公司竞争力的提升。

特殊问题举例

由于制药行业的特殊性,其对物流设计的要求要比其他行业严格许多。除此以外,各个药企又有其自身的特点与要求,这一点在设计时也要注意。

曾遇到过这样一个客户,根据其厂区规模大,运输距离长的特点,结合数据分析及投资成本分析,公司为其推荐了架空连廊加自动搬运小车(AGV)的厂区物流方案。客户原则上表示满意,但由于其产品中包括了某些高致敏性的药物,客户担心如果药品在运输过程中发生倾泻或破损,而没有人员在附近及时处理的话,会产生危害性的后果。

为了打消客户对这个问题的顾虑,首先就AGV运行的机理给客户进行了详细的解释。AGV以接近于常人步行的速度运行,且加速及减速曲线都很平稳,几乎不会引起货物倾覆的问题。另外,在成品托盘上AGV之前可进行自动裹膜,也可以从一定程度上防止托盘上的药品倾泻。如果这些措施还未能完全打消客户的顾虑,公司还提供了下面一些更进一步的方案。

AGV小车可加光栅传感器,若物品倾斜触到光栅,光栅产生报警提示,通知中央控制室及就近工作人员前来处理,此时附近的AGV小车将停止行驶。

为进一步防止高致敏性药物倾泻带来的污染,可在连廊通道里加设卷帘门,当发生倾泻时,就近的卷帘门将关闭,将倾泻污染区隔离。

在AGV小车上安装摄像头对产品进行监控,摄像头的视频数据通过相应的网络终端设备及无线网络传输到监控电脑,供相关工作人员查看。

AGV小车加装货物防散落结构,如防护罩等。待托盘进入AGV小车后,防护罩的门将自动关闭,形成封闭空间,防止托盘上药品的倾泻(图8)。

物流设计的原则

上面主要介绍了在药企规划中物流设计的主要内容,下面谈一下物流设计中应该注意的原则,

高标准:即要遵守最高规格的质量标准。制药行业的特点,决定了仓库要做到“零误差”配送到生产,顾客,门店及其他配送中心。这一点主要是通过IT持续性的监控每一步流程来实现的。

简洁性:简洁性首先包含了适用性的要求。即企业应该根据自身的实际需求来选择相应的物流设备,不应该过度追求自动化。所选的设备及设计应该选择尽量少的系统种类,并考虑到易于日常运行。设计应该具有简洁明了的布局和系统结构,清晰的物料流向和人员流向和简洁的建筑构造。

灵活性:由于大多数药企发展很快,且业务会有阶段性的调整,所以在设计中必须考虑到适当的灵活性来应对这些变化。具体包括,系统各部分均具有扩展性;可以按需分阶段安装建设;在淡旺季,增长模式,销售渠道改变的情况下均保持高效率。

物流设计方及合作方式的选择

在有新药厂规划项目的时候,国内客户首先对物流设计的重要性认识不够,认为物流设计就是仓库设计,没有像上面所讲的对物流设计有一个整体性的认识。因而,对设计方的选择也停留在找一个仓库设计者的层面上,通常的做法如图9所示。仔细的研究就会发现,这样的做法有很多的问题。

首先就是在这里,物流设计变成了仓库设计,对于厂区内部物流及与生产的对接等方面没有考虑在内,或者说没有全面的考虑在内。其次是合作方的选择,在涉及到自动化程度较高,特别是自动化高架仓库的时候,国内的通常做法是与设备集成商合作。这些设备集成商前期会“免费”为客户提供设计方案,而实际上这些咨询费都会包含在后期的设备及系统费用中。即使客户后期采用这个设计方案进行公开招标,并选择了其他集成商来实施,也会因为设计方案的独特性而在实施中遇到各种各样的问题,因为每个集成商的核心设计都是基于自有设备的。

另外,集成商的商业立足点也决定了他不可能完全的站到客户的立场上来考虑问题。任何公司的目的都是盈利,对于集成商来说,其盈利的唯一途径是销售更多的,更昂贵的设备。举一个简单却较为极端的例子,曾有一个客户事先曾找过某集成商提供过一个初步的方案,如图10中右图所示,其设计的高架仓库需要12个巷道即12台单深堆垛机。但通过本公司研究客户的数据发现,根据客户的吞吐量,采用7条巷道,7台双深的堆垛机就可以完全满足要求。这样一个简单的改变,就可以节省约500万人民币。

因此,在药厂设计中,物流设计的更佳做法应该如图11所示,即通过专业的独立咨询顾问提供全程的解决方案。就制药行业而言,对于新建药厂项目,最好能与提供包含生产、物流、建筑、IT等各个方面的全面解决方案的咨询顾问公司合作,这样就可以实现各个专业的无缝对接,得到标杆性的新项目。

单就物流设计方面而言,作为独立的顾问公司,他最大的利益来自于客户的满意。所以,他会为客户提供恰到好处的技术配备,为客户追求投资的最大收益而非追求最先进的技术。首先,与集成商不同,顾问公司会将整个项目做一个全盘的考虑,而不是只关注自己可以卖出设备的地方。在以客户利益为准的前提下,咨询顾问为客户所提供设计方案与技术招标方案将会是基于市场上通用的,标准化的系统与设备,以方便各个国内外的集成商来进行公平的投标。

对于设备招标,客户也可以在独立咨询顾问的帮助下,进行所谓“摘樱桃”式的招标,即对每一类系统(如输送设备、存储设备、拣选设备等)选择最合适的供应商,而不需要只能选择不同集成商提供的单一组合,即项目总承包的方式(具体的方式需要根据客户及项目的实际情况来决定)。

另外,咨询顾问会提供全面、细致、明确的招标文件,这样尽量减少由于客户原因而导致的后期变更请求。因为集成商的任何变更请求都会导致成本的增加。评标也是非常重要的一环,需要就商务条件、集成商资质、项目团队、设计方案、信息系统等各个方面进行考察。系统化的经验及方法论是正确处理这个过程的唯一办法。对很多客户来说,在企业中往往缺乏专门的人员来进行此项工作。所以,即使进行招标,也无法顺利的完成,不能发挥招标工作本来所应有的效用。

在招投标顺利完成以后,即进入合同签署阶段。这一阶段也非常重要,因为中标的集成商的投标方案需要在这一阶段进行审查及细化,以便形成项目实施的具体技术方案。它的重要性在于,这个文件会成为正式的技术基准,后期的制造、实施都以前为准。如果处理不善,就会带来大量的变更请求,影响进度及质量。在项目具体实施阶段,咨询顾问还可以代表客户监督集成商的工程质量及进度,确保按时优质的完成整个项目。

小结

综上所述,本文主要想说明的有以下3点:

制药企业设施的设计应该是一个结合生产工艺、物流工艺、信息化建设、建筑设计的有机整体。

正确的选择合作方关系到项目能否达到预期的目标甚至成败。

物流设计的费用并不会增加项目的总投资,而会带来更大的效益与回报。

李铁良,吉欧项目管理咨询公司高级咨询顾问。毕业于上海交通大学,获理学硕士学位。美国项目管理协会认证的项目管理专业人士(PMP),新加坡工程师协会认可的注册项目经理。

作为物流咨询顾问,李铁良在汽车零部件配送、制药、医疗保健,航空配餐等行业有丰富的经验,并有3年多的海外工作经历。服务过的客户包括梅赛德斯奔驰、大众、保时捷、同仁堂、华润集团、石药银湖制药、百瑞吉生物医药、宁波健卫药业、新加坡黄廷芳医院等。

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