CN110723445A - 医药物流快速发药系统和发药方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速发药系统和发药方法，应用于医药物流中心药品的拆零拣选。该系统由载具供给模块、分支输送模块、成品输送模块、发药模块、药品载具识读装置、控制模块组成。快速发药方法包括订单队列生成方法和发药控制方法两部分。本发明提出的系统和方法，实现了发药模块依据订单优化组合，全自动并行发药，具有极高的发药效率和配送能力。

Description

医药物流快速发药系统和发药方法

技术领域

本发明涉及医药物流领域，尤其涉及一种应用于医药物流中心药品拆零拣选的快速发药系统和发药方法。

背景技术

传统的，医药物流中心的药品拆零拣选为人工拣选，有“人到货”和“货到人”拣选两种方式：

(1)“人到货”拣选方式:

药品储藏于平库，拣货员根据订单巡回于库区，按订单依次从存储货位上挑选出每一种药品，放置于与订单绑定的配货药篮中，一次巡回完成一个订单的拣选。

⑵“货到人”拣选方式:

存储药品的SKU或可移动式货架，由自动化物流系统搬运至固定的拣选工作站供人工拣选。拣货员根据订单依次从SKU或货架上挑选出每一种药品，放置于与订单绑定的配货药篮中。订单上所有药品配货完成后，药篮由自动化物流系统送出。

第一种拣选方式，拣货员行走距离长；第二种拣选方式，药品载具周转距离长。两种方式拣选效率都很低。且不论何种方式，都需要拣货员直接参与拣选作业，人工成本高、劳动强度大、易出现错拣漏拣。

发明内容

为了克服上述现有拣选方式的不足，本发明提供了一种应用于医药物流中心药品拆零拣选的发药系统和快速发药方法。

该系统和方法实现了拣选单元依据订单优化组合，全自动并行发药，具有极高的发药效率和配送能力。

本发明的技术方案为：一种快速发药系统，包括：

载具供给模块，用于药品配送载具的供给；

分支输送模块，与载具供给模块接驳，用于拣选药品实现药品的暂存和投放；

成品输送模块，与载具供给模块接驳，用于将拣选的药品送出，完成药品的移载合流；

发药模块，设于分支输送模块一侧，用于药品的拣选发药；

药品载具识读装置，设于载具供给模块旁，用于药品载具标识信息的采集；

控制模块，用于获取和拆分拣选订单，控制发药模块执行发药任务。

所述载具供给模块包括发药工位和缓存位。

所述分支输送模块包括分支输送机和缓存斗；所述缓存斗位于发药工位上方，所述分支输送机设于发药工位一侧或两侧且与缓存斗接驳，可接收并暂存两个订单的发药。

所述成品输送模块包括一条合流输送线和与其接驳的若干移载分拣机，每台移载分拣机设于一个工位下方。

所述发药模块包括至少一个药架，所述药架设于分支输送机一侧或两侧，用于投放药品至分支输送机。

一种快速发药方法，包括以下步骤：

⑴控制模块接收并存储订单数据，并通过写入指针将订单数据写入队列，再向上位机发送写入完成信息，允许上位机下发下一条订单；

⑵发药工位使用独立的订单读取指针，并按照先入先出的方式顺序读取订单队列；当订单读取指针指向的订单中包含本发药工位发药命令时，则读取发药命令至本发药工位；

⑶发药工位获取发药命令后，首先判断药架下分支输送机的状态，当设定的发药条件满足时，则执行发药命令。

⑷根据药架的架号、层号、槽号索引自动映射至I/O地址，控制药架的药槽发药，当药槽上的传感器计数的发药量与订单发药量一致时，则药架发药完成；

⑸与发药工位对应的药架所有药槽均发药完成后，订单在本发药工位执行完成，落在分支输送机上的药品与订单绑定，返回步骤⑵读取下一订单；

⑹控制模块判断分支输送机下缓存斗的状态，当设定的投药条件满足时，分支输送机将药品送出并投入缓存斗，分支输送机清空，订单与缓存斗绑定；

⑺当药品载具输送至缓存斗下的发药工位时，如果载具订单号与缓存斗的订单号一致，则缓存斗打开，将药品投入该载具中；

⑻载具完成订单内最后一个工位的拣配后，订单整体拣选完成；载具经由移载分拣机送出至合流输送线。

所述订单数据包括任务号、发药命令序列等信息。

订单采用穷举组合法对工位进行组合，组合按照工位由少至多，权值由小到大，且工位未被占用的原则进行，得到订单队列。

所述订单数据基于循环队列存储。

发药工位从循环队列中获取订单，执行订单中的发药命令。

本发明的有益效果为：

本发明提出的技术方案以发药工位及其两侧的发药模块、分支输送模块作为一个拣选单元，单元内的药架可根据当前订单独立并行发药，一次完成多种药品发药，拣选效率很高。

各拣选单元预获取订单队列，连续执行发药命令，在载具未到达之前就提前发药，具有极高的执行效率。

订单队列由批次订单经加权穷举组合算法生成，极大限度地减少了同一订单的拣选次数，保证了各拣选单元上订单的均衡分配和并发执行。提高了系统拣选效率。

订单完成拣配作业后，药品载具自动从发药工位送出至成品输送模块，保证了载具供给模块上载具的高流转率，并进一步提高了拣选单元的执行效率。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中快速发药系统的示意图。

图2是订单队列生成方法的程序逻辑框图。

图3是发药控制方法的程序逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。

发药系统包括：载具供给模块、分支输送模块、成品输送模块、发药模块、药品载具识读装置、控制模块。

载具供给模块用于药品配送载具的供给；

分支输送模块用于拣选完成药品的暂存和投放；

成品输送模块用于拣选完成载具的移载合流；

发药模块用于药品的拣选发药；

药品载具识读装置用于药品载具标识信息的采集；

控制模块采用PLC，用于获取和拆分拣选订单，控制发药模块执行发药命令。

分支输送模块由分支输送机和缓存斗组成，可接收并暂存两个订单的发药，既可在发药工位一侧布置,也可在两侧对称布置。

发药模块中的药架既可在分支输送机一侧单排布置，也可在两侧对称布置。

发药工位下方布置移载分拣机，移载机与合流输送线一侧接驳。

订单队列生成基于加权穷举组合算法,生成满足订单需求的优选发药工位组合。发药控制基于循环队列存储WMS下达的订单数据。各发药工位从循环队列中获取订单，调用发药功能程序块并发执行订单中的发药命令。发药完成后，由分支输送机和缓存斗输送、暂存、投放已拣选完成的药品。载具完成订单内最后一个发药工位的拣配后，经由移载分拣机送出至合流输送线

本发明提供了一种适用于该系统的快速发药方法，该方法包括如下两部分：

⑴订单队列生成方法，运行于上位机WMS(仓库管理系统)层,用于生成满足订单需求的优选发药工位组合，使订单在各发药工位优化、均衡分配，从而保证发药工位并发执行效率。

⑵发药控制方法，运行于PLC电气控制层,该方法从订单队列中顺序获取订单，控制药槽并发执行订单中的发药命令。通过分别控制拣选发药、载具供给、投药绑定、移载下线，保证了药品拣选和载具输送的高效率。

图1示出了本发明的系统布置示意图。该系统主要包括：

载具供给模块：由多段输送机组成，用于药品配送载具的供给。每段设有一个发药工位1或缓存位2，其中发药工位1与分支输送模块接驳。

分支输送模块：由分支输送机3和一个缓存斗4组成。分支输送机3用于接收药架5发药，并将拣选完成的药品集中送出至缓存斗4暂存。缓存斗4位于发药工位1的上方，用于暂存一个订单的药品。当药品配送载具到达发药工位1后，缓存斗4打开卸料阀将药品一次性投入载具中。

图1所示，分支输送模块在发药工位1一侧布置。为提高单个订单拣选效率，分支输送模块可在发药工位1两侧对称布置。

成品输送模块：由一条合流输送线7、若干移载分拣机6组成。其中，移载分拣机6可有顶升移载机、偏转轮分拣机、摆臂分拣机等多种形式，设置于发药工位1下方，用于将完成订单拣配的药品载具送出至合流输送线7。合流输送线7将药品载具连续送出至发货暂存区。

发药模块：由若干个药架5组成，为提高发药效率，药架5除单排布置外，也可如图1所示，在分支输送模块两侧双排布置。药架5由自动药槽阵列构成，药槽可采用重力式或动力式两种形式，药槽发药挡块由电磁铁或步进电机驱动，发药校验和计数由药槽下方的漫反射传感器实现。

药品载具识读装置8：采用条码扫描器或RFID读写器,布置于载具供给模块入口处，用于采集药品载具标识信息并发送给控制模块。

控制模块：采用PLC作为控制核心，用于获取和拆分拣选订单，顺序匹配订单队列，控制发药模块内的药架并行发药。

快速发药方法由两部分组成：运行于电气控制层的发药控制方法，运行于WMS的订单队列生成方法。

为保证订单执行效率，应使每一发药工位对应的发药模块尽可能包含所有品规的药品，以及药品数量的平均分配，保证订单至多经过3个发药工位即可拣选完成。

订单队列生成方法的程序逻辑框图如图2所示：

订单队列生成方法基于加权穷举组合算法，首先将发药工位按载具供给的方向递减分配权值，权值越小，优先级越高。

订单采用穷举组合法对发药工位进行组合，组合按照发药工位由少至多，权值由小到大，且发药工位未被占用的原则进行。

如图2所示，该方法包括以下步骤：

⑴按权值由小到大的顺序遍历所有发药工位，将未被占用的发药工位索引号写入队列。以M个发药工位未被占用为例，生成的队列包含M个有效数据。

⑵从N＝1开始，从队列中取出N个数据(索引号)，通过递归穷举算法生成索引号的

的组合。组合产生后，需进一步判断组合内的发药工位是否满足订单需求的药品品规和数量。如果满足，则按照组合生成订单的发药命令序列，并锁定对应库存；如果不满足，则判断下一组合是否满足条件。直至遍历

所有组合。

⑶递增N，返回步骤⑵继续遍历判断，直至N＝M。如果所有组合均不满足订单需求，则返回步骤⑴执行下一订单的匹配。

发药控制方法由PLC执行，以单一发药工位为例，其控制流程图如图3所示，该方法包括以下步骤：

⑴在存储区建立一个循环队列，用于接收并存储WMS下达的订单数据。订单数据包括任务号、发药命令序列等信息。

PLC采用TCP/IP通信方式与上位机通信，并基于应答交互方式获取WMS订单。即PLC获取一条订单数据后，如果订单队列满，则等待，直至队列可用，先通过写入指针Write_Pointer将订单数据写入队列。再向上位机发送写入完成信息，允许上位机下发下一条订单。

⑵各发药工位1使用独立的订单读取指针Read_Pointer_N(N代表发药工位号)，并按照先入先出(FIFO)的方式顺序读取订单队列。如果指针指向的订单中包含本工位发药命令，则读取发药命令至本工位命令存储区。否则，顺序读取下一订单，直至取空订单队列。

⑶各发药工位1获取发药命令后，首先判断药架5待发药药槽和其下分支输送机3的状态，如果药槽和分支输送机3自动、无故障，且分支输送机3未被占用，则发药条件满足，循环调用发药功能程序块执行命令存储区中的命令。

⑷发药功能程序块根据架号、层号、槽号索引自动映射至I/O地址，控制药架5的药槽发药，当传感器计数的发药量与订单发药量一致时，则药槽发药完成。

⑸与发药工位1对应的药架5的所有药槽均发药完成后，订单在本工位执行完成，落在分支输送机3上的药品与订单绑定，返回步骤⑵读取下一订单。

⑹PLC判断分支输送机3和其下缓存斗4的状态，如果分支输送机3和缓存斗4自动、无故障，且缓存斗4未被占用，则投药条件满足，分支输送机3将药品送出并投入缓存斗4，分支输送机3清空，订单与缓存斗4绑定。

⑺当与订单绑定的药品载具输送至缓存斗4下的发药工位1时，如果其订单号与缓存斗4的订单号一致，则缓存斗4打开，将药品投入载具中。

⑻载具完成订单内最后一个发药工位1的拣配后，订单整体拣选完成。载具经由移载分拣机6送出至合流输送线7。

以上，对本发明的快速发药系统、订单队列生成方法、发药控制方法，及其具体实施例进行了详细介绍。本领域技术人员在本发明上做出的变型或延伸也属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速发药系统，其特征在于，包括：

载具供给模块，用于药品配送载具的供给；

分支输送模块，与载具供给模块接驳，用于拣选药品实现药品的暂存和投放；

成品输送模块，与载具供给模块接驳，用于将拣选的药品送出，完成药品的移载合流；

发药模块，设于分支输送模块一侧，用于药品的拣选发药；

药品载具识读装置，设于载具供给模块旁，用于药品载具标识信息的采集；

控制模块，用于获取和拆分拣选订单，控制发药模块执行发药任务。

2.根据权利要求1所述的快速发药系统，其特征在于，所述载具供给模块包括发药工位和缓存位。

3.根据权利要求1所述的快速发药系统，其特征在于，所述分支输送模块包括分支输送机和缓存斗；所述缓存斗位于发药工位上方，所述分支输送机设于发药工位一侧或两侧且与缓存斗接驳，可接收并暂存两个订单的发药。

4.根据权利要求1所述的快速发药系统，其特征在于：所述成品输送模块包括一条合流输送线和与其接驳的若干移载分拣机，每台移载分拣机设于一个工位下方。

5.根据权利要求1所述的快速发药系统，其特征在于：所述发药模块包括至少一个药架，所述药架设于分支输送机一侧或两侧，用于投放药品至分支输送机。

6.一种快速发药方法，其特征在于，包括以下步骤：

⑴控制模块接收并存储订单数据，并通过写入指针将订单数据写入队列，再向上位机发送写入完成信息，允许上位机下发下一条订单；

⑵发药工位使用独立的订单读取指针，并按照先入先出的方式顺序读取订单队列；当订单读取指针指向的订单中包含本发药工位发药命令时，则读取发药命令至本发药工位；

⑶发药工位获取发药命令后，首先判断药架下分支输送机的状态，当设定的发药条件满足时，则执行发药命令。

⑷根据药架的架号、层号、槽号索引自动映射至I/O地址，控制药架的药槽发药，当药槽上的传感器计数的发药量与订单发药量一致时，则药架发药完成；

⑸与发药工位对应的药架所有药槽均发药完成后，订单在本发药工位执行完成，落在分支输送机上的药品与订单绑定，返回步骤⑵读取下一订单；

⑹控制模块判断分支输送机下缓存斗的状态，当设定的投药条件满足时，分支输送机将药品送出并投入缓存斗，分支输送机清空，订单与缓存斗绑定；

⑺当药品载具输送至缓存斗下的发药工位时，如果载具订单号与缓存斗的订单号一致，则缓存斗打开，将药品投入该载具中；

⑻载具完成订单内最后一个工位的拣配后，订单整体拣选完成；载具经由移载分拣机送出至合流输送线。

7.根据权利要求6所述的一种快速发药方法，其特征在于，所述订单数据包括任务号、发药命令序列等信息。

8.根据权利要求6所述的一种快速发药方法，其特征在于，订单采用穷举组合法对工位进行组合，组合按照工位由少至多，权值由小到大，且工位未被占用的原则进行，得到订单队列。

9.根据权利要求6所述的一种快速发药方法，其特征在于，所述订单数据基于循环队列存储。

10.根据权利要求6所述的快速发药方法，其特征在于，发药工位从循环队列中获取订单，执行订单中的发药命令。

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