一、應用企業(ye) 簡況

機科發展科技股份有限公司（簡稱“機科股份”），是國務院國有資產(chan) 監督管理委員會(hui) 直接監管的中央大型科技企業(ye) 集團機械科學研究總院集團有限公司（原機械科學研究總院）的控股公司。機科股份於(yu) 2002年5月由機械科學研究總院發起設立，注冊(ce) 資本9000萬(wan) 元人民幣，是國家級高新技術企業(ye) ，擁有國內(nei) 唯一從(cong) 事以有機固廢生物處理處置為(wei) 目標的省部級工程研究中心“機械工業(ye) 有機固廢生物處理與(yu) 資源化利用工程技術研究中心（英文縮寫(xie) OWTR）”， 

2019年4月機科股份獲批“北京市企業(ye) 技術中心”。 

機科股份全麵通過ISO9001、ISO14001、OHSAS18001認證體(ti) 係，擁有工程谘詢乙級資質、機電設備安裝和施工等資質。擁有1項國家重點新產(chan) 品、1項北京市重點新產(chan) 品，獲得省部級以上各類科技成果30項。擁有有效專(zhuan) 利90項，其中發明專(zhuan) 利28項，實用新型專(zhuan) 利62項；擁有軟件著作權42項。公司主持或參與(yu) 的國家智能製造項目共27項，主持或參與(yu) 的國家和行業(ye) 標準共20餘(yu) 項。

機科股份財務狀況良好，經濟效益穩步增長。2018年度，公司實現營業(ye) 收入28,442.91萬(wan) 元，同比增長7.96%； 2019年度，公司實現營業(ye) 收入30,038.89萬(wan) 元，同比增長5.61%。 

機科股份由機械科學研究總院轉製而來，擁有優(you) 秀的人力資源和濃厚的技術底蘊，在近十年的科研探索與(yu) 產(chan) 品生產(chan) 實踐過程中，已培養(yang) 形成了以中高級企業(ye) 經營管理人員、高級技術研究與(yu) 開發人員、高級複合型專(zhuan) 業(ye) 技術人員和高技能人員為(wei) 代表的優(you) 秀人才隊伍。有國家級突出貢獻中青年專(zhuan) 家2人，享受政府特貼專(zhuan) 家12人，“百千萬(wan) 人才工程”國家級人選2人，正高級工程師27人，高級工程師36人，工程師50人,助理工程師60人,博士5人，碩士76人。

機科股份已成為(wei) 全國領先的智能高端製造裝備和整體(ti) 解決(jue) 方案供應商。2018年6月被工信部評為(wei) 第一批符合《工業(ye) 機器人行業(ye) 規範條件》的15家企業(ye) 之一；2017年11月成為(wei) 符合智能製造係統解決(jue) 方案供應商規範條件單位；2018年10月被北京市評為(wei) 第一批智能製造係統解決(jue) 方案供應商、北京市智能製造核心技術裝備供應商。2019年《基於(yu) 人工智能的工業(ye) 移動機器人（AGV）產(chan) 品》入圍工信部新一代人工智能產(chan) 業(ye) 創新重點任務入圍揭榜單位。

機科股份主要從(cong) 事智能高端製造裝備及係統集成和環保設備與(yu) 工程的設計、研發和銷售兩(liang) 大類業(ye) 務。業(ye) 務領域涉及鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備製造業(ye) 、通用設備製造業(ye) 、專(zhuan) 用設備製造業(ye) 、汽車製造業(ye) 等國民經濟命脈的重要行業(ye) 和關(guan) 鍵領域。公司在智能製造裝備的典型產(chan) 品和技術有移動機器人技術、自動檢測與(yu) 分選技術和機器人應用技術等，均已達到國際先進、國內(nei) 領先水平。

機科股份主要從(cong) 事智能高端製造裝備及係統集成和環保設備與(yu) 工程的設計、研發和銷售兩(liang) 大類業(ye) 務。業(ye) 務領域涉及鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備製造業(ye) 、通用設備製造業(ye) 、專(zhuan) 用設備製造業(ye) 、汽車製造業(ye) 等國民經濟命脈的重要行業(ye) 和關(guan) 鍵領域。公司在智能製造裝備的典型產(chan) 品和技術有移動機器人技術、自動檢測與(yu) 分選技術和機器人應用技術等，均已達到國際先進、國內(nei) 領先水平。

在醫藥領域，近年來機科股份持續研究與(yu) 創新，承擔國家攻關(guan) 任務，滿足行業(ye) 轉型升級需求，為(wei) 企業(ye) 實現數字化製造提供了智能化、自動化車間成套物流技術裝備和係統解決(jue) 方案，今年來服務的客戶有北京同仁堂健康藥業(ye) 有限公司、北京同仁堂科技有限公司、江中製藥、麗(li) 珠製藥、西安楊森等製藥企業(ye) ，實現了中醫藥製造過程中車間成套物流技術裝備的集成化應用，起到了良好的示範作用，獲得了該行業(ye) 充分認可和讚同，國家領導人多次到這些企業(ye) 參觀考察，形成了行業(ye) 集成應用案例的名片。

二、案例基本情況

本案例是基於(yu) 2016年獲批工信部智能製造綜合標準化與(yu) 新模式應用項目建設基礎，我公司機科股份作為(wei) 係統集成商和核心物流技術裝備供應商，案例緊密圍繞《中國製造2025》中生物醫藥重點領域，同時麵向我國傳(chuan) 統的藥品製造企業(ye) 轉型升級需求，開展中醫藥產(chan) 品的智能工廠集成創新與(yu) 智能製造新模式的探索與(yu) 示範。通過本項目的實施，建成能夠生產(chan) 口服液、粉劑、膠囊等多種不同包裝形式的產(chan) 品，年生產(chan) 能力達80萬(wan) 箱的中醫藥產(chan) 品智能化工廠，為(wei) 我國高端智能成套裝備及先進的智能製造模式在中醫藥行業(ye) 更為(wei) 廣泛的推廣應用樹立典範。

基於(yu) 本案例在中醫藥智能工廠的新模式探索與(yu) 推廣應用，實現中醫藥產(chan) 品的設計、工藝、製造、檢測、物流等全生命周期的智能化提升，大大提高我國中醫藥行業(ye) 的智能製造水平，推動中醫藥製造業(ye) 產(chan) 業(ye) 結構升級。

本案例建設內(nei) 容包括中醫藥產(chan) 品原輔料快速準備、環境淨化裝備、製劑生產(chan) 、自動化包裝、智能化物流及倉(cang) 儲(chu) 係統、製造過程現場數據采集與(yu) 可視化係統、數字化集中監控係統、企業(ye) 資源計劃（ERP）係統等。

三、案例實施方案

本案例重點攻克高參數自動化立體(ti) 倉(cang) 庫、車間成套物流裝備（移動AGV機器人）、六關(guan) 節搬運機器人、高速堆垛機、智能分揀機、高速托盤輸送機等核心智能製造裝備，建立中醫藥產(chan) 品智能製造工廠互聯互通網絡架構與(yu) 信息模型、中醫藥產(chan) 品數據管理係統，實現中醫藥產(chan) 品製造過程現場數據采集與(yu) 可視化，建立麵向信息集成的中醫藥產(chan) 品製造大數據平台，實現MES、PLM和ERP協同的中醫藥產(chan) 品智能工廠管控係統，促進自動化物流信息係統的集成；實現中醫藥產(chan) 品從(cong) 原輔料準備、前處理到後續多劑型製劑、包裝、物流倉(cang) 儲(chu) 、分揀配送等全過程自動化生產(chan) ，實現全過程的實時質量監控與(yu) 可追溯。

3.1、項目技術方案

中醫藥產(chan) 品製造過程主要包含藥品前期生產(chan) 部分、內(nei) 包裝前關(guan) 鍵工藝、內(nei) 包裝、二次包裝（外包裝）、裝箱等。通過基於(yu) 二維碼、RFID標識的產(chan) 品追蹤係統，溫度、濕度、氣壓等傳(chuan) 感器，在線測量設備等自動化信息采集裝置獲取中醫藥產(chan) 品製造過程、物料倉(cang) 儲(chu) 、車間環境等生產(chan) 係統狀態；通過CPS平台通訊、計算及控製能力實現生產(chan) 對象信息物理融合和交互操作，支撐生產(chan) 和物流係統的智能化；通過大數據平台知識挖掘和專(zhuan) 家係統實現中醫藥品生產(chan) 工藝的持續優(you) 化和創新，並實現生產(chan) 管理決(jue) 策的智能化。

3.2、中醫藥產(chan) 品智能生產(chan) 裝備

智能成型分裝製藥設備：如壓片機，壓力參數根據具體(ti) 品種設置，壓片過程中可自動采集壓力，反饋並調整，或報警；如多列粉劑顆粒包裝機：分裝過程中可自動稱量，反饋並調整，或報警；如口服液灌裝機：灌封過程中可自動檢測裝量和密封性，反饋並調整，或剔除；

智能包裝生產(chan) 線：對不合格包裝品進行檢測剔除，對標簽條碼進行檢測剔除，使用裝箱機器人和碼垛機器人，實現柔性化生產(chan) 。

智能淨化廠房：使用各類傳(chuan) 感器，采集溫濕度、塵埃粒子等參數，並與(yu) 設定值對比，自動調整相關(guan) 控製器，以達到標準，或進行報警。

3.3、高參數自動化立體(ti) 倉(cang) 庫

高參數自動化立體(ti) 倉(cang) 庫主要由包材庫、成品庫、中間產(chan) 品庫、中藥材原輔料庫、陰涼原輔料庫、中藥飲片藥材庫、貴細品庫、成品在檢庫、經銷產(chan) 品庫，各倉(cang) 庫采用由單元式貨架構成，通過高速堆垛機方式實現物品的自動出入庫操作。各個(ge) 倉(cang) 庫之間通過高速托盤輸送機實現各種物品的出入庫輸送，不同種類和規格的物品通過自動信息識別後，在庫端經高速托盤輸送機分配至對應的自動化立體(ti) 倉(cang) 庫，然後由輕型高速堆垛機放入指定貨位。自動化立體(ti) 倉(cang) 庫包含雙伸位堆垛機及單伸位堆垛機。

3.4、車間物流成套裝備

本案例車間物流智能化成套裝備即移動搬運機器人（AGV）可直接與(yu) 立體(ti) 倉(cang) 庫銜接，接受搬運作業(ye) 命令，利用各種自動導引方式選擇合理的運行路線和速度在一定範圍內(nei) 進行搬運作業(ye) ，遇障礙物可自行停車等待或繞行。車間物流智能化成套裝備包括AGV控製管理係統，AGV自動導引車，在線自動充電係統，AGV監控信息係統及接口軟件組成。

3.5、智能化軟件係統

3.5.1、中醫藥產(chan) 品數據管理係統

中醫藥產(chan) 品數據主要包括產(chan) 品在生產(chan) 全流程中涉及的原輔料、包裝材料、工藝、資源、過程等數據，利用分層思想開發中醫藥產(chan) 品數據管理係統。根據係統功能間的內(nei) 聚性，係統分成基礎設施、數據平台、數據模型層、數據分析層和展現層五層組成。

基礎設施層是中醫藥產(chan) 品智能製造車間的映像，作為(wei) 數據源為(wei) 本係統提供原始數據（Raw Data）來源。

數據平台層存儲(chu) 從(cong) 數據源中獲得的大量產(chan) 品數據，包括生產(chan) 數據、質量數據等。著眼於(yu) 產(chan) 品數據追溯需求，需要對大量的生產(chan) 過程、統計分析、管理數據進行有效的存儲(chu) 、使用和管理。

數據模型層對中醫藥產(chan) 品智能製造工廠內(nei) 數據進行統一描述。針對存儲(chu) 的藥品原輔料、包裝材料、工藝數據進行抽象組織，提供統一描述接口和模式，實現對中醫產(chan) 品數據的統一建模，實現各車間信息互聯互通。

數據分析層通過對係統分析處理服務的包裝，為(wei) 上層以及外部係統提供數據支撐。建立零部件結構、部門科室、生產(chan) 製造、質量檢驗等不同主題的數據倉(cang) 庫，提供數據查詢、跟蹤追溯等核心功能，同時提供相關(guan) 數據挖掘算法，對中醫藥產(chan) 品製造數據進行分析。

展現層用於(yu) 為(wei) 終端客戶提供個(ge) 性化的調用接口以及用戶的身份認證，是用戶可見的係統操作入口，同時本層也提供相關(guan) 的數據可視化界麵，直觀呈現數據挖掘與(yu) 分析結果。

3.5.2、中醫藥產(chan) 品製造過程現場數據采集與(yu) 可視化

整個(ge) 中醫藥產(chan) 品智能化生產(chan) 過程數據采集及可視化實施技術方案。分為(wei) 設備/生產(chan) 線級、車間級和智能化工廠三個(ge) 級別層次，各種智能傳(chuan) 感器主要配置在第一層次，第二、三層次主要集中於(yu) 互聯網數據通訊方式的選擇與(yu) 應用，實現方案如圖7所示。

3.5.3、麵向信息集成的中醫藥產(chan) 品製造大數據平台

針對中醫藥產(chan) 品生產(chan) 現場數據的多源異構特點，基於(yu) Apache Hadoop HDFS建立分布式文件係統，形成大數據存儲(chu) 集群。整個(ge) 平台由通用預處理層，數據倉(cang) 庫層和專(zhuan) 用算法層三層組成。通過多源數據整合方法，將生產(chan) 現場不同來源的數據與(yu) MES、ERP、PLM等生產(chan) 管理軟件融合。對結構化數據，通過將其放入到HBase中，通過按列存儲(chu) 的方式，每一列單獨存放；對於(yu) 非結構化的數據，將其放置在HDFS當中。通過對不同的篩選和生產(chan) 線上機台數據的預處理，剔除冗餘(yu) 數據；從(cong) 而為(wei) 後續分析、高層應用和用戶界麵提供標準化、可靠、可複用的數據資源。

四、案例實施效果

本案例的實施，從(cong) 開土動工到目前投入運營，曆經4年時間，實施效果主要體(ti) 現以下三個(ge) 方麵：

1)通過數字化、網絡化、智能化技術的充分運用，生產(chan) 裝備的生產(chan) 效率大幅提升，產(chan) 品質量進一步提高。

2)通過集成應用高參數立體(ti) 倉(cang) 庫、車間成套物流裝備、自動化分揀係統等，智能物流應用水平大幅度的提高。

3)通過應用生產(chan) 管控係統、產(chan) 品數據管理平台、製造大數據平台、倉(cang) 庫管理係統WMS（含WCS）等軟件係統，實現了生產(chan) 過程的數字化、透明化管理，實現了產(chan) 品數據的管理和追蹤。

通過本案例的推廣應用，最終實現了生產(chan) 效率提升25%，運營成本降低21.3%，產(chan) 品不良率降低25%，單位產(chan) 值能耗降低30.2%，產(chan) 品升級周期縮短31.5%。

五、案例推廣

在醫藥行業(ye) ，機科股份近年來先後為(wei) 西安楊森、麗(li) 珠藥業(ye) 、江中製藥、華東(dong) 藥業(ye) 、輝瑞製藥、上海君實等典型醫藥企業(ye) 提供了整體(ti) 解決(jue) 方案及車間成套物流係統，獲得了該行業(ye) 充分認可和讚同，國家領導人多次到這些企業(ye) 參觀考察，形成了行業(ye) 集成應用案例的名片。