基于云平台架构的药品制造集团级物流数字化平台系统建设与实践(包彦宇 廖珊 何昆 张闯 丁飞)
破解制造企业物流数字化升级中的搬运痛点——访MiR自主移动机器人中国区负责人ღღღ、销售总监何小虎(本刊记者 赵皎云)
通过对华润三九医药股份有限公司WMS云平台建设项目的案例研究ღღღ,本文剖析了制药集团型企业的物流管理平台的业务架构设计ღღღ、技术架构规划ღღღ、项目实施过程ღღღ、两级计算机化系统验证ღღღ、生产单元复制推广的整体过程ღღღ,并讨论了用WMS云平台建设推动企业物流业务变革ღღღ、创新场景应用ღღღ、系统运维方法等方面的经验ღღღ。
随着信息技术飞速发展ღღღ,制造型企业的数字化转型已成为必然趋势ღღღ。对于传统药品生产企业来说ღღღ,数字化转型不仅是提升生产效率ღღღ、降低成本ღღღ、质量保障的重要手段ღღღ,更是适应市场变化ღღღ、推动企业创新发展的关键战略ღღღ。药品行业属于受国家强监管的行业ღღღ,在政策法规ღღღ、政府监管ღღღ、工艺过程ღღღ、产品特性等因素影响下ღღღ,制药企业的数字化转型一直是国民经济各行业中发展最慢的ღღღ,实施过程的难度也最大ღღღ。
随着疫情影响的消退ღღღ,为医药行业带来的这波发展红利也逐渐减弱ღღღ,医药健康行业的新高增长点尚未显现ღღღ,增长后劲还需酝酿ღღღ,国家医疗制度改革走入深水区等多重困境ღღღ,给中国医药健康企业的发展路径ღღღ、盈利能力ღღღ、守正创新ღღღ、数字化转型进程等方面ღღღ,带来严峻挑战ღღღ。
根据中国医药健康信息化联盟(CIAPH)发布的《2023-2024年度医药健康行业数字化调研报告》ღღღ,随着中国制药工业的快速发展ღღღ,为确保生产质量和监管合规ღღღ,越来越多的企业开始重视生产质量相关信息化系统的建设ღღღ。根据报告数据显示ღღღ,2023年实施WMS(仓库管理系统)已成为制药企业的首选ღღღ,占比高达37.75%(如图1)ღღღ,这主要归功于其对药品库存的精准管理及流程优化ღღღ。
本文以华润三九医药股份有限公司(简称“华润三九”)WMS云平台建设项目为案例ღღღ,通过对大型药品生产经营集团型企业的物流统一管理平台项目实施过程进行分析ღღღ,探讨药品制造企业物流业务管理数字化转型经验ღღღ,总结企业数字化转型升级所面临的挑战及应对策略ღღღ。
目前我国制造企业的物流数字化还处于起步阶段ღღღ,企业物流业务复杂度ღღღ、管理难度等大幅提高ღღღ,在制药企业的制造物流全价值链中ღღღ,装备自动化ღღღ、现场作业管理ღღღ、设施设备智能运维ღღღ、绩效可视ღღღ、供应链风险预警与处置等方面ღღღ,其整体管理水平普遍较为薄弱ღღღ,这对物流数字化转型提出更高要求ღღღ。
尽管物流管理对于整个企业的发展有着极其重要的影响ღღღ,由于历史原因ღღღ,许多企业的物流观念淡薄ღღღ,对于物流建设并不重视ღღღ,制药企业的物流管理工作基本属于边缘业务职能ღღღ,管理高级人才往往并不会配备在物流岗位ღღღ。
物流从业人员大多缺乏仓储ღღღ、物流ღღღ、供应链管理的科学化思维ღღღ,特别是工厂物流业务的标准化ღღღ、精益化ღღღ、自动化水平很低ღღღ,许多物流环节存在各种各样的问题ღღღ,变成一个精益人眼中的纯粹成本单位ღღღ,无法为企业创造价值ღღღ。这是药厂管理水平的通病ღღღ,也成为企业提质ღღღ、降本ღღღ、增效的突破口ღღღ。
近十几年ღღღ,华润三九的二十几家生产企业遍布全国ღღღ,其中9家工厂独立建设WMS系统ღღღ,分别来自6家系统供应商ღღღ。在工厂WMS系统建设过程中ღღღ,因缺乏信息系统建设经验ღღღ,每次都是从零开始建设ღღღ,从整个公司角度看ღღღ,这些WMS系统都属于低水平ღღღ、重复投资建设ღღღ,主要体现在以下几点ღღღ:
· 工厂建设自动化立库时配套了WMSღღღ,但平库未进入该系统管理ღღღ,导致整个仓储业务无法统一管理ღღღ。
· 工厂建设WMS集成接口不统一ღღღ,公司重复开发多个ERP接口ღღღ,既增加了ERP系统的负担ღღღ,也使系统建设成本增加ღღღ。
· 存在一个工厂超过一套WMS系统来管理不同业务端工作的情况ღღღ,还导致产生人员培训ღღღ、调岗等一系列问题ღღღ。
· 各单元业务数据标准和业务语言不标准ღღღ,数据难以用于集团汇总分析ღღღ、运营使用ღღღ,相关部门无法直接使用这些系统提供的数据ღღღ。
随着企业规模扩大ღღღ,管理颗粒度变细ღღღ,物流业务成为公司所有业务运作的核心数据来源ღღღ。企业物流管理业务越来越复杂ღღღ,物流工作变革一直在进行ღღღ,要求数字化管理平台能适应变革三个要求ღღღ:业务流程重组ღღღ、物流数据统一ღღღ、管理可视化ღღღ。
随着国家制药行业改革ღღღ,特别是药品上市持有人(MAH)制度的实施ღღღ,集团企业业务复杂化程度大幅度提高ღღღ。企业的生产方式可以分为ღღღ:集团内工厂间的委托ღღღ、受托ღღღ、厂外车间ღღღ、共用车间ღღღ,集团外委托ღღღ、受托ღღღ、OEM业务ღღღ,以及上下游关联企业产生的复杂物流关系ღღღ,导致公司物流业务的管理难度成倍提高ღღღ。单独建设的WMS系统已经无法满足业务管理及数据统一性要求ღღღ,给总部的数据使用部门ღღღ、管理部门ღღღ、财务部门造成非常大的影响ღღღ。
企业内部管理物流复杂程度也大幅提高ღღღ,如某地的一个工厂有三个自动化立体仓库ღღღ,由三个不同供应商承建ღღღ,供应商附送三套不同WMS系统ღღღ,该工厂还有平库ღღღ、平面高架库ღღღ、虚拟库ღღღ、GMP仓库ღღღ、GSP仓库ღღღ、液体储罐ღღღ,每个仓库又属于多仓ღღღ、多货主仓库的形式ღღღ,造成整个工厂物流管理成本极高ღღღ、效率低下ღღღ、差错频发的状态ღღღ。
从差错率结果角度来看ღღღ,仓库作业过程繁琐ღღღ,而专业的WMS软件内部设置非常完善ღღღ,采用物流全程一码通行的方式ღღღ,可提高操作的准确性ღღღ,降低人员出错率ღღღ,对于仓库的运行效率提升非常有帮助ღღღ。不同供应商提供的仓储系统之间ღღღ,条码可能存在无法识别ღღღ、重复赋码的情况ღღღ,从而加大员工工作难度和工作量ღღღ。
每个硬件系统都配备单独的WMSღღღ,学习成本ღღღ、使用成本ღღღ、维护难度都是不可想象的ღღღ,需要安排仓库和IT员工学习多套ღღღ、维护多套系统ღღღ;此外ღღღ,还存在仓库操作人员不能轮岗复用的情况ღღღ,都需要专门设岗凯发国际app首页ღღღ。
目前市场上存在的大量物流装备ღღღ、技术ღღღ,为企业物流管理提供了丰富ღღღ、专业的解决方案ღღღ。这些新技术包括ღღღ:云服务ღღღ、边缘计算技术ღღღ、大数据分析技术ღღღ、区块链技术ღღღ;自动化仓库ღღღ、自动化分拣设备ღღღ、智能配送车辆ღღღ、传感器ღღღ、射频识别(RFID)ღღღ、二维码ღღღ;高级排程系统(APS)ღღღ、仓储管理系统(WMS)ღღღ、物流管理信息系统(TMS)ღღღ、全球定位系统(GPS)ღღღ、地理信息系统(GIS)ღღღ、辅助决策系统等ღღღ。
华润三九通过建设公司级物流信息化平台系统ღღღ,实现了对物流的全过程实时监控和管理ღღღ;建设了一系列的智能化物流设备ღღღ,如自动化仓库ღღღ、智能配送车辆ღღღ、自动分拣设备ღღღ,提高了物流效率和准确性ღღღ;构建了物流协同平台ღღღ,实现与供应商ღღღ、客户ღღღ、物流服务商等各方的协同ღღღ,提高了物流供应链的效率和灵活性ღღღ;华润三九通过物流辅助决策系统加强了对物流数据的分析和利用ღღღ,发现物流过程中的问题和优化机会ღღღ,支持企业的决策制定ღღღ。
随着集团物流业务工作变革ღღღ,建设一个公司级物流管理平台成为最佳方案ღღღ,华润三九期待该平台能达成拉通物流业务端到端的流程ღღღ,实现“可预知ღღღ、看得见ღღღ、管得住ღღღ、配得准ღღღ、送得快ღღღ、可追溯”的项目目标ღღღ。平台系统的概念设计图ღღღ,如图2ღღღ。
WMS仓储管理系统是一个实时的计算机软件系统ღღღ,运用先进的信息技术手段ღღღ,对仓库的进ღღღ、销ღღღ、存等业务进行全面ღღღ、精准地管理ღღღ。该系统按照运作的业务规则和运算法则ღღღ,对信息ღღღ、资源ღღღ、行为ღღღ、存货和分销运作进行管理ღღღ,提高企业的物流运作效率ღღღ,为制造ღღღ、商业ღღღ、财务等信息系统提供及时ღღღ、真实ღღღ、可靠的数据ღღღ。平台系统与公司其他系统的集成关系图ღღღ,如图3凯发国际app首页ღღღ。
该系统采用总部统一部署ღღღ,拥有物流自动化硬件设施的生产单元部署边缘端ღღღ,普通生产单元直接使用总部平台的功能ღღღ。该系统主要具备入库管理ღღღ、在库管理ღღღ、出库管理等十大功能模块ღღღ,其中总部平台级功能4个ღღღ,现场仓库业务级功能6个ღღღ。平台系统的功能架构图ღღღ,如图4ღღღ。
“云网边端一体化架构”是指在构建云边端一体化系统架构时需要遵循的一系列设计原则和指导思想ღღღ。云网边端一体化架构将云计算ღღღ、专业网络ღღღ、边缘计算和端设备计算融合在一起ღღღ,以实现高效ღღღ、可靠ღღღ、安全且具有良好用户体验的系统ღღღ。云平台技术架构图ღღღ,如图5ღღღ。
该系统的建设遵从华润三九信息安全管理基线ღღღ,生产网与办公网隔离ღღღ。结合特定业务场景制定安全策略ღღღ,重点关注身份认证ღღღ、安全审计ღღღ、文件权限/加密/追踪ღღღ、数据权限ღღღ、网闸等ღღღ。在供应商招标时ღღღ,系统网络安全作为系统供应商技术要求否决项ღღღ,列入招标文件ღღღ,供应商需要提供最高安全等级的技术架构证明ღღღ。云平台安全技术架构图ღღღ,如图6ღღღ。
制药企业在其日常运营中越来越多地依赖计算机化系统ღღღ,这些系统涵盖了从研发到生产ღღღ,再到分销的各个领域ღღღ。它们对于确保药品质量ღღღ、跟踪生产流程以及维护患者安全至关重要ღღღ。
为了满足医药行业监管机构的法规监管ღღღ,该平台严格按照中国CFDAღღღ、美国FDAღღღ、欧盟Annex 11等规范要求ღღღ,进行了两级计算机化系统验证(CSV)ღღღ:基于总部统一部署的WMS云平台系统的计算机化平台系统验证ღღღ,基于生产单元业务需求的单元机适应性计算机化系统验证ღღღ。
该平台适用于各类型仓库(自动化立体仓库ღღღ、平面高架库ღღღ、平面库ღღღ、储罐ღღღ、线边库)ღღღ,且可以推广至全集团下属所有的生产工厂使用ღღღ。项目组根据生产工厂的业务需求ღღღ,结合集团战略品种等维度综合评估ღღღ,制定了灵活的项目推进策略ღღღ。
该平台项目建设及推广策略贯穿工厂的全生命周期ღღღ、多种管理模式ღღღ,包括ღღღ:(1)新建自动化立体仓库或者物流自动化线)普通平面仓库系统落地ღღღ;(3)原有自动化立体仓库的系统转换ღღღ;(4)新收购工厂的快速平台复制ღღღ;(5)退出公司管理的工厂的系统撤离ღღღ。这个项目总结出的公司级平台建设方法论凯发国际app首页ღღღ,还被推广至在公司其他业务平台的建设过程中使用ღღღ。
物流数字化转型的核心是建立现代信息技术和生产计划一体化的物流管理体系ღღღ,利用物流业务从线下转到线上的契机凯发国际app首页ღღღ,推动物流管理部门及业务相关部门ღღღ,如何使用数字化系统提高业务运行效率ღღღ,如何推动物流业务变革ღღღ,成为企业物流数字化转型的核心ღღღ。
在建立统一物流管理平台的支持下ღღღ,物流作业和物流管理部门必须适应公司物流工作需求ღღღ,优化业务流程ღღღ,提高业务管理效率ღღღ,降低作业及管理成本ღღღ,积极推动五项业务管理变革ღღღ。
(1)思想变革ღღღ:具备物流数字化转型的决心和力度ღღღ,统一思想ღღღ,明确转型需要对准业务战略ღღღ,通过顶层设计来牵引物流数字化工作的开展ღღღ,包括描绘愿景ღღღ,绘制架构蓝图ღღღ,确定关键举措和路标并确保预算投入ღღღ。
(2)组织变革ღღღ:建立公司级物流组织和治理体系ღღღ,包含稳定的业务与IT团队支撑数字化转型的实施与开展ღღღ,以及相应的变革治理体系对变革规划和变革项目进行评审ღღღ、决策和管理ღღღ,以保障转型按计划有序进行肉食系小猴子ღღღ。
(3)管理变革ღღღ:借助数字能力实现物流运营管理实时可视ღღღ、智能分析辅助决策ღღღ,或打破地域和组织边界ღღღ,从而改变业务运营管理模式ღღღ,提升运营指挥效率ღღღ、决策质量和风险控制能力等ღღღ。
(4)能力变革ღღღ:具备技术领导力ღღღ,通过构建统一的数据底座和云化数字平台承载数字技术ღღღ,为转型提供技术驱动力ღღღ,包括应用现代化ღღღ、数据治理与分析ღღღ,AI使能ღღღ、资源与连接ღღღ、安全与隐私保护等ღღღ。
(5)方法变革ღღღ:通过愿景驱动物流数字化转型规划ღღღ,用变革的方法确保规划落地ღღღ,组建业务与IT一体化团队ღღღ,以产品化方式来规划ღღღ、建设和运营物流数字化应用ღღღ。
“控制塔”概念最早源于机场ღღღ,后引申至物流行业ღღღ,衍生出“物流控制塔”的概念ღღღ。其核心本质是通过信息技术ღღღ,规划物流仓储网络ღღღ、监控订单履行状态ღღღ、实时追踪货物ღღღ,为企业提供端到端的ღღღ,全链路可视化的物流服务ღღღ;解决各类数据分散难整合ღღღ、数据分析重复建设ღღღ、孤岛式独立作业ღღღ、需求不明确ღღღ、部门间难协同等问题ღღღ。
建立物流控制塔可以对物流全过程活动进行数据分析ღღღ、可视化凯发国际app首页ღღღ、决策优化等ღღღ,根据规模效应来实现企业物流的降本增效ღღღ,同时提升企业物流管理和服务水平ღღღ。物流控制塔的主要作用包括ღღღ:
(1)规划物流仓储网络ღღღ:对运行中的仓储布局和运输线路ღღღ,进行数据分析ღღღ,根据特定策略ღღღ,制定和优化现有物流网络布局洞察全网库存状况ღღღ,结合安全库存构建智能补货策略ღღღ。
(2)实时跟踪订单履行状态ღღღ:可深入对交付履约过程中各节点的时效进行数据分析和优化方案在端到端的供应体系中肉食系小猴子ღღღ,实现从销售计划到生产计划到车间级的物料调度解密集成ღღღ。
(3)物流运输管理ღღღ:针对干线和支线物流运输情况ღღღ,结合TMS系统做到全局的物流运输网络可视化ღღღ,实施可追溯管理人员可通过物流控制塔鸟瞰供应链ღღღ,透视企业物流运营ღღღ,统筹所有环节分步骤ღღღ、分阶段地建设物流控制塔ღღღ。
数字孪生技术应用在仓储物流管理之中ღღღ,在WMS系统基础上构建一个三维可视化的虚拟仓库ღღღ,这个虚拟仓库是对实体仓库的模拟和还原ღღღ,是其克隆体ღღღ。
通过这个虚拟仓库ღღღ,我们可以实时调用和查看实体仓库每一个货位ღღღ,每一板货物的物料信息和占位信息ღღღ,可以同步监控每一台设备线体的运动路径ღღღ、运行状态肉食系小猴子ღღღ,可以监控每一笔业务订单的执行状态ღღღ,可以全方位ღღღ、透明化展示自动化立体仓库的一举一动ღღღ,达到虚实互通的效果ღღღ。
支持仓储业务的数据分析决策ღღღ,以虚控实ღღღ,围绕仓储运营的一些关键业务指标和财务指标ღღღ,比如库存周转ღღღ、账实相符ღღღ、物料库龄有效期等ღღღ,通过建立数据分析模型ღღღ,大屏可视化展示ღღღ,对已发生或即将发生的问题做出诊断和预警ღღღ,实现对仓储业务的高效运维和管理
要实现物流全链路的可视化服务ღღღ,首先要解决的就是数据的互联互通ღღღ。从业务层面上看ღღღ,在整个物流链中ღღღ,涉及供应商众多ღღღ,数据繁杂ღღღ,每个供应商的数据系统肉食系小猴子ღღღ、数据体系各不相同ღღღ,数据整合具有一定难度ღღღ。但随着上下游不断开放共享数据ღღღ,可共同发挥数据价值ღღღ。从技术层面上看ღღღ,通过搭建数据集成平台ღღღ,对接ERPღღღ、TMSღღღ、WMSღღღ、OMS等系统ღღღ,打通数据壁垒ღღღ,可实现对数据进行集中采集和监控ღღღ。
平台在全生命周期运营管理内ღღღ,需要多方参与ღღღ,主要有负责系统产品功能规划ღღღ、业务单元落地ღღღ、IT建设人员ღღღ,不同阶段职责也不同ღღღ,为此华润三九建立两阶段的平台运维管理模式ღღღ:
项目建设阶段ღღღ,平台建设项目组有负责产品规划的产品经理ღღღ、实施落地的业务单元仓储人员ღღღ、集团级IT部门ღღღ、供应商共同建设和保障期间运维ღღღ。
平台运营阶段ღღღ,平台系统进入到日常运营中ღღღ,集团级生产运营中心负责业务整体运营管理ღღღ,业务单元做好自身本地硬件和日常业务的运维管理ღღღ,同时也需定期进行系统使用复盘和总结ღღღ,集团级IT负责平台基础架构管理ღღღ、云端运维ღღღ、平台新版本迭代发布管理ღღღ,供应商做好平台运维ღღღ、新版本发布ღღღ、新单元推广培训ღღღ。
赋能物流业务变革ღღღ,采用云化部署的物流数字化平台ღღღ,在项目投资收益ღღღ、物流业务变革ღღღ、数据资产挖掘ღღღ、完善物流业务管理体系三个方面ღღღ,为华润三九公司带来明确价值ღღღ:
(1)系统整体建设成本相较各工厂单独建设ღღღ,其总体项目实施费用降低超一千万元以上ღღღ;各种类型工厂的项目建设周期平均缩短2.4个月ღღღ;降低单元物流系统运维人员数量及质量要求ღღღ,且运维的质量大幅度提高ღღღ。
(2)在业务方面ღღღ,使得仓库作业流程标准化ღღღ,通过优化业务流程ღღღ,从而提高作业精度ღღღ、降低错误率ღღღ、促进仓库精益化管理ღღღ,有效提升工厂仓储管理水平和经验共享ღღღ;集团间工厂先进管理模式快速复制ღღღ,功能统一迭代升级ღღღ,迅速完善平台功能ღღღ,特别是运营管理功能ღღღ。
(3)统一平台还促进了仓储数据标准化ღღღ,向供应链ღღღ、采购ღღღ、财务等业务系统提供统一的数据服务ღღღ,用数据驱动业务运营和协同效率的提升ღღღ。
综上所述ღღღ,物流业务属于公司业务运作管理的核心之一ღღღ,为企业的生产ღღღ、销售运营提供业务和数据服务ღღღ,这需要一个数字化统一管理平台ღღღ,这也是企业物流数字化转型的核心ღღღ。
未来肉食系小猴子ღღღ,该系统平台可以拓展至更多的应用场景ღღღ,例如ღღღ:智慧QC实验室中的自动化留样库ღღღ;制造物流管理ღღღ、实验室ღღღ、办公室ღღღ、工业园区的内部物流管理等ღღღ。物流数字化平台拥有大量的基础数据ღღღ,应用AI分析等技术挖掘数据资产ღღღ,用来提高物流服务效率ღღღ,降低物流运营成本ღღღ,增加消费者感知等方面ღღღ,为企业创造实实在在的价值ღღღ。
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