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医院智能物流传输系统应用分析

2019-06-11

  医院智能物流系统应用主要包括气动管路传输、轨道传输、自动导引车搬运、自动药品拣选等多种方式。本文对相关技术的特点进行了分析,对轨道传输系统的构成、设计要素作了论述,进一步说明合理有效的智能物流系统是医院规划建设的新要素,安全快捷的轨道传输系统是医院提升综合水平的新动向。
  现代物流技术在医药领域的应用大致按照以下路径发展:从基于GMP的医药生产企业自动化物流系统,到满足GsP的医药流通企业分拣配送系统,再到当前逐渐兴起的医疗单位自动化物流系统建设风潮。本文对适用于医院的物流系统进行了分析研究,重点介绍了轨道传输系统的构成与设计要素。
  一、医院物流的传统模式
  老百姓俗称的“大医院”,基本上是等级较高的三甲医院,**攘往的人群是大多数该类医院的典型特征。医院的综合实力不仅体现在医疗技术水平高超的医生、护士等软实力方面,医疗器械的及相关配套设备的自动化、信息化水平也是医院实力的一个重要表现。其中,如何使大量的医疗用品有效地流转,是现代医院服务效率和管理水平的新要素,也是医疗体系对现代物流的新认识。
  医院的传统物流方式是“手推车+电梯”,使得人流与物流交织在一起,走道、电梯拥挤,容易出现错送、碰撞损坏、交叉感染等问题,很难做到及时高效的物品传输。
  二、医院物流技术
  医院物流泛指医院物品的存储、拣选、传输、回收等物料流程,目前各个物流环节均可实现不同程度和模式的自动化或智能化。其中,盒装药品可根据电子处方系统采用能水平走行、垂直升降的取货小车实现自动拣选,各种医疗用品可通过气动管道、轨道小车实现自动传输,大件笨重医疗物品及衣物被服可通过自动导引车(AGv)实现自动搬运。
  气动管道输送是以压缩空气为动力,使装载物品的传输瓶在密封管道中传送,控制系统根据站点指令信息自动调节换向器路径方向,将传输瓶送入预定管道内和目的站点。轨道传输系统是将医院各个科室通过运输轨道和收发工作站连接起来,通过受电脑控制的智能小车在各科室间进行物品的传递。自动导引车是一种用途非常广泛的智能搬运工具,常用的导航方式有电磁、磁带、陀螺、激光等,在设定的路径上自动行驶,将所运载的货物送达目的地。
  三、智能物流技术优选分析
  医院自动化物流技术在发达国家已较为成熟,应用比较广泛,供应商有瑞士swisslog、美国Teledyllamics、日本村田等公司。从就诊人员密度、医院高层建筑等特征来看,国内医院比国外医院对自动化物流有着更大的需求,而目前国内物流系统供应商基本无此项业务,只有少量,医院建设有自动化传输系统软硬件均为进口。国内医院自动化物流市场需求刚刚启动,部分厂商已嗅到商机,开始进行相关技术与设备的国产化研发。
  如前所述,尽管医院物品的各个物流环节均可采用自动化或智能化的物流技术及装备设施,但从目前医院实际需求来考虑,种类繁多的医疗用品难以实现全自动的存储和拣选,只能针对较为规范的物品,否则物流成本太高。AGV在医院主要用于较大体积和重量的药品、器具及衣物、被服等的搬运,一次可搬运约两立方米、两吨重的物品,但AGV在不同楼层之间的移载效率和可靠性都欠妥,更适合于同一楼面和楼宇之间的物料传输。气动管道虽具有在不同楼层房间柔性灵活输送的特性,但由于压缩空气物理动力受限,传输瓶在密封管道中传送的品规较少且重量较小。综合比较可看出,体积容量在30-40L,承载质量在10~20kg的智能轨道小车传输系统能够更好地满足现代医院物料自动流转的需求,也是近几年国内医院物流系统建设的建议模式。下文即以此项技术的构成和发展作进一步论述。
  四、轨道传输系统的基本构成
  医院物流轨道传输系统的基本定义及原理为:智能轨道小车在计算机控制下,利用电力驱动在专用轨道上自动传输物品。系统由:智能小车、轨道、转轨器、工作站、存储站、防火窗、防风门、电控系统、计算机调度管理系统组成,可将医院各个部门科室联接成物流网络。
  1.智能小车
  医院轨道智能小车是传输物料的载体,根据呼叫任务及送达指令沿着轨道穿梭于楼宇之中,实现医院各科室物品的自动转移,其主要参数如下:
  速度:24~60m/min
  容积:30-40L
  载重:10-20kg
  (注:小车走行速度会根据直行、转弯、爬坡、转轨、进站等状态自动调速。)
  小车内置平衡仪,可使物料在爬坡、转弯状态始终保持水平,便于运输不易倒置或侧置的血、尿标本。箱盖打开或未关闭到位,小车均不能行驶,以保证操作安全。
  2.轨道
  轨道是智能小车的行走路径,是传输系统的“血管”,南直轨、曲轨、弯轨及轨道附件组成,一般采用铝合金材料悬空挂置。
  其中,在爬坡及垂直升降段配置齿条,水平段无需配置,均采用24V安全直流分段供电。供电可采用无接触能量传输技术,以提供更大动力和安全性,但成本会上升。
  3.换轨器
  换轨器类似于铁道搬道岔,用于将轨道小车由一条轨道变换到另一条轨道,转运过程通过转轨托架的平行移动来完成。
  换轨器是轨道小车智能作业的关键机构,其设置位置及数量要根据系统能力、功能等诸要素设计,可配置为1×2至4×4交叉转轨模式(图4为2×2转轨模式)。
  4.工作站
  工作站为物流传输系统的终端,用于轨道智能小车的发送和接收。工作站设在各个临床科室和病区的接收和发送物品的物流站点,物品的传输就是站与站之间的传输。发送和接收时,只需在操作面板上键入相应的数字编码(如目标站点、小车编号等)即可,如图5所示。
  每个工作站相当于一个小车停靠的作业区,便于工作人员取送物品,常见类型有直通式、带返回转轨器的直通式和往返式,类型和缓存工位数量的设置要依据功能区的作业频度。
  5.存储站
  存储站主要用于集中存放当前在系统中暂时没有传输任务的空车,实际上就是一段轨道,轨道的长度决定于系统给空置小车预留的数量。各工作站在完成收发作业后应及时释放小车,以便不占用系统资源。如果系统较为庞大,也可设置多个用于缓存的存储站,以进一步提高空车调度效率。
  6.防火窗
  防火窗是指消防空间的隔断,主要用于隔离轨道井与进入房间轨道的安全防火。
  防火窗一般由驱动机构和钢板构成,与轨道传输系统实现自动连锁,当小车接近防火窗时,隔离门自动打开,当小车驶离时,隔离门自动关闭。防火窗的电源一般由不间断电源独立供给,以免有火情时可以确保支撑隔离门的电磁铁不会释放而打开。
  7.防风门
  防风门的工作原理同防火窗,区别是功能不同,防风门主要用于隔风、隔音。轨道小车驶离道口后,隔离门就及时关闭,避免因空气对流造成的尘埃、细菌、噪音等影响。
  8.电控系统
  控制系统主要包括控制器、通讯网络、终端控制站等,采用分散控制模式,每一台换轨器为一个控制单元,作为独立控制系统,向下通过总线方式与车载控制器相联,向上通过串口与上位机相联。通过目的编码识别,上位调度系统与本地控制器通讯,实现小车启停、变速、变轨等控制。
  9.计算机调度管理系统
  计算机调度管理系统位于中控室,通过以太网与各分散控制单元通讯,根据收发任务进行优化分析,确定轨道小车短行驶路径,实时调度换轨器、隔离门,有序变位作业,避免交通堵塞,并具有权限登陆、历史数据、统计报表、系统事件、故障诊断、自动报警、状态报告及图像实时监控等功能。计算机系统与医院局域网连接,可进行远程在线故障诊断,可与医院消防系统、安保系统等连锁控制。
  五、轨道传输系统设计要素
  医院物流轨道传输系统的设备类型及作业模式较为简单,但呈现立体交叉岔道及回路的路径系统较为复杂,系统设计过程中要充分考虑以下几点:
  1.规划设计的先导性。在医院建设的规划设计及方案论证阶段,要充分了解医院智能物流的建设需求,将物流配套系统与传统病理配置有效结合,不能出现相关工程干涉、冲突等问题,要预留出物流路径及空间。如果轨道小车垂直输送的通道缺乏预留,只能取消某部电梯改用其井道。
  2.医疗物品品规的有效调配。据统计,轨道小车可传输医院内各个部门之间80%以上的流动物品,车载物品的合理配置模式及数量对系统能力有较大影响,应根
  近年来,从基于GMP的医药生产企业自动化物流系统,到基于GSP的医药流通企业分拣配送系统的建设热潮,再到当前逐渐兴起的医疗单位自动化物流系统建设风潮,智能物流技术在现代化医院正得到越来越广泛地应用。
  据紧急需求程度有效装车,实现多点配送。同时,系统应具备紧急输送功能,对急诊、手术环节的医疗用品可选急送快送功能,则输送路径处于优先级,其他在途小车适时避让,犹如120救护车的通行优先权。
  3.高峰及富余流量的调度优化。集中时段批量输送量很大,比如每天清晨时间,住院部病人的检验标本、输液、单剂量药物等物品的需求量处于高峰,物料的及时输送要能有效保证。同时,低谷需求时间要考虑空车站的缓存位数。
  4.可扩展性和冗余性。系统具备可扩展性,满足医院未来增加车站数量的要求,系统易管理、易维护、易升级。系统具有故障自动诊断、自动排除功能和故障恢复能力,当小车传输中如发生断电,数据不会丢失,来电后能自动恢复,继续完成原定操作指令。
  六、结束语
  采用轨道传输智能物流技术及管控系统,使医院物流通道与人员走道相互独立,缓解电梯及走道交通压力,确保医用物品直接、快速地自动送达目的站点,避免人为因素而造成的损坏、错送等问题,让医护人员更专注诊疗和看护病人,让看病人员无需更多等待和折腾,从而提升医院的服务效率和管理水平。
  由于城市化使人口日益集中,为解决看病难的问题,新建医院规模均有扩大趋势,加之临床专科进一步细分,使科室之间的物品交换数量和频次越来越多。随同电子病历、电子档案等信息化建设,合理有效的智能物流建设已是现代医院建设的新亮点。当然,物流建设需要增加投资,但从减少电梯数量、减少搬运人力,尤其在抢救生命治疗过程中,医疗用品传输的及时性来看,隐形价值就不简单体现为经济意义,可以上升到生命工程的高度,所以,快速、可靠的医疗用品智能传输之路应该是现代化医院建设的新方向。

医院智能物流传输系统应用分析

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