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醫院智能物流傳輸系統應用分析

2019-06-11

  醫院智能物流系統應用主要包括氣動管路傳輸、軌道傳輸、自動導引車搬運、自動藥品揀選等多種方式。本文對相關技術的特點進行了分析,對軌道傳輸系統的構成、設計要素作了論述,進一步說明合理有效的智能物流系統是醫院規劃建設的新要素,安全快捷的軌道傳輸系統是醫院提升綜合水平的新動向。
  現代物流技術在醫藥領域的應用大致按照以下路徑發展:從基于GMP的醫藥生產企業自動化物流系統,到滿足GsP的醫藥流通企業分揀配送系統,再到當前逐漸興起的醫療單位自動化物流系統建設風潮。本文對適用于醫院的物流系統進行了分析研究,重點介紹了軌道傳輸系統的構成與設計要素。
  一、醫院物流的傳統模式
  老百姓俗稱的“大醫院”,基本上是等級較高的三甲醫院,**攘往的人群是大多數該類醫院的典型特征。醫院的綜合實力不僅體現在醫療技術水平高超的醫生、護士等軟實力方面,醫療器械的及相關配套設備的自動化、信息化水平也是醫院實力的一個重要表現。其中,如何使大量的醫療用品有效地流轉,是現代醫院服務效率和管理水平的新要素,也是醫療體系對現代物流的新認識。
  醫院的傳統物流方式是“手推車+電梯”,使得人流與物流交織在一起,走道、電梯擁擠,容易出現錯送、碰撞損壞、交叉感染等問題,很難做到及時高效的物品傳輸。
  二、醫院物流技術
  醫院物流泛指醫院物品的存儲、揀選、傳輸、回收等物料流程,目前各個物流環節均可實現不同程度和模式的自動化或智能化。其中,盒裝藥品可根據電子處方系統采用能水平走行、垂直升降的取貨小車實現自動揀選,各種醫療用品可通過氣動管道、軌道小車實現自動傳輸,大件笨重醫療物品及衣物被服可通過自動導引車(AGv)實現自動搬運。
  氣動管道輸送是以壓縮空氣為動力,使裝載物品的傳輸瓶在密封管道中傳送,控制系統根據站點指令信息自動調節換向器路徑方向,將傳輸瓶送入預定管道內和目的站點。軌道傳輸系統是將醫院各個科室通過運輸軌道和收發工作站連接起來,通過受電腦控制的智能小車在各科室間進行物品的傳遞。自動導引車是一種用途非常廣泛的智能搬運工具,常用的導航方式有電磁、磁帶、陀螺、激光等,在設定的路徑上自動行駛,將所運載的貨物送達目的地。
  三、智能物流技術優選分析
  醫院自動化物流技術在發達國家已較為成熟,應用比較廣泛,供應商有瑞士swisslog、美國Teledyllamics、日本村田等公司。從就診人員密度、醫院高層建筑等特征來看,國內醫院比國外醫院對自動化物流有著更大的需求,而目前國內物流系統供應商基本無此項業務,只有少量,醫院建設有自動化傳輸系統軟硬件均為進口。國內醫院自動化物流市場需求剛剛啟動,部分廠商已嗅到商機,開始進行相關技術與設備的國產化研發。
  如前所述,盡管醫院物品的各個物流環節均可采用自動化或智能化的物流技術及裝備設施,但從目前醫院實際需求來考慮,種類繁多的醫療用品難以實現全自動的存儲和揀選,只能針對較為規范的物品,否則物流成本太高。AGV在醫院主要用于較大體積和重量的藥品、器具及衣物、被服等的搬運,一次可搬運約兩立方米、兩噸重的物品,但AGV在不同樓層之間的移載效率和可靠性都欠妥,更適合于同一樓面和樓宇之間的物料傳輸。氣動管道雖具有在不同樓層房間柔性靈活輸送的特性,但由于壓縮空氣物理動力受限,傳輸瓶在密封管道中傳送的品規較少且重量較小。綜合比較可看出,體積容量在30-40L,承載質量在10~20kg的智能軌道小車傳輸系統能夠更好地滿足現代醫院物料自動流轉的需求,也是近幾年國內醫院物流系統建設的建議模式。下文即以此項技術的構成和發展作進一步論述。
  四、軌道傳輸系統的基本構成
  醫院物流軌道傳輸系統的基本定義及原理為:智能軌道小車在計算機控制下,利用電力驅動在專用軌道上自動傳輸物品。系統由:智能小車、軌道、轉軌器、工作站、存儲站、防火窗、防風門、電控系統、計算機調度管理系統組成,可將醫院各個部門科室聯接成物流網絡。
  1.智能小車
  醫院軌道智能小車是傳輸物料的載體,根據呼叫任務及送達指令沿著軌道穿梭于樓宇之中,實現醫院各科室物品的自動轉移,其主要參數如下:
  速度:24~60m/min
  容積:30-40L
  載重:10-20kg
 ?。ㄗⅲ盒≤囎咝兴俣葧鶕毙?、轉彎、爬坡、轉軌、進站等狀態自動調速。)
  小車內置平衡儀,可使物料在爬坡、轉彎狀態始終保持水平,便于運輸不易倒置或側置的血、尿標本。箱蓋打開或未關閉到位,小車均不能行駛,以保證操作安全。
  2.軌道
  軌道是智能小車的行走路徑,是傳輸系統的“血管”,南直軌、曲軌、彎軌及軌道附件組成,一般采用鋁合金材料懸空掛置。
  其中,在爬坡及垂直升降段配置齒條,水平段無需配置,均采用24V安全直流分段供電。供電可采用無接觸能量傳輸技術,以提供更大動力和安全性,但成本會上升。
  3.換軌器
  換軌器類似于鐵道搬道岔,用于將軌道小車由一條軌道變換到另一條軌道,轉運過程通過轉軌托架的平行移動來完成。
  換軌器是軌道小車智能作業的關鍵機構,其設置位置及數量要根據系統能力、功能等諸要素設計,可配置為1×2至4×4交叉轉軌模式(圖4為2×2轉軌模式)。
  4.工作站
  工作站為物流傳輸系統的終端,用于軌道智能小車的發送和接收。工作站設在各個臨床科室和病區的接收和發送物品的物流站點,物品的傳輸就是站與站之間的傳輸。發送和接收時,只需在操作面板上鍵入相應的數字編碼(如目標站點、小車編號等)即可,如圖5所示。
  每個工作站相當于一個小車??康淖鳂I區,便于工作人員取送物品,常見類型有直通式、帶返回轉軌器的直通式和往返式,類型和緩存工位數量的設置要依據功能區的作業頻度。
  5.存儲站
  存儲站主要用于集中存放當前在系統中暫時沒有傳輸任務的空車,實際上就是一段軌道,軌道的長度決定于系統給空置小車預留的數量。各工作站在完成收發作業后應及時釋放小車,以便不占用系統資源。如果系統較為龐大,也可設置多個用于緩存的存儲站,以進一步提高空車調度效率。
  6.防火窗
  防火窗是指消防空間的隔斷,主要用于隔離軌道井與進入房間軌道的安全防火。
  防火窗一般由驅動機構和鋼板構成,與軌道傳輸系統實現自動連鎖,當小車接近防火窗時,隔離門自動打開,當小車駛離時,隔離門自動關閉。防火窗的電源一般由不間斷電源獨立供給,以免有火情時可以確保支撐隔離門的電磁鐵不會釋放而打開。
  7.防風門
  防風門的工作原理同防火窗,區別是功能不同,防風門主要用于隔風、隔音。軌道小車駛離道口后,隔離門就及時關閉,避免因空氣對流造成的塵埃、細菌、噪音等影響。
  8.電控系統
  控制系統主要包括控制器、通訊網絡、終端控制站等,采用分散控制模式,每一臺換軌器為一個控制單元,作為獨立控制系統,向下通過總線方式與車載控制器相聯,向上通過串口與上位機相聯。通過目的編碼識別,上位調度系統與本地控制器通訊,實現小車啟停、變速、變軌等控制。
  9.計算機調度管理系統
  計算機調度管理系統位于中控室,通過以太網與各分散控制單元通訊,根據收發任務進行優化分析,確定軌道小車短行駛路徑,實時調度換軌器、隔離門,有序變位作業,避免交通堵塞,并具有權限登陸、歷史數據、統計報表、系統事件、故障診斷、自動報警、狀態報告及圖像實時監控等功能。計算機系統與醫院局域網連接,可進行遠程在線故障診斷,可與醫院消防系統、安保系統等連鎖控制。
  五、軌道傳輸系統設計要素
  醫院物流軌道傳輸系統的設備類型及作業模式較為簡單,但呈現立體交叉岔道及回路的路徑系統較為復雜,系統設計過程中要充分考慮以下幾點:
  1.規劃設計的先導性。在醫院建設的規劃設計及方案論證階段,要充分了解醫院智能物流的建設需求,將物流配套系統與傳統病理配置有效結合,不能出現相關工程干涉、沖突等問題,要預留出物流路徑及空間。如果軌道小車垂直輸送的通道缺乏預留,只能取消某部電梯改用其井道。
  2.醫療物品品規的有效調配。據統計,軌道小車可傳輸醫院內各個部門之間80%以上的流動物品,車載物品的合理配置模式及數量對系統能力有較大影響,應根
  近年來,從基于GMP的醫藥生產企業自動化物流系統,到基于GSP的醫藥流通企業分揀配送系統的建設熱潮,再到當前逐漸興起的醫療單位自動化物流系統建設風潮,智能物流技術在現代化醫院正得到越來越廣泛地應用。
  據緊急需求程度有效裝車,實現多點配送。同時,系統應具備緊急輸送功能,對急診、手術環節的醫療用品可選急送快送功能,則輸送路徑處于優先級,其他在途小車適時避讓,猶如120救護車的通行優先權。
  3.高峰及富余流量的調度優化。集中時段批量輸送量很大,比如每天清晨時間,住院部病人的檢驗標本、輸液、單劑量藥物等物品的需求量處于高峰,物料的及時輸送要能有效保證。同時,低谷需求時間要考慮空車站的緩存位數。
  4.可擴展性和冗余性。系統具備可擴展性,滿足醫院未來增加車站數量的要求,系統易管理、易維護、易升級。系統具有故障自動診斷、自動排除功能和故障恢復能力,當小車傳輸中如發生斷電,數據不會丟失,來電后能自動恢復,繼續完成原定操作指令。
  六、結束語
  采用軌道傳輸智能物流技術及管控系統,使醫院物流通道與人員走道相互獨立,緩解電梯及走道交通壓力,確保醫用物品直接、快速地自動送達目的站點,避免人為因素而造成的損壞、錯送等問題,讓醫護人員更專注診療和看護病人,讓看病人員無需更多等待和折騰,從而提升醫院的服務效率和管理水平。
  由于城市化使人口日益集中,為解決看病難的問題,新建醫院規模均有擴大趨勢,加之臨床??七M一步細分,使科室之間的物品交換數量和頻次越來越多。隨同電子病歷、電子檔案等信息化建設,合理有效的智能物流建設已是現代醫院建設的新亮點。當然,物流建設需要增加投資,但從減少電梯數量、減少搬運人力,尤其在搶救生命治療過程中,醫療用品傳輸的及時性來看,隱形價值就不簡單體現為經濟意義,可以上升到生命工程的高度,所以,快速、可靠的醫療用品智能傳輸之路應該是現代化醫院建設的新方向。

醫院智能物流傳輸系統應用分析

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