醫(yī)院智能箱式物流技術(shù)性能分析

醫(yī)院箱式物流自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)需求分析

1. 輸送物品種類

藥品、大輸液（量大、時(shí)間集中）；臨時(shí)醫(yī)囑（隨時(shí)輸送）；手術(shù)器械（體積大、重量重）；住院部病人檢驗(yàn)標(biāo)本（組織切片、血液、糞便等）；住院部治療包，一次性無菌物品；住院病區(qū)的后勤物資（衣物、飯菜等）。輸送物品具有種類雜、形狀不規(guī)則、大小差異大等特征。物品輸送全過程要求保持平穩(wěn)，不允許出現(xiàn)震蕩、翻轉(zhuǎn)等現(xiàn)象，并實(shí)現(xiàn)輸送全程動(dòng)態(tài)跟蹤。

2. 系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)要求

垂直輸送最高速度：2m/s；單次垂直輸送物品重量： 100kg（一次4箱）；最大輸送高度：60m；滿箱輸送效率： 150箱/小時(shí)；空箱回收效率： 150箱/小時(shí)；最大樓洞開口尺寸： 1.8m 1.8m；層門處噪音： 65dB。

醫(yī)院智能箱式物流自動(dòng)化系統(tǒng)方案

智能箱式物流自動(dòng)化系統(tǒng)主要由垂直輸送分揀設(shè)備、水平輸送設(shè)備、密封系列周轉(zhuǎn)箱及控制信息系統(tǒng)四大部分組成。垂直輸送分揀機(jī)解決垂直方向上的物資輸送和分揀；水平輸送設(shè)備與垂直輸送分揀機(jī)對(duì)接，負(fù)責(zé)周轉(zhuǎn)箱在樓層內(nèi)的輸送；周轉(zhuǎn)箱是輸送各種醫(yī)用物品的公共載具；控制信息系統(tǒng)是整個(gè)箱式物流自動(dòng)化系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，負(fù)責(zé)信息跟蹤和調(diào)度監(jiān)控。各部分功能結(jié)構(gòu)如下：

1. 垂直輸送分揀設(shè)備

垂直輸送分揀設(shè)備具備周轉(zhuǎn)箱垂直輸送，按樓層分揀及空箱回收等功能。垂直輸送分揀設(shè)備的升降緩存艙分上下兩層，上層緩存實(shí)箱，下層緩存空箱。緩存艙具有周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)排序功能，保證先出的周轉(zhuǎn)箱緊鄰層門。艙室上下層緩存與樓層的雙層輸送線自動(dòng)接駁，使周轉(zhuǎn)箱在艙室和輸送線的上層交互，空箱在下層交互，兩個(gè)作業(yè)層彼此獨(dú)立。艙室單次最多緩存四箱醫(yī)用物品，在信息系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)度下，緩存艙快速升降到目的層與樓面輸送設(shè)備接駁，上層醫(yī)用品周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)送出，下層接駁樓層輸送設(shè)備送來的空周轉(zhuǎn)箱，實(shí)現(xiàn)樓層間醫(yī)用品全自動(dòng)輸送交接。樓層接駁設(shè)備可以是樓層的工作站，也可以將工作站延伸到樓層其他地點(diǎn)。垂直輸送分揀設(shè)備采用曳引驅(qū)動(dòng)，雙層輥柱線構(gòu)成緩存?zhèn)}，并具有緩存艙內(nèi)周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)排序功能。采取限速器、安全鉗、自動(dòng)常閉層門等安全裝置，確保系統(tǒng)安全可靠。采取的節(jié)能措施有平衡配重、制動(dòng)能量回收、控制與變頻一體等多項(xiàng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

2. 水平輸送設(shè)備

樓層的水平輸送設(shè)備與垂直輸送分揀設(shè)備對(duì)接，依據(jù)信息系統(tǒng)指令將接收的周轉(zhuǎn)箱送到樓層目的工作站。樓層輸送設(shè)備的技術(shù)難點(diǎn)是接近靜音輸送及持續(xù)信息跟蹤檢測。水平輸送設(shè)備可根據(jù)客戶要求及現(xiàn)場條件，采用吊裝或落地安裝方式，吊裝結(jié)構(gòu)不占用地面走道，甚至可成為一道風(fēng)景，但成本偏高，維護(hù)不如落地安裝方便。

3. 塑料周轉(zhuǎn)箱

以塑料周轉(zhuǎn)箱為載具進(jìn)行輸送是最為理想的傳輸方案，普天物流創(chuàng)新性地研發(fā)出適合各種醫(yī)用品輸送的標(biāo)準(zhǔn)周轉(zhuǎn)箱系列，外形有通用形和階梯形兩種結(jié)構(gòu)，其輸送接口尺寸標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。周轉(zhuǎn)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨輸送物品不同有多種形式，具有廣泛的適應(yīng)性。每個(gè)周轉(zhuǎn)箱都具有唯一身份標(biāo)識(shí)的RFID和條碼雙標(biāo)簽，通過信息識(shí)別和跟蹤，實(shí)現(xiàn)任意樓層間自動(dòng)交互傳輸、與樓層輸送線自動(dòng)接駁、全程信息跟蹤監(jiān)控的功能。

4. 信息控制系統(tǒng)

醫(yī)院物流信息控制系統(tǒng)分為三個(gè)層次，最上層是HIS（Hospital Information System），最下層是具體的物流設(shè)備，中間層是WCS（Warehouse Control System）。HIS醫(yī)院信息管理系統(tǒng)包含物流信息、病人信息、財(cái)務(wù)信息，HIS系統(tǒng)承擔(dān)這些信息的收集、存儲(chǔ)、傳遞、統(tǒng)計(jì)分析、查詢、報(bào)表輸出及醫(yī)院物流業(yè)務(wù)邏輯的處理。最下層是具體的物流設(shè)備，如垂直輸送分揀設(shè)備、各層站輸送設(shè)備、周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)疊箱設(shè)備等。WCS位于HIS與物流設(shè)備之間的中間層，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、調(diào)度、監(jiān)控底層的各種物流設(shè)備，使底層物流設(shè)備可以執(zhí)行醫(yī)院物流業(yè)務(wù)流程，它是醫(yī)院箱式物流自動(dòng)化系統(tǒng)的指揮調(diào)度中心。底層物流機(jī)械設(shè)備大都有自身的控制系統(tǒng)，最普遍的就是PLC。WCS通過和設(shè)備上的PLC控制程序通信來協(xié)調(diào)多種設(shè)備的工作，對(duì)物品全程跟蹤，對(duì)設(shè)備調(diào)度監(jiān)控。

三種醫(yī)院物流自動(dòng)化系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

1. 氣動(dòng)物流輸送系統(tǒng)性能特點(diǎn)

氣動(dòng)物流輸送系統(tǒng)俗稱氣動(dòng)管道輸送，氣動(dòng)傳輸瓶是在管道中傳輸?shù)妮d體。一般系統(tǒng)由2～3套氣動(dòng)輸送單元組成，優(yōu)缺點(diǎn)如下：單件輸送重量5～7公斤，故只能傳輸單據(jù)、標(biāo)本、X光片、處方、敷料、小型醫(yī)療器械、血液標(biāo)本等；輸送速度5m/s～8m/s，是三種物流系統(tǒng)中速度最快的一種；必須前一個(gè)氣動(dòng)載體到達(dá)目的地后，第二個(gè)才能開始輸送；適合谷點(diǎn)時(shí)段的臨時(shí)處方藥品輸送。一般三甲醫(yī)院高峰時(shí)無法使用氣動(dòng)管道式輸送系統(tǒng)來完成藥品輸送；大約能解決醫(yī)院50%左右的物流運(yùn)輸量。

2. 軌道小車物流系統(tǒng)性能特點(diǎn)

軌道小車物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝比較復(fù)雜，需要安裝專用軌道和留井道間，不適合高層建筑使用。具體優(yōu)缺點(diǎn)如下：比氣動(dòng)管道傳輸量大，一條軌上可以同時(shí)有幾個(gè)小車輸送；軌道小車裝載重量 15公斤；因軌道自身原因，無法配裝大容量的箱體，這一點(diǎn)決定了軌道車物流傳輸系統(tǒng)難以完成醫(yī)院大件物資的輸送； 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝比較復(fù)雜；可以用來傳送輸液袋、血液、小型手術(shù)包，各病區(qū)治療包等消毒物品、大量藥品、實(shí)驗(yàn)組織樣本、X光片、各類文件等；系統(tǒng)物品的傳輸速度較快，平均0.5～1m/s；系統(tǒng)依賴進(jìn)口，造價(jià)較高，通常為35萬元～40萬元/站點(diǎn)（隨軌道長度，小車數(shù)量及復(fù)雜程度等因素而變）；維護(hù)成本高；軌道小車由于箱子的方向隨輸送方向而改變，故對(duì)箱子內(nèi)的物品必須事先固定，不然物品會(huì)傾倒，故不能輸送飯菜之類的物品；輸送過程中如果一輛小車出現(xiàn)故障，其他小車就無法前行。

3. 箱式物流系統(tǒng)性能特點(diǎn)

（1）箱式物流自動(dòng)化系統(tǒng)特點(diǎn)

適合標(biāo)本、藥品、文件、X光片、器械、中心配液、被服、中心供應(yīng)物品等絕大多數(shù)醫(yī)用物品的輸送；輸送能力：150箱+150箱/小時(shí)（高層建筑）；單次輸送量大、基本不受體積限制、周轉(zhuǎn)箱使用存放方便、物品始終保持水平放置；箱式物流系統(tǒng)的主要設(shè)備都經(jīng)過長期驗(yàn)證，可靠性很高；箱式物流系統(tǒng)為國產(chǎn)設(shè)備，維護(hù)方便；與國外氣動(dòng)管道和軌道小車兩種系統(tǒng)相比，成本優(yōu)勢很大；工作站占地空間較大，出入口設(shè)備尺寸可達(dá)1.2米 0.8米。

（2）節(jié)能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)明確提出節(jié)能降耗的要求，采納以下綜合技術(shù)提高節(jié)能效果。

驅(qū)動(dòng)技術(shù)采用國際上比較先進(jìn)的永磁同步曳引技術(shù)；控制與變頻一體簡化提升系統(tǒng)作業(yè)流程，改善用電質(zhì)量；采用制動(dòng)電能回饋技術(shù)吸收剎車能量，回饋電網(wǎng)；平衡塊的重量等于緩存艙重量加上倉內(nèi)輸送設(shè)備總重量，再加上額定輸送物品一半重量；高速緩存艙上下運(yùn)行時(shí)，會(huì)遇到較大空氣阻力，垂直輸送設(shè)備需要將一部分電能消耗在此。因此，適當(dāng)改進(jìn)轎頂，減少風(fēng)阻，可達(dá)到節(jié)能效果。采取以上綜合措施后，節(jié)能效果可達(dá)25％以上。

（3）噪音

箱式物流系統(tǒng)要符合醫(yī)院安靜環(huán)境要求，從周轉(zhuǎn)箱到垂直提升分揀設(shè)備，采取多項(xiàng)綜合降噪措施，收到明顯效果，達(dá)到箱式物流系統(tǒng)在運(yùn)行和停機(jī)狀態(tài)下，醫(yī)院工作人員和病人感覺不到噪音有什么明顯差異。噪音指標(biāo)如下：機(jī)房內(nèi)（置頂）噪音值 75dB；轎廂內(nèi)噪音值 55dB；開關(guān)門噪音值 65dB。