医院智能物流平台构建研究

——陈相坤 蓝新财 林淑敏 刘 伟

近年来，随着医改的深入，现代化医院建设成为医院发展规划中重要的战略目标，医院软硬件建设都取得了显著成效。但相比之下，医院物流改革始终未找到更科学的解决方法[1]。医院物流泛指医院物品的存储、拣选、传输、回收等物料流程[2]。医院内传统物流方式是“手推车+电梯”，不可避免地会出现“人流”与“物流”交织现象，易发生错送、碰撞、损坏和交叉污染等问题，且工作效率低下，安全隐患较多[3]。医院智能物流系统主要包括气动物流、轨道传输、自动引导车传输以及自动拣选和仓储物流系统等。复旦大学附属中山医院厦门医院从整体性、系统性角度出发，成功构建了覆盖所有物品的智能物流平台并投入使用，实施效果良好。

1 系统架构

物流平台的构建需要根据医院日常实际运转，围绕手术室、门急诊和病区需求，绘制物流传输流线图，见图1。根据物流传输流线图的流向以及主要传输物品的特点，进行硬件和软件建设。运输硬件方式的选择主要根据传输物品的性质决定，包括气动物流传输系统、自动引导车传输系统以及垂直升降式和水平回转仓储物流系统等。

2 方案设计与实施

2.1 气动物流传输系统

气动物流传输系统是通过鼓风机抽取或押送空气产生气压变化，以传输瓶为载体在密闭的网管中传输物品；同时借助计算机控制技术和机电技术，实现全程网络管理和监控，从而将医院各工作点连接起来[3]。它适用于以下方面：(1)检验科标本收集。标本来源于各病区、门诊采血窗口、手术室等，全院标本统一在检验科化验；(2)药房发药。药品去向包括各病区、门诊、急诊抢救室、手术室等；(3)手术病理切片的传递工作；(4)其他小件物品等。据此，气动物流工作站点设置区域为：各病区护士站、手术室、门诊药房、ICU、CCU、血库、病理科、检验科、静配中心、急诊抢救、门诊补液、住院药房、体检中心、门诊检验采血、化验室等。

在满足传输需求的前提下，结合医院布局特点，该院共设计53个工作站点，采用11台风机作为动力来源，通过区域分块进行快速区域内部传输，同时通过设计区域暂存交换装置实现区域间的快速交换。

图1 医院智能物流主要传输流线图

图2 垂直升降式智能自动化仓储物流系统流程

根据实际需求，气动物流传输系统可以在细节上进行优化，主要包括：(1)工作站。采用嵌入式结构，配合大楼建筑装修，与建筑融为一体；工作站内置传输瓶支架，至少可存储4个传输瓶；站点内具备缓降、减速抵站装置。(2)传输瓶。采用侧开设计，非两端开启，方便物质收发；瓶体采用Lexan聚碳酸酯制成，同时采用芳纶纤维制成摩擦带，保证传输瓶经久耐用。(3)管道系统。管道采用全钢管组成，每个接口均采用独特的扩口方式，提高系统稳定性。

2.2 自动引导车(Automated Guided Vehicle, AGV)传输系统

AGV是具有电磁或光学导引装置，能够按照预定路线行走，具有车载运行和停车装置、安全保护装置以及各种移载输送功能的自动引导小车[4]。它主要负责中大体积医疗用品的转运，可以根据引导方式、运行方向、移载方向、充电方式、转向方式等进行分类。该院采用的是定路径引导、万向运行、升降台移载、自动充电、差速转向的AGV小车系统。

AGV系统覆盖全院建筑，围绕5个重点职能部门(厨房、静配中心、药房、病区以及污物中心)，建设专用物流通道。物流路径包括连接各栋建筑的地下传输通道以及专用电梯。

根据输送物品需求，该院在自动引导车前提下配置垃圾车、污衣车、洁衣车、保温餐车、智能药车等。垃圾车、污衣车、洁衣车为普通推车；保温餐车具有断电后保温2h功能；智能药车则具有背对背交接功能，能够对取药人和存药人及时间进行记录，同时通过分配不同的存储位置与病区关联，实现一车多病区配送，且只有对应病区的员工才能取出对应病区的药品。

2.3 垂直升降式和水平回转仓储物流系统

垂直升降式智能自动化仓储物流系统是一种模块化的封闭式系统，流程示意图见图2。中心供应室操作人员通过按钮或者扫描条码，将手术器械盒、术衣包、敷料包以及一次性物品等放置于托盘上；托盘从设备入口进入系统，通过提取器存放于不同高度位置；系统与HIS系统对接后，能够根据手术需求自动将所需物品订单直接下达到手供一体化系统。医护人员只要选择对应手术订单，即可快速实现订单物品的自动化提取，提取后能够自动完成订单物品结算等工作。考虑晨间为早高峰时间，目前垂直升降设备已存放近40种无菌手术包，以满足临床需要。

水平回转式自动化仓储物流系统是适用于需要高分拣性能的自动化仓储和检索系统，可应用于单层设计的低矮建筑并且可在系统内进行高效分拣，主要应用于手术室、DSA，利用其快速反应时间和短暂传送时间来解决中高值耗材的存储及管理问题。其优势在于应用条码全程追溯，保证了物料安全。目前，院内水平回转系统存放耗材种类近700种，耗材数量可达4 000个左右。此外，水平回转系统可以与HIS、计费系统等对接，在此基础上建立集中物资交互中心和集成智能管理系统，使手术室二级库存实现自动库房与手术订单配送闭环管理，完善了临床一、二级库存管理系统。

垂直升降系统和水平回转系统的联合使用，可以根据手术术式不同自动快速提供手术所需灭菌包、手术耗材等，并实现自动配送、计费等多系统工作界面，极大地节约了搜索和运送时间，减轻了工作强度，降低了分拣差错，同时有助于物资、财务等的追溯和全过程质量管理的实现。

3 实施成效

统计数据表明，气动物流传输系统启用以来，气动物流传输量每月以13%的增速逐月递增，至2019年1月月均使用次数达16 600余次；采用AGV输送以来，运送时间仅是人工运送时间的30%～50%，减少了人力配置；垂直升降式和水平回转仓储物流系统的使用，使手术用品单次提取时间缩短为约34秒，平均每台手术提取物资仅耗时102秒，提高了工作效率。

4 讨论

智能物流平台构建是现代化医院建设的重要组成部分，主要具有以下优势[5]：(1)改进就医流程。可减少电梯等资源占用和后勤运送人员配置，提高样本和文本的传输效率；(2)优化就医环境。结合垂直井道、吊顶等，减少地面建筑占用，节省空间，视觉上整洁规整，提高了医院的整体形象；(3)提高运输效率。可通过多站点同时进行物资传输，效率高且错误率低；(4)降低运行成本。根据医疗实际需求配备合理的智能物流设备，系统性运行，降低医院管理成本和整体运行成本；(5)提高安全性。追溯系统和防碰撞装置的应用，可以避免擦碰事件发生；(6)符合院感控制要求。可通过路线设置区分洁、污区域，匹配自动消毒功能，有助于提高院感防控水平；(7)提高医院管理水平。通过量化数据采集，提供客观运行数据，有助于医院管理持续改进。随着人口结构的改变和节能减排政策的出台，劳动密集型方式已经不适用于现代化医院物流发展需求。就目前医院建设需求而言，国内智能物流市场已经起步，技术上各物流环节也具有自动化或智能化的可行性。该院从建设实例出发，总结了经验，为国内同行提供了参考。

气动物流系统突出的特点是：(1)快速。3m/s～8m/s；(2)安全。传输管道全程封闭；(3)灵活。费用低、速度快、占用空间小[6]，在医院中应用较为广泛，但也存在运送量小、种类受限、故障率较高等缺点[7-8]，因此其应用基本局限于标本、药品、小型器械、单据等。气动物流传输系统是医院智能物流平台的基础组成部分，需注重日常维保。

与气动物流输送系统相比，轨道小车物流输送系统和AGV物流系统可以输送较大体积的物资。AGV物流系统特点包括：(1)可传输重达400Kg以上的物品；(2)配置不同推车可适用于不同场景需求，例如营养配餐、被服配送、批量配液输送等定时定量的传送任务；(3)对医院水平平面要求低，无需设置专用通道，无需预埋导航轨道，可在短时间内完成安装；(4)适用于固定的物资运输任务。但轨道小车物流传输系统建设对建筑结构有较高要求，需要预留竖井，吊装受层高限制，同时需要对运行轨道设置防火门或防风门，而这种设置也存在一定安全隐患。同时，轨道小车运输途中车体较易翻转，不宜运输易碎物品[9]；此外，AGV传输系统价格较高，目前仅少数医院有相应配置[9]。

垂直升降式和水平回转仓储物流系统属于自动化仓储物流系统，与传统仓储系统相比，具有以下优点：(1)充分利用垂直空间；(2)动态存储，可以形成自动化物流系统；(3)自动存取，大量降低劳动力成本；(4)能够耐受黑暗、低温、有毒等特殊环境。自动化仓储物流系统已经广泛应用于生产领域，如机器制造业、汽车工业、时装加工业、食品饮料业、军工业等，然而在医疗卫生行业应用较少。目前，仅上海市第一人民医院在2017年的报道在手术室内引进了垂直回转系统[10]。