ST160C气动物流传输系统运行效率提升研究

马军，赵卫全，陈伟杰，洪恩润

1.丽水市中心医院 设备处，浙江 丽水 323000；2.丽水市第二人民医院 设备科，浙江 丽水 323000

引言

医用物流系统集合了物流、信息流特性，是一个复杂的系统，需要物流技术、信息技术、管理科学等方面的支撑[1-2]。医院物流系统建设趋向于现代化、智能化，传统的“人员+手推车+电梯”的物流模式正逐步被自动化物流系统所取代[3-5]。

近年来，医院通过引进物流系统来提升电梯使用效率，降低人为原因所引起的配送差错，提高医务人员专业医疗服务能力，节约医院运营成本[6-7]。气动物流传输系统能够真正将医护工作者还给患者，解决医疗工作效率低、人力资源浪费、交叉感染等问题[8-9]。医院气动物流传输系统的建设，实现了医院人员流和物品流的分离和高效传输，是医院信息化、智能化的重要体现，为医院创造了良好的经济效益和社会效益[10-12]。

气动物流传输系统是国内目前使用较为广泛的一种医用物流系统，其工作原理是通过密闭管道，用气压将物品送到目的地[13-15]。我院ST160C气动物流传输系统于2013年试运行，整个物流网络现有3个动力通路，80个楼层站点，覆盖我院门急诊楼、外科楼、内科1号楼和内科2号楼，实现院内门诊、医技、临床科室的连接[16-17]。全年24 h不间断运行，系统运行效率逐渐降低，本文通过对影响运行效率的原因进行分析，并进行针对性的改善，提升系统运行效率。

1 问题现象与分析

1.1 监测点布局不合理，故障点定位精度不够

气动物流传输系统的监测点由光电传感器和控制电路组成，位于换向器或者楼层站点内，传输瓶通过光电传感器后产生一个光电信号，光电信号通过控制电路转化，在系统软件上形成一个绿点，通过绿点可定位传输瓶的位置区间。但是，我院物流系统监测点的管路区间差异大，部分管路区间长度过长，故障点定位精度不够，故障排查难度大、时间长，故障排查效率差，影响了系统的运行效率。

1.2 风机动力不足，高层站点运送慢，故障多

气动物流传输系统的风机动力系统由3台南方NXW40型漩涡风机组成，额定功率为5.5 kW，每台可提供446 m3/h的压缩空气。我院物流系统总共分为三期项目建设，一期19个站点，二期23个站点，三期38个站点。随着使用年限和部件损耗的增加，管路内的动力变小，运送速度变慢，传输故障变多，风机动力系统无法满足高楼层站点的动力供应。

1.3 软件功能不全面，站点无故障提示

气动物流传输系统的液晶显示界面没有故障信息显示功能，传输不成功、系统关闭或进入手动控制模式、路由（光电传感器）信号丢失等情况均无提示信息，使用人员无法实时知晓物流系统运行情况，由人为因素引发的错误操作导致传输物品滞留在始发站点，影响传输效率。

1.4 传输瓶维修频率高、维修周期长，影响系统运行效率

传输瓶的故障主要发生在粘扣带和IC卡固定两方面。传输瓶传输时粘扣带和管路摩擦产生磨损、鼓包，导致系统运行故障[18]，传输瓶传输和掉落过程中频繁撞击容易使两端瓶盖处的IC卡固定件断裂，IC卡掉落在传输桶中无法被识别，因此粘扣带和IC卡固定件是日常维护中经常要更换的配件。更换粘扣带需将老粘扣带撕下，将橡胶圈上的胶水打磨干净，刷上新的组合胶水，装上新粘扣带，用固定箍箍紧12 h后方可使用。IC卡固定件采用2立柱固定，在频繁的撞击中易断裂。传输瓶维修工作量大，维修周期长，给维护和使用人员均造成了不便。

2 改进措施

2.1 增加监测点数量，减小管路区间长度

根据使用经验和厂家的意见，故障点定位精度在20 m以内能够最快速地排除故障。我院气动物流传输系统相邻监测点间的管路区间共有128个，其中大于20 m的比例为34.4%，严重影响了故障排除的时间。为此，设计了监测盒装置，一个监测盒包含一个光电传感器、一个信号采集控制电路板、一个稳压电源，在超过20 m的区间内选择合适位置增设20个监测盒，提高故障点定位精度。

2.2 选择合适性能的风机，满足传输要求

调研同行业类似规模气动物流传输系统的风机动力系统，目前气动物流传输系统在用的电机主要有南方风机和佛尔盛风机两个品牌，风机功率主要有5.5、7.5、15 kW，参考厂家的指导意见，使用15 kW的风机会大大增加传输瓶和管路的撞击力，不利于系统稳定运行，现场对5.5 kW和7.5 kW风机进行高楼层动力传输对比试验后，确定使用额定功率为7.5 kW的漩涡风机进行动力供应。

2.3 合作开发控制软件新版本，实现站点故障信息提示

充分和厂家沟通用户使用需求，建议其开发站点报警提示功能，并同意利用我院气动物流传输系统做新版本软件稳定性测试，在原4.4.2版本基础上，合作开发5.0.1版本。5.0.1版本通过增加系统节点自动刷新、路由自动检测模块，控制软件可以实时监测系统内换向器、站点的通信连接和传输瓶的位置；其次在楼层站点控制主板上开通双路由监测功能，通过在站点进气位置和传输瓶掉落位置各设置一个路由，能够准确地判别传输是否成功，增加报警信息准确性。通过新版本的开发，成功实现站点故障信息提示。

2.4 改进传输瓶设计，减少维修频次，延长使用寿命

要更好地使用传输瓶，必须针对粘扣带和IC卡固定件进行改进。设想寻找一种高密度型毛刷粘扣带替换原车缝粘扣带，改进粘贴方式，改进传输瓶瓶盖上的IC卡固定件，将原2立柱固定增加到4立柱固定。通过联系传输瓶生产厂家确认，可以定制锦纶材质的高密度型毛刷粘扣带，固定方式用热熔胶材质背胶+螺丝的方式替代复合胶水，可以生产4立柱IC卡固定件的传输瓶瓶盖。

3 改进效果

3.1 提高故障点定位精度，减少故障排除时间

选择改进前5个大于20 m的管路区间，通过手动控制模式随机将传输瓶传输至每个区间内4次，统计改进前后20次定位传输桶位置的平均时间，改进数据如表1所示。

表1 监测点改进效果

可见，增设监测点减小了管路区间差异性，故障点定位精度基本在20 m内，有效减少了故障排除的时间。

3.2 风力动力充足，满足高楼层站点使用

我院气动物流系统目前最高楼层站点为25楼站点，由气动物流厂家提供风机设备，使用生理盐水作为载重物，同一起始站点，选择外科楼25楼站点进行高楼层不同载重下的重复性动力传输试验，重复次数为10次，只计算成功传输次数的平均传输时间，改进前后风机动力传输数据如表2所示。

表2 风机动力改进效果

3.3 使用人员实时掌握系统运行情况，增加工作效率

运行5.0.1版本后，通过系统设置选择报警选项，可以根据使用情况设置报警项目（图1）。当故障符合设置的报警项目时，站点屏幕上会显示报警提示（图2），有报警提示时，站点无法使用。

图1 报警项目设置

图2 报警提示界面

3.4 优化传输瓶设计，降低传输瓶维修工作量和成本

新老款传输瓶改进对比如图3所示。我院气动物流传输系统平均传输量最大的6个科室为检验科、药房、手术室、监护室、输血科、病理科，选择这6个科室投放全新的新老款传输瓶各一个进行试验，统计3个月的传输瓶维修数据，详见表3。

表3 传输瓶改进效果

图3 新老款传输瓶改进对比图

4 讨论与总结

通过增设监测盒，增加了气动物流传输系统的传输瓶位置监测和故障点定位能力，工程师能够更快地查找管路中传输瓶的位置，排除故障。随着气动物流传输系统运行时间的增长，管路部件难免出现磨损、老化、漏风的现象，加上系统负载站点的增加，风机动力必须得到及时的加强，保障高楼层、远距离站点的使用。通过系统软件新版本的开发，使用人员可以实时了解系统的运行情况，减少错误操作，保证传输物资的及时性，得到了使用人员的一致好评。同时，和厂家的充分沟通和合作，使工程师可以更加了解系统的原理和设计，能够更好地维护系统的运行。传输桶的优化设计，减少了工程师的维修工作量，增加了传输桶的使用周期，保证了传输桶的使用连续性，也为医院节省了维修开支。

以往医用物流传输系统的效率提升案例主要侧重于使用培训、人员管理、制度管理等方面的提升[19-20]。本文的效率提升主要针对实际运用性能方面的提升，具体创新点如下：

（1）我院是浙江省首家研究气动物流传输系统故障点定位精度的单位，并将故障点定位精度控制在20 m内，是目前所知省内气动物流系统中定位精度的最高水平，大大提升了系统的故障排除效率。

（2）我院是浙江省内唯一运行气动物流传输系统5.0.1版本的单位，具有最智能、最全面的系统报警信息提示功能，新版本软件的运行，提高了使用人员满意度，降低了人为因素造成的故障率，提升了系统运行效率。

（3）致力于传输瓶的优化设计并成功转化为实物，经测试使用效果好，已完成全院物流瓶的更换。新款传输瓶大大降低了维护人员的工作量，减少了医院的维修成本支出。

综上所述，本次我院针对气动物流传输系统的优化提升有效地改善了系统的运行效率和故障频次，使系统更加稳定高效的运行，更好地服务于临床一线，助力医院智能化建设。