陳伏余 王煒平 王小軍

（江蘇建科工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210000）

1 現(xiàn)代醫(yī)院系統(tǒng)物流傳輸分析

現(xiàn)代醫(yī)院系統(tǒng)物流傳輸主要包括以下6個特點(diǎn)：1） 科室設(shè)置集中化。藥房、靜配中心、檢驗(yàn)科、消毒供應(yīng)中心以及手術(shù)部等功能部門區(qū)域集中化。2） 物品傳輸高效化。要求有效、可靠且安全地將醫(yī)療物品傳輸?shù)绞褂貌块T。3） 建筑設(shè)計(jì)高層化。醫(yī)院建筑越來越高，垂直交通也越來越依賴電梯。4） 就醫(yī)人員數(shù)量增多。病人爆炸式增長，就醫(yī)帶有隨意性，就醫(yī)時間不均勻且就醫(yī)時間長。5） 人力成本快速增長。隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展進(jìn)步，人力成本的快速增長已經(jīng)是不可逆的趨勢。6） 醫(yī)院對現(xiàn)代化物流傳輸方式的要求。及時，規(guī)定時間內(nèi)要滿足物品需要和臨床需要；安全，不會被污染，不會傳播污染；可靠，物品要擺放在正確的地方，不會出現(xiàn)遺失、短缺或者損壞的現(xiàn)象；高效，低成本、簡單、靈活且方便。

2 傳統(tǒng)醫(yī)院物流傳輸存在的弊端

傳統(tǒng)醫(yī)院物流主要靠人力、電梯來傳遞物品，存在以下10個弊端：1） 人與物交叉。人流與物流混在一起。病人、醫(yī)護(hù)人員和物流車在電梯和走道中流動，特別是在流行病爆發(fā)期間，更容易增加交叉感染的風(fēng)險。2） 高峰期電梯的等待時間過長。電梯需要排隊(duì)等候，物品不能及時到達(dá)；走道擁擠，造成就醫(yī)環(huán)境差，無法營造和諧的院內(nèi)環(huán)境。3） 護(hù)士要做非本職工作。增加護(hù)士的工作量，使其無法專注于本職工作。4） 人工運(yùn)輸過程不安全、不可靠。容易發(fā)生錯送、碰撞損壞等事故。5） 物流傳輸?shù)乃俣鹊?，?jīng)常遇到一些低效率現(xiàn)象，例如人等車，護(hù)工等待物品裝載到物流車；車等人，人力物流車經(jīng)常受阻于人流擁擠的場所；車等電梯，物流車經(jīng)常需要花費(fèi)大量時間等待電梯；醫(yī)療部門等物品，物品通常按醫(yī)院建筑結(jié)構(gòu)逐層遞送，而不按臨床需求的緩急來遞送。6） 病人和醫(yī)護(hù)人員等候物品的時間長，需要加大科室物品的儲備量，給醫(yī)院物品存儲帶來壓力。7） 影響搶救時間，應(yīng)急能力不強(qiáng)。尤其是在緊急救治或者是救治量大的情況下，其應(yīng)急能力差。8） 標(biāo)本送達(dá)不及時、不可靠，影響檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，例如血?dú)鈾z查。9） 無法做到隨時傳輸，例如夜晚沒有遞送人員或在工作時間遞送人員有事離開時，就不能及時傳輸物品。10） 無法滿足現(xiàn)代化醫(yī)院物流傳輸?shù)囊蟆，F(xiàn)代化醫(yī)院的建筑越來越高，高峰時段建筑內(nèi)部交通壓力巨大，傳統(tǒng)的物流方式無法實(shí)現(xiàn)樓層間的快速傳遞。

3 智能化軌道小車物流傳輸系統(tǒng)組成

智能化軌道小車物流運(yùn)輸系統(tǒng)是利用運(yùn)輸軌道和收發(fā)工作站把醫(yī)院手術(shù)室、中心供應(yīng)室、中心藥房以及檢驗(yàn)科等連接在一起，并利用電動運(yùn)載小車在各個科室之間運(yùn)輸物品的一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括電動裝在小車、系統(tǒng)控制中心、運(yùn)行軌道、控制網(wǎng)絡(luò)、供電系統(tǒng)以及站點(diǎn)控制終端等，詳細(xì)內(nèi)容如圖1所示。

圖1 智能軌道小車物流傳輸系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 系統(tǒng)控制中心

特質(zhì)系統(tǒng)應(yīng)用軟件、高配置的計(jì)算機(jī)以及外圍設(shè)備是系統(tǒng)控制中心不可缺少的組成構(gòu)件，其可以動態(tài)監(jiān)控整個軌道物流運(yùn)輸系統(tǒng)、管理運(yùn)輸系統(tǒng)的狀態(tài)以及統(tǒng)計(jì)信息數(shù)據(jù)。

DCS是國際上非常先進(jìn)的一種集散式控制方法，其在系統(tǒng)控制方法中得到了廣泛應(yīng)用，把系統(tǒng)劃分為數(shù)個單獨(dú)的區(qū)域，分別對每個區(qū)域進(jìn)行控制，完成調(diào)整工作；該控制方法不僅提升了系統(tǒng)的工作效率，而且還防止出現(xiàn)因某個區(qū)域存在問題而導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓的現(xiàn)象。與此同時，還需要不斷監(jiān)控運(yùn)輸小車，充分了解小車在系統(tǒng)中的運(yùn)行狀態(tài)與位置，優(yōu)先顯示警報的狀態(tài)信息。另外，還可以存儲和顯示系統(tǒng)運(yùn)行的歷史記錄，分析與輸出統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，顯示運(yùn)行軌道中轉(zhuǎn)軌器的轉(zhuǎn)軌次數(shù)以及小車運(yùn)輸?shù)臅r間，這樣可以提升系統(tǒng)的預(yù)防性，顯示全部系統(tǒng)零件的狀態(tài)，對系統(tǒng)運(yùn)行中的出錯狀態(tài)進(jìn)行辨別與監(jiān)控，同時采取相應(yīng)的措施處理上述問題[1]。

3.2 工作站和站點(diǎn)控制終端

工作站是在臨床科室或病區(qū)專門設(shè)置的一個站點(diǎn)，其主要是接收與發(fā)送物品的物流站點(diǎn)，物品的運(yùn)輸實(shí)際上是站和站之間的傳遞。智能化軌道小車系統(tǒng)局部連接示意圖如圖2所示，通過大屏幕液晶顯示和直觀的中文操作界面顯示站內(nèi)、即將進(jìn)站和已經(jīng)出站的小車的詳細(xì)信息；顯示呼叫的空車預(yù)計(jì)到站時間，提高工作效率；更改已經(jīng)錯發(fā)的小車的目標(biāo)站點(diǎn)；站點(diǎn)空車停車超時報警，確保車庫有車可以調(diào)用；智能空車調(diào)取，就近調(diào)用軌道上的空車，加快調(diào)車速度；可選配小車稱重系統(tǒng)，避免超重傳遞；站點(diǎn)控制終端主要是在工作站設(shè)置的一個控制點(diǎn)，在站點(diǎn)設(shè)計(jì)觸摸式的控制鍵盤，就可以將運(yùn)輸小車發(fā)送到任何站點(diǎn)，還可以將空車調(diào)整至站點(diǎn)。根據(jù)需求，站點(diǎn)可以設(shè)計(jì)成往返式軌道（單軌）和直通式軌道（雙軌）；往返式站點(diǎn)由1根軌道組成，它能夠雙向使用（發(fā)送和接收小車）；直通式站點(diǎn)由平行軌道和1個轉(zhuǎn)軌器組成，小車能夠同時進(jìn)入和離開站點(diǎn)；每個站點(diǎn)都設(shè)有控制終端，站點(diǎn)終端均設(shè)有觸摸式控制屏，這樣就可以挑選各種功能與目的地地址，同時還可以顯示不同的狀態(tài)信息；顯示系統(tǒng)的每個站點(diǎn)都提供1個站點(diǎn)目錄，上面標(biāo)注每個站點(diǎn)的名字、位置和目的地編碼。

圖2 智能化軌道小車系統(tǒng)局部連接示意圖

3.3 區(qū)域控制器

區(qū)域控制器主要對其設(shè)置范圍中的電動小車與系統(tǒng)中的其他零件進(jìn)行管理與監(jiān)控，例如站點(diǎn)控制終端、防火窗以及軌道運(yùn)行轉(zhuǎn)軌器等。

該系統(tǒng)中的全部固定零件與移動零件均是由相應(yīng)區(qū)域的控制器對其進(jìn)行檢測的，區(qū)域控制區(qū)可以對狀態(tài)信息進(jìn)行查詢或者將這些控制指令轉(zhuǎn)發(fā)給該系統(tǒng)零件；區(qū)域控制器調(diào)整運(yùn)載小車的運(yùn)輸路徑與固定零件的相關(guān)動作。

3.4 運(yùn)行軌道

運(yùn)行軌道主要是保證電動裝載小車正常運(yùn)行的一種手段。運(yùn)行軌道可以分為3種類型，即彎軌、直軌及曲軌。通常情況下，使用鋁鎂合金一體壓鑄成型，表層經(jīng)陽極氧化處理；全部軌道上都有2根電源導(dǎo)軌為小車提供24 V直流供電，小車通過接觸刷與電源導(dǎo)軌接觸；所有軌道上均需要包括1根通信導(dǎo)軌，小車?yán)媒佑|刷與通信導(dǎo)軌進(jìn)行銜接，這樣確保小車與系統(tǒng)可以進(jìn)行及時通信，系統(tǒng)能夠?qū)π≤嚑顟B(tài)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，為小車發(fā)出指令；運(yùn)行軌道具有安全性高、便于維護(hù)和清理以及不易積灰等特點(diǎn)；小車上有讀碼器，通過紅外線掃描軌道上的位置條形碼，軌道上的位置條形碼的平均間距不大于3 m，可準(zhǔn)確確認(rèn)系統(tǒng)中小車的運(yùn)行位置。

3.5 電動裝載小車

電動裝載小車在醫(yī)院主要將物品運(yùn)送到指定的工作站，然后借用位置條碼將其運(yùn)行的位置發(fā)送到區(qū)域控制報告器。位置條碼被擺放在系統(tǒng)的多個位置，利用運(yùn)載小車進(jìn)行讀取。專用物流小車在醫(yī)院使用時，可以從兩側(cè)打開。系統(tǒng)分配的自驅(qū)動小車，大部分分為2個部分，包括電源單元與電子控制的地盤，同時滿足運(yùn)載不同物品的箱體與其構(gòu)件的需求。每輛小車都是通過24 V直流電提供電源的，小車地盤包括4個側(cè)面副輪與4個導(dǎo)向輪，24 V低壓直流電機(jī)是利用1個減速齒輪與1個摩擦輪、齒輪進(jìn)行有效銜接的聯(lián)合體。小車的驅(qū)動單元利用裝載耐用彈簧的電流接觸器，在軌道的2個電源導(dǎo)軌中獲取更多能量。

小車自身固有的微型處理器系統(tǒng)具有的控制、監(jiān)控功能如下：與區(qū)域控制器展開通信；加強(qiáng)對小車自身編碼的記憶；牢記起始與目的地址，同時對最后的方向、位置及速度進(jìn)行記憶，加強(qiáng)對馬達(dá)運(yùn)行速度與運(yùn)行方向的控制；安裝控制蓋子鎖與激活擰緊設(shè)備；自行診斷，全部關(guān)于運(yùn)輸?shù)男畔⑿枰鎯τ谝粋€永久的儲存器中，即便關(guān)閉電源，也不會丟失這些信息。

3.6 運(yùn)行軌道轉(zhuǎn)軌器

運(yùn)行軌道轉(zhuǎn)軌器把電動小車由一條軌道運(yùn)輸至另一條軌道中。轉(zhuǎn)移運(yùn)輸過程主要是通過轉(zhuǎn)軌架進(jìn)行水平移動來實(shí)現(xiàn)的。轉(zhuǎn)軌器使用24V的直流電運(yùn)轉(zhuǎn)，不用配備其他電源。

全部轉(zhuǎn)軌器的控制電路板都是一樣的，它們具備互換性能，通過設(shè)計(jì)各種各樣的軟件，可以使各自的獨(dú)特性得到有效保障；轉(zhuǎn)軌器控制器能夠與計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行有效銜接，然后對其帶電運(yùn)行的狀態(tài)進(jìn)行測試和設(shè)置?？刂齐娐钒逍枰渲眯⌒偷膿苕I開關(guān)，這樣就可以人工控制轉(zhuǎn)軌器，通過該方法可以控制不同專柜位置的運(yùn)轉(zhuǎn)；不同種類的轉(zhuǎn)軌器主要是由移動軌道的數(shù)量與轉(zhuǎn)軌位置來確定的，按照系統(tǒng)的多種要求，設(shè)置多種類型的轉(zhuǎn)軌器。

3.7 空車存儲區(qū)

目前，空車存儲區(qū)域主要是接收與提供暫時未分配運(yùn)輸任務(wù)的運(yùn)載小車。系統(tǒng)設(shè)置過程中需要保證空車存儲區(qū)域設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性，這樣可以使每個工作站能夠快速調(diào)整空車或者是從工作站將空車發(fā)送至存儲區(qū)域。

3.8 防火（門）窗

軌道在不同防火分區(qū)的墻面開孔位置穿越時，需要在軌道物流運(yùn)輸系統(tǒng)中安裝專門的防火門窗，該防火門窗需要常開，遇到火災(zāi)時，該防火門自動關(guān)閉；防火門附近設(shè)置專門使用的進(jìn)口24 V直流不間斷電源，這樣使防火門在火災(zāi)時可以正常關(guān)閉。如果這個時候軌道運(yùn)輸小車恰好在防火門范圍中，那么24 V直流不間斷電源就可以給軌道提供電源，使小車能夠快速駛出防火門范圍，防止小車被防火門擋住。

3.9 防風(fēng)門

在井道出口設(shè)計(jì)防風(fēng)門，避免空氣出現(xiàn)對流的情況。

3.10 系統(tǒng)的供電電源

智能化軌道小車物流運(yùn)輸系統(tǒng)需要使用380 V的三相電源。這個電源通過交直流改變后，經(jīng)過二級輸出的電壓為24 V。

4 智能化軌道小車物流傳輸系統(tǒng)項(xiàng)目的主要優(yōu)勢與意義

4.1 提高醫(yī)院物流管理水平

智能化軌道小車物流系統(tǒng)具有極高的自動化和智能化水平，是自動化技術(shù)和信息化技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物。系統(tǒng)通過先進(jìn)的自動化控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了物品的自動傳輸；通過監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)后臺的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對院內(nèi)物流的智能化管理，提高了醫(yī)院的智能化水平；通過集成RFID掃碼，實(shí)現(xiàn)了院內(nèi)的局部“物聯(lián)網(wǎng)”。

4.2 運(yùn)載能力和傳輸效率

智能化運(yùn)載小車的載重可達(dá)10 kg～15 kg，有效容積可達(dá)35 L～50 L，傳輸速度可達(dá)0.6 m/s～0.9 m/s，多部運(yùn)載小車可以同時連續(xù)發(fā)送和運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)集垂直提升與水平傳輸于一體的無縫對接，且不需要排隊(duì)等待，整體效率極高。目前國內(nèi)醫(yī)院普遍存在電梯排隊(duì)時間較長、電梯擁擠的情況，護(hù)工運(yùn)輸醫(yī)療物資往往單程大約需要20 min。相比之下，智能化軌道小車系統(tǒng)可以在3 min～5 min就將大部分物資運(yùn)達(dá)目的地。

4.3 精準(zhǔn)解決醫(yī)護(hù)人力資源配置問題

一家中等規(guī)模的醫(yī)院日均智能化運(yùn)載小車發(fā)送次數(shù)在800～1 200次。而完成相應(yīng)體量的物流運(yùn)輸需要護(hù)工和護(hù)士投入大量的時間和體力。采用智能化軌道小車物流系統(tǒng)可以大大節(jié)約護(hù)工的人力成本，減輕護(hù)士的工作負(fù)擔(dān)以及降低勞動強(qiáng)度。護(hù)士可以將更多的精力和時間用于照護(hù)病人，真正實(shí)現(xiàn)以病人為中心的醫(yī)護(hù)目標(biāo)[2]。

4.4 提高醫(yī)院的應(yīng)急保障能力

在疫情、地震以及臺風(fēng)等突發(fā)事件中，傳統(tǒng)人力傳送的方式通常會受到各種限制，而智能化系統(tǒng)可以保障24×7 h不間斷地穩(wěn)定運(yùn)行，為醫(yī)院的后勤服務(wù)提供有力的支撐和保障。同時智能化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)物品的“非接觸傳送”，在疫情期間以及后疫情時代，可以降低人流與物流出現(xiàn)交叉感染的風(fēng)險。

4.5 穩(wěn)定性和耐久性

智能化軌道小車物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用年限極長。系統(tǒng)主要部件中的軌道由高強(qiáng)度鋁鎂合金制作而成，可以保證在整個建筑的生命周期內(nèi)不會被損壞。系統(tǒng)的核心部件智能運(yùn)載小車采用的是無刷電機(jī)驅(qū)動，使用壽命可達(dá)數(shù)萬小時，只需要較低的成本對其進(jìn)行定期保養(yǎng)和維護(hù)，即可保證系統(tǒng)長期、高效且穩(wěn)定地運(yùn)行。在歐洲，已有大量運(yùn)行超過40 a的項(xiàng)目案例。而在中國大陸地區(qū)，最早的項(xiàng)目也運(yùn)行了25 a，且目前仍在穩(wěn)定運(yùn)行。

4.6 提高醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

中國正面臨越來越嚴(yán)重的人口老齡化問題，逐漸消失的人口紅利讓醫(yī)院的人力成本快速增加，給現(xiàn)代醫(yī)院帶來越來越沉重的負(fù)擔(dān)。采用醫(yī)院智能化軌道小車物流傳輸系統(tǒng)后，醫(yī)院不但可以節(jié)約人員工資支出，還可以減少其他運(yùn)送設(shè)施以及護(hù)工隊(duì)伍的管理成本，同時也減少了發(fā)生差錯（例如遺失、誤送、損壞和醫(yī)療事故等）的概率[3]。

5 結(jié)語

隨著醫(yī)院建設(shè)和后勤管理智能化的不斷提升、人口老齡化與人口紅利的不斷消失以及疫情和洪水等重大突發(fā)事件的頻頻出現(xiàn)，智能化軌道小車物流運(yùn)輸系統(tǒng)能有效地提高效率、提升安全、降低成本以及降低風(fēng)險；在疫情期間，智能化軌道小車物流運(yùn)輸系統(tǒng)所發(fā)揮的應(yīng)急保障、感控提升等作用更加明顯，得到了醫(yī)院的認(rèn)可。采用智能化軌道小車等系統(tǒng)來取代人工遞送的方法是值得醫(yī)院建筑規(guī)劃和后勤管理參考和借鑒的重要方法。