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医院智能物流系统构建
苏州太阳成集团tyc122cc智能科技有限公司 陆晓红
近年来，医院信息化管理在不断深入以及医疗设备智能化技术的不断发展 ，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。传统医院物资采用医生和患者采取一对一的方式，以各个科室为单位自主配药 、送药 ，占用医护人员大量的时间与精力 ，配送效率低、成本高、不可追溯且流程不可控，人流与物流使用同一通道还增加了交叉感染的风险 。所以，引入“轨道物流”“流水线物流”等物流模式,采用运送调度系统，辅助人力进行医院宏观物调度,提升物品运输效率 ，利用自动引导车传输，以及SLAM技术，提供更多创新性应用想象空间，使得自动化、智能化逐渐给医院后勤配送与物品管理带来改革性发展。 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，绘制物流传输路线图，地图如图所示。 然后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。医院内的智能配送机器人 ，也就是自动引导车的控制系统需要满足医院内各种复杂环境的要求，实现各个科室物资的大范围 、跨楼层的运输 ，故智能配送机器人应具备定位导航、自主避障 、自动配送、自动续航 、智能交互 、智能调度等功能 。 医用气动物流传输系统是以压缩空气为动力，以传输瓶为载体，计算机自动控制 ，通过管道智能实现医院任意站点间物品的安全、智能、高效传输物流系统。这种方案适合用于医院内部各种零散的，小体积 ，时效性要求高的医用物品的自动化快速传送，主要物品包括：组织切片、化验标本、临时医嘱药品、注射输液、小型手术包、血浆等 ，站点可以设置在输血科 、急诊/手术室、急诊药房/门诊药房、急诊输液/门诊输液、门诊采血室、检验中心等。 医用轨道物流传输系统是由计算机控制 ，适用于现代化医院内部各类医疗物品综合传输的系统 ，通过特定的水平和垂直轨道连接设在医院各临床科室和各病区的物流传输站点 ，由运行于轨道上的自驱动载物小车实现病区 、临床科室 、医技科室和医院管理部门之间立体的 、点到点的物品传输。医用轨道物流传输系统具有故障率低、承载量大 、占用空间小、可传输物品种类多特点，可快速不间断运行，解决医院内由于物流通道拥挤，物流任务繁忙而造成的物品传输低效 的问题，从而使得医用轨道物流传输系统成为许多医院的首选。 轨道物流系统核心技术主要包括运载小车 、转轨器、云传输平台。运载小车如图2所示，具有机械锁和电子密码，可以确保物品的安全 ，小车前后红外感应及物理防撞设计，采用混动双驱技术 ，配备车内紫外线消毒装置 ，防止交叉感染、箱体内配备水平仪及全尺寸试管插板 ，保证标本在传送过程中始终处于水平状态。 转轨器如图所示，内置了自动保护装置，避免转轨器在动作时误伤工作人员，可以智能预转轨 ，使得小车无需等待。 云传输平台如图，进行智能调度与路径优化管理，其具有强大的信息处理与存储功能，物资可以实时定位 ；能够进行远程诊断与监控；还可接入医院信息化系统 ，为医院运营提供决策支撑数据。轨道物流系统可以应用于医院各个部门的物资运输，出错率低。医疗平面物流系统是以各类AGV物流小车为主要运载工具，如下图所示，配合后台综合管理调度系统，实现医院平层的物资传送。具有不同功能的AGV的分工协作，可实现医院内餐食 、被服、垃圾、药品、器材等的高效率配送。当该系统配置了相应的梯控或垂直运输系统时，可实现跨楼层的物资配送。
立体物流系统结合了轨道式和平面物流传输系统的特点，是一种混合型的新式医院物流解决方案 ，示意图见下方。在医院的局部地区布置轨道物流系统以满足小批量、高频率的物资运送 。对于常规货物采用物流小车运输 ，但是为小车在地下室搭建特定的物流层 。在物流层内，仅有物流小车而无行人 ，小车避障难度低 ，运行速度快，不会干扰医院里人员的正常通行 。
机器人的定位问题是导航的基础 ，构建一个完整的定位导航系统，首先要解决好机器人的定位问题，移动机器人感知周边环境特征并由感知得到的环境信息确定机器人的全局坐标的过程。包括：传感器数据获取 、环境特征提取、环境建模 、特征匹配及机器人位姿估计等，根据定位的过程 ，定位可分为相对定位和绝对定位。医院物流机器人的定位技术宜采用路标定位 、无线通讯定位为主 ，配合里程计等相对定位方法完成在全局地图中的定位，搭载激光雷达、超声波传感器等完成局部避障 。 导航的过程为：首先确定目标点，然后移动机器人根据当前的位姿和导航方法规划出一条最优路径到达指定的目标点，并且在达到目标点的过程中完成避障工作 ，而路径规划问题是小车导航中的关键问题 ，可分为以下两部分：全局路径规划和局部路径规划，来规划最优路径以及躲避障碍。 在通信方面 ，立体物流系统中的机器人运行于医院大楼内 ，同时需要与控制台交换较多的实时数据，考虑优选WLAN和4G技术。 立体物流系统相较于平面物流系统来说，最大的区别就是将机器人小车的行进路线从人流量大的医院走廊转移到了地下物流架空层，具体如下图。这不仅会降低机器人小车的控制难度，同时会提升机器人小车的运输效率 。只需要为应用于平面物流系统的机器人小车加装梯控装置便可以使小车自动乘坐电梯将货物送至指定楼层，增强了机器人小车的通用性。根据现有资料以及方案实现，将上述四个方案进行了对比，具体情况如下表所示 ： 与气动物流输送系统相比 ，轨道小车物流输送系统和平面物流系统可以输送较大体积的物资。平面物流系统的特点有：(1)传输物品可以有多种 ；(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。 立体物流系统属于自动化仓储物流系统，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。 根据上述方案阐述以及对比，将气动、轨道 、平面和立体物流系统有机组合，构建符合现代化医院建设的智慧医疗物流系统，为医院的现代化、智慧化、高效化建设提供有力保障 。
（全文略作删减）
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