医用中型物流传输系统设计与应用

医用中型物流传输系统设计与应用 （2016年 江苏省医院建筑大会 2等奖论文）作者：葛朝宣 南京医科大学附属口腔医院 江苏省医院建筑与规划管理委员会委员 （2016年 江苏省医院建筑大会 二等奖获奖论文）（Affiliated Stomatological Hospital of Nanjing Medical University，Jiangsu Nanjing 210029）摘要：随着医院现代化的不断发展，物流传输系统在医院的物品运输中得到广泛的运用，本文分析了当前医院物流状态及国内外常用物流传输形式、中型物流系统组成，举例说明了中型物流系统的经济效益分析，详细论述了各种物流系统的优劣性，最后简要阐述了设计过程中的注意事项。Abstarct:With the development of hospital modernization,logistic transmission system hasbeen widely applied in the hospital material transportation. This articleanalyzes current status of hospital logistics, common logistic transmissionpatterns and constitution ofmedium-sized logistic system, and it also explains economic benefitanalysis of medium-sized logistic system with examples. Next, a detailedsuperiority-inferiority of different kinds of logistic system is discussed.Finally, this article briefly states the precautions during design.关键词：医院 物流传输 系统Keywords: Hospital, Logistictransmission, System1、医院物流的状态随着医院规模的不断扩大，传统的人工运送物品方式越来越不能满足现代化医院的实际需求，现阶段我国大部分医院物流的现状仍然是“专职递送队伍手推车+多部电梯”，这样的物流传输方式有着明显的弊端，主要存在以下几个方面的问题： 人流物流混杂、易感染：运送物品、运送人员、患者、患者家属、医护人员、医院工作人员等经常会相遇在同一空间，在电梯等小范围空间更是近距离接触，容易产生交叉感染。 运送冲突多：特别是运送高峰期时。运送高峰时往往也是人员流动高峰期，患者、运送物品、工作人员等存在争通道、争电梯的现象，患者一般比较急，运送工作也多有时间限制，常常会因为谁先谁后的问题发生冲突，会导致运送工作的不及时完成。 垂直运送效率低：垂直运送均需借助电梯完成，新建大规模医院在考虑垂直运送时也多为增加电梯的方式，可以发现，电梯实际工作时多是“单部响应”、“每层停靠”，20层高的建筑完成一次垂直运送循环最快也需要10分钟左右的时间，与现代化医院的需求相比，垂直运送的效率明显不足。 批量运送不及时：医院住院部的各个病区每天存在大量批量物品运送需求，例如患者口服药品、输液、被服、检验、配餐等，由于电梯运送的限制，经常会有不能按时送到的现象，一定程度上延误了后续工作的展开。 以上问题是目前多数大规模医院普遍存在的问题，而且随着医院规模的不断扩大而越发突出。现代化医院的建设产生了对物品运送的新需求，这不仅是理论上的，而且也是实际应用方面的迫切需求。较难管理：医院日常所需运送物品种类比较复杂，很多物品的运送人员需要掌握必备的医学常识，而物品运送人员多为兼职或更换较频繁的临时用工人员，在一定程度上降低了运送物品的可追朔性，并增大了安全隐患。2、物流传输系统形式及使用情况21 国内情况 为解决新建医院的物品运送实际问题，各医院也在不断进行尝试：气动物流：国内医院从上世纪九十年代开始采用气动物流传输系统进行物品传送，以新建医院的应用居多，目前已应用气动物流的医院大约在1300余家，由于气动物流的载体采用专用传输瓶，特点是体积小、速度快，主要解决重量轻的标本、急用药品的快速传送问题。面对医院内的大量的医用物品传送，如大输液等，气动物流是无法解决。小车物流：自2002以来，随着国家对医疗的逐步重视，对医院的建设资金的投入也逐步加大。载重量在10公斤的小车物流开始陆续进入医院，见图1，首家安装小车物流系统是广州中山大学附属肿瘤医院。. 图1 小车物流到目前为止，国内约有150家医院已经安装了小车物流系统。由于受到小车装载量和小车容积的限制，对于医院床位数多、输液量大的医院，小车物流在规定的时间内完成从配液中心到全部病区的静脉液体的配送是困难，另外由于小车容积限制和车体行走过程中出现倒置的限制，供应室发送给手术室和其他病区的体积较大的手术器械包无法装入小车箱内。目前小车物流的传输效能可以占到医院物品传输的60%左右。小车物流典型代表厂家是德国的瑞仕格公司。中型物流：针对小车物流装载量小、无法满足医院95%的物品传输的这一缺陷问题，在八十年代，由日本舒特公司研制出超过30公斤重的物品传输系统开始安装在医院里。在短短十几年内，中型物流系统在欧美和日本等国家迅速得到了普及。据统计，仅日本就有多达600家医院安装了中型物流传输系统。 2012年，国内几个厂家开始研制中型物流系统，并在医院得到了成功的应用，例如陕西临汾市人民医院，南京鼓楼医院。中型物流系统进入医院后，因运送量大、传输方式简单、运行和维护成本低、解决方案等方面的独特优势深受到医院的广泛的好评，目前已有近二十多家医院在改扩建过程中，已经采购了中型物流传输系统。AGV自动导引车：AGV自动导引车传输系统（AGVS）又称无轨柔性传输系统、自动导车载物系统，是指在计算机和无线局域网络的控制下的无人驾驶自动导引运输车，经磁、激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行并停靠到指定地点，完成一系列物品移载、搬运等作业功能，从而实现医院物品传输。自动导引车一次可以带动500公斤重的小车。自动导引车可以自行走入它的专用电梯里上楼，进入电梯后自动和电梯控制系统无线对接，到达指定楼层后，自行走出电梯。自动导引车因为空间要求、造价的原因，在国内的医院一般很少应用或只在局部科室采用。如江苏省人民医院已经采购此设备。由于自动导引车必须走和它配套的专用电梯，目前相应的电梯配套厂家不多，其应用就受到了一定的限制。 2.2、国际情况 在发达国家80%医院均采用了物流传输系统进行院内物品传送。国际上，上世纪六十年代，开始应用气动物流传输系统进行小型物品的传送；上世纪七十年代，适应中小物品传输的小车物流出现，一定程度上，满足了医院60%的物品传输工作。上世纪九十年代，大中规模物品传送的需求产生了中型物流传送系统、大型自走车传送系统 。随着时间与实践的检验，各类型物流传输系统的实用性也得到了很好的验证：大型自走车传送系统在美国应用广泛，而且均为在全医院使用，主要原因是美国的医院走廊空间较大，患者比较少，自走车不会受到人为的干扰，另外电梯配套厂家多，自走车进入电梯自由；小车物流系统因受车体空间限制、车体旋转、后期维护等方面的影响，很多国家在本世纪初已停止使用该类型设备进行医疗物品传送；而中型物流传输系统因为传输重量以及传输方式的优势，被普通认为是目前比较科学的医院内物品传送应用，更有医院为达到更加完美的院内物品传送效果而采用了气动物流传输系统与中型物流传输系统结合的方式。3、中型物流系统的技术特点中型物流是以大容量传输箱为载体，由多部垂直升降机、多条水平传送轨道、医院各个功能科室及住院部的收发工作站共同构成的立体独立传输通道，且传输箱始终保持水平的方式，平稳的把各种医疗用品传送到任意一个科室上。整个中型物流传输系统是由控制中心、收发工作站、垂直升降机、水平传输线、换向器、换轨机、传输箱、防火门、控制系统、供电系统。参见图2。 图2 中型物流系统示意图3. 1 收发工作站收发工作站是物品发送和接收的平台，根据功能特点不同，通常分为：单轨站、复式工作站站等多种规格。根据每个科室需求的不同、传输量的多少、空间布局和价格等条件配置不同类型的工作站。工作站由接收工作面、发送工作面、触摸操作屏构成，其占地面积：1.6米（长）*0.5米（宽）图3 单轨工作站图4 复式双轨工作站 3.2垂直升降机垂直升降机是安装在竖井通道内，用于垂直上下运送传输箱的设备。见下图5。图5重直升降机示意图升降机技术参数运行方式垂直运行 驱动装置三相 AC380V 50Hz 2.0KW-4.0KW运载能力约110次/小时传输重量50KG提升速度最大3.0米/秒底盘可旋转井道进出可同时三面进出井道尺寸1300毫米（长）*1300毫米（宽）3. 3 水平传送线水平传送线主要用来传输水平方向上的专用设备，通常它要安装在楼层高度不低于4米的吊顶里面或者设备层里。水平传输线在吊顶里的占用空间为：0.5米（宽）*0.6米（高），它是由多个独立的水平传输单元连接而成的，水平传输单元根据水平走向布局设计制造的，每个水平传输单元上都装有传感器，当有传输箱经过时，该传输单元开始工作直至传输箱到达下一个传输单元时，本传输单元停止工作。见图6图6 水平传送机实例展示图3. 4 传送箱传输箱是中型物流传输系统传送物品的智能承载工具。专用传输箱的底部装有IC卡，配置RFID芯片，可以存储发送目的站、发送源地址、发送箱号和记录发送时间等信息。通常医院的手术器械包的的最大尺寸为30cm*30cm*50cm,，提供的传输箱的容积需要能装载下。标准传输箱规格外形大小660L(长) x 460W(宽) x 300H(高) mm传输重量 30kg 50kg箱体材质合成树脂颜 色白色/绿色附 件 内部装有智能ID卡（存有所属科室信息） 图7 传输箱3.5 防火隔离门 在工作站与竖井联通位置安装的防火隔离门，工作站有发送或接收任务时，防火隔离门会自动开启，通过驱动装置使其自动开启或关闭，达到美观的同时可以有效的对空间进行密闭隔离。另外，在水平传输线在经过防火隔离区的时候，需要安装防火隔离门。见图8 图8 防火隔离门隔离门分为上开启型、下开启型、两段上下开启型、两段左右开启型等类型，标准隔离门均为上开启型。接到火灾控制中心传来的火灾信号或专用传输箱通过防火区域的确认信号后，隔离门会自动关闭。3.6 中央控制系统本系统设备由中央监控单元、控制盘、操作盘共同控制运行。 中央控制单元：中央控制单元用来监控系统整体运行状况,集中管理传输系统的全部信息，具有监视监测的功能。它包括动态监视、统计、查询、故障分析、远程诊断。 垂直升降控制单元：主要控制该垂直升降机的运行。 水平传送线控制单元：主要控制该水平传送机中各个机器的运行。 工作站控制单元：主要控制该工作站中各个部件的运行。 工作站操作盘：设置在每个工作站旁，用来发送传输箱的操作设备，同时也显示物流系统运行状态。见9 图9 工作站操作键盘4 中型物流经济效益分析以某家医院为例，从配液中心到A病区楼层（F）人力运输耗时（s）物流传输时间（s）节约时间（s）31230390840412383928465124639485261254396858712623988648127040087091278402876101286404882备注：电梯速度：1.5m/s，中型物流传输速度：垂直速度2m/s，水平传输速度0.4-1.0m/s4.1 工作效率分析每天传输传输次数为300箱，平均每次节省时间是854秒，累计节省时间是71小时，工作效率提高了316%。4.2 人工成本分析如果改为人工搬运物品，平均每趟需45分钟，目前平均每天处理的传输任务达300次，需人工工时：30045=13500分钟=224小时。按八小时工作制计算需要2258 =28人按实际每人3000元/月，人力成本节省28300012=100.8万/年4.3电费成本分析医院共49部电梯，每梯日工作时间14.5小时，每梯日均运行次数290次；所有电梯日均耗电量为6207度，每天所耗电费为4966元 （0.8元/度）；每年耗电电费181万元；按每日减少约300次电梯运送计算：每年节省电费约 20万元5、物流类型的选择5.1 技术指标对比分析表类型指标气动物流小车物流中型物流传输重量5.5KG10KG3050KG传输速度58m/s水平0.6m/s、垂直0.4m/min水平0.4-1.0m/s 垂直3m/s等候时间高峰期排队等候小车存放在车库里，科室不配备小车，需要叫车等候，其在高峰期等候时间较长。科室配备很多的传输箱，没有等候现象，随发随走。主传物品血液、标本、药品、小型器材血液、标本、药品、小型器材、文件、档案、部分输液血液、标本、药品、文件、器械、中心配液、中心供应物品、被服、配餐等几乎所有物品。实际传输重量理论5.5kg，但受载体空间限制理论10kg 3050kg，敞开式传输箱可不受载体空间限制 外 表美观小车外观漂亮，水平轨道安装吊顶下方。水平轨道全部实施隐蔽施工。整体协调美观，不占用天花板以下的空间优 点速度快、效率高比气动物流传输量大，一条轨上可以有多个小车同时发送传输量很大、不受体积限制。传输箱使用存放方便、物品传输过程中始终水平放置。缺 点体积小、重量轻只能传输一些急救物品维护成本高、车离不开轨、物品翻转、物品形状受限。水平传输线在吊顶里占用0.6*0.6米的独立空间通道。 适合传输随机性比较强的小规模物品规格小于车体内部尺寸的物品；不易滴漏、破碎的物品。可以满足医院的95%的物品传输。系统价格5-8万元/站点25-35万元/站点30-40万元/站点未来发展前景（5-10年）中小规模医院或局部传送采用受自身体积限制和高额的维护费用，在欧美和日本逐步淘汰。欧美国家，尤其是日本70%的医院已经使用。5.2 传送适宜性对比表项目气动物流小车物流中型物流静脉中心不适合适合，但需要多次完成适合，一次完成大批量药品（长期医嘱）不适合适合，但需要多次完成适合，一次完成临时医嘱适合适合适合血液制品、血样部分适合适合适合小型手术包不适合适合，但需要多次完成适合，一次完成一次性无菌物流不适合适合，但需要多次完成适合，一次完成检验标本、病例样本部分适合适合（须内置特殊传输载架）适合单据、票据、X片适合适合适合病服不适合不适合适合大型手术包不适合不适合（装载不下）适合手术灭菌盒不适合部分适合适合在两个对比表中我们可以看出，气动物流传输系统适合小型物品、急诊用品的快速传送，解决的是小规模、效率性物品的运送。目前在国内，安装气动物流的医院已经1300家左右，在安装气动物流传输系统的医院，还有大部分的物品还需要人工传送，电梯使用率依然较高，物品传送问题并未完全改善。小车系统目前是国内使用较多的传输设备，自2000年以来，在国内已经安装了大约150家医院，总体的传输效率提高很多。医院60%的物品在小车物流的系统，都可以完成传输。小车物流目前存在问题;小车体积小，转载量量限制，一个病区大输液需要3-4车才能传输完毕；车轨不能分离，取用物品不方便；需要频繁叫空车，叫车等待无形中浪费不少时间和电费；维护费用高，通常每台小车在行走50公里后，必须做一次维护和保养。小车的维护费用在40-100万元/年之间不等。从2000年起，国外的很多医院已经不再采购小车物流传输系统。而国内部分医院因小车高额维护费用过高，已停止使用小车系统的案例已经出现，例如，张家港市某著名医院。 中型物流2011年进入医院，在市场上刚一出现就吸引众多医院的目光。中型物流传输系统全面解决了小车物流传输系统的存在问题，传输量更大，传输的效率最高。工作站可存放多个传输箱，并可顺序发送，发送速度更快。整个物品传输中物品始终保持水平状态，传输更安全。能真正解决医院内物品传输问题，另外维护成本低，只有小车物流的三分之二左右，是非常适合医院的物流传输系统，估计在5年之，中型物流将逐步取代小车物流，是未来医用物流的发展方向。6、中型物流系统实施设计阶段控制要点结合医院科室布局及功能科室的需求来考虑升降机井道的位置、收发工作站位置设置，水平传输线路布局。运量最多的科室，如静配中心、药房应尽量分布在同一水平层，便于水平连结，提高传输效率。病区护士站纵向位置应尽量统一，紧靠井道。6.1 科室收发工作站的选择：通常，静脉配液中心、药房、检验科、中心供应室传输量大，需要设计为五个存储单元的复式工作站，其他护士站客运采用单轨工作站或3存储单元的复式工作站。在方案或初步设计阶段确定产品供应商，在设计过程中需要建筑、消防、装饰等专业配合设计落图。6.2 井道尺寸不同的产品，不同的设计方案，所需要的井道尺寸各不相同，一般来说，大致井道楼板开孔：1.31.3米6.3 吊顶里尺寸不同的产品，不同的设计方案，所需要的水平传输线吊顶里占用的空间是各不相同，一般来说，单传输线在吊顶里占用的空间为：0.6（宽）0.6米（高）6.4 噪音问题通常中型物流系统在运行的过程都会发出不同分贝的噪音，根据国标民用建筑隔声设计规范（GB 50118-2010）对医院科室（如诊室、病房、ICU、化验室、手术室等）的噪音有控制标准要求。只有采用新技术和新工艺是降低物流系统发生的噪音。目前国际上流行的低噪音传输技术通常采用皮带传输方式。房间名称 允许噪声级(A声级，dB)高要求标准 低要求标准 昼间夜间 昼间夜间40 3545 40重症监护室40 3545 40手术室、分娩室40 45化验室40七、物流系统对未来国内大型医院后勤管理的影响。中型物流系统给医院带来的价值 单次传送量大：单次可传送3050公斤重的物品，多数病区的单项工作的批量运送任务一至两次运送即可完成。传输物品全；采用大体积的传输箱传输，传送物品时基本不受物品外形、体积限制，能够满足98%以上物品的传送需求。安全性高：采用平稳水平运送方式，在物品运送的全程均保持传送物品的水平摆放，无振动、翻转、摇晃等现象，能够有效保证物品运送过程中的安全。传送效率高：采用接力式传送方式，各工作任务根据系统指令可直达目的地，在正常操作模式下基本不存在等待、避让、排队等现象。中型物流传输系统的建设可以优化医院的管理流程、提高医护效率、提升医院整体水平，在国际上已是大规模现代化医院普遍使用的成熟运送产品。尤其是日本及欧美国家普遍使用。从现实需求出发，以发展的眼光看，先进的中型物流传输系统必将成为我国各大在建医院重要的设备之一。由于新理念的接受需要过程、国内大规模医院的建设速度较快等原因，相比较而言，目前在物品传送设备的选用上，国内医院与国际先进医院相比，落后了大约十到二十年的时间，这也在一定程度上造成了我们的很多医院在刚建成之初已显落后的尴尬局面。中型物流传输系统可以实现医院院内物流传输自动化，从根本上解决医院内部物品运送的难题，该设备的投入使用必将提升医院的现代化管理水平，保持医院在20年之内不落后。中型物流传输系统的使用大幅度提高了医院的现代化档次，在全国现代化医院建设中，起了典型的示范的作用 实践是检验真理的标准，中型物流传输系统的实用性在国际上已被充分证明，是解决医院院内物品运送的最佳途径。那么它是否能够适合中国的国情，帮助医院解决实际运行中存在的诸多问题，做为新建的三甲级医院，需要我们的建设者与领导者以发展的眼光，结合医院未来运行的实际需求，对这一解决医院物品运送问题的途径进行充分探讨与实践。现代化医院管理要求“医护以患者为中心”，而现实中“医护人员时间被物品运送时间占用”的现象无法被有效解决，物流系统应用后，医护人员时间不再被占用，也不需要对临时运送人员进行培训和监督等，这有效改善了医护人员的工作模式，把更多的时间还给了医护人员，把医护人员还给了患者。目前多数新建三甲医院只解决了床位数增加、设备更新、人力优化等问题，对于一直困扰医院管理的后勤物资运送问题并没有进行有效解决，反而因为医院规模的扩大、楼层的变高而使原有问题更加突出。靠增加运送人员与专用电梯的方式只能是没有办法的办法；只采用气动物流或轨道物流等，由于体积或传送机制等的限制，只能解决部分问题；欲善其事，必利其器。在图纸设计阶段，考虑好物品传输的解决方式问题，将会为以后奠定了基础。做为以较高的现代化医院水准为目标进行建设的公立医院应该向国际先进医院看齐，在院内物品的运送方面进行全方位、现代化的考虑，这不仅是医院实际运行的切实需求，也是医院未来向更高医疗水平、更高服务要求发展的必备需求。参考文献：1、 中国卫生行业标准WS310.2-2009医院消毒供应中心 第2部分：清洗消毒及灭菌技术操作规范2、 民用建筑隔声设计规范（GB 50118-2010（1）6章 医院建筑