自动化物流机器人在医用耗材采购中的应用

王 烨

（浙江大学 医学院附属儿童医院，杭州 310052）

0 引言

在一定条件下，企业从供应市场上获取产品或服务作为自己的资源，以保证企业的正常生产和经营，即商业过程与物流过程的统一，从资源市场获取资源的过程是经济活动[1]。医学消耗品，又称医学消耗品，一般是指预防、诊断、治疗、监测、诊断、缓解、监视、减少伤害、伤害或残障，在解剖或手术过程中，对医疗设备控制和正常工作所必需的其它医学设备、材料或物品[2]。

科技的发展加速了医疗水平的提高，因此越来越多的医疗器械相继出现，这虽然极大地方便了医护工作，但是也使医用耗材采购变得更加困难[3]。此外，与其它材料相比，医疗耗材的数据量更大，专业性更强，种类更多，因此医疗耗材采购管理者很难做到精细化管理。当前，许多医院的医疗费用管理都是机械化管理。伴随着我国物流自动化、智能化水平的不断提高，工业机器人的应用领域也将进一步拓展。其应用范围将不再局限于工业加工领域，而向其他行业延伸。

根据当前医疗耗材管理存在的不足，本文开发并完善了基于现有管理的医疗耗材半自动管理系统，初步分析了自动化物流机器人在医用耗材采购中的应用，并通过实验探究了应用效果。

1 自动化物流机器人在医用耗材采购中功能分析

1.1 建立采购数据库

运用Excel表格建立自动化物流机器人采购数据库，可对各类数据进行统计分析，辅助决策操作。这种方法在管理、统计和财务等方面有广泛的应用。Visual Basic支持Excel应用程序编程，该系统内嵌了大量的内建功能、丰富的图形曲线、强大的数据库分析功能和编程语言。Excel数据处理能力为1048576×65536（行列式），完全能满足大学生医疗消费数据处理的需要。根据以往的数据习惯建立数据库，医疗耗材查询表格如表1所示。

表1 医疗耗材查询表格

1.2 建立功能模块

自动化物流机器人利用VBA语言建立功能模块，可以将VBA寄生在 Office软件中，实现现有主机软件如Excel的自动化。VBA技术已广泛用于小型ERP、OA等通用的半自动控制系统。本文使用VBA实现了主要功能，图1中显示了功能模块的结构。

图1 功能模块结构图

由于VBA是一个寄生在Excel中的visual Basic脚本，因此与不包含任何标准应用程序的其他系统开发不同。从图1中可以看出，只能在目标Excel中打开系统。为确保部门采购信息的绝对安全，将该系统整合并存放于各地区数据库中。数据安全保护分为三个层次，即：第一层，验证系统的基本输入输出；第二层，验证媒体访问控制层的用户名/密码；第三层，验证用户名/密码。如果系统和数据库同时满足三个安全级别，则可以打开；如果不满足安全级别，则系统跳转到启动操作。如有必要，Excel可设置为打开系统后不可见。该系统由输入、修改、删除、订单管理、资质审核、查询、比价、售后等功能模块组成，实现了对各个结构的整合。

1.3 建立调试模块

自动化物流机器人内部是一个半自动管理程序，将脚本程序嵌入数据库中。若用户选择“隐藏工作表”选项，则数据库（Excel工作表）将被隐藏，系统默认进入消耗品查询状态，即进入自动管理模式，如价格查询，资格审核，发货，售后管理等；若用户选择“显示工作表”选项，则显示Excel工作表。使用者可进入手动工作模式，再手动输入资料库，如修改、删除等；另外，在手动模式下，可设定快捷键进入自动模式。价目表查询功能模块以产品名称为关键字，设置模糊匹配的搜索规则。使用者可透过【价格表查询】介面，快速而准确地查询消费品的价格表，并按相应的查询方块查看消费品的详情。

2 自动化物流机器人在医用耗材采购流程

自动化物流机器人是结合机电一体化、信息化、人工智能等多学科的自动化设备，自动化物流机器人主要包括车体、传动系统和控制系统。人的身体由臀部，手臂，手等机器组成。传动系统包括传动装置和传动机构。传动系统使执行器完成相应的动作；控制系统根据输入程序将控制指令发送给传输器和执行器。

采用物流机器人进行自动化作业，不仅能提高产品的质量和产量，而且对降低劳动强度，改善劳动条件，降低生产成本都有重要意义。机器人化技术已经成为实现制造自动化、智能化和物流化的重要手段。伴随着计算机网络技术的发展，自动化机器人在改变人们生产生活方式方面得到了广泛的应用。

作为一项新兴的社会科学科技成果，智能物流机器人的出现主要是为了解决人力资源短缺、工作效率低下等问题，以代替人工劳动，实现物流自动化。

自动化物流机器人是结合医院的空间和临床需求，根据物流业务流程，研制的适用于医院的智能物流机器人。自动化物流机器人的选型要满足灵敏度要求，要防止在工作过程中发生碰撞反应，从而出现安全问题，可以凭借临床工作经验而进行反馈，进而完成采集。

自动化物流机器人如图2所示。

图2 自动化物流机器人

如图2所示，自动化物流机器人符合手术室要求：

1）灵敏度要求：通过感应接触技术进行避障。

2）安全性要求：通过独立密封来实现传输的无菌要求。工作人员只能通过密码才能得到权限，开门后，只能取出属于手术室的消耗品。效能要求：设计3个独立隔间，支持1辆汽车同时运送3个手术室，方便大型运营中心的高频运输需求。

3）产能要求：年生产能力260吨，承载能力300公斤/年，可方便地加工异型消耗品。同时也支持特殊长消耗品的定制。

图3是自动化智能物流机器人功能框图。

为使智能物流机器人更好地完成配送，医院在采用自动化物流前，需要重新规划和调整手术室的走廊空间。重新设定通道识别方案、员工通道方案、病床点定位方案、智能物流机器人电线杆定位方案。路标可使医护人员和被运送病人按计划行走，避免自动化物流造成管理混乱。

自动化物流机器人系统通过HPR系统建立数据接口，利用建立的数据接口，与其他系统连接，利用HPR端口与库存数据进行实时同步，医务人员也可以利用网络系统，直接下订单选择需要的医用耗材。

图3 自动化智能物流机器人功能框图

自动物流配送流具体流程如图4所示。

图4 智能物流机器人配送流程

从图4中可以看出，各手术室的工作人员都进入了自动化物流机器人调度系统的界面，根据需要下订单，下了单，自动化物流机器人就在备货仓门口待命；二级仓库经理接收到送到手术室的部门分配意味着检查房间里的高价值耗材，并根据系统指令提取高附加值耗材，确认消耗品的数量和模型验证系统界面，单击OK，使用管理员的二维码打开机器人云存储箱，将高值耗材框材料放入框内，点击"On"；自动化物流机器人按照会议系统设定的路线，自动到达指定的手术室；自动化物流机器人到达手术室后，发出送到手术室的通知，手术室护士扫描二维码取出耗材：完成任务后，自动化物流机器人返回充电点完成接活。

通过自动化物流机器人分析原材料需求，分析公式为：

方差计算公式为：

在确定均值和方差后，计算采购量：

其中，K为发送订单数量，ri为用户量，y为采购量。

当高值耗材较多时，移动护士只需在联网系统中点击“退回”按钮，选择需要退回的科室，确认退回；自动化物流机器人接到转运指令后，立即赶到手术室门口；护士将高值耗材剩余物品放入自动化物流机器人的储物盒，自动化物流机器人自动送回二级仓库，仓库管理员收到后将其退回。

自动化物流机器人将自动记录每天实际使用的每一次高价值消费。管理人员可直接通过系统查看当天、当月的日常消费情况，并可对用户进行跟踪。它也会记录工作人员从下订单到云端机器人进入手术室的整个过程。

3 应用效果实验探究

为验证自动化物流机器人的应用效果，选用传统机器人、人工采购和自动化物流机器人对医院耗材进行采购。自动化物流机器人内部系统配置如图5所示。

图5 自动化物流机器人内部系统配置

实验参数如表2所示。

表2 实验参数表

根据上述参数和配置进行实验，得到实验结果如图6所示。

图6 配送时间实验结果

医院的仓库里有很多种高价值消耗品，仓库管理者需要花很多时间来接收、发送、盘点和统计库存。这种方法不但耗时低，而且难以实现100%的准确率。仓管员利用传统的人力资源对仓库进行管理。每天早晨，他们需要收集前一天的大量发票，并根据有效期重新整理，然后检查前一天的使用记录是否丢失。利用自动化物流机器人进行分布统计，减少了人工统计的工作量，并可直接从数据库中获得分布数据，另外，机器人系统还能快速、清晰、准确地获得高价值的数据。

实验结果表明，该自动化物流机器人能有效地缩短每天出货前、出货后和出货后的检验时间，减少了日常采购数量，提高了检验效率。对于减少高价值消耗品的泄漏、误差具有明显作用。

配送准确率如图7所示。

图7 配送准确率实验结果

根据上图可知，应用自动化物流机器人的配送准确率明显优于人工配送和传统机器人配送方式。因医院传统的手工管理方式存在耗材信息不全，对质量和安全问题，医护人员操作后记录不全，不登记，不及时报告，每日进出，库存消耗大，耗时长等缺点，在手术中所用的耗材有很多暂时性的改变。将物流机器人配送系统和手术管理信息系统有机地结合，实现对高价值耗材的全流程智能化、数字化和流程化信息管理，有效地提高了配送的准确性。

用户满意度实验结果如表3所示。

表3 用户满意度实验结果

自动化物流机器人内部系统具有很强的对接功能，能够与HPR系统对接，进而提供高质量的物流数据，在进行医用耗材管理时，自动化物流机器人也能够实现监控，医护人员直接通过手术室终端，就能查询仓库内部的耗材。数据分析模块能够很好地配置数据源，以自动化的方式进行采集、整理、分析，来降低收集的时间和费用，而且能够随时检查。综上所述，自动化物流机器人在医用耗材采购中有广泛的应用空间。

4 结语

物联网智能产业的发展带动了相关产品的发展，如果仅仅依靠物联网进行信息管理，很难适应新时期医院信息化建设的要求。为提升医院智能化、自动化水平，增强品牌竞争力，物联网与医院智能设备的有效集成势在必行。智能化物联网技术在医院实施精细化管理，降低运行成本，提高医疗质量方面发挥着重要作用。手术间耗材的自动化配送，不仅能够提高物流供应效率，而且能够有效加强医用耗材的精细化管理。本文分析了自动化物流在医用耗材中的应用，为一用采集实现自动化管理奠定了基础。