自動化物流機器人在醫用耗材采購中的應用

王 燁

（浙江大學 醫學院附屬兒童醫院，杭州 310052）

0 引言

在一定條件下，企業從供應市場上獲取產品或服務作為自己的資源，以保證企業的正常生產和經營，即商業過程與物流過程的統一，從資源市場獲取資源的過程是經濟活動[1]。醫學消耗品，又稱醫學消耗品，一般是指預防、診斷、治療、監測、診斷、緩解、監視、減少傷害、傷害或殘障，在解剖或手術過程中，對醫療設備控制和正常工作所必需的其它醫學設備、材料或物品[2]。

科技的發展加速了醫療水平的提高，因此越來越多的醫療器械相繼出現，這雖然極大地方便了醫護工作，但是也使醫用耗材采購變得更加困難[3]。此外，與其它材料相比，醫療耗材的數據量更大，專業性更強，種類更多，因此醫療耗材采購管理者很難做到精細化管理。當前，許多醫院的醫療費用管理都是機械化管理。伴隨著我國物流自動化、智能化水平的不斷提高，工業機器人的應用領域也將進一步拓展。其應用范圍將不再局限于工業加工領域，而向其他行業延伸。

根據當前醫療耗材管理存在的不足，本文開發并完善了基于現有管理的醫療耗材半自動管理系統，初步分析了自動化物流機器人在醫用耗材采購中的應用，并通過實驗探究了應用效果。

1 自動化物流機器人在醫用耗材采購中功能分析

1.1 建立采購數據庫

運用Excel表格建立自動化物流機器人采購數據庫，可對各類數據進行統計分析，輔助決策操作。這種方法在管理、統計和財務等方面有廣泛的應用。Visual Basic支持Excel應用程序編程，該系統內嵌了大量的內建功能、豐富的圖形曲線、強大的數據庫分析功能和編程語言。Excel數據處理能力為1048576×65536（行列式），完全能滿足大學生醫療消費數據處理的需要。根據以往的數據習慣建立數據庫，醫療耗材查詢表格如表1所示。

表1 醫療耗材查詢表格

1.2 建立功能模塊

自動化物流機器人利用VBA語言建立功能模塊，可以將VBA寄生在 Office軟件中，實現現有主機軟件如Excel的自動化。VBA技術已廣泛用于小型ERP、OA等通用的半自動控制系統。本文使用VBA實現了主要功能，圖1中顯示了功能模塊的結構。

圖1 功能模塊結構圖

由于VBA是一個寄生在Excel中的visual Basic腳本，因此與不包含任何標準應用程序的其他系統開發不同。從圖1中可以看出，只能在目標Excel中打開系統。為確保部門采購信息的絕對安全，將該系統整合并存放于各地區數據庫中。數據安全保護分為三個層次，即：第一層，驗證系統的基本輸入輸出；第二層，驗證媒體訪問控制層的用戶名/密碼；第三層，驗證用戶名/密碼。如果系統和數據庫同時滿足三個安全級別，則可以打開；如果不滿足安全級別，則系統跳轉到啟動操作。如有必要，Excel可設置為打開系統后不可見。該系統由輸入、修改、刪除、訂單管理、資質審核、查詢、比價、售后等功能模塊組成，實現了對各個結構的整合。

1.3 建立調試模塊

自動化物流機器人內部是一個半自動管理程序，將腳本程序嵌入數據庫中。若用戶選擇“隱藏工作表”選項，則數據庫（Excel工作表）將被隱藏，系統默認進入消耗品查詢狀態，即進入自動管理模式，如價格查詢，資格審核，發貨，售后管理等；若用戶選擇“顯示工作表”選項，則顯示Excel工作表。使用者可進入手動工作模式，再手動輸入資料庫，如修改、刪除等；另外，在手動模式下，可設定快捷鍵進入自動模式。價目表查詢功能模塊以產品名稱為關鍵字，設置模糊匹配的搜索規則。使用者可透過【價格表查詢】介面，快速而準確地查詢消費品的價格表，并按相應的查詢方塊查看消費品的詳情。

2 自動化物流機器人在醫用耗材采購流程

自動化物流機器人是結合機電一體化、信息化、人工智能等多學科的自動化設備，自動化物流機器人主要包括車體、傳動系統和控制系統。人的身體由臀部，手臂，手等機器組成。傳動系統包括傳動裝置和傳動機構。傳動系統使執行器完成相應的動作；控制系統根據輸入程序將控制指令發送給傳輸器和執行器。

采用物流機器人進行自動化作業，不僅能提高產品的質量和產量，而且對降低勞動強度，改善勞動條件，降低生產成本都有重要意義。機器人化技術已經成為實現制造自動化、智能化和物流化的重要手段。伴隨著計算機網絡技術的發展，自動化機器人在改變人們生產生活方式方面得到了廣泛的應用。

作為一項新興的社會科學科技成果，智能物流機器人的出現主要是為了解決人力資源短缺、工作效率低下等問題，以代替人工勞動，實現物流自動化。

自動化物流機器人是結合醫院的空間和臨床需求，根據物流業務流程，研制的適用于醫院的智能物流機器人。自動化物流機器人的選型要滿足靈敏度要求，要防止在工作過程中發生碰撞反應，從而出現安全問題，可以憑借臨床工作經驗而進行反饋，進而完成采集。

自動化物流機器人如圖2所示。

圖2 自動化物流機器人

如圖2所示，自動化物流機器人符合手術室要求：

1）靈敏度要求：通過感應接觸技術進行避障。

2）安全性要求：通過獨立密封來實現傳輸的無菌要求。工作人員只能通過密碼才能得到權限，開門后，只能取出屬于手術室的消耗品。效能要求：設計3個獨立隔間，支持1輛汽車同時運送3個手術室，方便大型運營中心的高頻運輸需求。

3）產能要求：年生產能力260噸，承載能力300公斤/年，可方便地加工異型消耗品。同時也支持特殊長消耗品的定制。

圖3是自動化智能物流機器人功能框圖。

為使智能物流機器人更好地完成配送，醫院在采用自動化物流前，需要重新規劃和調整手術室的走廊空間。重新設定通道識別方案、員工通道方案、病床點定位方案、智能物流機器人電線桿定位方案。路標可使醫護人員和被運送病人按計劃行走，避免自動化物流造成管理混亂。

自動化物流機器人系統通過HPR系統建立數據接口，利用建立的數據接口，與其他系統連接，利用HPR端口與庫存數據進行實時同步，醫務人員也可以利用網絡系統，直接下訂單選擇需要的醫用耗材。

圖3 自動化智能物流機器人功能框圖

自動物流配送流具體流程如圖4所示。

圖4 智能物流機器人配送流程

從圖4中可以看出，各手術室的工作人員都進入了自動化物流機器人調度系統的界面，根據需要下訂單，下了單，自動化物流機器人就在備貨倉門口待命；二級倉庫經理接收到送到手術室的部門分配意味著檢查房間里的高價值耗材，并根據系統指令提取高附加值耗材，確認消耗品的數量和模型驗證系統界面，單擊OK，使用管理員的二維碼打開機器人云存儲箱，將高值耗材框材料放入框內，點擊"On"；自動化物流機器人按照會議系統設定的路線，自動到達指定的手術室；自動化物流機器人到達手術室后，發出送到手術室的通知，手術室護士掃描二維碼取出耗材：完成任務后，自動化物流機器人返回充電點完成接活。

通過自動化物流機器人分析原材料需求，分析公式為：

方差計算公式為：

在確定均值和方差后，計算采購量：

其中，K為發送訂單數量，ri為用戶量，y為采購量。

當高值耗材較多時，移動護士只需在聯網系統中點擊“退回”按鈕，選擇需要退回的科室，確認退回；自動化物流機器人接到轉運指令后，立即趕到手術室門口；護士將高值耗材剩余物品放入自動化物流機器人的儲物盒，自動化物流機器人自動送回二級倉庫，倉庫管理員收到后將其退回。

自動化物流機器人將自動記錄每天實際使用的每一次高價值消費。管理人員可直接通過系統查看當天、當月的日常消費情況，并可對用戶進行跟蹤。它也會記錄工作人員從下訂單到云端機器人進入手術室的整個過程。

3 應用效果實驗探究

為驗證自動化物流機器人的應用效果，選用傳統機器人、人工采購和自動化物流機器人對醫院耗材進行采購。自動化物流機器人內部系統配置如圖5所示。

圖5 自動化物流機器人內部系統配置

實驗參數如表2所示。

表2 實驗參數表

根據上述參數和配置進行實驗，得到實驗結果如圖6所示。

圖6 配送時間實驗結果

醫院的倉庫里有很多種高價值消耗品，倉庫管理者需要花很多時間來接收、發送、盤點和統計庫存。這種方法不但耗時低，而且難以實現100%的準確率。倉管員利用傳統的人力資源對倉庫進行管理。每天早晨，他們需要收集前一天的大量發票，并根據有效期重新整理，然后檢查前一天的使用記錄是否丟失。利用自動化物流機器人進行分布統計，減少了人工統計的工作量，并可直接從數據庫中獲得分布數據，另外，機器人系統還能快速、清晰、準確地獲得高價值的數據。

實驗結果表明，該自動化物流機器人能有效地縮短每天出貨前、出貨后和出貨后的檢驗時間，減少了日常采購數量，提高了檢驗效率。對于減少高價值消耗品的泄漏、誤差具有明顯作用。

配送準確率如圖7所示。

圖7 配送準確率實驗結果

根據上圖可知，應用自動化物流機器人的配送準確率明顯優于人工配送和傳統機器人配送方式。因醫院傳統的手工管理方式存在耗材信息不全，對質量和安全問題，醫護人員操作后記錄不全，不登記，不及時報告，每日進出，庫存消耗大，耗時長等缺點，在手術中所用的耗材有很多暫時性的改變。將物流機器人配送系統和手術管理信息系統有機地結合，實現對高價值耗材的全流程智能化、數字化和流程化信息管理，有效地提高了配送的準確性。

用戶滿意度實驗結果如表3所示。

表3 用戶滿意度實驗結果

自動化物流機器人內部系統具有很強的對接功能，能夠與HPR系統對接，進而提供高質量的物流數據，在進行醫用耗材管理時，自動化物流機器人也能夠實現監控，醫護人員直接通過手術室終端，就能查詢倉庫內部的耗材。數據分析模塊能夠很好地配置數據源，以自動化的方式進行采集、整理、分析，來降低收集的時間和費用，而且能夠隨時檢查。綜上所述，自動化物流機器人在醫用耗材采購中有廣泛的應用空間。

4 結語

物聯網智能產業的發展帶動了相關產品的發展，如果僅僅依靠物聯網進行信息管理，很難適應新時期醫院信息化建設的要求。為提升醫院智能化、自動化水平，增強品牌競爭力，物聯網與醫院智能設備的有效集成勢在必行。智能化物聯網技術在醫院實施精細化管理，降低運行成本，提高醫療質量方面發揮著重要作用。手術間耗材的自動化配送，不僅能夠提高物流供應效率，而且能夠有效加強醫用耗材的精細化管理。本文分析了自動化物流在醫用耗材中的應用，為一用采集實現自動化管理奠定了基礎。