ST160C氣動物流傳輸系統運行效率提升研究

馬軍，趙衛全，陳偉杰，洪恩潤

1.麗水市中心醫院 設備處，浙江 麗水 323000；2.麗水市第二人民醫院 設備科，浙江 麗水 323000

引言

醫用物流系統集合了物流、信息流特性，是一個復雜的系統，需要物流技術、信息技術、管理科學等方面的支撐[1-2]。醫院物流系統建設趨向于現代化、智能化，傳統的“人員+手推車+電梯”的物流模式正逐步被自動化物流系統所取代[3-5]。

近年來，醫院通過引進物流系統來提升電梯使用效率，降低人為原因所引起的配送差錯，提高醫務人員專業醫療服務能力，節約醫院運營成本[6-7]。氣動物流傳輸系統能夠真正將醫護工作者還給患者，解決醫療工作效率低、人力資源浪費、交叉感染等問題[8-9]。醫院氣動物流傳輸系統的建設，實現了醫院人員流和物品流的分離和高效傳輸，是醫院信息化、智能化的重要體現，為醫院創造了良好的經濟效益和社會效益[10-12]。

氣動物流傳輸系統是國內目前使用較為廣泛的一種醫用物流系統，其工作原理是通過密閉管道，用氣壓將物品送到目的地[13-15]。我院ST160C氣動物流傳輸系統于2013年試運行，整個物流網絡現有3個動力通路，80個樓層站點，覆蓋我院門急診樓、外科樓、內科1號樓和內科2號樓，實現院內門診、醫技、臨床科室的連接[16-17]。全年24 h不間斷運行，系統運行效率逐漸降低，本文通過對影響運行效率的原因進行分析，并進行針對性的改善，提升系統運行效率。

1 問題現象與分析

1.1 監測點布局不合理，故障點定位精度不夠

氣動物流傳輸系統的監測點由光電傳感器和控制電路組成，位于換向器或者樓層站點內，傳輸瓶通過光電傳感器后產生一個光電信號，光電信號通過控制電路轉化，在系統軟件上形成一個綠點，通過綠點可定位傳輸瓶的位置區間。但是，我院物流系統監測點的管路區間差異大，部分管路區間長度過長，故障點定位精度不夠，故障排查難度大、時間長，故障排查效率差，影響了系統的運行效率。

1.2 風機動力不足，高層站點運送慢，故障多

氣動物流傳輸系統的風機動力系統由3臺南方NXW40型漩渦風機組成，額定功率為5.5 kW，每臺可提供446 m3/h的壓縮空氣。我院物流系統總共分為三期項目建設，一期19個站點，二期23個站點，三期38個站點。隨著使用年限和部件損耗的增加，管路內的動力變小，運送速度變慢，傳輸故障變多，風機動力系統無法滿足高樓層站點的動力供應。

1.3 軟件功能不全面，站點無故障提示

氣動物流傳輸系統的液晶顯示界面沒有故障信息顯示功能，傳輸不成功、系統關閉或進入手動控制模式、路由（光電傳感器）信號丟失等情況均無提示信息，使用人員無法實時知曉物流系統運行情況，由人為因素引發的錯誤操作導致傳輸物品滯留在始發站點，影響傳輸效率。

1.4 傳輸瓶維修頻率高、維修周期長，影響系統運行效率

傳輸瓶的故障主要發生在粘扣帶和IC卡固定兩方面。傳輸瓶傳輸時粘扣帶和管路摩擦產生磨損、鼓包，導致系統運行故障[18]，傳輸瓶傳輸和掉落過程中頻繁撞擊容易使兩端瓶蓋處的IC卡固定件斷裂，IC卡掉落在傳輸桶中無法被識別，因此粘扣帶和IC卡固定件是日常維護中經常要更換的配件。更換粘扣帶需將老粘扣帶撕下，將橡膠圈上的膠水打磨干凈，刷上新的組合膠水，裝上新粘扣帶，用固定箍箍緊12 h后方可使用。IC卡固定件采用2立柱固定，在頻繁的撞擊中易斷裂。傳輸瓶維修工作量大，維修周期長，給維護和使用人員均造成了不便。

2 改進措施

2.1 增加監測點數量，減小管路區間長度

根據使用經驗和廠家的意見，故障點定位精度在20 m以內能夠最快速地排除故障。我院氣動物流傳輸系統相鄰監測點間的管路區間共有128個，其中大于20 m的比例為34.4%，嚴重影響了故障排除的時間。為此，設計了監測盒裝置，一個監測盒包含一個光電傳感器、一個信號采集控制電路板、一個穩壓電源，在超過20 m的區間內選擇合適位置增設20個監測盒，提高故障點定位精度。

2.2 選擇合適性能的風機，滿足傳輸要求

調研同行業類似規模氣動物流傳輸系統的風機動力系統，目前氣動物流傳輸系統在用的電機主要有南方風機和佛爾盛風機兩個品牌，風機功率主要有5.5、7.5、15 kW，參考廠家的指導意見，使用15 kW的風機會大大增加傳輸瓶和管路的撞擊力，不利于系統穩定運行，現場對5.5 kW和7.5 kW風機進行高樓層動力傳輸對比試驗后，確定使用額定功率為7.5 kW的漩渦風機進行動力供應。

2.3 合作開發控制軟件新版本，實現站點故障信息提示

充分和廠家溝通用戶使用需求，建議其開發站點報警提示功能，并同意利用我院氣動物流傳輸系統做新版本軟件穩定性測試，在原4.4.2版本基礎上，合作開發5.0.1版本。5.0.1版本通過增加系統節點自動刷新、路由自動檢測模塊，控制軟件可以實時監測系統內換向器、站點的通信連接和傳輸瓶的位置；其次在樓層站點控制主板上開通雙路由監測功能，通過在站點進氣位置和傳輸瓶掉落位置各設置一個路由，能夠準確地判別傳輸是否成功，增加報警信息準確性。通過新版本的開發，成功實現站點故障信息提示。

2.4 改進傳輸瓶設計，減少維修頻次，延長使用壽命

要更好地使用傳輸瓶，必須針對粘扣帶和IC卡固定件進行改進。設想尋找一種高密度型毛刷粘扣帶替換原車縫粘扣帶，改進粘貼方式，改進傳輸瓶瓶蓋上的IC卡固定件，將原2立柱固定增加到4立柱固定。通過聯系傳輸瓶生產廠家確認，可以定制錦綸材質的高密度型毛刷粘扣帶，固定方式用熱熔膠材質背膠+螺絲的方式替代復合膠水，可以生產4立柱IC卡固定件的傳輸瓶瓶蓋。

3 改進效果

3.1 提高故障點定位精度，減少故障排除時間

選擇改進前5個大于20 m的管路區間，通過手動控制模式隨機將傳輸瓶傳輸至每個區間內4次，統計改進前后20次定位傳輸桶位置的平均時間，改進數據如表1所示。

表1 監測點改進效果

可見，增設監測點減小了管路區間差異性，故障點定位精度基本在20 m內，有效減少了故障排除的時間。

3.2 風力動力充足，滿足高樓層站點使用

我院氣動物流系統目前最高樓層站點為25樓站點，由氣動物流廠家提供風機設備，使用生理鹽水作為載重物，同一起始站點，選擇外科樓25樓站點進行高樓層不同載重下的重復性動力傳輸試驗，重復次數為10次，只計算成功傳輸次數的平均傳輸時間，改進前后風機動力傳輸數據如表2所示。

表2 風機動力改進效果

3.3 使用人員實時掌握系統運行情況，增加工作效率

運行5.0.1版本后，通過系統設置選擇報警選項，可以根據使用情況設置報警項目（圖1）。當故障符合設置的報警項目時，站點屏幕上會顯示報警提示（圖2），有報警提示時，站點無法使用。

圖1 報警項目設置

圖2 報警提示界面

3.4 優化傳輸瓶設計，降低傳輸瓶維修工作量和成本

新老款傳輸瓶改進對比如圖3所示。我院氣動物流傳輸系統平均傳輸量最大的6個科室為檢驗科、藥房、手術室、監護室、輸血科、病理科，選擇這6個科室投放全新的新老款傳輸瓶各一個進行試驗，統計3個月的傳輸瓶維修數據，詳見表3。

表3 傳輸瓶改進效果

圖3 新老款傳輸瓶改進對比圖

4 討論與總結

通過增設監測盒，增加了氣動物流傳輸系統的傳輸瓶位置監測和故障點定位能力，工程師能夠更快地查找管路中傳輸瓶的位置，排除故障。隨著氣動物流傳輸系統運行時間的增長，管路部件難免出現磨損、老化、漏風的現象，加上系統負載站點的增加，風機動力必須得到及時的加強，保障高樓層、遠距離站點的使用。通過系統軟件新版本的開發，使用人員可以實時了解系統的運行情況，減少錯誤操作，保證傳輸物資的及時性，得到了使用人員的一致好評。同時，和廠家的充分溝通和合作，使工程師可以更加了解系統的原理和設計，能夠更好地維護系統的運行。傳輸桶的優化設計，減少了工程師的維修工作量，增加了傳輸桶的使用周期，保證了傳輸桶的使用連續性，也為醫院節省了維修開支。

以往醫用物流傳輸系統的效率提升案例主要側重于使用培訓、人員管理、制度管理等方面的提升[19-20]。本文的效率提升主要針對實際運用性能方面的提升，具體創新點如下：

（1）我院是浙江省首家研究氣動物流傳輸系統故障點定位精度的單位，并將故障點定位精度控制在20 m內，是目前所知省內氣動物流系統中定位精度的最高水平，大大提升了系統的故障排除效率。

（2）我院是浙江省內唯一運行氣動物流傳輸系統5.0.1版本的單位，具有最智能、最全面的系統報警信息提示功能，新版本軟件的運行，提高了使用人員滿意度，降低了人為因素造成的故障率，提升了系統運行效率。

（3）致力于傳輸瓶的優化設計并成功轉化為實物，經測試使用效果好，已完成全院物流瓶的更換。新款傳輸瓶大大降低了維護人員的工作量，減少了醫院的維修成本支出。

綜上所述，本次我院針對氣動物流傳輸系統的優化提升有效地改善了系統的運行效率和故障頻次，使系統更加穩定高效的運行，更好地服務于臨床一線，助力醫院智能化建設。