自動化物流機器人在醫(yī)用耗材采購中的應用

王 燁

（浙江大學 醫(yī)學院附屬兒童醫(yī)院，杭州 310052）

0 引言

在一定條件下，企業(yè)從供應市場上獲取產(chǎn)品或服務作為自己的資源，以保證企業(yè)的正常生產(chǎn)和經(jīng)營，即商業(yè)過程與物流過程的統(tǒng)一，從資源市場獲取資源的過程是經(jīng)濟活動[1]。醫(yī)學消耗品，又稱醫(yī)學消耗品，一般是指預防、診斷、治療、監(jiān)測、診斷、緩解、監(jiān)視、減少傷害、傷害或殘障，在解剖或手術過程中，對醫(yī)療設備控制和正常工作所必需的其它醫(yī)學設備、材料或物品[2]。

科技的發(fā)展加速了醫(yī)療水平的提高，因此越來越多的醫(yī)療器械相繼出現(xiàn)，這雖然極大地方便了醫(yī)護工作，但是也使醫(yī)用耗材采購變得更加困難[3]。此外，與其它材料相比，醫(yī)療耗材的數(shù)據(jù)量更大，專業(yè)性更強，種類更多，因此醫(yī)療耗材采購管理者很難做到精細化管理。當前，許多醫(yī)院的醫(yī)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(yè)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(yè)加工領域，而向其他行業(yè)延伸。

根據(jù)當前醫(yī)療耗材管理存在的不足，本文開發(fā)并完善了基于現(xiàn)有管理的醫(yī)療耗材半自動管理系統(tǒng)，初步分析了自動化物流機器人在醫(yī)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(yī)用耗材采購中功能分析

1.1 建立采購數(shù)據(jù)庫

運用Excel表格建立自動化物流機器人采購數(shù)據(jù)庫，可對各類數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，輔助決策操作。這種方法在管理、統(tǒng)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(tǒng)內嵌了大量的內建功能、豐富的圖形曲線、強大的數(shù)據(jù)庫分析功能和編程語言。Excel數(shù)據(jù)處理能力為1048576×65536（行列式），完全能滿足大學生醫(yī)療消費數(shù)據(jù)處理的需要。根據(jù)以往的數(shù)據(jù)習慣建立數(shù)據(jù)庫，醫(yī)療耗材查詢表格如表1所示。

表1 醫(yī)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(xiàn)現(xiàn)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(tǒng)。本文使用VBA實現(xiàn)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(tǒng)開發(fā)不同。從圖1中可以看出，只能在目標Excel中打開系統(tǒng)。為確保部門采購信息的絕對安全，將該系統(tǒng)整合并存放于各地區(qū)數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)安全保護分為三個層次，即：第一層，驗證系統(tǒng)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(tǒng)和數(shù)據(jù)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(tǒng)跳轉到啟動操作。如有必要，Excel可設置為打開系統(tǒng)后不可見。該系統(tǒng)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(xiàn)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(shù)據(jù)庫中。若用戶選擇“隱藏工作表”選項，則數(shù)據(jù)庫（Excel工作表）將被隱藏，系統(tǒng)默認進入消耗品查詢狀態(tài)，即進入自動管理模式，如價格查詢，資格審核，發(fā)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(chǎn)品名稱為關鍵字，設置模糊匹配的搜索規(guī)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(yī)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(tǒng)和控制系統(tǒng)。人的身體由臀部，手臂，手等機器組成。傳動系統(tǒng)包括傳動裝置和傳動機構。傳動系統(tǒng)使執(zhí)行器完成相應的動作；控制系統(tǒng)根據(jù)輸入程序將控制指令發(fā)送給傳輸器和執(zhí)行器。

采用物流機器人進行自動化作業(yè)，不僅能提高產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量，而且對降低勞動強度，改善勞動條件，降低生產(chǎn)成本都有重要意義。機器人化技術已經(jīng)成為實現(xiàn)制造自動化、智能化和物流化的重要手段。伴隨著計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，自動化機器人在改變人們生產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)物流自動化。

自動化物流機器人是結合醫(yī)院的空間和臨床需求，根據(jù)物流業(yè)務流程，研制的適用于醫(yī)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(fā)生碰撞反應，從而出現(xiàn)安全問題，可以憑借臨床工作經(jīng)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(xiàn)傳輸?shù)臒o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(chǎn)能要求：年生產(chǎn)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(yī)院在采用自動化物流前，需要重新規(guī)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(yī)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(tǒng)通過HPR系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)接口，利用建立的數(shù)據(jù)接口，與其他系統(tǒng)連接，利用HPR端口與庫存數(shù)據(jù)進行實時同步，醫(yī)務人員也可以利用網(wǎng)絡系統(tǒng)，直接下訂單選擇需要的醫(yī)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(tǒng)的界面，根據(jù)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(jīng)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(jù)系統(tǒng)指令提取高附加值耗材，確認消耗品的數(shù)量和模型驗證系統(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(fā)送訂單數(shù)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(lián)網(wǎng)系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)機器人、人工采購和自動化物流機器人對醫(yī)院耗材進行采購。自動化物流機器人內部系統(tǒng)配置如圖5所示。

圖5 自動化物流機器人內部系統(tǒng)配置

實驗參數(shù)如表2所示。

表2 實驗參數(shù)表

根據(jù)上述參數(shù)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(yī)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(fā)送、盤點和統(tǒng)計庫存。這種方法不但耗時低，而且難以實現(xiàn)100%的準確率。倉管員利用傳統(tǒng)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(fā)票，并根據(jù)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(tǒng)計，減少了人工統(tǒng)計的工作量，并可直接從數(shù)據(jù)庫中獲得分布數(shù)據(jù)，另外，機器人系統(tǒng)還能快速、清晰、準確地獲得高價值的數(shù)據(jù)。

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(shù)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(jù)上圖可知，應用自動化物流機器人的配送準確率明顯優(yōu)于人工配送和傳統(tǒng)機器人配送方式。因醫(yī)院傳統(tǒng)的手工管理方式存在耗材信息不全，對質量和安全問題，醫(yī)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(tǒng)和手術管理信息系統(tǒng)有機地結合，實現(xiàn)對高價值耗材的全流程智能化、數(shù)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(tǒng)具有很強的對接功能，能夠與HPR系統(tǒng)對接，進而提供高質量的物流數(shù)據(jù)，在進行醫(yī)用耗材管理時，自動化物流機器人也能夠實現(xiàn)監(jiān)控，醫(yī)護人員直接通過手術室終端，就能查詢倉庫內部的耗材。數(shù)據(jù)分析模塊能夠很好地配置數(shù)據(jù)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(yī)用耗材采購中有廣泛的應用空間。

4 結語

物聯(lián)網(wǎng)智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了相關產(chǎn)品的發(fā)展，如果僅僅依靠物聯(lián)網(wǎng)進行信息管理，很難適應新時期醫(yī)院信息化建設的要求。為提升醫(yī)院智能化、自動化水平，增強品牌競爭力，物聯(lián)網(wǎng)與醫(yī)院智能設備的有效集成勢在必行。智能化物聯(lián)網(wǎng)技術在醫(yī)院實施精細化管理，降低運行成本，提高醫(yī)療質量方面發(fā)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(yī)用耗材的精細化管理。本文分析了自動化物流在醫(yī)用耗材中的應用，為一用采集實現(xiàn)自動化管理奠定了基礎。