新建医院如何整体规划自导航机器人物流系统？
2020.09.09
来源：筑医台资讯
作者：韩艳峰
作者：喊 筑医台咨询
一、机器人物流系统概述
在传统的医院管理中，粗放式、散乱式的物流管理看似并未给医院运行带来太大问题，但其面临的困境其实较为明显：以人力为主的传统物流方式，在运送时间与运送路线的选择上无法固定，紊乱的运输不仅导致部分运输通道或电梯拥挤，延迟运输到达时间，而且手推车的人力运输方式容易造成门、墙等部位的损坏。此外，大型医院尤其是三甲医院，运货量、人力管理成本及人力管理难度都比较大，因此，需要有针对性的管理措施。从医院安全角度出发，由于运输线路的不确定性，人流物流混杂，极大地增加了感染风险、碰撞风险和跌倒风险。
医院物流的形式一定是随着医院物流的种类方向发展的。医院物流的种类主要分为运输需求和仓储需求。仓储需求主要体现在手术室、供应室、药房、静配中心、后勤库房。运输需求主要体现在运输不是十分紧急的餐饮、洁衣污衣、垃圾、大批量药品以及相对紧急的单剂量药品、夜间医嘱药品、待检标本、快速病理、血袋等。传统的物流形式一般由专职递送人员乘坐电梯进行运输，而机械化、智能化物流系统则借助信息化、数字化手段完成精确的医院物流任务。
智能医用物流机器人是一种可以自动感知并躲避障碍、携带多个物品抽屉、适用于医院特殊使用环境并可与医疗系统无缝对接的智能物流设备，主要应用于药箱、医疗器械、各种耗材、单据类、标本类、餐食类、自动售货、垃圾回收等。
智能医疗机器人的优势是可以配合医院其他物流系统完成末端运输或解决同层病区的近距离物流运输。此外，通过智能化、人性化设置，服务到人，递送精准。智能物流机器人应用范围广泛，应用时无须改造病区环境且安全性高；其缺点是目前只能在同层使用，尚处于发展阶段。
二、机器人物流系统规划
以下技术指标仅供设计参考，具体以最新机器人行业技术发展要求为准。
01、物流物资量规划
机器人由机械装置（车体、车轮、移载装置、安全装置、转向装置）、动力装置（运行电机、转向电机、蓄电池及充电装置）、控制系统（信息传输及处理、驱动控制、转向控制、安全装置）等组成，机器人载重量在100-500kg范围，机器人可以实现院内输液袋、餐饮、被服、生活垃圾、器械包等批量、大件物资的回收。
需 运输物资量估算：因各医院实际情况不同等原因，在此只做粗略估算仅做参考。
1）护理单元输液袋：每袋250毫升，每床3-4袋，每日平均运输2次（上午、下午），机器人平均单次运输1-2个护理单元输液量。
2）护理单元餐饮：每份800毫升，机器人平均每日运输3次（早、中、晚），饭盒平均规格为23cm*20cm*5cm，如有医护人员工作餐派送，需调整估算系数，餐饮派送需根据情况选择带保温餐车。
3）护理单元被服：被服分为洁净被服和污被服，被服每套2.5-3.5公斤，按照住院床位50%估算，每天更换一次，机器人每日在非高峰期运输至护理单位储藏室。
4）生活垃圾：护理单元每天每床1公斤，医护人员每天1公斤，门诊人数每天每人0.35公斤，每天运输一次。
5）手术器械包（小手术包、大手术包、骨科包规格不同）：手术器械包分为洁净器械包和术后回收器械包，平均每个器械包30cm*30cm*50cm，单包重量5公斤，手术器械包每日每床3-4个包，按需运输。
02、机器人对建筑基本要求
1）各站点区域隔离门、防火门需配置电动开关闭门器，闭门器动作信号与机器人联动，机器人应能通过遥测信号打开通道门。
2）收发站点通道净宽度满足同一通道双向会车，单车道建议净宽在1米，双车道净宽建议在1.8-2米，出门净空间满足机器人载货后转弯半径。
3）收发站点、途径路径不建议有大于5度的坡道地面及容易结露地面材质，避免车辆满载情况下出现溜车及打滑等安全问题。
4）途径电梯应设置梯控装置，满足机器人遥测信号呼梯、开梯、关梯。
5）电梯轿厢承重、净尺寸应满足机器人载货后进出要求，电梯门宽不小于1.2米。
6）瓷砖地面或伸缩缝须安装平整，路径上的最大间隙控制在30mm内，最大落差在15mm内。
7）机器人充电区、临时停靠港湾至少设置一个220V/2KW的五孔插座。
8）机器人收发站点、充电区、临时停靠区、途径路径、电梯轿厢内应设置无缝漫游无线网络信号覆盖，接入点符合 802.11a/b/g/n 标准，机器人行走的路径需要接入同一个 SSID。
9）机器人控制平台需接入稳定可靠的网络，并且通过 UPS 不间断电源为之供电，网络具备低延时、高带宽、高速率的特性。
10）为提高机器人运输效率，如有条件优先设计机器人专用通道（与管线通道可合用，机器人净高通道净高不小于1.6米），其次与医护人员通道合用设置。
03、机器人收发站点规划
1）输液：静配中心设置输液派发站点，护理单元护士站就近设置接收站点。
2）餐饮：食堂派餐区设置餐车派发区、餐车回收消毒区、餐车临时存放区，护理单元护士站就近设置餐饮接收站点。
3）被服：医院洁净被服库设置被服派发站点，护理单元洁净储存室设置临时洁净被服储存站点，护理单元污物处置室设置临时污物被服储存站点，医院污物被服回收库设置统一回收站点。
4）生活垃圾：护理单元、各科室诊区设置污物处置室，作为临时生活垃圾储存站点，医院生活垃圾房设置回收站点及箱体消毒区，也可在单元楼底层设置回收周转站点。
5）器械包：消毒供应中心如选择机器人派送，在洁区设置洁净器械包派送站点，手术室准备区就近设置器械包接收站点。术后器械包在污区通道设置派发站点。
注：物流运输通道应根据医疗工艺洁污通道进行规划，避免洁污交叉。
04、物流流程、路径规划
1.机器人任务流程
1）派发站点管理员呼叫机器人，调度机器人配送。
2）机器人收到调度指令后，到达配送站点，语音呼叫库管放置物资。
3）库管听到机器人呼叫后，放置待配送物资等，选择需配送目的地，点击出发，或机器人自动载运已装备好的待配送被服、餐饮、生活垃圾周转箱体到系统预设的目标站点。
4）机器人运送物资到达目标站点/病区护士站/库房/回收站，语音呼叫护士接收或自动卸载周转箱体自动执行下一个任务或自动就近充电桩充电。
5）护士听到机器人呼叫拿取物资，点击出发。
6）机器人结束任务，返回充电桩充电或继续执行下一次任务。
2.路径规划
1）机器人的运行时间，即从任务工作开始到任务完成的时间，运行时间是判断路径规划算法的较重要因素。
2）控制平台的响应时间，即路径规划控制器为机器人选择路径所花费的时间。路径选择要求越快越好，因此要求路径规划算法简单有效。
3）控制器的灵敏性，即系统发生偶然或突发情况时，路径规划控制器要作出快速的处理方法，使近期的安全运行。
4）路径规划分为全局路径规划（完全掌握作业环境的地图信息）和局部路径规划（行走过程中自动避开障碍物），环境信息包括路径信息、工作站点信息、充电站点信息、停靠站点信息、任务信息、确定车辆自身位置、目标位置及可行路径。
5）路径规划应重点避开早高峰人流大的通道、电梯厅、挂号候诊区、患者通道、患者专用梯、门诊大厅等严重容易机器人行走的路径。
6）食堂、被服库、生活垃圾房优先在地下层完成水平行驶，再通过医护梯、污梯，垂直行驶运输至各目标站点。
7）如静配中心位于中间层，优先使用不同单元楼连廊的医护通道水平行驶，再通过医护梯、污梯，垂直行驶运输至各目标站点。
05、器人安全规划
机器人安全问题是最规划最优先考虑的事项，目前与机器人相关的部分国际和国内安全标准以及行业标准参考如下（版本号以当年最新为准）：
■ 机械安全标准
ANSIB56.5 的《无人驾驶、自动导向工业车辆安全标准》以及载人工业车辆的自动化功能标准所确定。
EN1525 “的工业卡车的安全无人驾驶卡车及其系统所制定”。
EN ISO 12100 的“机械安全 设计通则 风险评估与风险减小”。
ISO 3691-4 的“工业车辆 安全要求和验证 第4部分：无人驾驶工业车辆及其系统”。
GB/T 20721 自动导引车 通用技术条件。
■ 机器人电气标准
EN 1175-1 的“地面输送机械的安全性.电器要求.第1部分：电池蓄电驱动的地面输送机械的一般要求”
EN 60204-1 的“机械安全.机器电气设备.第1部分：一般要求”
EN 60950-1 的“信息技术设备 安全 第1部分：通用要求”EN 61851-21-1的“电动车辆传导充电系统”
机器人充电区应设置消防自动报警系统及宜设置自动灭火装置，并保证空气流通，设置视频监控系统。
机器人控制监控及告警平台可设置在消控中心或与其它物流系统监控机房合并设置。
06、机器人部署规划
机器人部署分为5个步骤，即参与规划、系统初步设计、专项深化设计、招标及安装调试、系统平台联调。
初步设计和深化设计根据医院自己设计计划可同时实施或分步实施。
三、结论
由于各种物流系统在功能特点、环境要求等很多方面存在较大差异，因此，在医院建设项目中，务必进行充分的可行性研究，在规划阶段就确定应该采用何种物流系统，避免后期改造带来的麻烦和损失。
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