楊焱，蔣慶，郭兵，徐海巖，祖賀飛

1.解放軍總醫(yī)院 器械供應(yīng)中心，北京 100853；2.威高集團(tuán)，山東 煙臺264200

基于數(shù)字化理念的醫(yī)院醫(yī)療器械倉儲設(shè)施的硬件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

楊焱1，蔣慶1，郭兵1，徐海巖2，祖賀飛1

1.解放軍總醫(yī)院 器械供應(yīng)中心，北京 100853；2.威高集團(tuán)，山東 煙臺264200

為保證醫(yī)療物資供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，本文介紹了基于數(shù)字化理念的醫(yī)院醫(yī)療器械供應(yīng)鏈的優(yōu)化方案，采取開發(fā)-試運(yùn)行-再開發(fā)-再運(yùn)行的螺旋試錯方式，順利完成了從以人力為主到以軟件智能引導(dǎo)為主的無縫切換，基本實(shí)現(xiàn)了快速、高效、無差錯的設(shè)計目標(biāo)。闡述了在供應(yīng)鏈的倉儲和供應(yīng)環(huán)節(jié)中，以作業(yè)流程為導(dǎo)向的硬件設(shè)計和實(shí)施，展示了該方案的實(shí)施效果，并對需要改進(jìn)的問題進(jìn)行了分析。由于倉內(nèi)硬件基本由倉儲管理系統(tǒng)驅(qū)動，整個硬件系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)受了全面的考驗(yàn)并達(dá)到了設(shè)計要求。

醫(yī)療器械；供應(yīng)鏈；倉儲硬件設(shè)施；數(shù)字化庫房；醫(yī)院資源計劃

引言

隨著現(xiàn)代物流業(yè)的發(fā)展，倉儲設(shè)施的硬件設(shè)計從主要關(guān)注物品存儲的容量和安全，逐步轉(zhuǎn)向優(yōu)先關(guān)注如何適應(yīng)庫房運(yùn)轉(zhuǎn)的流程以加快流轉(zhuǎn)速度并提高效率。這一硬件服務(wù)于軟件的思路也是倉儲設(shè)施“數(shù)字化”思想的重要組成部分[1-4]。

對于大型醫(yī)院的醫(yī)療器械庫房，如果對倉儲場地和硬件設(shè)施進(jìn)行重新規(guī)劃，必須以科學(xué)化的流程設(shè)計為基礎(chǔ)，同時需要一定的周轉(zhuǎn)空間，此次筆者所在醫(yī)院醫(yī)療器械庫房的數(shù)字化實(shí)踐，緣于醫(yī)院醫(yī)療用房的調(diào)整，這在客觀上為庫房硬件的改造升級提供了可能[5-6]。借此機(jī)會，我院逐步完成了數(shù)字化庫房的建設(shè)規(guī)劃、經(jīng)費(fèi)申報、招標(biāo)采購、硬件進(jìn)場和物資搬遷。為保證醫(yī)療物資供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，采取開發(fā)-試運(yùn)行-再開發(fā)-再運(yùn)行的螺旋試錯方式，順利完成了從以人力為主到以軟件智能引導(dǎo)為主的無縫切換，基本實(shí)現(xiàn)了快速、高效、無差錯的設(shè)計目標(biāo)。

本文設(shè)計建設(shè)的數(shù)字化庫房，系統(tǒng)硬件是軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)，要先于軟件開發(fā)鋪設(shè)，因而硬件設(shè)計需要有一定的超前意識和較為精細(xì)的規(guī)劃。

1 硬件系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計

新硬件系統(tǒng)的設(shè)計必須以流程設(shè)計的科學(xué)化為基礎(chǔ)，因此，應(yīng)當(dāng)首先完成兩個步驟：其一，對原供應(yīng)流程的梳理和問題分析；其二，對現(xiàn)有物流技術(shù)的市場調(diào)研。

進(jìn)而基于以上兩點(diǎn)，確定原供應(yīng)流程的核心問題和解決辦法，再根據(jù)理想流程進(jìn)行硬件系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計和后備方案的研討（圖1）。

圖1 硬件系統(tǒng)設(shè)計流程圖

1.1 對原供應(yīng)流程的梳理和問題分析

我院應(yīng)用的醫(yī)院資源計劃（Hospital Resource Planning，HRP）系統(tǒng)是在2011年上線運(yùn)行的，與之前運(yùn)行的“軍衛(wèi)一號”信息系統(tǒng)相比，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療器械院內(nèi)供應(yīng)鏈的數(shù)字化。但是，在醫(yī)療器械供應(yīng)中心內(nèi)部工作流程上，該系統(tǒng)僅提供了基礎(chǔ)的入出庫、庫存查詢和物料憑證清單匯總功能，并未重塑工作流程以提升倉內(nèi)作業(yè)的數(shù)字化和專業(yè)化水平，醫(yī)療器械供應(yīng)依舊沿用以人力和手工為主的運(yùn)作模式，效率較低而差錯率較高，其主要問題包括：① 貨位憑揀貨員記憶，揀貨路徑復(fù)雜；② 以紙質(zhì)單據(jù)為依據(jù)進(jìn)行揀貨，當(dāng)揀貨員一次進(jìn)行多單揀貨時，需要手工進(jìn)行合并同類項(xiàng)計算；③ 揀貨單沒有合單、分單功能，無法實(shí)現(xiàn)多人合作揀貨，也無法按需進(jìn)行聚合交付；④ 未對高值醫(yī)療器械進(jìn)行重點(diǎn)管理；⑤ 難以進(jìn)行有效期管理；⑥ 碼放和倉內(nèi)運(yùn)輸困難；⑦ 盤點(diǎn)困難。

隨著工作量日益增大，特別是峰值工作量的急速攀升，以上問題日益突顯，使得原有運(yùn)作模式越來越難以為繼。

1.2 現(xiàn)有物流技術(shù)市場調(diào)研

面對既有問題，通過了解先進(jìn)物流企業(yè)的運(yùn)作模式、查閱中外文期刊、網(wǎng)上檢索等多種方式，對現(xiàn)有物流技術(shù)進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，得到以下啟發(fā)[6-10]：

1.2.1 轉(zhuǎn)變模式-“人到貨”與“貨到人”

在庫內(nèi)操作上，“人到貨”是常規(guī)模式，即揀貨員主動到貨位上取貨?！柏浀饺恕眲t不同，一般是在軟件系統(tǒng)的控制下，由特殊設(shè)備或機(jī)器人將貨送至揀貨員面前，再由揀貨員完成取貨的動作[1]。在勞動力成本較低且工作量較小的環(huán)境下，“人到貨”的模式是理性選擇[2]。

1.2.2 拓展服務(wù)-領(lǐng)用與配送

之前，常規(guī)醫(yī)療器械的供應(yīng)主要采用領(lǐng)用的模式，即各科室派人到器械供應(yīng)中心按需領(lǐng)取物品。這種模式對于供應(yīng)部門的作業(yè)流程相對簡單，其弊端是常常在前臺形成人員聚集，重復(fù)操作多，效率低，科室人員等待時間長。

現(xiàn)代物流企業(yè)基本采用配送的模式，通過自有庫房內(nèi)部軟硬件的升級，提升單位時間內(nèi)的吞吐和組貨能力，達(dá)到對外服務(wù)質(zhì)量和效率的提升。

1.2.3 協(xié)同作業(yè)-軟硬件的組合效應(yīng)

孤立的硬件，無論是常規(guī)貨架、地拍、傳送帶，還是立體貨架系統(tǒng)、電子標(biāo)簽、移動手持終端、電動轉(zhuǎn)運(yùn)車、智能旋轉(zhuǎn)貨柜、理貨機(jī)器人等，離開了成功的整體布局和軟件系統(tǒng)，無法形成協(xié)同效應(yīng)并達(dá)到成本控制效果的最大化[11]。

1.3 原有物料供應(yīng)流程核心問題和解決辦法

綜上，原流程的核心問題應(yīng)該是：

（1）以人工和手工為主。

（2）以領(lǐng)用模式為基礎(chǔ)。

（3）沒有按貨品特點(diǎn)進(jìn)行特殊管理的功能。

考慮空間利用率、成本控制和靈活性之后，提出的解決辦法如下：

（1）從以人工和手工為主到以軟件智能引導(dǎo)為主。

（2）從以領(lǐng)用模式為基礎(chǔ)到適應(yīng)領(lǐng)用與配送相結(jié)合并可轉(zhuǎn)向全配送。

（3）依靠特殊硬件進(jìn)行按貨品特點(diǎn)的特殊管理。

1.4 硬件系統(tǒng)目標(biāo)設(shè)計和后備方案研討

新庫房為長方形面積約1500 m2，其中庫區(qū)面積800 m2，層高3 m。在主庫區(qū)一側(cè)安排了辦公用房、出入庫等候區(qū)、臨儲室和值班室。由于層高有限，主庫區(qū)以普通貨架和地拍為主，輔以便于進(jìn)行有效期管理的流利式貨架和對高價值耗材進(jìn)行特殊管理的水平回轉(zhuǎn)貨柜。在所有貨位配置電子標(biāo)簽以配合移動手持終端上下貨。在庫區(qū)一側(cè)布置了可以雙向運(yùn)轉(zhuǎn)的傳送帶。

為了優(yōu)化庫位布局，減少庫內(nèi)移動，我統(tǒng)計了常用物資的領(lǐng)用頻度，并綜合考慮包裝尺寸、重量、發(fā)放方式等因素，制定了存儲布局方案。表1中列出了部分平均日領(lǐng)用次數(shù)超過1次的物料。

表1 常用貨品布局分析表

由于庫內(nèi)物料品種和科室偏好會發(fā)生一定的變化，常用物資是會隨時間推移有所變化的，如果單純考慮庫內(nèi)操作的效率，應(yīng)該采用非固定貨位。但考慮到軟件系統(tǒng)崩潰等不可控風(fēng)險，該方案的設(shè)計底線（即后備方案）應(yīng)當(dāng)是，在軟件系統(tǒng)無法運(yùn)行的情況下，仍可依靠人工實(shí)現(xiàn)較快揀貨。這就要求硬件設(shè)計盡量選擇固定貨位，物資按屬性分類放置。

2 硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

按照硬件系統(tǒng)目標(biāo)要求，貨架、流利式貨架、地拍、傳送帶等設(shè)施先期到貨，倉儲管理系統(tǒng)（Warehouse Management System，WMS）軟件隨后開發(fā)[11-14]。因此，當(dāng)庫房搬入新址時，在貨位安排上必須采取按物資屬性分類放置的固定貨位模式。在此基礎(chǔ)上根據(jù)其他要素對具體貨位進(jìn)行調(diào)整，形成了最初的主庫區(qū)布局，見圖2。

圖2 主庫區(qū)布局示意圖

完成物料上架之后，系統(tǒng)軟件開發(fā)逐步展開，為保證物料供應(yīng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，采取了開發(fā)-試運(yùn)行-再開發(fā)-再運(yùn)行的螺旋試錯方式，分為4個階段：

（1）對貨位的編號和電子標(biāo)簽調(diào)試工作。

（2）入出庫模式研究和調(diào)試。

（3）智能旋轉(zhuǎn)貨柜與RFID標(biāo)簽運(yùn)轉(zhuǎn)模式研究和調(diào)試。

（4）與HRP系統(tǒng)的接口設(shè)計和全系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。

配合軟件開發(fā)，硬件系統(tǒng)經(jīng)受了考驗(yàn)，在軟件的驅(qū)動下逐步實(shí)現(xiàn)了正常運(yùn)行。由于整個系統(tǒng)較為龐雜，不再贅述，現(xiàn)將較為有特色的部分介紹如下。

2.1 電子顯示標(biāo)簽

電子顯示標(biāo)簽在無線局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下運(yùn)行，由WMS軟件驅(qū)動，可以實(shí)時顯示對應(yīng)貨位的物料名稱、規(guī)格和庫存數(shù)量。電子顯示標(biāo)簽所能顯示的信息，特別是經(jīng)常變化的庫存數(shù)量信息，使上下貨和盤庫時確認(rèn)物料、確認(rèn)規(guī)格、確認(rèn)庫存數(shù)量等工作變得簡單方便。發(fā)貨作業(yè)時，標(biāo)簽上的LED指示燈還會閃爍，便于揀貨員定位。

當(dāng)物料數(shù)量較少或整包裝時，電子顯示標(biāo)簽使得動態(tài)盤庫成為可能，即可以利用揀貨員上下貨的時機(jī)，消耗較少的時間完成對相應(yīng)物資的盤點(diǎn)，及早發(fā)現(xiàn)庫存與實(shí)物不符的問題，從而為糾正錯誤爭取時間。

2.2 移動手持終端

移動手持終端是日常倉內(nèi)作業(yè)的平臺，也是倉內(nèi)作業(yè)從以人力為主到以軟件智能引導(dǎo)為主的硬件基礎(chǔ)，其使用的穩(wěn)定性、便利性、易用性都會直接影響作業(yè)效率。在極端情況下，移動手持終端平穩(wěn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的能力決定了整個庫房在單位時間內(nèi)的最大吞吐能力。

移動手持終端依靠倉儲管理系統(tǒng)的支持，其揀貨模式是軟件系統(tǒng)開發(fā)的最重要方面。針對不同的領(lǐng)用和配送模式以及單位時間內(nèi)的工作量可以選擇效率相對較高的揀貨模式，既可以單個終端運(yùn)行也可以多終端合作運(yùn)行，其運(yùn)行的邏輯和具體調(diào)試方法主要與系統(tǒng)軟件開發(fā)有關(guān)，限于篇幅，這里就不做詳細(xì)介紹了。

2.3 智能旋轉(zhuǎn)貨柜和RFID標(biāo)簽

智能旋轉(zhuǎn)貨柜和RFID標(biāo)簽的應(yīng)用代表了庫房運(yùn)行的未來方向，主要涉及兩個問題，“貨到人”的模式和物料全壽命管理[15-16]。

“貨到人”的作業(yè)模式具有效率優(yōu)勢，目前市場上運(yùn)行較多的是自動化立體庫系統(tǒng)?！柏浀饺恕钡膾x技術(shù)的最新代表是美國亞馬遜公司倉庫的KIVA智能機(jī)器人系統(tǒng)，3000多臺KIVA機(jī)器人依靠軟件系統(tǒng)的指引并憑借自身智能識別能力，穿梭于數(shù)萬平米的貨架倉庫之中，準(zhǔn)確地將貨架搬運(yùn)到復(fù)核包裝人員面前，再由復(fù)核包裝人員完成揀選、二次分揀、打包復(fù)核3項(xiàng)工作，最大程度上壓縮庫內(nèi)操作人員數(shù)量[3]。

無論是自動化立體庫系統(tǒng)還是智能機(jī)器人系統(tǒng)，其特點(diǎn)都是規(guī)模越大效率提升越明顯，硬件投入也越大。醫(yī)院的器械庫房規(guī)模相對很小，不適合以上兩種系統(tǒng)的應(yīng)用。因此，本文選擇了智能旋轉(zhuǎn)貨柜，僅占據(jù)約20 m2的封閉空間，可以提供96個貨位，能夠滿足對高值醫(yī)療器械的特殊管理要求。在倉儲管理軟件的支持下，智能旋轉(zhuǎn)貨柜可以按出入庫流程需要將相應(yīng)貨位旋轉(zhuǎn)至揀貨員面前，當(dāng)操作涉及多個貨位時，它還會自動選擇最短路徑運(yùn)行。

置于旋轉(zhuǎn)貨柜出口的RFID檢測器，使貨柜具備了自動計數(shù)的功能。在為物料的最小包裝粘貼了RFID標(biāo)簽之后，這些物料出入旋轉(zhuǎn)貨柜將為系統(tǒng)自動記錄，不需要人工點(diǎn)驗(yàn)。

與此同時，貼有RFID標(biāo)簽的物料相當(dāng)于具備了可以被快速識別的身份證。下一步，如果從存儲到使用的各個環(huán)節(jié)也具備了由HRP及HIS系統(tǒng)軟件驅(qū)動的RFID檢測器，對這些高值醫(yī)療器械的全壽命管理也就有了低成本高效率的解決方案，從而使得醫(yī)院內(nèi)部物料流轉(zhuǎn)的灰箱變得透明。

3 硬件系統(tǒng)設(shè)計效果評估和遺留問題

整個軟硬件系統(tǒng)經(jīng)過逐步調(diào)試，系統(tǒng)目標(biāo)一一達(dá)成。

但受限于HRP軟件開發(fā)方有關(guān)系統(tǒng)穩(wěn)定性的顧慮，WMS軟件與HRP軟件的接口選擇了最為簡單明了的方案，未能實(shí)現(xiàn)無縫連接。不過，這種區(qū)分也使得系統(tǒng)具備了更大的靈活性，在WMS故障時，可以迅速退回依靠HRP單據(jù)人工出入庫的模式，保證了醫(yī)療器械供應(yīng)的安全底線。

由于倉內(nèi)硬件基本由WMS驅(qū)動，整個硬件系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)受了全面的考驗(yàn)并達(dá)到了設(shè)計要求。有一點(diǎn)不足之處，傳送帶系統(tǒng)基本處于停用狀態(tài)。其主要原因是庫房工作流程目前還是以領(lǐng)用模式為主導(dǎo)，無法在某一時間點(diǎn)匯集足夠的發(fā)貨需求，也就無法進(jìn)行大規(guī)模揀貨。當(dāng)庫內(nèi)運(yùn)輸依靠雙層拖車可以完成時，固定位置的傳送帶就失去了意義，沿傳送帶布置的地拍區(qū)也無法做到效益最大化。當(dāng)然，這種冗余設(shè)計并非多余設(shè)計，一旦庫房轉(zhuǎn)入配送模式，傳送帶系統(tǒng)自然有了用武之地。

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本文編輯 蘇欣

Design and Implementation of the Hospital Medical Consumables Warehouse Facilities Hardware Based on the Concept of Digitalization

YANG Yan1, JIANG Qing1, GUO Bing1, XU Hai-yan2, ZU He-fei1
1.Medical Devices Supply Centre, PLA General Hospital, Beijing 100853, China; 2. WEGO, Yantai Shandong 264200, China

To ensure the continuity and stability of medical supplies, this paper introduced an optimization solution for medical consumables supply chain in hospitals based on digitization, adopted developmentcommissioning-redevelopment-again run spiral way of trial and error, and successfully completed from human oriented to software intelligent guided seamless switching, basically achieved rapid, eff i cient and error-free design goal. The workf l ow oriented hardware design and application in the storage and supply were elaborated, and its effect was also analyzed. Meanwhile, the aspects which needed to be improved were also discussed. Due to the warehouse hardware is basically driven by the warehouse management system, the design of the whole hardware system has been tested and achieved the design requirements.

medical consumables; supply chain; warehouse facilities hardware; digital warehouse; hospital resource plan

R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.04.003

1674-1633(2017)04-0007-04

2016-12-26

解放軍總醫(yī)院科技創(chuàng)新苗圃基金（14KMM48）。

祖賀飛，工程師，解放軍總醫(yī)院器械供應(yīng)中心主任。

通訊作者郵箱：zuhefei@163.com