轨道物流智能轨道物流系统设计方案.docx
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轨道物流智能轨道物流系统设计方案
智能轨道物流系统设计方案
一、概况
1.1简介
我们知道,一座现代化的医院包含有大量的急诊室、输液中心、检验中心、药房、配液中心、手术室、ICU等运送量较大或输送要求较高的科室。
在物资运送过程中，不仅垂直运送的工作量大，水平运送量也会较大，仅用“专职递送队伍＋多部电梯+多部手推车”的传统传递方式，势必造成人流与物流混杂，走道和电梯经常发生拥堵，运送效率低下、医疗物资受到污染甚至丢失等状况，因此有必要需要选择现代化的物流传输方式提高工作效率和使用空间的利用，以及改善整个就医环境。
现代化医院物流传输系统不仅提高了物资在建筑内的传输效率，而且能与建筑完美结合，优化建筑内部空间的布局，无需在不同地方设置相同的功能科室，从而减少医院设备的投入成本。
1.2智能小车轨道传输系统-医院现代化物流传输
1.2.1轨道小车传输系统介绍
轨道小车传输系统是由计算机集中控制、全自动化的现代物流传输系统，被广泛应用于各领域，在欧美国家和地区的大、中型医院已被普遍使用。
轨道小车传输系统通过特定传输通道（轨道）连接设在各临床科室和各病区的传输站点，由特制的小车实现临床科室之间、病区之间、医技科室之间的物品运送，完全取代传统的“专职递送队伍＋多部电梯+多部手推车”物流模式，是中国现代化医院物流模式的发展趋势。
轨道小车传输系统以其传输量大和批量运送的特点能实现医院内部物品的大量运输自动化，大大减少了医院电梯垂直输送的压力。
轨道小车的停靠站通常分为三种：
快速通过站、双轨转换站、单轨双向站，三种停靠站中快速通过站和双轨转换站的传输效率要高于单轨双向站，因此需要根据传输量和传输频率来选定停靠站的类型。
作为一套成熟的系统，轨道小车传输系统有多种适合不同需求的技术方案。
除了系统能耗低之外、系统运行稳定可靠，整体故障率低，容易维修和故障的排除，经厂家技术人员培训后完全可由院方维护人员进行日常维护。
1.2.2自动化轨道小车传输系统与人工传送比较说明
1.2.2.1概述：
经济的发展和人民生活水平的提高促使加快医院现代化步伐。
如今病患对于医院的期望不仅仅是能治病，而是要求在具备治病医术外更应具备现代化的管理水平和服务质量。
正因如此，不管是新建医院还是已在使用的医院都在不断的提高医院的软件和硬件设施。
医院大楼更大了，医疗设备更先进了，整个医疗大楼信息化了，这些都很大程度提高了医院的管理改善了就医环境。
但是，后勤物流的改革步伐却停步不前，成为现代化建设的瓶颈。
很多大型医院在扩建了大楼后发现还是那么拥挤，电梯总是不够用，物品还是不能及时送到医护人员手中，因此人们开始寻求改变传统的物流方式“专职递送队伍+手推车+多部专用电梯”的新的物流方式。
现代化的医院越来越多考虑采用自动化轨道小车传输系统取代传统物流方式，因为轨道小车系统具有传输量大、传递准时性、高效性和安全性的特点，能完全取代人工传递。
然而，也有很多人对轨道小车传输系统相对人工传递的经济效益提出了质疑。
因此，初期投入大使得很多医院望而却步，但是我们不得不强调一套传输系统的使用寿命起码有20年的时间，而且运行成本极低，如果按照20年来看，轨道小车的经济效益远远大于传统的人工传递方式。
1.2.2.2自动化轨道小车传输系统与人工传送比较的优势
A．管理人性化
轨道小车传输方式：
传输通道与大楼合理结合，采用竖井和依附天花的轨道作为传输途径，实现了医院的物流空间和人流空间彻底分离，真正做到“人物分流”。
这不仅大大降低了医院内电梯负荷、减少了走廊等人流，而且使各科室和护理单元更整洁，从而改善了病患的就医环境。
日常工作更多得转变为人管机器，简化了医护人员的工作流程，提高了整体的工作效率。
传统人工传递方式：
人流和物流混在一起，病患、医护人员和手推车都在电梯和走道上走动。
电梯人多排队等候，就医环境差。
医护人员的责任仍停留在人管人的繁琐工作流程中，病患和医护人员等待物品的时间长，影响了工作效率。
B．运输能力强
轨道小车传输方式：
小车的容量大，每辆小车可传递10至15公斤物品，小车数量不受限制，同一时间系统内各站点可以随时、不间断发送小车，更能满足中国医院集中时段批量发送/接收物品的特点，尤其像药剂科、输液配送中心、检验科等科室。
这种快速有效的传递方式可以保证物品自动快速地传递到各个不同的地方，不仅确保医护人员能及时和安全可靠地收到所需物品，更能使衣物人员从日常机械繁琐的传递工作中解脱出来更专注于专业治疗工作，给予病患更多的关爱。
因此，从另外一个角度来看，这种新型的传递方式可以使医护资源得到更好的利用。
传统人工传递方式：
需要配备传递员和手推小车。
物流的传输速度低，经常遇到人等车（护工等待物品装载到水推车）、车等人（手推车经常受阻于人流拥挤的场所）、车等电梯（由于电梯内部空间的有限，每次垂直输送的量受到限制，传输需要等待的时间长）。
这种配送方式给集中时段批量派送带来无法解决的客观困难。
C．有效防止交叉感染
轨道小车传输方式：
最大限度减少感染是现代化医院管理最为重视的一个环节。
人的流动能加大交叉感染的几率，所以“人物分流”能最大限度避免医疗物品在流通环节中交叉感染的潜在风险。
尤其在流行病爆发期间，这种“人物分流”的物流方式有效避免交叉感染的优点尤为突出。
传统人工传递方式：
人流与物流混在一起，增加了交叉感染或疾病的传播的危险性，特别是在流行病爆发期间。
D．应急能力强
轨道小车传输方式：
完全按需先后分、缓急配派送。
遇到特殊紧急情况需要大量救治现象（如大灾难，集体中毒或流行病等）和紧急救治的情况（如车祸），轨道小车传输系统可以快速从药房、中心供应室等快速调配所需医用物资。
传统人工传递方式：
容易受到医院建筑结构的限制和阻滞，而且也可能存在传递人员无法及时到现场的可能性，从而造成医用物资无法快速、及时地送到急救现场。
E．安全、可靠性高
轨道小车传输方式：
自动小车传输不会因为人为因素（如等电梯时间太长、行走时与人碰撞等）破坏标本、血液等敏感物质。
最大程度减少了物流环节可能产生的人为差错，提高了医疗质量同时也减少了医疗纠纷等潜在风险。
非人工传输方式，病患的隐私也能得到最好的保护。
传统人工传递方式：
人工传输存在不可控因素。
人工传送过程中不可避免会发生物品遗失、送错或因颠簸、碰撞而造成医用物品、标本等损坏。
F．经济效益高、运行成本低
轨道小车传输方式：
初次投入大，但是长期（使用寿命至少20年）经济回报高。
网络式自动化传输能大大节约设备人员的投入和用房。
有了自动小车传输系统，医院只需设立一个集中的检验科和药房，取消门诊和住院部的检验科和药房。
系统能耗低，年均的运行成本（包括日常维护、零配件、电耗等）为系统造价的0.3%~1%。
传统人工传递方式：
定期投入较低，但是长期累积投入高。
以国内医院为例分析（800张床位的医院，需护工约20人，人均年支出为40,000元），十年的人力资源直接成本已经相当于整套自动化轨道小车系统初次投入成本，但在这十年时间内可以预见的是人力资源的成本在不断的上涨，而且还不可忽视存在的其它间接和隐形成本（如人力资源流失所造成的时间成本浪费、护工队伍的管理成本，及可能发生的人为错误造成成本增加。
另外，电梯的耗电量高。
G．提升医院的管理水平
轨道小车传输方式：
自动化轨道小车系统采用先进的软件和实施跟踪图形监控，可以使医院的管理者实时地了解医院整体物流状况，使医院的物流更可控制管理，提升医院的现代化管理水平。
传统人工传递方式：
管理方式停留在人管人的方式，存在人为不可控因素，无法做到实时监控。
H．显著的社会效益
轨道小车传输方式：
先进的自动化轨道小车传输系统给现代化的医院建设带来新的亮点，在解决物流传输实际问题的同时，也是医院的形象工程。
这不仅给医院带来了广告效应，也提升了医院的竞争力和医院品牌影响，具有非常显著的社会效益。
二、设计依据
2.1基本要求
2.1.1按合理、适用、简捷、就近、节约的原则；
2.1.2满足日常及最大传输量要求；
2.1.3合理设置小车停靠站、储藏点和变轨点；普通站点采用单轨双向传输停靠站，传输量较大的站点，设定为效率较高的双轨站或快速通过站；
2.1.4根据传输要求，配置不同类型的小车；
2.1.5合理设置空车存储库，空车储存库的设置的位置应有利于发送量较大的科室使用方便；
2.1.6系统设计须考虑将来扩展需求；
2.1.7若系统的安装受到建筑客观条件局限，不能采用标准系列产品，可为用户量身定做系统。
2.2各科室输送需求一览表
科室
传递物品
备注说明
药房
各种药品（盒装、瓶装、袋装，包括中药）
药房主要以轨道批量输送为主；个别小量药品可以采用管道单独并快速送达，如急诊室等。
输液配置中心
输液袋
输液配送通常需要在特定的时间内配送完成，因此采用轨道批量输送
检验中心/病理实验室
各类检测样本及报告
检验科以接收为主。
来自临床科室或病区定时批量样本应采用轨道系统；手术室、急诊等少量切片化验可通过管道快速完成传递
血液中心
血液制品
轨道能批量输送，另外可以保证血液在传输过程中保持水平输送。
放射科
书面报告/相关药物和用具
X光片已基本数字化，较低传递需求，主要传递的物品是小型器械、药物和相关工具
中心供应室
消毒包/手术器械包/一次性用品
中心供应室以发送为主，批量输送物品。
手术室
手术器械及相关用具/化验样本
从中心供应室接收手术相关器械及用具；快速发送切片样本到检验科
ICU
消毒物品/一次性用品/药品
采用轨道批量接收日用物品；采用管道传递紧急、突发所需物品
三、总体设计
3.1总体设计
轨道物流系统分布在大楼中，连接各科室和病房护理单元，系统的垂直运输通过大楼内的竖井通道进行，并通过水平轨道通往每层的分站点。
本次设计所涉及的建筑物均为正在使用中的大楼，因此在设计中需考虑物流轨道路线与建筑现有条件的结合，在满足高效、安全的物流传输的同时，尽量减少加建、改建工程量，减轻对建筑原有空间和功能的影响。
Teledynamics独有的M2400型号智能小车，在载重量（最大18Kg）、容积（38L）和使用便利性（箱体高度适中）上是最适合医院物流系统采用的轨道物流产品，因此本设计主要基于M2400型号小车进行，同时，为满足院方的不同需求，我们还有M1900型号智能小车（容积21.7L）可供选择，该型号小车维持了M2400小车的载重量（最大18Kg），但具有较小的外形尺寸，使其行驶空间和竖井尺寸更节省。
3.2投资估算
若采用M2400智能小车系统，按31个站点，46辆智能小车的规模测算，本轨道物流系统设备投资估算约为人民币1562万。
若采用M1900智能小车系统，按31个站点，46辆智能小车的规模测算，本轨道物流系统设备投资估算约为人民币1302万。
四、系统说明
4.1系统介绍
Teledynamics美国特力的轨道系统主要是由传输轨道、自行驱动的密闭小车和换轨器组成。
自行驱动的小车在轨道中的运行由计算机控制，利用基于识别码锁定装置实现的点对点安全传输。
系统操作简便，使用者只需要将物品放入小车中，在按键区键入递送目的地地址代码后，小车能将物品安静、安全得送达。
每辆小车的运行都是独立，互不受影响。
系统能实现小车的水平、垂直传输，系统安装简便。
系统在医院主要可传输药品、检验标本、小型设备、器械及影像文件等。
4.2技术性能和规格
4.2.1系统总体性能及规格
1）该系统是一个适合医疗机构使用的医疗物品输送系统，由电脑控制，能够在水平方向和垂直方向进行物品传输。
它由直轨、曲轨、弯轨、转轨器和工作站等组成，根据使用要求连成传输网络，由自驱动的小车在轨道上来回运输。
2）该系统具有各种标准的设计特性，如运行的可靠性、易于维护和清理、系统运行起来安静、平稳、无震动。
轨道安装应合理，小车行驶时不能因震动或晃动发出噪声。
3）小车由耐用的低压直流电机驱动，轨道里的一对导电铜轨提供电机所需的电流。
4）发送小车时，操作人员关上小车盖子，在控制终端输入目的地址，通过显示屏确认站点的有效性。
5）小车离开站点，进入由水平和垂直轨道组成的传输网络，小车能自动导向，通过转轨器选择最短的路线到达目的地。
在任何单独的站点之间可进行随时直接传输。
6）在水平方向上，小车通过摩擦轮驱动；在垂直方向上，通过齿轮与齿条的啮合驱动，齿条安装在垂直方向的轨道里。
轨道的结构必须能包围轮子以防止小车在传输过程中的脱轨，使小车能够在任何平面运行。
7）安装的硬件及系统的设计应保证系统未来可方便的改造或扩展。
8）转轨器用来连接不同的轨道。
轨道间的连接可通过移动转轨器内的轨道来完成。
9）每个转轨器都是电子控制的，其设置能够在任何时候进行修改，以适应系统的修改和扩展。
10）系统电源把大楼内的主电源转化成低压直流电源；所有电源都有短路保护，保护装置安装在轨道网络附近。
11）系统被分成几个部分，每个部分由区域控制器控制。
智能电动小车通过光纤通讯方式与中央控制电脑进行实时通讯。
12）中心控制电脑作为系统管理者监控整个系统的运行包括站点，转轨器，电源、小车，对系统部件发生的任何故障进行报警提示。
13）各个功能区相对独立，其中一个功能区进行维修时，其它不交叉的功能区能正常工作。
某个站点的关闭或者故障不影响其它站点的运行，送往关闭或故障的站点的小车，在发送前系统会予以警告提示并拒绝发送。
14）系统设计便于维修，小车、轨道及其它部件，应便于拆卸和复原。
4.2.2系统功能
1）中心控制电脑与整个轨道网络相连。
2）系统应具有在系统内各个站点之间完全自动分配空车的功能。
每个站点或空车存储站的空车数目可以设置，设置好后用户可以方便地修改。
3）任何控制线路的偶然短路（轨道或控制器）将使所有的在受影响的区域内运行的小车安全停止。
4）如果小车到达目的站点时，站点内所有的停车位置都被占据了，系统将引导小车到达临时等待循环区内，待目的站点有空位后再回到该站点。
如果目的站点附近有一个空的存储站，小车会先去该存储站等待。
如果经过数次（可以设置）进入目的站的尝试都不成功，小车就会去预先设定的替代站点或者返回发送站点。
5）在小车发送出去之前，系统会检查目的站点是否关闭。
如果关闭，这启动的命令就会被拒绝，在站点终端就会显示相应的报告。
6）小车到达时需提供一个到达信号，并能够连接到工作站点给操作人员。
7）当小车到达目的站点，位于操作人员附近的远程到达信号就会被激活，操作人员可以在终端操作接受该信号。
4.2.3系统的安全特性
1）弯轨和垂直轨道应安装齿条，齿条固定在轨道内。
2）轨道在设计上完全包围小车的运行轮子，以防止操作人员由于无意的接触轨道受到小车的剪切或挤压而受伤。
3）小车翻转运输时，除了正常的小车盖子关闭装置外，还有防止任何无意识或无授权打开小车盖子行为的保护装置。
4）当离开站点时，小车会自动上锁；到达目的站点时，又能自动开锁。
（使用安全编码除外。
）
5）小车配有防撞缓冲器，保证小车行驶的安全。
6）公众可接触到的所有的转轨器（例如双轨站）有保护设置，以防止意外伤人。
4.3系统组成部件技术说明
4.3.1直轨，曲轨和弯轨
1）系统用到的所有轨道（包括直轨、曲轨和弯轨等）均为进口轨道，由冲压铝制作而成的，并在表面作阳极电镀（镀层厚度至少18μm）；导轨必须有绝缘保护。
2）直轨，曲轨，弯轨，支架和夹子的安装设计合理，以方便装配和拆卸，使系统将来变更和扩展时只需系统最小的中断。
3）在站点和轨道路线上的特定位置安装用法兰连接的轨道段，以方便移除小车。
4）曲轨的外径≤1000mm，弯轨的外径≤800mm。
4.3.2小车
1）轨道小车的动力来自一台高扭矩的24伏直流电机，可自行驱动，运载货物在水平或竖直的轨道内无阻通行。
2）小车底部配有光学双向信号接收器，与轨道上的接收器以光纤通讯的先进通讯方式进行信号传递，确保信号的及时性和稳定性。
3）智能小车的箱体规格（mm）：
M2400系列：
内尺寸459x332x249;外尺寸485x339x281
M2400系列：
内尺寸461x140x337;外尺寸498x155x339
4）小车的最大载重量≥15公斤。
5）小车设计配置数量46辆；
6）M2400小车容积38升，M1900小车容积21.7升；
7）各小车可同时且独立运行，每台小车拥有唯一的标识，中央控制电脑可因此识别并实时追踪每辆小车的运行。
6）随车配置的微电脑可以提供运行管理和维护操作所需的信息。
9）当小车离开站点时，小车会自动上锁；到达目的站点时，又能自动开锁。
10）小车配有防撞缓冲器，保证小车遇障碍物时会提前停止，不需要通过碰撞接触后才停止。
11）小车与轨道具备齿轮锁定功能，小车在倒挂或垂直行驶时不是通过电力制动器将小车锁定在轨道上，因此即使在突然停电的时也能确保小车不会掉落。
12）小车底座具有简便的齿轮分离设计，只需扳手这类小工具就能轻易将小车底部的齿轮与轨道上的齿条分离，便于维护。
13）小车底部配有高亮度的LED等，有助于维护者利用快速诊断工具接触设备故障。
14）系统配置的自驱动小车由两个部分组成：
带有驱动和电子控制装置的底盘和小车箱体。
15）小车底盘的组成有：
最少四个导向轮和四个侧面副轮，24V低压直流电机通过一个减速齿轮连接到一个摩擦轮和齿轮的联合体。
小车的驱动单元通过装载耐用弹簧的电流接触器从轨道的两根电源导轨获得供电。
16）小车底盘的驱动和齿轮通过摩擦离合器和电机轴相联接。
17）小车驱动电机通过两个电源接触刷，在轨道中的两根电源导轨上滑行获取供电。
18）小车通过摩擦轮或齿轮驱动运行，水平方向上的运行速度≥0.6米/秒（最快运行速度≥1米/秒）,垂直方向的速度≥0.4米/秒。
19）小车带有自锁装置和位置识别装置。
20）小车安装了一个自动接触和停止控制装置，当接触到障碍物时小车能够立即停止；当清除掉障碍物后，能够延时再次启动小车。
4.3.3转轨器
1）为了能够在两根轨道之间移动小车，小车可先运行到转轨器可平行移动的轨道上，该轨道的移动须平稳。
2）为了保证轨道系统有最大的灵活性，按实际需求，设计有2位、3位和4位轨道转轨器。
所有转轨器由微处理器通过轨道中的导轨与控制器通讯来进行控制。
3）转轨器的运行电压为24伏的直流电，不需要其它的任何电源供应。
4）所有转轨器的控制线路板都是相同的，通过改变软件参数来控制不同类型的转轨器。
5）区域控制器可以提前判断附近转轨器的状态，从而能够允许相应的小车通过而不需要等待。
4.3.4站点
1）按传输的要求，站点可以设计成往返式轨道（单轨）和直通式轨道（双轨）。
2）往返式站点只有一根轨道组成，它能够双向使用发送和接收小车。
运行方向的改变并不用改变电源导轨的极性。
此类停靠站在接收和发送小车都是通过单轨完成的，通常安装于传输频率相对较低的病房楼层的护士站。
可以根据用户需求和空间条件设置停靠小车的数量。
停靠站的标准形式是以落地支架支持停靠轨道和小车，也可以配合使用方的要求配合内部装将停靠轨道架在或嵌入落地柜上。
单轨往返停靠站
3）直通式站点（双轨站）由两根平行的轨道和一个转轨器组成，可以实现站点同时有小车进入和离开。
小车在进入停靠站时经靠内侧的轨道到达，再经靠外侧的轨道出发。
此类停靠站的传输效率高，通常安装于静脉中心、药房等对传输需求大的科室，并可以根据传输量的要求和空间条件设计可容纳停靠小车的数量。
停靠站的标准形式是以落地支架支持停靠轨道和小车，也可以配合使用方的要求配合内部装将停靠轨道架在或嵌入落地柜上。
4）每个站点都有站点控制终端，能够方便用来选择目的地地址和各种功能，也能够显示所有不同的状态信息。
5）目的站点的操作人员能够在任何工作时间（如休息，午餐时间等）关闭站点，站点关闭后任何想发送到该站点的指令都会被拒绝，发送站点操作人员在发送站点终端通过显示屏上显示的信息可知道该情况。
6）不存在的或关闭的站点地址都会被拒绝发送，相应的信息都会在操作显示屏上显示。
7）存车库用于停放闲置空车，既能提高小车的周转率又能便于各科室需要空车时快速调用空车。
本系统预计设置1个存车库。
4.3.5电源
1）该传输系统所使用的起始电源应符合中国国家标准。
起始电源的位置和数量可在将来与业主协商共同决定。
2）该电源的二级输出电压必须是带保护功能的24V电压，最大输出电流≥40A。
3）电源有自动短路保护功能，而且不需要手动恢复保险丝。
4）长时间的短路会导致监控系统关闭相应电源单元，一旦电源单元被关闭它只有在监控中心才能被恢复。
4.3.6系统监控中心
1）控制系统中心是一台工业PC电脑，预装有XP操作系统，液晶显示器≥17"，鼠标和键盘等。
2）控制中心电脑必须能够通过EthernetLAN，以TCP/IP协议联网，目的是能够实现另外的远程访问进入。
必要时，该系统须能与医院的内部网络系统进行平滑联网，实现数字化管理。
3）系统正常运行时，通过图形和文字的方式在显示器上显示系统运行的信息，至少包括：
a.所有站点，运行的系统部件（转轨器、防火窗，站点等等）的状态；
b.所有小车的状态（编码、位置，起始和发送站点等）；
c.所有空车储存站的状态；
d.每个控制区域内的小车的编码和数据；
e.所有的事件系统报告；
f.其它必要信息。
4）中央PC机允许人工发布控制命令给每个系统内的运行部件，控制命令简单方便易操作。
5）系统能进行各站点的使用量统计。
4.3.7防火
1）在轨道穿越防火分区的墙或楼板时须安装防火窗或防火门。
防火窗或防火门应设计成在正常情况下小车可以自由通过。
系统所采用的防火门或防火窗符合国家消防安全规范。
2）火灾时一旦系统电源发生故障，系统提供的应急电源将启用并提供防火门区域内的供电
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