基于AGV机器人的智能物流系统在医用耗材管理中的应用.pdf

Chinese Journal of Medical Instrumentation文章编号：16 7 1-7 10 4(2 0 2 4)0 1-0 10 8-0 3基于AGV机器人的智能物流系统在医用耗材管理中的应用2024年48 卷第1期中国医疗器械朵志临床医学工程【作【摘【关键词】AGV机器人：智能物流：人工智能：耗材管理【中图分类号】R197.39：T H 7 7【文献标志码】AApplication of Intelligent Logistics System Based on AGV Robot in【A u t h o r 】G U o Xi n y uBeijing Jishuitan Hosptital,Capital Medical University,Beijing,100035【A b s t r a c t 】O b j e c t i v e M e d i c a l c o n s u m a b l e s a r e e x p e n s i v e,w i t h n u m e r o u s s p e c i f i c a t i o n s a n d l a r g e u s a g e,a n dtraditional manual management models have certain drawbacks.Building an intelligent logisticsmanagement system to improve management level.Methods Using AGV robots to achieve functionssuch as outbound,inbound,and inventory in the primary warehouse,the original person to goods modeis transformed into goods to person mode.Results The intelligent logistics system based on AGVrobots saves manpower,costs,reduces labor intensity,improves warehouse utilization,improves workefficiency.Conclusion Hospital is a new field of intelligent logistics development,and intelligent logisticssystems based on AGV robots have achieved good application results in hospitals,and improved thelevel of hospital intelligent management.Key words AGV robot,intelligent logistics,artificial intelligence,consumable management者郭新宇首都医科大学附属北京积水潭医院，北京市，10 0 0 35要】目的医用耗材价格昂贵，规格众多，使用量大，传统人工管理模式存在一定弊端。通过建设基于AGV机器人的智能物流系统，提高管理水平。方法AGV机器人在一级库房实现出库、入库、盘点等功能，将原有的“人到货”模式转变为“货到人”模式。结果基于AGV机器人的智能物流系统节省人力，节约成本，减轻人员劳动强度，提高库房的利用率，提升工作效率。结论医院是智能物流发展的新领域，基于AGV机器人的智能物流系统在医院取得了良好的应用效果，可提升医院智慧化管理水平。doi:10.3969/j.issn.1671-7104.230206Medical ConsumablesManagement0引信随着医疗技术的不断进步，医用耗材的种类不断增加，功能不断增强。现代医院的医用耗材使用、管理等日渐复杂，给物资管理部门带来很大的挑战。随着智慧化医院建设的深入开展，人工智能技术的发展和AGV（a u t o m a t e d g u i d e d v e h i c l e）技术的不断成熟，智能机器人的应用场景不断扩大。其中，以AGV为核心的现代智能物流系统给医疗服务行业带来了新的变化。我院在医用耗材的智慧化管理上不断探索和尝试，在一级仓储库房引人基于AGV机器人的智能物流管理系统，优化管理流程，提高效率。收稿日期：2 0 2 3-0 4-10作者简介：郭新宇，E-mail:AGV机器人智能物流系统的构成AGV机器人智能物流系统包含机器人、播种墙、货架、充电站、机器人调度系统和货到人栋选系统。1.1AGV机器人AGV机器人（见图1）是通过特殊地标导航自动将物品运输至指定地点的搬运机器人3，由机械系统、电气系统2 部分构成。图1AGV机器人Fig.1AGVrobot机械系统由底盘系统、传动系统、提升机构和本体外壳组成。高强度铝制底盘、驱动轮、丝杠传动108Chinese Journal of Medical Instrumentation2024年48 卷第1期中国医疗器械朵志临床医学工程系统、高强度ABS工程塑料材质外壳让AGV机器人灵活耐用。电气系统由主控系统、动力系统、传感系统和伺服系统组成。主控系统由高性能嵌入式软硬件组成，用于指令解析、无线通信、导航处理、图像处理、路径控制、传感器信息采集和分析。位置检测传感器、障碍检测传感器和系统状态传感器用于机器人内部各种状态反馈。多电机伺服系统实现机器人的精确定位和速度运动控制。1.2播种墙电子播种墙是库房仓储二次分栋中使用的智能化电子设备，综合了电子标签、灯光灯带、红外检测和网络通信技术。当货品被运送到出货口时，库管员将出库单和货品一起放置在亮灯的播种墙货位里。下送的配货员二次核对货品，然后配送。1.3充电站当机器人电量低于预设的阈值会自动到充电站进行充电。充电2 0 min可以支持机器人续航3h。1.4AGV机器人导航方式AGV机器人导航方式有很多种，包括电磁导航、光学导航、激光导航、惯性导航、视觉导航等，根据应用场景采用不同的导航方式。我院选用的AGV机器人采用二维码视觉导航加惯性导航的双重引导方式。二维码导航通过AGV车载摄像头扫描解析二维码，标签获取实时坐标（见图2）。惯性导航通过机器人利用内置的陀螺仪、加速器等传感器器件测量设备的角加速度和线加速度，然后通过积分获得机器人的位置信息。双重引导方式使机器人定位更加精准，行进路线的规划和改变更加便捷。AGV控制核心二维码读写模块确定AGV的位姿图2 二维码导航原理Fig.2Principlesof QRcodenavigation1.5机器人调度系统机器人调度系统主要完成AGV机器人的线路规划、任务分配、实时位置显示与追踪、故障报警等。如机器人检测到前方有人或者障碍物后会自动停止，防止发生碰撞。每个机器人有自己固定的休息位，在没有任务的时候会自动回到休息位。1.6货到人栋选系统货到人栋选系统的主要功能涵盖基础信息维护、入库管理、出库管理、库存管理、统计报表、异常管理和策略中心等。物品关联分析存储可以对物品出入库的情况进行数据分析，自动将经常同时领用的物品存放位置调整到同一个货柜或者相邻货柜，以加快栋货效率。该过程完全依赖于系统算法，不需要人为参与。同时系统还可以设置互斥规则，将不适宜放在一起的货品分开放置。2AGV机器人智能物流系统的实现我院新龙泽院区于2 0 2 1年7 月试运行，在资产管理处一级库房采用极智嘉GEEK+智能物流系统，实现出入库智能管理。智能物流系统硬件设施有115组货架、1套入库模块化工作站、1套栋选模块化工作站、11台AGV机器人和2 套充电桩。使用的GEEK+P500RAGV机器人最大举重量为6 0 0 0 N，满载行进速度为2 m/s。2.1库房场地设计库房场地面积为32 0 m。机器人从中间的通道向后方运动，从两侧的通道向前方运动，保证多个机器人同时运动时不会发生碰撞且最大程度利用场地。库房实际场景如图3所示。图3库房实际场景Fig.3Actual scenarioofwarehouse2.2业务流程2.2.1入库流程采购的耗材送到医院，贴上二维码唯一标识，扫描二维码库管员验收后，打印人库单，通过SPD系统向机器人物流系统发出入库指令。库管员扫描入库单，物流算法处理系统调度机器人取货架至工位。机器人到达后，库管员扫描商品条码，屏幕提示应上架数量、批次等信息。库管员根据系统提示，选择上架的库位，放入商品，并输入上架数量，完成入库操作。机器人将货架运回原来的位置。入库信息同步回传至SPD系统，更新库存数量。如入库单类型为虚拟上架单，则不调用机器人任务，直接后台处理。当实际上架数量小于应上架数量时，需要在后台进行手工强制关单操作。关单后系统按实际上架数量反馈SPD系统。2.2.2出库流程科室在SPD系统中进行领物申请，系统接收领物信息打印出库单，并向机器人物流系统下发出库指令。库管员扫描出库订单，并将出库单放置于电子标签（黄色）亮灯的播种位（系统根据订单体积109Chinese Journal of Medical Instrumentation2024年48 卷第1期中国医疗器械朵志临床医学工程等进行播种位推荐）。拍灭电子标签灯，完成播种位与订单的关系绑定，同时系统将任务指派至机器人。机器人到达后，系统提示需要货的商品、库位、数量。根据系统提示，从相应的货位拿出商品扫描确认。此时该商品对应订单的播种位电子标签（红色）灯亮起，并提示需要栋货数量。将商品放人指定的播种位，并拍灭电子标签灯。出库数量回传至SPD系统，更新库存数量。2.2.3盘点流程根据需求在后台创建并启动盘点任务。库管人员在盘点任务清单界面领取盘点任务。领取成功后，系统调用机器人搬运货架。货架到达工作台后加载盘点信息。库管人员根据系统提示的库位拿取货品扫描确认。人工清点后，录人实际盘点数量。系统生成盘点差异。如无差异，则盘点任务结束。如有差异，对盘点差异复盘。系统将确认的盘点差异打印或导出进行审核。系统根据审核结果确认的调整数量调整库存，盘点任务结束。SPD同步根据审核结果调整库存。2.2.4发货异常处理流程栋货异常（栋货数量不等于订单数量）：按栋货商品货位对商品进行盘点，将多的货放回去，少的货取下来，保证系统账实相符。2.31货到人栋选系统主要功能机器人物流系统功能如图4所示。订单调度栋货工作波次管理出库管理手工组波波次订单统计盘点异常库内异常系统报缺异常管理实物报缺差异货位管理上架规则互配置上架策波次策略策略中心异常策略优先级管理订单命中策略3智能物流系统的应用效果将AGV机器人模式与手工模式进行对比，发现AGV机器人模式具有提高工作效率、降低成本费用、节省管理精力、提高可靠性和系统易于拓展等优势(见表1)。表1手工与AGV机器人模式对比Tab.1Comparison betweenmanual and AGVrobot modes对比内容手工管理方式AGV机器人模式提升比例材料入库时长3 h/d出入库人员数量23人同等空间货柜数903.1加快出入库速度，提高工作效率智能物流系统利用智能算法，如物品关联度分析优化存储、智能理货、商品热度分析、货架动态调整等，将医用耗材库房管理的各个环节与机器人栋选、搬运、存取以及人工管理进行有效整合，有效缩短物品出入库时间，提高工作效率。系统投入使用近两年时间，平均月出库数量55万件，月均账实差异2 0 件，差异率小于万分之零点五。3.2实现资质效期自动预警利用系统实现无纸化办公，由供应商上传资质材料，由医院管理人员进行审核，实现供应商资质的效期预警管理。3.3降低劳动强度，降低人力成本智能物流系统将人到货柜栋货转变为机器人将物品送到面前，从“人到货”变为“货到人”。可以降低库管人员劳动强度，减少库管人员数量，有效地降低人力成本。3.4提高库房利用率采用AGV机器人作业，货柜可以背靠背密集摆仓库维护放，间距只要略大于货柜即可。在单位面积内，摆基础设置产品档案数据字典入库管理人库单上架管理库存余量库存调整机器人物流系统库存移动库存管理库存盘点库存占用库存对账入库报表出库报表统计报表库容报表机器人报表商品热度统计图4机器人物流系统功能Fig.4Systemfunction1h/d1人117放货柜的数量大大增加，提高了库房的利用率。同时，机器人可以将货柜挪到行进通道后转向，一个货柜正反两面可以同时存放物品，提升货柜的利用率也方便库房管理人员拿取货。4结语目前，AGV智能物流系统在我院的应用取得了很好的效果，我院的医用耗材SPD供应链体系与智能物流系统和医院信息系统形成联动，实现了申领、采购、入库、领用、出库、计费的全流程管理。今后可以探索在医院不同的业务场景进行更多的应用，如体量较大的手术室二级库房、总务处库房等，进一步提升医院综合管理的智慧化水平。参考文献1严娟.基于智能仓储与调配管理系统的医用耗材精细化管理 .电脑与电信,2 0 2 2(3):7 2-7 6.2钟晓茹.移动机器人在医疗场景的研究与应用进展 1中国医疗设备，2 0 2 1,36(2)：155-159.3 李文清.高校图书馆智能机器人的应用路径探究 .晋图学刊,2 0 18(2):11-16.11066%50%70%30%