盒装药品自动分拣系统的模块化设计方法

盒装药品自动分拣系统的模块化设计方法

马俊杰

上海东富龙科技股份有限公司黑龙江哈尔滨150000

【摘要】自动化药房又称数字化药房，其利用现代物流管理技术将目前医院广泛应用的HIS系统与各种信息识别技术、自动化物流设备有机结合起来，从而实现从药品处方管理到药品分拣发药过程的智能化和自动化。自动化药房的关键设备是药品自动分拣机，它技术水平的高低直接影响着自动化药房项目实施的成败。医院药房经营的药品品种和数量繁多，从包装形式分析，80%以上为盒装药品。因此实现盒装药品的高效率自动分拣对于自动化药房建设尤为重要。

【关键词】盒装药品自动分拣系统；模块化设计；

药品自动分拣技术是现代化医院、零售药店及医药配送中心中最为关键的技术，在经济发达国家已得到较为广泛的应用，这项技术通过机械自动化和计算机系统相结合，极大地提高了药品的分发效率，减少了差错率，节省人力和药房面积。

一、药品自动分拣设备概述

药品自动分拣的概念最早出现于20世纪80年代，在现代药品管理思想的指导下，一些经济发达国家开始了药品自动分拣技术的研究。目前，德国、美国、日本等国家已开发出了多种与其国情相适应的药品自动分拣设备，其中用于医药配送中心的主要有有轨巷道堆垛机、A字机、电子标签分拣系统等；用于医院药房和零售药店的主要有直角坐标式拣选机械手、斜槽式自动分拣机、片剂分包机、注射剂摆药机等。目前，我国对药品自动分拣技术的研究虽然处于起步阶段，但也开发出了多种药品自动分拣设备，目前国内开发的药品自动分拣设备尚未形成完整的系列，其市场占有率也较低。药品整件分拣即以药品入库时的最大原始包装形态为单位进行的分拣作业，其设备常见的有托盘到托盘分拣、托盘到包装箱分拣和包装箱到包装箱分拣等。药品以托盘为单位进行存储、输送和分拣，订单信息由上位机通过仓库管理系统传输到自动仓储系统的计算机上，后者控制堆垛机或叉车将整托盘药品从储位取出，经由输送机或穿梭车将整托盘药品输送到指定的发货位置。由于现实中很少会有客户一次性需要这么大量的药品，因此托盘到托盘分拣主要是一种播种式分拣手段，作为药品按线路配送的前期预分拣来使用。

二、盒装药品自动分拣系统的模块化设计方法

1.我国大型综合医院的门诊量一直居高不下，排队等候取药的问题在各大医院都不同程度存在。而药房作为其中的一个直接面对患者的服务窗口，其工作效率将直接影响医院的形象。传统药房的服务模式只是简单的“取药收方”，药品储存环境差、工作人员的工作环境和工作效率都难以适合现代医院的发展。盒装药品自动分拣系统无论是从处方处理效率上还是药品存储条件上，都有很大优势。本产品采用密集型的存储方式，相对传统型的药架容量更大，它是按照药品的尺寸大小来入货位，品种数不限，这样就可以更合理地利用每一寸空间，使药房布局显得更紧凑、合理。传统的药房，由店员取药，可能会出现人为原因，导致的拿错药事故。而本产品是将处方经由上位机或者触摸屏把数据发送给PLC，PLC执行内部控制程序来实现出药，最大程度上降低了由于人工操作而导致的错药可能。自动化设备和信息系统的使用，优化了医院的取药流程，同时分拣、出药效率提高，既减少了顾客等候时间，也使药师有足够的时间和精力指导用药，为顾客提供更好的服务。本产品还设有多个出药窗口，顾客可自行灵活选择出药窗口，使购药更加便捷。

2.系统设计方案。该系统控制流程其具有两种药单输入方式：一是门诊医师把处方输入到PC端的上位机中，PC和PLC采用以太网通信，处方经由以太网被传送到PLC中；二是患者通过触摸屏自行选择所需药品，同样是通过以太网被传送到PLC。控制系统实时监测储药槽中药品的容量，同时控制气缸执行相应动作将对应药品推出，传送带完成药品的输送，步进电机接收到相应的控制指令，把药品送入不同的窗口，从而完成整个过程。药品分拣系统是可以根据实际需要进行模块化定制，由存储系统和自动出药分配系统组成。由于在药库中的盒装药品种类庞大、尺寸不一，因此储药系统要满足药房绝大部分常用盒装药品。该系统必须有效地提高药房药品的出药效率和准确率，以减少病人的等待时间，减少因人为因素导致的错误，增加药房对外开放的时间。

3.硬件组成。整个系统由电源模块Q61P用于给PLC供电，Q03UDECPU用于处理数据，QX40控制输入，QY40P控制输出。电源装置：输入220V电压，输出24V电压，最大10A电流。用于给直流电机，电磁阀，传感器，步进电机供电。储药装置：该系统共设有九个储药槽，药槽底部有前后的开口用于出药，每个槽内只摆放一种药品且为垂直摆放，当下方的药品被取出后，上方的药品由于重力作用自动下落，补上空位。气动装置：本装置由气源，节流阀，电磁阀，气缸四部分组成。气源提供动力，经由节流阀后供给储药槽后气缸，气缸由电磁阀控制将药品从储药槽中推出。传动装置：该装置由两个直流电机，三个步进电机和两个传送带组成，主传送带将其上药品运输到步进电机处，步进电机转动将药品送入副传送带，副传送带再将药品送到指定窗口。监测装置：各储药槽下方均装有一个漫反射红外传感器，用于检测储药槽内药品数量。GOT触摸屏：顾客可以使用它来选择所需药品。PC机：医生将处方通过PC端的上位机，将所选药品的数据传入PLC中。路由器：采用以太网的连接方式，实现PC机、触摸屏、PLC之间通讯，实现数据的传输。

4.软件设计。本系统的软件设计主要有三个方面：PC端的上位机，门诊医生使用此界面将患者ID，所需购买药品数量以及取药窗口的数据，通过以太网传入PLC中；PLC中的控制程序，用于控制信息通讯、气缸电机动作及数据处理等过程；GOT触摸屏的画面设计，通过设计的界面可以自助购买非处方药品。PLC控制程序使用编写，采用梯形图的编程方式，主要包括：用于连接PC机和触摸屏完成三个设备的通讯程序；控制气缸电机的用于完成药品的出药，运输等功能的程序；用于完成患者药品数据的处理的程序。本系统使用的是触摸屏，使用进行画面设计。此部分用于顾客自助购药，顾客可通过此部分自助购买一些非处方药品，购买药品的数据同样是经由以太网传输到PLC中。

三、发展趋势

第一，自动化药房技术和HIS系统的有机结合，充分利用HIS系统强大的信息功能，提高处方处理的准确性和及时性。第二，自动化水平的提高，不仅要实现自动分拣，还应解决自动补药问题，以提高分拣效率、减少人力和差错率。第三，功能全面化，实现所有药品的自动化调剂必将是药房自动化系统的发展方向之一。第四，实现分拣和仓储的一体化，在提高分拣效率的同时提高药房的空间利用率。现在兴起的自动分拣药库就是朝着这个方向发展的。第五，提高药品的保护性。有些药品因包装质量问题或经长途运输造成包装松散，要应用自动化分拣系统就必须把这些问题考虑进来。目前，药品自动分拣技术在国际上已经比较成熟，在全球发达国家得到较为普遍的应用。这项技术通过人工智能和机械传输手段，极大地提高了药品的发放效率，降低了工作人员的工作强度，减少了差错率。

采用模块化技术，可以对某类产品进行需求分析和功能分解，将一个复杂的任务划分并设计出一系列功能模块，这些任务模块可以同时独立地进行，然后通过相关任务模块的拼接就可以快速而方便地实现整个任务。如何将各种自动分拣技术更好地与目前现有的配送中心、医院药房及零售药店相结合，开发适合我国国情的药品自动分拣技术，实现药品的快速分拣、迅速准确调剂、大量存储和高效管理将是今后研究方向。

参考文献：

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