自动化药房系统关键技术研究

admin · 发表于昨天 15:44

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自动化仓储系统(The automated storage and retrieval system，简写为AS/RS)是现代物流系统中的重要环节，自动化药房系统是自动化仓储系统在医院中的典型应用。随着医疗体制的改革，医院药房流程的自动化成为必然趋势。本文将现代智能优化理论研究与自动化药房系统应用相结合，以进一步完善医院智能化管理和提高系统整体效率为目标，开展了自动化药房系统关键技术的研究，对提高医院的服务质量具有重要的意义，并为自动化仓储系统的优化提供理论依据。本文开发研制了适合中国医院的自动化药房系统，包括适合盒装药品的快速出药系统和适合异型包装药品的智能存取系统，重点对机械结构关键部件设计、货位分配优化、路径规划、系统监控与管理等进行了深入研究。论文主要研究内容如下：第一，提出了自动化药房系统的总体方案，实现了上药、储药和出药的自动化。建立了快速出药系统中上药机械手剪叉机构的动力学模型，并通过仿真验证了机械手剪叉机构的可行性；基于储药和出药的对应关系，对H型槽式储药-多对一式出药和滚轮式储药-一对一式出药两种方式的储药空间、可靠性等进行了深入分析，两种方式均能实现药品的密集存储和快速发放，但后者储药空间比较大；基于智能存取系统的工作原理，为保持箱斗时刻处于水平状态，建立了系统运行轨道的数学模型，研究了系统导向圆轨的轨迹规律，以及支撑杆的各个参数对链传动的刚性冲击和柔性冲击的影响。第二，研究了自动化仓储系统不规则货位分配优化题目。针对货物存储的特殊性、货位规格的多样性等特点，建立了不规则货位的货位分配优化题目的数学模型，并提出两级遗传算法对货位分配题目进行求解，该优化方法有效地提高了系统的存取效率，为自动化仓储系统中不规则货位的货位分配优化提供了理论依据和实践途径。第三，研究了多垂直旋转货架系统的路径规划题目。基于多垂直旋转货架系统的特点，建立了单向拣选、双向拣选、任务均分双向拣选的多垂直旋转货架系统路径规划的数学模型，分别提出改进的遗传算法对题目进行求解，并与目前的传统算法、邻近域算法、改进邻近域算法、基本遗传算法进行性能比较，实验验证了所建立的数学模型和相应的优化算法有效地提高了拣选效率，为旋转货架在其它领域中的应用提供了路径优化方法，达到减少拣选时间，提高系统运作效率和仓储整体效益的目的。第四，提出了分层递阶式自动化药房监控与管理系统方案。完成了控制级各子功能模块的硬件设计和监控系统的开发，并采用多线程技术完成了上药和出药的监控流程，成功地实现了系统的自动运行和过程监控，保障了系统准确、可靠地运行；研究了自动化药房管理系统的功能需求和设计原则，开发了自动化药房管理系统，并对系统主要模块功能进行了分析，实现了系统的多种出入库方式；应用某医院的实际作业数据进行验证，结果表明本文所开发的自动化药房监控与管理系统可以有效地提高国内大型医院药房的整体效益。

自动化药房系统关键技术研究

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