長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉儲配送路線優(yōu)化設計方案

湖南商務職業(yè)技術學院畢業(yè)設計長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉儲配送路線優(yōu)化設計方案長沙湘之雅貴賓醫(yī)院簡介長沙湘之雅貴賓醫(yī)院建于2019年，是集醫(yī)療、科研、保健等多種功能為一體的大型綜合醫(yī)院。目前有2個院區(qū)，總建筑面積54.95萬平方米，現(xiàn)有職工9600余人。2020年門急診量474萬人次，出院病人28.2萬人次，手術例數18.3萬例。長沙湘之雅貴賓醫(yī)院有68個臨床科室，5個門診科室，12個醫(yī)技、輔助科室，還有體檢中心等醫(yī)療相關中心。長沙湘之雅貴賓醫(yī)院本部由7棟樓組成，分別為1號樓、2號樓、3號樓、5號樓、6號樓、7號樓、8號樓。具體情況如圖1所示。圖1長沙湘之雅貴賓醫(yī)院本部各樓分布圖長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉儲配送現(xiàn)狀倉庫的送貨由對應科室的配送工人進行運輸，同時每個配送員固定配送某些科室。配送員使用手推式板式貨車，經由電梯上樓送貨。具體申領衛(wèi)生材料過程如下，當科室申領訂單下達，由庫管員進行下載、打印申領單，再根據申領單上標注科室所需衛(wèi)生材料，進行練選，集中放置到貨車。經由配送員送至申領科室二級庫房。再由相應科室?guī)旆抗芾砣藛T清點核對驗收衛(wèi)生材料。具體配送流程如圖2所示。配送人員科室?guī)旃荛_始開始領取倉庫配貨單領取倉庫配貨單貨架揀貨貨架揀貨按配貨單要求揀貨 否按配貨單要求揀貨是配送配送配送員補送配送員補送返回倉庫返回倉庫結束結束按配貨單配送科室?guī)旃芙邮瞻磁湄泦闻渌涂剖規(guī)旃芙邮辗袷菆D2長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉庫配送流程圖長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉儲配送路線存在的問題倉庫工作人員配貨耗時較長長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉庫中的衛(wèi)生材料這些貨品的擺放位置比較隨意，大體上是按照每家供應商對應一些固定的位置來存放貨物，但是即使是同一家供應商，可能每次在其劃分的區(qū)域內，所擺放的物品也是不固定的。這種情況就導致送貨員在進行配貨時，根據以往的經驗，尋找配貨單上的衛(wèi)材來配貨，但是，因為衛(wèi)材的擺放比較混亂，所以會耗費大量的時間。衛(wèi)材庫缺乏具體儲位規(guī)劃，如貨架未編碼等。導致配送員在配貨時，尋找衛(wèi)材比較耗時，從表1和表2中，可以看出，配貨時間占配送總時間的比重較大，一般配好一個科室的衛(wèi)材，需要大約40分鐘的時間。表1長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉庫配送時間統(tǒng)計表（單位：分鐘）日期配送科室配貨時間行走時間等乘電梯驗收總時間周二創(chuàng)傷及整形外科401312368感染科及小兒腫瘤科2211301174病理、內鏡中心4211141077周三麻醉蘇醒29118755血2、內鏡中心3212112479神經腫瘤外科181114750心臟外科29951760周四神經內生理221112550呼吸二護60261816120表2倉庫配送各部分時間占配送總時間比例表（單位：%）日期配送科室配貨時間行走時間等乘電梯驗收周二創(chuàng)傷及整形外科5919184感染科及小兒腫瘤科30154115病理、內鏡中心55141813周三麻醉蘇醒53201513血2、內鏡中心41151430神經腫瘤外科36222814心臟外科4815828周四神經內生理44222410呼吸二護50221513配送時行走距離過長長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉庫共有10位送貨員，每周一到周五對醫(yī)院的各個科室進行衛(wèi)材的配送，其中由于周一到周二的上午主要是供貨商的送貨，所以送貨員的配送工作主要集中在周二的下午到周五，而周一到周二的上午主要是針對那些科室需求量大的衛(wèi)材，例如一次性使用無菌溶藥注射器這類用量很大的衛(wèi)材，一般在周一供貨商送到貨后不進入衛(wèi)材庫內，會在庫外暫時放置，之后直接由送貨員送至相應科室。每位送貨員有各自負責的配送科室，具體安排如表3所示。表3送貨員配送科室任務安排表（部分）外科樓ABCD門診8樓眼科治療室介入導管室康復科生殖實驗室急診內科疼痛科處置營養(yǎng)細胞EICU心血管導管室疼痛科治療放療B2眼一手術室碎石小二內分泌代謝雖然庫管員對于送貨員的配送科室進行了具體的劃分，但是在具體進行配貨時，是隨機按照配貨單的順序進行配貨，之后再在配好的衛(wèi)材中任意選擇一個送到對應科室，這就可能導致在送貨時，所走的路線不是相對較優(yōu)的路線，行走距離過長，送貨效率較低。送貨員配送路線無計劃配送員在進行送貨時，按照個人偏好，根據每周的工作任務，隨機選取科室配送沒有指定標準的配送路線，造成行走路線距離過長。再加上供應商送貨時間主要集中在周一和周二，所以庫管員在進行驗貨時，要進行大量的確認、登記等工作。在送貨員將衛(wèi)材送往一些科室的二級庫房時有時會出現(xiàn)等待相關人員的情況，同時各個科室的驗貨過程，也是隨著貨量的增多，而耗時越來越長。長沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉儲配送路線優(yōu)化設計方案節(jié)約里程法原理C-W算法是由Clarke和Wright提出的，也被稱為節(jié)約里程算法。它的原理如圖3所示。AAAA L1L1 L3OBBOOBBO L2 L2圖3節(jié)約里程法原理圖O表示倉庫的位置，A和B分別為需要配送的地點，L1和L2，L3分別為O到A的距離、O到B的距離和O到C的距離。假設倉庫中的貨物需要運送到客戶A和B的地點，若分別運送到A和B，則車輛一共要經過2L1+2L2的里程。而如果現(xiàn)在計劃用一輛車運送一次，假設車輛容量滿足的情況下，車輛所經過的里程為L1+L2+L3。兩種方式相比，后一種運送方式比前一種可以節(jié)省的里程為L1+L2-L3>O。這種節(jié)省距離的方法被稱為“節(jié)約里程法”，也稱作C-W算法。節(jié)約里程法的具體步驟如下：（1）確定最小距離。計算倉庫到各個客戶的路徑的最短距離。（2）確定初始解。要滿足客戶點的需求量，滿足配送人員或者車輛的送貨容量，將第一步中得出的路徑，作為初始配送路徑，匯總此方案使用車輛數目和走過的總里程。（3）計算節(jié)約里程。計算倉庫與各個客戶點間的節(jié)約里程，并按照節(jié)約里程從大到小的順序排列。（4）配送路線的合并。在滿足約束條件的情況下，依次將節(jié)約里程最大的點放到配送路線中，一條路線確定后，再確定下一條，直到所有的客戶點都考慮結束。門診樓配送路線設計本設計根據各個科室的位置，及其衛(wèi)材的需求量，還有每次送貨員所能送達的衛(wèi)材的量，用節(jié)約里程法的思想，來設計配送路線，從而制定出送貨員標準送貨路線。衛(wèi)材庫的10名配送人員的工作被分為三大區(qū)域，分別是：門診樓和1號樓區(qū)域，外科樓區(qū)域，內科樓區(qū)域。本設計以唐師傅負責的門診樓和1號樓區(qū)域為例，進行配送路線的優(yōu)化分析。根據唐師傅的排班安排，其門診樓和1號樓區(qū)域所負責的科室有：小兒ICU、小兒內濕、口腔科護、乳腺技術、心血管心電、心血管藥理、2號樓1樓、免疫護共8個地點。根據調研時的情況，確定衛(wèi)材庫和這8個目標配送地點的樓層位置，具體位置如表4所示。表4唐師傅第一區(qū)域配送科室樓層位置編號科室簡稱位置O衛(wèi)材庫2號門診樓B1A小兒ICU1號門診樓2FB小兒內濕1號門診樓3FC口腔科護2號門診樓4FD乳腺技術2號門診樓4FE心血管心電2號門診樓4FF心血管藥理2號門診樓4FG2號樓1樓2號門診樓1FH免疫護2號門診樓4F由于每種衛(wèi)材的包裝大箱子的規(guī)格存在著差異，所以本設計按照在配送時，都是以同一規(guī)格箱子配送來簡化，規(guī)定在配送時每個大箱子的規(guī)格為60cm*40cm*35cm，送貨員每次送貨利用手動液壓叉車和托盤，最多可以運送14個這種規(guī)格箱子的衛(wèi)材，而唐師傅第一區(qū)域所需配送各格式的衛(wèi)材需求，在這里也將其轉換為箱數，轉換的規(guī)則，是根據這些科室的具體衛(wèi)材數量需求，結合現(xiàn)場調研到的一些衛(wèi)材實際外包裝箱的規(guī)格，估算成我們規(guī)定的箱子規(guī)格大小的箱子數。轉換后的具體各科室需求量，如表5所示。表5科室所需配送量科室ABCDEFGH配送量1240.50.36630.3下面用節(jié)約里程法的思想來對配送路線進行設計。（1）計算衛(wèi)材庫到各個科室的最短距離一般情況下，使用節(jié)約里程算法，或者其他優(yōu)化車輛路徑的問題時，配送中心與客戶是都在一個平面內的，而本設計中的路線設計的特殊之處在于，各個科室分別分別在醫(yī)院的各樓層中，因此會涉及跨越樓層，在配送時，樓層之間通過電梯通行，在這里，兩層樓電梯之間的距離，按照3.3米來計算。結合實際配送路線，得到最短距離矩陣，如表6所示。表6路線最短距離矩陣（單位：米）OA129AB19258BC68116177CD1183089111DE5813817132105EF10037104952384FG768312373646590GH11054109104368721102H（2）計算各科室之間的節(jié)約里程計算各科室間的節(jié)約里程，其中△AB=OA+OB-AB，依次計算可得到表7。表7各科室節(jié)約里程表（單位：米）AB263BC8183CD21722172DE491129471EF192797319574FG122145711306986GH185193741928118984H（3）根據節(jié)約里程計算結果，降序排列，結果如表8所示。表8節(jié)約里程排序表（單位：米）序號連接點距離序號連接點距離1A-B26315F-G862B-D22116G-H843A-D21717B-C834D-F19518A-C815B-H19319E-H816A-F19220B-F797D-H19221C-D758F-H18922C-H749A-H18523E-F7410B-G14524C-F7311D-G13025C-G7112A-G12226D-E7113B-E11227E-G6914C-E9428A-E41（4）求解優(yōu)化路線①確定初始解。由于每個科室的衛(wèi)材需求量，都小于每次配送員運送的最大容量14箱，所以確定初始解的情況為分別對8個科室配送，每配送一個科室后返回倉庫，一共配送8次。所以初始配送的總距離為（OA+OB+OC+OD+OE+OF+OG+OH）*2=（129+192+68+118+58+100+76+110）*2=851*2=1702米。②節(jié)約里程最大的是A-B，所以連接A和B，而A和B的配送量是12+4=16>14，配送員不能一次性把衛(wèi)材配送完，即不符合配送能力約束，所以不將A和B放在同一路線中。再考慮連接B和D，配送量為4+0.3=4.3<14，再連接D-F，配送量為4.3+6=10.3<14，再連接B-H，配送量為10.3+0.3=10.6<14，已連接H-B-D-F，其他的連接情況己都不能滿足閉合回路這一條件，所以確定第一條配送路線為O-H-B-D-F-O，即衛(wèi)材庫-免疫護-小兒內濕-乳腺技術-心血管藥理-衛(wèi)材庫，共運送衛(wèi)材10.6箱，行走總距離為OH+HB+BD+DF+FO=110+109+89+23+100=431米。第一條配送路線中已考慮點H、B、D、F，所以將節(jié)約里程排序表中含有這幾個點的情況刪去，得到表9。表9節(jié)約里程排序表（單位：米）序號連接點距離12A-G12214C-E9418A-C8125C-G7117E-G6928A-E49③連接A-G，配送量為12+3=15>14，不滿足配送能力約束，連接C-E，配送量為0.5+6=6.5<14，再連接C-G，配送量為6.5+3=9.5<14，在加入其他點，已不滿足構成回路，所以確定第二條配送路線為O-E-C-G-O，即衛(wèi)材庫-心血管心電-口腔科護-2號樓1樓-衛(wèi)材庫，共運送衛(wèi)材9.5箱，行走的總距離為OE+EC+CG+GO=58+32+73+76=239米。④只剩下A點還未安排，因為第三條配送路線為O-A-O，即衛(wèi)材庫-小兒ICU-衛(wèi)材庫，共運送衛(wèi)材12箱，行走的總距離為OA+AO=129+129=258米。綜上所述，唐師傅第一區(qū)域的配送路線優(yōu)化設計為3條，總行走距離928米，比配送8次的情況少走774米，少配送5次。設計的運送衛(wèi)材路線如表10所示。表10唐師傅第一區(qū)域配送路線表序號配送路徑距離（m）配送量（箱）1O-H-B-D-F-O43110.62O-E-C-G-O2399.53O-A-O25812合計92832.1外科樓配送路線設計以李師傅負責的外科樓配送區(qū)域為例，進行配送路線的優(yōu)化分析。根據李師傅的排班安排，其外科樓所負責的科室有：心外ICU、心外護、神血2，神血導管、泌尿透析、結直腸護、神經創(chuàng)傷共7個地點。根據調研時的情況，確定這6個目標配送點的樓層位置，具體位置如表11所示。表11李師傅外科樓配送科室樓層位置編號科室簡稱位置O衛(wèi)材庫2號門診樓B1A心外ICU3號門診樓6FB心外護3號門診樓5FC神血2療區(qū)3號門診樓19FD神血導管3號門診樓19FE泌尿透析3號門診樓lOFF結直腸護3號門診樓13FG神經創(chuàng)傷3號門診樓24F各科室需要的配送量如表12所示。表12各科室所需配送量科室ABCDEFG配送量5.58.5101.222.59.5再采取與之前同樣的方法，對外科樓的配送路線進行設計。（1）計算衛(wèi)材庫到各個科室的最短距離結合外科樓的實際配送路線，得到最短距離矩陣，如表13所示。表13路線最短距離矩陣（單位：米）OA148AB20568BC19880189CD2209720065DE16711016982132EF1971051809211998FG21511119983110121101G（2）計算各科室之間的節(jié)約里程根據表13，計算各科室間的節(jié)約里程，可得到表14。表14各科室節(jié)約歷程表（單位：米）AB285BC266214CD271225353DE205203283255EF240222303298266FG252221330325261311G（3）根據表14的節(jié)約里程計算結果，降序排列，結果如表15所示。表15節(jié)約里程排序表（單位：米）序號連接點距離序號連接點距離1C-D35312E-G2612C-G33013D-E2553D-G32514A-G2524F-G31115A-F2405C-F30316B-D2256D-F29817B-F2227A-B28518B-G2218C-E28319B-C2149A-D27120A-E20510A-C26621B-E20311E-F266（4）求解優(yōu)化路線①確定初始解。由于每個科室的衛(wèi)材需求量，都小于每次配送員運送的最大容量14箱，所以確定初始解的情況為分別對7個科室配送，每配送一個科室后返回衛(wèi)材庫，一共配送7次。所以初始配送的總距離為（OA+OB+OC+OD+OE+OF+OG）*2=（148+205+198+220+167+197+215)）*2=1350*2=2700米。②節(jié)約里程最大的是C-D，所以連接C和D，則其配送量為10+1.2=11.2<14，符合配送能力約束，所以將C和D放在同一路線中。再按照節(jié)約里程從大到小的順序，考慮有C和D配送點的連接組合，將點G加入回路，配送量為11.2+9.5=20.7>14，不符合配送能力約束，再將F點加入回路，其配送量為11.2+2.5=13.7<14，符合配送能力約束，其他配送點的需求量均大于0.3，所以不在回路內添加配送點，確定第一條配送路線為O-D-C-F-O，即衛(wèi)材庫-神血導管-神血2療區(qū)-結直腸護-衛(wèi)材庫，共運送衛(wèi)材13.7箱，行走總距離為OD+DC+CF+FO=220+65+92+197=574米。第一條配送路線中已考慮C、D、F三個點，所以將節(jié)約里程排序表中含有這些點的情況刪去，得到表16。表16節(jié)約里程排序表（單位：米）序號連接點距離7A-B28512E-G26114A-G25215A-F24018B-G22120A-E20521B-E203③連接A-B，配送量為5.5+8.5=14，其配送量恰好為配送能力的最大值，所以確定第二條配送路線為O-A-B-O，即衛(wèi)材庫-心外ICU-心外護-衛(wèi)材庫-衛(wèi)材庫，共運送衛(wèi)材14箱，行走的總距離為OA+AB+BO=148+68+205=421米。第二條配送路線中已考慮配送點A和B，所以將表中含有這兩個點的情況刪去，則只剩下E和G兩個配送點還未考慮。④連接E和G，其配送量為2+9.5=11.5<14，符合配送能力約束，所以確定第三條配送路線為O-E-G-O，即衛(wèi)材庫-泌尿透析-神經創(chuàng)傷-衛(wèi)材庫，共運送衛(wèi)材11.5箱，行走的總距離為OE+EG+GO=167+121+215=503米。綜上所述，李師傅在外科樓的配送路線設計為3條，總行走距離為1498米，比配送7次的情況少走1