長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)儲(chǔ)配送路線優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)儲(chǔ)配送路線優(yōu)化設(shè)計(jì)方案長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院簡(jiǎn)介長(zhǎng)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(gè)院區(qū)，總建筑面積54.95萬(wàn)平方米，現(xiàn)有職工9600余人。2020年門(mén)急診量474萬(wàn)人次，出院病人28.2萬(wàn)人次，手術(shù)例數(shù)18.3萬(wàn)例。長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院有68個(gè)臨床科室，5個(gè)門(mén)診科室，12個(gè)醫(yī)技、輔助科室，還有體檢中心等醫(yī)療相關(guān)中心。長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院本部由7棟樓組成，分別為1號(hào)樓、2號(hào)樓、3號(hào)樓、5號(hào)樓、6號(hào)樓、7號(hào)樓、8號(hào)樓。具體情況如圖1所示。圖1長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院本部各樓分布圖長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)儲(chǔ)配送現(xiàn)狀倉(cāng)庫(kù)的送貨由對(duì)應(yīng)科室的配送工人進(jìn)行運(yùn)輸，同時(shí)每個(gè)配送員固定配送某些科室。配送員使用手推式板式貨車，經(jīng)由電梯上樓送貨。具體申領(lǐng)衛(wèi)生材料過(guò)程如下，當(dāng)科室申領(lǐng)訂單下達(dá)，由庫(kù)管員進(jìn)行下載、打印申領(lǐng)單，再根據(jù)申領(lǐng)單上標(biāo)注科室所需衛(wèi)生材料，進(jìn)行練選，集中放置到貨車。經(jīng)由配送員送至申領(lǐng)科室二級(jí)庫(kù)房。再由相應(yīng)科室?guī)旆抗芾砣藛T清點(diǎn)核對(duì)驗(yàn)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_(kāi)始開(kāi)始領(lǐng)取倉(cāng)庫(kù)配貨單領(lǐng)取倉(cāng)庫(kù)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(bǔ)送配送員補(bǔ)送返回倉(cāng)庫(kù)返回倉(cāng)庫(kù)結(jié)束結(jié)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(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)庫(kù)配送流程圖長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)儲(chǔ)配送路線存在的問(wèn)題倉(cāng)庫(kù)工作人員配貨耗時(shí)較長(zhǎng)長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)庫(kù)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(yīng)商對(duì)應(yīng)一些固定的位置來(lái)存放貨物，但是即使是同一家供應(yīng)商，可能每次在其劃分的區(qū)域內(nèi)，所擺放的物品也是不固定的。這種情況就導(dǎo)致送貨員在進(jìn)行配貨時(shí)，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，尋找配貨單上的衛(wèi)材來(lái)配貨，但是，因?yàn)樾l(wèi)材的擺放比較混亂，所以會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間。衛(wèi)材庫(kù)缺乏具體儲(chǔ)位規(guī)劃，如貨架未編碼等。導(dǎo)致配送員在配貨時(shí)，尋找衛(wèi)材比較耗時(shí)，從表1和表2中，可以看出，配貨時(shí)間占配送總時(shí)間的比重較大，一般配好一個(gè)科室的衛(wèi)材，需要大約40分鐘的時(shí)間。表1長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)庫(kù)配送時(shí)間統(tǒng)計(jì)表（單位：分鐘）日期配送科室配貨時(shí)間行走時(shí)間等乘電梯驗(yàn)收總時(shí)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(nèi)鏡中心4211141077周三麻醉蘇醒29118755血2、內(nèi)鏡中心3212112479神經(jīng)腫瘤外科181114750心臟外科29951760周四神經(jīng)內(nèi)生理221112550呼吸二護(hù)60261816120表2倉(cāng)庫(kù)配送各部分時(shí)間占配送總時(shí)間比例表（單位：%）日期配送科室配貨時(shí)間行走時(shí)間等乘電梯驗(yàn)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(nèi)鏡中心55141813周三麻醉蘇醒53201513血2、內(nèi)鏡中心41151430神經(jīng)腫瘤外科36222814心臟外科4815828周四神經(jīng)內(nèi)生理44222410呼吸二護(hù)50221513配送時(shí)行走距離過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)庫(kù)共有10位送貨員，每周一到周五對(duì)醫(yī)院的各個(gè)科室進(jìn)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(duì)那些科室需求量大的衛(wèi)材，例如一次性使用無(wú)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(jìn)入衛(wèi)材庫(kù)內(nèi)，會(huì)在庫(kù)外暫時(shí)放置，之后直接由送貨員送至相應(yīng)科室。每位送貨員有各自負(fù)責(zé)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(wù)安排表（部分）外科樓ABCD門(mén)診8樓眼科治療室介入導(dǎo)管室康復(fù)科生殖實(shí)驗(yàn)室急診內(nèi)科疼痛科處置營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞EICU心血管導(dǎo)管室疼痛科治療放療B2眼一手術(shù)室碎石小二內(nèi)分泌代謝雖然庫(kù)管員對(duì)于送貨員的配送科室進(jìn)行了具體的劃分，但是在具體進(jìn)行配貨時(shí)，是隨機(jī)按照配貨單的順序進(jìn)行配貨，之后再在配好的衛(wèi)材中任意選擇一個(gè)送到對(duì)應(yīng)科室，這就可能導(dǎo)致在送貨時(shí)，所走的路線不是相對(duì)較優(yōu)的路線，行走距離過(guò)長(zhǎng)，送貨效率較低。送貨員配送路線無(wú)計(jì)劃配送員在進(jìn)行送貨時(shí)，按照個(gè)人偏好，根據(jù)每周的工作任務(wù)，隨機(jī)選取科室配送沒(méi)有指定標(biāo)準(zhǔn)的配送路線，造成行走路線距離過(guò)長(zhǎng)。再加上供應(yīng)商送貨時(shí)間主要集中在周一和周二，所以庫(kù)管員在進(jìn)行驗(yàn)貨時(shí)，要進(jìn)行大量的確認(rèn)、登記等工作。在送貨員將衛(wèi)材送往一些科室的二級(jí)庫(kù)房時(shí)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)等待相關(guān)人員的情況，同時(shí)各個(gè)科室的驗(yàn)貨過(guò)程，也是隨著貨量的增多，而耗時(shí)越來(lái)越長(zhǎng)。長(zhǎng)沙湘之雅貴賓醫(yī)院倉(cāng)儲(chǔ)配送路線優(yōu)化設(shè)計(jì)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(cāng)庫(kù)的位置，A和B分別為需要配送的地點(diǎn)，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(shè)倉(cāng)庫(kù)中的貨物需要運(yùn)送到客戶A和B的地點(diǎn)，若分別運(yùn)送到A和B，則車輛一共要經(jīng)過(guò)2L1+2L2的里程。而如果現(xiàn)在計(jì)劃用一輛車運(yùn)送一次，假設(shè)車輛容量滿足的情況下，車輛所經(jīng)過(guò)的里程為L(zhǎng)1+L2+L3。兩種方式相比，后一種運(yùn)送方式比前一種可以節(jié)省的里程為L(zhǎng)1+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(jì)算倉(cāng)庫(kù)到各個(gè)客戶的路徑的最短距離。（2）確定初始解。要滿足客戶點(diǎn)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(shù)目和走過(guò)的總里程。（3）計(jì)算節(jié)約里程。計(jì)算倉(cāng)庫(kù)與各個(gè)客戶點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)都考慮結(jié)束。門(mén)診樓配送路線設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)根據(jù)各個(gè)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(dá)的衛(wèi)材的量，用節(jié)約里程法的思想，來(lái)設(shè)計(jì)配送路線，從而制定出送貨員標(biāo)準(zhǔn)送貨路線。衛(wèi)材庫(kù)的10名配送人員的工作被分為三大區(qū)域，分別是：門(mén)診樓和1號(hào)樓區(qū)域，外科樓區(qū)域，內(nèi)科樓區(qū)域。本設(shè)計(jì)以唐師傅負(fù)責(zé)的門(mén)診樓和1號(hào)樓區(qū)域?yàn)槔?，進(jìn)行配送路線的優(yōu)化分析。根據(jù)唐師傅的排班安排，其門(mén)診樓和1號(hào)樓區(qū)域所負(fù)責(zé)的科室有：小兒ICU、小兒內(nèi)濕、口腔科護(hù)、乳腺技術(shù)、心血管心電、心血管藥理、2號(hào)樓1樓、免疫護(hù)共8個(gè)地點(diǎn)。根據(jù)調(diào)研時(shí)的情況，確定衛(wèi)材庫(kù)和這8個(gè)目標(biāo)配送地點(diǎn)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(hào)科室簡(jiǎn)稱位置O衛(wèi)材庫(kù)2號(hào)門(mén)診樓B1A小兒ICU1號(hào)門(mén)診樓2FB小兒內(nèi)濕1號(hào)門(mén)診樓3FC口腔科護(hù)2號(hào)門(mén)診樓4FD乳腺技術(shù)2號(hào)門(mén)診樓4FE心血管心電2號(hào)門(mén)診樓4FF心血管藥理2號(hào)門(mén)診樓4FG2號(hào)樓1樓2號(hào)門(mén)診樓1FH免疫護(hù)2號(hào)門(mén)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(shè)計(jì)按照在配送時(shí)，都是以同一規(guī)格箱子配送來(lái)簡(jiǎn)化，規(guī)定在配送時(shí)每個(gè)大箱子的規(guī)格為60cm*40cm*35cm，送貨員每次送貨利用手動(dòng)液壓叉車和托盤(pán)，最多可以運(yùn)送14個(gè)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(zhuǎn)換為箱數(shù)，轉(zhuǎn)換的規(guī)則，是根據(jù)這些科室的具體衛(wèi)材數(shù)量需求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研到的一些衛(wèi)材實(shí)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(shù)。轉(zhuǎn)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(lái)對(duì)配送路線進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）計(jì)算衛(wèi)材庫(kù)到各個(gè)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(wèn)題時(shí)，配送中心與客戶是都在一個(gè)平面內(nèi)的，而本設(shè)計(jì)中的路線設(shè)計(jì)的特殊之處在于，各個(gè)科室分別分別在醫(yī)院的各樓層中，因此會(huì)涉及跨越樓層，在配送時(shí)，樓層之間通過(guò)電梯通行，在這里，兩層樓電梯之間的距離，按照3.3米來(lái)計(jì)算。結(jié)合實(shí)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(jì)算各科室之間的節(jié)約里程計(jì)算各科室間的節(jié)約里程，其中△AB=OA+OB-AB，依次計(jì)算可得到表7。表7各科室節(jié)約里程表（單位：米）AB263BC8183CD21722172DE491129471EF192797319574FG122145711306986GH185193741928118984H（3）根據(jù)節(jié)約里程計(jì)算結(jié)果，降序排列，結(jié)果如表8所示。表8節(jié)約里程排序表（單位：米）序號(hào)連接點(diǎn)距離序號(hào)連接點(diǎn)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(gè)科室的衛(wèi)材需求量，都小于每次配送員運(yùn)送的最大容量14箱，所以確定初始解的情況為分別對(duì)8個(gè)科室配送，每配送一個(gè)科室后返回倉(cāng)庫(kù)，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(kù)-免疫護(hù)-小兒內(nèi)濕-乳腺技術(shù)-心血管藥理-衛(wèi)材庫(kù)，共運(yùn)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(diǎn)H、B、D、F，所以將節(jié)約里程排序表中含有這幾個(gè)點(diǎn)的情況刪去，得到表9。表9節(jié)約里程排序表（單位：米）序號(hào)連接點(diǎn)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(diǎn)，已不滿足構(gòu)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(kù)-心血管心電-口腔科護(hù)-2號(hào)樓1樓-衛(wèi)材庫(kù)，共運(yùn)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(diǎn)還未安排，因?yàn)榈谌龡l配送路線為O-A-O，即衛(wèi)材庫(kù)-小兒ICU-衛(wèi)材庫(kù)，共運(yùn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的運(yùn)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(hào)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(jì)92832.1外科樓配送路線設(shè)計(jì)以李師傅負(fù)責(zé)的外科樓配送區(qū)域?yàn)槔?，進(jìn)行配送路線的優(yōu)化分析。根據(jù)李師傅的排班安排，其外科樓所負(fù)責(zé)的科室有：心外ICU、心外護(hù)、神血2，神血導(dǎo)管、泌尿透析、結(jié)直腸護(hù)、神經(jīng)創(chuàng)傷共7個(gè)地點(diǎn)。根據(jù)調(diào)研時(shí)的情況，確定這6個(gè)目標(biāo)配送點(diǎn)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(hào)科室簡(jiǎn)稱位置O衛(wèi)材庫(kù)2號(hào)門(mén)診樓B1A心外ICU3號(hào)門(mén)診樓6FB心外護(hù)3號(hào)門(mén)診樓5FC神血2療區(qū)3號(hào)門(mén)診樓19FD神血導(dǎo)管3號(hào)門(mén)診樓19FE泌尿透析3號(hào)門(mén)診樓lOFF結(jié)直腸護(hù)3號(hào)門(mén)診樓13FG神經(jīng)創(chuàng)傷3號(hào)門(mén)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(duì)外科樓的配送路線進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）計(jì)算衛(wèi)材庫(kù)到各個(gè)科室的最短距離結(jié)合外科樓的實(shí)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(jì)算各科室之間的節(jié)約里程根據(jù)表13，計(jì)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(jù)表14的節(jié)約里程計(jì)算結(jié)果，降序排列，結(jié)果如表15所示。表15節(jié)約里程排序表（單位：米）序號(hào)連接點(diǎn)距離序號(hào)連接點(diǎn)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(gè)科室的衛(wèi)材需求量，都小于每次配送員運(yùn)送的最大容量14箱，所以確定初始解的情況為分別對(duì)7個(gè)科室配送，每配送一個(gè)科室后返回衛(wèi)材庫(kù)，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(diǎn)的連接組合，將點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)的需求量均大于0.3，所以不在回路內(nèi)添加配送點(diǎn)，確定第一條配送路線為O-D-C-F-O，即衛(wèi)材庫(kù)-神血導(dǎo)管-神血2療區(qū)-結(jié)直腸護(hù)-衛(wèi)材庫(kù)，共運(yùn)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(gè)點(diǎn)，所以將節(jié)約里程排序表中含有這些點(diǎn)的情況刪去，得到表16。表16節(jié)約里程排序表（單位：米）序號(hào)連接點(diǎn)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(kù)-心外ICU-心外護(hù)-衛(wèi)材庫(kù)-衛(wèi)材庫(kù)，共運(yùn)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(diǎn)A和B，所以將表中含有這兩個(gè)點(diǎn)的情況刪去，則只剩下E和G兩個(gè)配送點(diǎn)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(kù)-泌尿透析-神經(jīng)創(chuàng)傷-衛(wèi)材庫(kù)，共運(yùn)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(shè)計(jì)為3條，總行走距離為1498米，比配送7次的情況少走1