长沙湘之雅贵宾医院仓储配送路线优化设计方案

湖南商务职业技术学院毕业设计长沙湘之雅贵宾医院仓储配送路线优化设计方案长沙湘之雅贵宾医院简介长沙湘之雅贵宾医院建于2019年，是集医疗、科研、保健等多种功能为一体的大型综合医院。目前有2个院区，总建筑面积54.95万平方米，现有职工9600余人。2020年门急诊量474万人次，出院病人28.2万人次，手术例数18.3万例。长沙湘之雅贵宾医院有68个临床科室，5个门诊科室，12个医技、辅助科室，还有体检中心等医疗相关中心。长沙湘之雅贵宾医院本部由7栋楼组成，分别为1号楼、2号楼、3号楼、5号楼、6号楼、7号楼、8号楼。具体情况如图1所示。图1长沙湘之雅贵宾医院本部各楼分布图长沙湘之雅贵宾医院仓储配送现状仓库的送货由对应科室的配送工人进行运输，同时每个配送员固定配送某些科室。配送员使用手推式板式货车，经由电梯上楼送货。具体申领卫生材料过程如下，当科室申领订单下达，由库管员进行下载、打印申领单，再根据申领单上标注科室所需卫生材料，进行练选，集中放置到货车。经由配送员送至申领科室二级库房。再由相应科室库房管理人员清点核对验收卫生材料。具体配送流程如图2所示。配送人员科室库管开始开始领取仓库配货单领取仓库配货单货架拣货货架拣货按配货单要求拣货 否按配货单要求拣货是配送配送配送员补送配送员补送返回仓库返回仓库结束结束按配货单配送科室库管接收按配货单配送科室库管接收否是图2长沙湘之雅贵宾医院仓库配送流程图长沙湘之雅贵宾医院仓储配送路线存在的问题仓库工作人员配货耗时较长长沙湘之雅贵宾医院仓库中的卫生材料这些货品的摆放位置比较随意，大体上是按照每家供应商对应一些固定的位置来存放货物，但是即使是同一家供应商，可能每次在其划分的区域内，所摆放的物品也是不固定的。这种情况就导致送货员在进行配货时，根据以往的经验，寻找配货单上的卫材来配货，但是，因为卫材的摆放比较混乱，所以会耗费大量的时间。卫材库缺乏具体储位规划，如货架未编码等。导致配送员在配货时，寻找卫材比较耗时，从表1和表2中，可以看出，配货时间占配送总时间的比重较大，一般配好一个科室的卫材，需要大约40分钟的时间。表1长沙湘之雅贵宾医院仓库配送时间统计表（单位：分钟）日期配送科室配货时间行走时间等乘电梯验收总时间周二创伤及整形外科401312368感染科及小儿肿瘤科2211301174病理、内镜中心4211141077周三麻醉苏醒29118755血2、内镜中心3212112479神经肿瘤外科181114750心脏外科29951760周四神经内生理221112550呼吸二护60261816120表2仓库配送各部分时间占配送总时间比例表（单位：%）日期配送科室配货时间行走时间等乘电梯验收周二创伤及整形外科5919184感染科及小儿肿瘤科30154115病理、内镜中心55141813周三麻醉苏醒53201513血2、内镜中心41151430神经肿瘤外科36222814心脏外科4815828周四神经内生理44222410呼吸二护50221513配送时行走距离过长长沙湘之雅贵宾医院仓库共有10位送货员，每周一到周五对医院的各个科室进行卫材的配送，其中由于周一到周二的上午主要是供货商的送货，所以送货员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针对那些科室需求量大的卫材，例如一次性使用无菌溶药注射器这类用量很大的卫材，一般在周一供货商送到货后不进入卫材库内，会在库外暂时放置，之后直接由送货员送至相应科室。每位送货员有各自负责的配送科室，具体安排如表3所示。表3送货员配送科室任务安排表（部分）外科楼ABCD门诊8楼眼科治疗室介入导管室康复科生殖实验室急诊内科疼痛科处置营养细胞EICU心血管导管室疼痛科治疗放疗B2眼一手术室碎石小二内分泌代谢虽然库管员对于送货员的配送科室进行了具体的划分，但是在具体进行配货时，是随机按照配货单的顺序进行配货，之后再在配好的卫材中任意选择一个送到对应科室，这就可能导致在送货时，所走的路线不是相对较优的路线，行走距离过长，送货效率较低。送货员配送路线无计划配送员在进行送货时，按照个人偏好，根据每周的工作任务，随机选取科室配送没有指定标准的配送路线，造成行走路线距离过长。再加上供应商送货时间主要集中在周一和周二，所以库管员在进行验货时，要进行大量的确认、登记等工作。在送货员将卫材送往一些科室的二级库房时有时会出现等待相关人员的情况，同时各个科室的验货过程，也是随着货量的增多，而耗时越来越长。长沙湘之雅贵宾医院仓储配送路线优化设计方案节约里程法原理C-W算法是由Clarke和Wright提出的，也被称为节约里程算法。它的原理如图3所示。AAAA L1L1 L3OBBOOBBO L2 L2图3节约里程法原理图O表示仓库的位置，A和B分别为需要配送的地点，L1和L2，L3分别为O到A的距离、O到B的距离和O到C的距离。假设仓库中的货物需要运送到客户A和B的地点，若分别运送到A和B，则车辆一共要经过2L1+2L2的里程。而如果现在计划用一辆车运送一次，假设车辆容量满足的情况下，车辆所经过的里程为L1+L2+L3。两种方式相比，后一种运送方式比前一种可以节省的里程为L1+L2-L3>O。这种节省距离的方法被称为“节约里程法”，也称作C-W算法。节约里程法的具体步骤如下：（1）确定最小距离。计算仓库到各个客户的路径的最短距离。（2）确定初始解。要满足客户点的需求量，满足配送人员或者车辆的送货容量，将第一步中得出的路径，作为初始配送路径，汇总此方案使用车辆数目和走过的总里程。（3）计算节约里程。计算仓库与各个客户点间的节约里程，并按照节约里程从大到小的顺序排列。（4）配送路线的合并。在满足约束条件的情况下，依次将节约里程最大的点放到配送路线中，一条路线确定后，再确定下一条，直到所有的客户点都考虑结束。门诊楼配送路线设计本设计根据各个科室的位置，及其卫材的需求量，还有每次送货员所能送达的卫材的量，用节约里程法的思想，来设计配送路线，从而制定出送货员标准送货路线。卫材库的10名配送人员的工作被分为三大区域，分别是：门诊楼和1号楼区域，外科楼区域，内科楼区域。本设计以唐师傅负责的门诊楼和1号楼区域为例，进行配送路线的优化分析。根据唐师傅的排班安排，其门诊楼和1号楼区域所负责的科室有：小儿ICU、小儿内湿、口腔科护、乳腺技术、心血管心电、心血管药理、2号楼1楼、免疫护共8个地点。根据调研时的情况，确定卫材库和这8个目标配送地点的楼层位置，具体位置如表4所示。表4唐师傅第一区域配送科室楼层位置编号科室简称位置O卫材库2号门诊楼B1A小儿ICU1号门诊楼2FB小儿内湿1号门诊楼3FC口腔科护2号门诊楼4FD乳腺技术2号门诊楼4FE心血管心电2号门诊楼4FF心血管药理2号门诊楼4FG2号楼1楼2号门诊楼1FH免疫护2号门诊楼4F由于每种卫材的包装大箱子的规格存在着差异，所以本设计按照在配送时，都是以同一规格箱子配送来简化，规定在配送时每个大箱子的规格为60cm*40cm*35cm，送货员每次送货利用手动液压叉车和托盘，最多可以运送14个这种规格箱子的卫材，而唐师傅第一区域所需配送各格式的卫材需求，在这里也将其转换为箱数，转换的规则，是根据这些科室的具体卫材数量需求，结合现场调研到的一些卫材实际外包装箱的规格，估算成我们规定的箱子规格大小的箱子数。转换后的具体各科室需求量，如表5所示。表5科室所需配送量科室ABCDEFGH配送量1240.50.36630.3下面用节约里程法的思想来对配送路线进行设计。（1）计算卫材库到各个科室的最短距离一般情况下，使用节约里程算法，或者其他优化车辆路径的问题时，配送中心与客户是都在一个平面内的，而本设计中的路线设计的特殊之处在于，各个科室分别分别在医院的各楼层中，因此会涉及跨越楼层，在配送时，楼层之间通过电梯通行，在这里，两层楼电梯之间的距离，按照3.3米来计算。结合实际配送路线，得到最短距离矩阵，如表6所示。表6路线最短距离矩阵（单位：米）OA129AB19258BC68116177CD1183089111DE5813817132105EF10037104952384FG768312373646590GH11054109104368721102H（2）计算各科室之间的节约里程计算各科室间的节约里程，其中△AB=OA+OB-AB，依次计算可得到表7。表7各科室节约里程表（单位：米）AB263BC8183CD21722172DE491129471EF192797319574FG122145711306986GH185193741928118984H（3）根据节约里程计算结果，降序排列，结果如表8所示。表8节约里程排序表（单位：米）序号连接点距离序号连接点距离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）求解优化路线①确定初始解。由于每个科室的卫材需求量，都小于每次配送员运送的最大容量14箱，所以确定初始解的情况为分别对8个科室配送，每配送一个科室后返回仓库，一共配送8次。所以初始配送的总距离为（OA+OB+OC+OD+OE+OF+OG+OH）*2=（129+192+68+118+58+100+76+110）*2=851*2=1702米。②节约里程最大的是A-B，所以连接A和B，而A和B的配送量是12+4=16>14，配送员不能一次性把卫材配送完，即不符合配送能力约束，所以不将A和B放在同一路线中。再考虑连接B和D，配送量为4+0.3=4.3<14，再连接D-F，配送量为4.3+6=10.3<14，再连接B-H，配送量为10.3+0.3=10.6<14，已连接H-B-D-F，其他的连接情况己都不能满足闭合回路这一条件，所以确定第一条配送路线为O-H-B-D-F-O，即卫材库-免疫护-小儿内湿-乳腺技术-心血管药理-卫材库，共运送卫材10.6箱，行走总距离为OH+HB+BD+DF+FO=110+109+89+23+100=431米。第一条配送路线中已考虑点H、B、D、F，所以将节约里程排序表中含有这几个点的情况删去，得到表9。表9节约里程排序表（单位：米）序号连接点距离12A-G12214C-E9418A-C8125C-G7117E-G6928A-E49③连接A-G，配送量为12+3=15>14，不满足配送能力约束，连接C-E，配送量为0.5+6=6.5<14，再连接C-G，配送量为6.5+3=9.5<14，在加入其他点，已不满足构成回路，所以确定第二条配送路线为O-E-C-G-O，即卫材库-心血管心电-口腔科护-2号楼1楼-卫材库，共运送卫材9.5箱，行走的总距离为OE+EC+CG+GO=58+32+73+76=239米。④只剩下A点还未安排，因为第三条配送路线为O-A-O，即卫材库-小儿ICU-卫材库，共运送卫材12箱，行走的总距离为OA+AO=129+129=258米。综上所述，唐师傅第一区域的配送路线优化设计为3条，总行走距离928米，比配送8次的情况少走774米，少配送5次。设计的运送卫材路线如表10所示。表10唐师傅第一区域配送路线表序号配送路径距离（m）配送量（箱）1O-H-B-D-F-O43110.62O-E-C-G-O2399.53O-A-O25812合计92832.1外科楼配送路线设计以李师傅负责的外科楼配送区域为例，进行配送路线的优化分析。根据李师傅的排班安排，其外科楼所负责的科室有：心外ICU、心外护、神血2，神血导管、泌尿透析、结直肠护、神经创伤共7个地点。根据调研时的情况，确定这6个目标配送点的楼层位置，具体位置如表11所示。表11李师傅外科楼配送科室楼层位置编号科室简称位置O卫材库2号门诊楼B1A心外ICU3号门诊楼6FB心外护3号门诊楼5FC神血2疗区3号门诊楼19FD神血导管3号门诊楼19FE泌尿透析3号门诊楼lOFF结直肠护3号门诊楼13FG神经创伤3号门诊楼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再采取与之前同样的方法，对外科楼的配送路线进行设计。（1）计算卫材库到各个科室的最短距离结合外科楼的实际配送路线，得到最短距离矩阵，如表13所示。表13路线最短距离矩阵（单位：米）OA148AB20568BC19880189CD2209720065DE16711016982132EF1971051809211998FG21511119983110121101G（2）计算各科室之间的节约里程根据表13，计算各科室间的节约里程，可得到表14。表14各科室节约历程表（单位：米）AB285BC266214CD271225353DE205203283255EF240222303298266FG252221330325261311G（3）根据表14的节约里程计算结果，降序排列，结果如表15所示。表15节约里程排序表（单位：米）序号连接点距离序号连接点距离1C-D35312E-G2612C-G33013D-E2553D-G32514A-G2524F-G31115A-F2405C-F30316B-D2256D-F29817B-F2227A-B28518B-G2218C-E28319B-C2149A-D27120A-E20510A-C26621B-E20311E-F266（4）求解优化路线①确定初始解。由于每个科室的卫材需求量，都小于每次配送员运送的最大容量14箱，所以确定初始解的情况为分别对7个科室配送，每配送一个科室后返回卫材库，一共配送7次。所以初始配送的总距离为（OA+OB+OC+OD+OE+OF+OG）*2=（148+205+198+220+167+197+215)）*2=1350*2=2700米。②节约里程最大的是C-D，所以连接C和D，则其配送量为10+1.2=11.2<14，符合配送能力约束，所以将C和D放在同一路线中。再按照节约里程从大到小的顺序，考虑有C和D配送点的连接组合，将点G加入回路，配送量为11.2+9.5=20.7>14，不符合配送能力约束，再将F点加入回路，其配送量为11.2+2.5=13.7<14，符合配送能力约束，其他配送点的需求量均大于0.3，所以不在回路内添加配送点，确定第一条配送路线为O-D-C-F-O，即卫材库-神血导管-神血2疗区-结直肠护-卫材库，共运送卫材13.7箱，行走总距离为OD+DC+CF+FO=220+65+92+197=574米。第一条配送路线中已考虑C、D、F三个点，所以将节约里程排序表中含有这些点的情况删去，得到表16。表16节约里程排序表（单位：米）序号连接点距离7A-B28512E-G26114A-G25215A-F24018B-G22120A-E20521B-E203③连接A-B，配送量为5.5+8.5=14，其配送量恰好为配送能力的最大值，所以确定第二条配送路线为O-A-B-O，即卫材库-心外ICU-心外护-卫材库-卫材库，共运送卫材14箱，行走的总距离为OA+AB+BO=148+68+205=421米。第二条配送路线中已考虑配送点A和B，所以将表中含有这两个点的情况删去，则只剩下E和G两个配送点还未考虑。④连接E和G，其配送量为2+9.5=11.5<14，符合配送能力约束，所以确定第三条配送路线为O-E-G-O，即卫材库-泌尿透析-神经创伤-卫材库，共运送卫材11.5箱，行走的总距离为OE+EG+GO=167+121+215=503米。综上所述，李师傅在外科楼的配送路线设计为3条，总行走距离为1498米，比配送7次的情况少走1