Versorgungslogistik

Sensoren und FTS für die Krankenhauslogistik

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) gehören in der Versorgungslogistik von Krankenhäusern mit zu den wichtigsten Fördertechniklösungen. Leistungsstarke Sensortechnologien zur Lokalisierung und Navigation, für das Flottenmanagement und die Materialrückverfolgung bieten das Potenzial, die Autonomie und Effizienz von FTS im Gesundheitswesen weiter zu verbessern.

© DS Automotion

Hersteller von FTF und FTS, können den kompletten Sensorikanteil von SICK ohne Schnittstellenrisiken als integrationsfreundliche Komplettlösung beziehen. Bei den Komplettlösungen handelt es sich um integrierte Systeme, die alle Aspekte der Lokalisierung und Kollisionsvermeidung, der Personensicherheit sowie der Handhabung und Identifikation von krankenhaustypischen Ladungsträgern abdecken. Zunehmend legen diese einen Schwerpunkt auf die Nutzung der Sensordaten und System­informationen – die die physischen Transportprozesse ­digitalisiert darstellen – bei der Einbindung von FTS in die Informations- und Warenwirtschaftssysteme von Krankenhäusern. Die zunehmende Digitalisierung mit der Möglichkeit, die ­komplexe Vernetzung von logistischen Abläufen transparent zu machen und eine Vielzahl von Daten bereitzustellen, sowie der nicht nachlassende Fachkräftemangel im Pflegesektor werden die Bedeutung von FTS in diesem weiter erhöhen.

Kollisionsvermeidung mit Sensoren
War in der Vergangenheit der Einsatz fahrerloser Fahrzeuge in Krankenhäusern oft auf den abgegrenzten, nicht öffentlichen Bereich beschränkt, so findet aktuell eine Weiterentwicklung des Einsatzes auch in öffentlich zugängliche Räumlichkeiten statt. Insbesondere Transporte von Kleinteilen werden zunehmend übernommen. Dies bedeutet, dass sich diese FTF immer öfter mit Personen im selben Umfeld bewegen. Hieraus ergeben sich besondere Anforderungen an den sicheren Betrieb von FTS und den Einsatz sicherheitszertifizierter Sensorik- und Steuerungskomponenten. Deren Konfiguration zu einem ­Sicherheitssystem kann individuell für jeden Fahrzeugtyp und jedes klinische Einsatzumfeld erfolgen. Sicherheits-Laser­scanner der Produktfamilien S300, S300 Mini oder microScan3 mit individuell programmierbaren Schutzfeldern erkennen ­Personen und Hindernisse auf den Fluren und Fahrwegen und verlang­samen die Fahrt bis zum sicheren Halt.

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Gleichzeitig überwachen sichere Encoder wie der DFS60S Pro und sichere berührungs­lose Endschalter die Fahrgeschwindigkeit sowie den aktuellen und den maximal zulässigen Lenkwinkel der Fahr­zeuge. Koordiniert werden sie dabei von der Safety-Steuerung Flexi Soft, die die Signale der sicheren Encoder, 2D-LiDAR-Sensoren, Endschalter und Not-Halt-Taster fusioniert und somit eine situationsabhänge Personenerkennung ermöglicht. Ergänzend kann mit 3D-LiDAR-Sensoren wie dem Mehrlagenscanner MRS1000, die gleichzeitig aktiv auf mehreren Ebenen messen, sowie 3D-Snapshot-­Detektionssensoren der Produktfamilie Visionary T der Kollisionsschutz zusätzlich verbessert werden. Dank ihrer hohen Auflösung sind sie in der Lage, auch schmale Objekte wie Gehstöcke, Rollatoren, Rollstühle, Infusionsständer oder Gerätewagen zu detektieren.

Lokalisieren und Navigieren
Aktuelle Zahlen lassen auf das Ausmaß der intralogistischen Herausforderungen in Krankenhäusern schließen. Spitzenreiter bei Patienten (in Fallzahlen fast 137.000) und Beschäftigten Ärztinnen und Ärzten (1.650) ist die Berliner Charité, die auch mit ihren knapp über 3.000 Betten einsam an der Spitze liegt. Nimmt man alle Krankenhäuser zusammen, verfügen diese im Durchschnitt über immerhin 245. Bezogen auf die Gesamtzahl von knapp zwei Millionen Patienten im Jahr 2017 bedeutet dies, dass in Deutschland pro Krankenhaus jährlich mehrere 1.000 Patienten versorgt werden. Dies bedingt im Krankenhaus eine Vielzahl von Materialströmen, bei denen sich die Fahrzeuge zukünftig auch vermehrt in öffentlichen Bereichen bewegen werden. Dabei teilen sie sich Gänge und Aufzüge mit Ärzten, Schwestern und Pflegern, aber auch mit Patienten und Besuchern. Um Transportkapazitäten und -wege optimal auszulasten und eine in vielen Fällen unabdingbar pünktliche Ver- und Entsorgung einzelner Bereiche sicherzustellen, ist eine zuverlässige Lokalisierung und routenoptimierte Navigation erforderlich.


Die SICK Sicherheits-Laserscanner in 2D-LiDAR-­Techno­logie werden, neben ihrer eigentlichen Bestimmung als ­Personenerkennungssystem, auch zur Vermessung von Raum­konturen und künstlichen Landmarken eingesetzt. Aus den Messwerten des Sensors werden im Navigationsrechner die Konturdaten mit den in einer Karte abgespeicherten Referenzdaten abgeglichen und daraus die aktuelle Fahrzeugposition ­er­rechnet. Die fortlaufenden Positionsinformationen werden vom FTF-Bordrechner per W-LAN zur zentralen Leitsteuerung gesendet und gleichzeitig zur Navigation genutzt. Alternativ zur Erhöhung der lokalen ­Genauigkeit und Robustheit können ­optische oder magnetische Spurführungssysteme der Produkt­familien OLS oder MLS von SICK zur Lokalisierung eingesetzt werden. Zur Verifikation der absoluten Position im Materialfluss eignet sich der Raster­lokalisierungssensor GLS.

Transportmittel als Basis für das Krankenhaus 4.0
Standard- und Spezial-Container, Rollwagen und Gitterboxen sind die in Krankenhäusern vorwiegend genutzten Transportmittel in FTS-Anlagen. Sie sind oftmals nur für bestimmte Transportarten oder den Einsatz in festgelegten Bereichen ­zugelassen. Sie sind entweder aktuell in Verwendung, werden gerade gereinigt oder warten auf ihren nächsten Auftrag. Damit die Containerverwaltung die Transportmittel verwalten und disponieren kann und in der zentralen Leitsteuerung eine ­lückenlose und zeitnahe Sendungsverfolgung möglich wird, ist eine eindeutige Kennzeichnung der Container erforderlich. Hierfür bietet sich die Barcode-Technologie an. So lassen sich Behälter, die mit einem solchen optischen Code gekennzeichnet sind, sowohl durch Lesegeräte auf dem FTS als auch durch Handscanner schnell und zuverlässig identifizieren. Zur Kennzeichnung von Containern, die regelmäßig gereinigt und des­infiziert werden müssen, eignen sich RFID-Systeme.

Durch die Identifikation aller Container werden sie in der FTS-Leitsteuerung jederzeit sichtbar – ihre physischen Aktivi­täten werden mit den Daten in der Leitebene vernetzt, so dass die digitalisierten Prozesse der Krankenhauslogistik die tatsächlichen Transport- und Warenströme immer aktuell und ­deckungsgleich abbilden. Dies ermöglicht es, Transporthilfsmittel effizient bereitzustellen, keine Nutzung defekter oder nicht gereinigter Transportmittel oder ausschließliche Disposition für Fahrten in zugelassene Bereiche – beispielsweise in hygiene­sensiblen Abteilungen.

Von der Transport- zur Servicelösung
Kostendruck, Effizienzsteigerung und Digitalisierung sind auch in Krankenhäusern maßgebliche Treiber der Automatisierung. FTS werden daher schon aus technischen und wirtschaftlichen Gründen eine immer wichtigere Rolle für eine hohe Logistikverfügbarkeit im Krankenhaus einnehmen. Mobile Roboter, die Essen am Krankenbett bereitstellen und andere Dienstleistungen übernehmen, werden es den Krankenhausmitarbeitern ermöglichen, sich auf die Kernkompetenzen zu konzentrieren.

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