大型醫療設備維護中應用RCM模式的探究

徐鋒，孟兆珂

泰安市腫瘤防治院 a.設備科；b.藥劑科，山東 泰安 271000

大型醫療設備維護中應用RCM模式的探究

徐鋒a，孟兆珂b

泰安市腫瘤防治院 a.設備科；b.藥劑科，山東 泰安 271000

本文在介紹以可靠性為中心的維修（RCM）模式的基礎上，探究通過建立醫療設備維修專家診斷系統，實現在大型醫療設備維護中應用RCM模式，以減少醫院運營成本，提高醫工人員的維修水平。

大型醫療設備；RCM模式；維修專家診斷系統；設備維修數據庫

大型高值醫療設備如醫用直線加速器、CT、磁共振等，因具有制作精密、結構復雜、使用精細等特點[1]，而在各級醫院得到廣泛應用，有的醫療單位甚至配置不止一臺不同廠家或型號的產品以滿足患者的需求。所以在運行中，一旦出現故障對患者會造成很大的負面影響。作為高值醫療器械，醫院的配置數量有限，可替代性差，這就要求設備的維修不能僅僅滿足于出現故障后的報修和事后維修模式，一定要對設備進行及時的保養、檢測，確保設備能夠正常使用[2-3]。針對大型高值醫療設備的特性，本文探究采用以可靠性為中心的維修（Reliability Centered Maintenance，RCM）模式對其進行維修保養的可行性、實施的方法及預期效果。

1 以可靠性為中心的維修

RCM[4]是在20世紀初發展起來的一種維修思想，其在醫療系統中的應用有較大的潛力[5]。典型的RCM實施流程，見圖1。

圖1 RCM實施流程圖

2 RCM的實施

2.1 可行性

大型高值醫療設備的特點：① 設備價值高，各醫院的配置數量有限，但從大的范圍來講數量并不少，由于技術壁壘，品牌的集中度較高，使用上有共性；② 維修成本較高，不論是設備買保還是叫修，都會增加醫院的經濟負擔；③ 部分設備產生輻射等涉及公眾安全的隱患，一旦出故障容易引起較大的關注。因此，在設備維修過程中一定要以可靠性為中心，將維修與涉及的安全性、經濟性、時效性充分結合起來。

一個RCM的過程只有保證按順序回答了標準中所規定的7個問題，才能稱之為RCM的過程。7個問題：① 功能：在具體使用條件下，設備的功能標準是什么；② 故障模式：什么情況下設備無法實現其功能；③ 故障原因：引起各功能故障的原因是什么；④ 故障影響：各故障發生時，會出現什么情況；⑤ 故障后果：各故障在什么情況下至關重要；⑥ 主動故障預防：做什么工作才能預防各故障；⑦ 非主動故障預防：找不到適當的主動故障預防措施應怎么辦。

要回答上述7個問題，只要對設備的功能、功能故障、故障原因及影響有清楚明確的定義，通過故障模式及影響分析（FMEA）對設備進行故障審核，列出其所有的功能及其故障模式和影響，并對故障后果進行分類評估，然后根據故障后果的嚴重程度，對每一故障做出是采取預防性措施、還是待其發生故障后再進行修復的決策。

2.2 RCM實施步驟

首先確定出各種故障原因和造成的后果，形成維修數據庫化的專家診斷系統[6]，用以支持RCM的過程。這種維修專家診斷系統有2個數據來源：① 設備廠家根據設計資料和維修資料建立的數據庫系統；② 結合很多同類型用戶的故障現象和維修過程建立起的數據庫系統。由于廠家的數據庫是廠家維修和培訓的基礎，作為內部資料是不會對用戶（醫院）開放的，所以醫院自己修理或者第三方維修都無法利用。

大型高值醫療設備，每家醫院配置的數量少，但在區域內的配置數量還是不少的，除去買保維修外，還有很多單位是叫修或者自己維修，雖然一個單位遇到的故障很少，但若能將一個區域內的設備故障匯總起來，就能夠掌握設備各種故障的發生情況和處理方法[7]。正是網絡技術的發展，使這種匯總成為可能。通過調研，提出了以下的技術方案：① 通過網絡建立數據庫，對單位的設備維修經過建檔，形成本產品的維修數據庫；② 通過一定的算法和建立合適的引擎形成維修專家診斷系統[8]。通過設備維修專家系統，可使維修人員獲得所需的維修技術信息支持，提高設備的維修保障水平和使用壽命。

3 維修專家診斷系統的建立

3.1 專家系統

專家系統是一個具有大量專門知識和經驗的智能計算機軟件系統[9]。將專門領域中專家的知識和思考解決問題的方法、經驗和訣竅，組織整理并儲存在計算機中，通過描述、搜索和查詢，借助計算機像專家那樣智能地解決實際問題。專家系統也泛指那些具有“專家級”水平的知識系統，擁有某個或某些領域相當數量的專家級知識，并且能夠在運行過程中不斷地增長新知識和修改原有知識，從總體上達到專家級[10]。典型的專家系統，見圖2。

圖2 典型專家系統的結構

3.2 維修專家診斷系統

維修專家診斷系統就是將人工智能和模糊神經網絡專家理論[11]用于大型高值醫療設備維修的程序設計，有著豐富的結構設計知識和數據資料，可同時擁有眾多大型設備維修專家的個人經驗和知識。在設計時，系統能夠通過輸入案例和解決方案，模仿專家進行創造性工作，并能不斷總結設備維修中的成功經驗。本系統具有如下功能：① 查詢功能：可獲得設備維修的相關信息，提供維修工作人員所需的數據，實現對維修資料的信息化查詢，為設備維修決策提供可靠支持。包括維修法規、維修理論、維修案例，設備的各種參數、圖紙和有關維修的各種期刊等，幫助維修人員迅速查到所需參考資料，并具備打印功能，便于參考對照；② 故障診斷功能：通過故障現象及各種特征，經過推理機推理、分析比較、參照案例等步驟，迅速分析和判斷故障原因、部位和元件，給出診斷結果，供維修人員參考；③ 提出各種可行的故障處理方案，能正確模仿設備設計者解釋維修人員提出的問題，查找并改正設計錯誤，處理各種原因導致的故障，給出維修方案。

隨著網絡的發展，維修專家系統的組建應充分利用網絡的特點：① 每個相關人員都可以是知識庫的輸入者，可以對產品的結構、設計、參數、調整、使用等方面的知識點進行輸入和維護；② 每個相關人員都可以是知識庫的使用者，可應用系統解決自己的問題；③ 開放的推理機制，不單單是依靠計算機來實現輸入要求與知識庫相匹配，觸發適用的規劃，使有關結論得到執行，更可以使相關維修人員通過網絡一起研究探討故障和維修，從而得出維修結論。

根據以上的分析，維修專家診斷系統應采用網站式結構，以客戶機-服務器為基礎通過域名申請建立網站，在網站下按照產品類型和型號建立維修數據庫。

（1）數據庫的數據來源：① 廠商的技術資料；② 相關人員的維修記錄；③ 互聯網上的相關資料包含會議資料等；④ 專業人員的研究資料；⑤ 第三方維修廠商的資料。

（2）數據庫的操作：搜索、推理、形成維修方案。

（3）在線交流功能。通過在線交流，相互啟發，細化維修方案，在線交流對需求的部件或者器件及時組織。

（4）維修記錄填寫和規整，維修完畢后，對維修經過進行認真總結上傳到網站，形成數據庫的新一條記錄。在數據庫的設計中，要根據RCM原理，對設備按照使用功能分成不同的系統，便于專家診斷系統的建立。以醫用直線加速器為例，可將整個設備分成治療床系統、加速管及微波和波導系統，射線均整系統、防護系統、控制系統、真空系統等，針對每個系統的特點進行分析，找出失效模式、失效機理和原因分析，從而鑒定出重要項目（故障對設備性能有嚴重后果的項目）和隱蔽項目（不易發現因而會成為隱患的項目）；進行RCM邏輯分析和可靠性、維修性設計與分析。針對不同的后果采取不同的維修預案從而在設備維修中貫徹RCM，降低維修成本，減少故障停機時間。維修專家診斷系統的結構，見圖3。

圖3 基于網絡的RCM專家診斷系統的結構

4 小結

依據上述思想和方法可以對每類大型高值醫療設備分別建立維修專家診斷系統，實現RCM模式的設備維護。特別是利用網絡建立起的維修專家診斷系統，對擁有同型號設備的醫院在維修中將起到極大的作用，為維修聯盟的建立奠定了知識庫基礎，也有利于醫工人員維修知識的積累，在防止進口大型醫療設備的維修技術壟斷、規范第三方維修市場方面將起到重要的作用，同時可為醫院節約大量的運營成本。RCM維修模式不僅適用各類大型醫療設備，也適用于其他各類醫療設備。

[1] 徐鋒.大型醫療設備維修管理的研究[J].中國醫學裝備,2012, 9(8):32-34.

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[3] 李偉,王艷,楊虹.以可靠性為中心的維修(RCM)在醫療設備維修工作中的應用[J].醫療裝備,2005,18(2):22-23.

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[5] 王勇.基于RCM的機電設備維修管理研究[D].南京:東南大學, 2007.

[6] 許麗婷.智能故障診斷專家系統體系結構的研究[D].西安:西安建筑科技大學,2006

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[10] 鄧蘇,黃宏斌.決策支持系統[M].北京:電子工業出版社,2009.

[11] 付偉.基于框架網絡結構的專家知識表示方法研究[J].計算機應用,2002,22(1):4-6.

Research on the Application of RCM Model in Maintenance of Large Medical Equipment

XU Fenga, MENG Zhao-keb
a. Department of Equipment; b. Department of Pharmacy, Taian Hospital of Tumor Prevention and Treatment, Taian Shandong 271000, China

Based on the introduction of the reliability centered maintenance (RCM) model, the paper explored the realization of the RCM implementation through the establishment of the expert diagnostic system. The application of RCM in the medical linear accelerator can be used to reduce the cost of hospital operation, and improve the maintenance level of medical workers.

R197.39

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.02.046

1674-1633(2016)02-0152-03

2015-10-08

2015-11-02

泰安市科學技術局科研項目（201440774-64C）。

作者郵箱：xufta@sohu.com

Abstract:: large medical equipment; reliability centered maintenance model; repair expert diagnostic system; equipment maintenance database