可靠性維修理論在64 排螺旋CT 維修決策中的應(yīng)用

彭斌

宜賓市第一人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備部 （四川宜賓 644000）

傳統(tǒng)單排、雙排CT 的掃描速度慢、誤差大、分辨力低，遠(yuǎn)不能滿足大型醫(yī)院的臨床需求。隨著醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備的不斷發(fā)展，64排及以上螺旋CT 已逐漸成為大型醫(yī)院的常規(guī)影像診斷設(shè)備。然而，64排螺旋CT 的整體結(jié)構(gòu)集成化、復(fù)雜化[1-3]，自行維修難度高，醫(yī)院的工程師往往難以勝任，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)和維修成本較高。因此，通過(guò)科學(xué)的方法對(duì)64排螺旋CT 進(jìn)行維修管理十分必要。本研究以我院的兩臺(tái)西門子64排螺旋CT 為研究對(duì)象，引入近幾年較為熱門的可靠性維修（reliability centered maintenance，RCM 理論）理論，優(yōu)化維修決策，旨在提高CT 的使用可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

1 RCM 理論概述

1.1 RCM 理論簡(jiǎn)介

CT 作為醫(yī)院開展醫(yī)療、教學(xué)、科研的重要設(shè)備，保障其運(yùn)行可靠性非常重要。傳統(tǒng)的“壞了就修”的管理模式存在維修周期長(zhǎng)、維修費(fèi)用得不到控制等現(xiàn)象。RCM 理論是目前國(guó)際上用以確定設(shè)備預(yù)防性維修需求、優(yōu)化維修策略的一種系統(tǒng)工程方法，可以最少的資源消耗來(lái)保障設(shè)備的可靠性和安全性，并可通過(guò)故障模式分析及邏輯決斷來(lái)制定預(yù)防性維修策略[4]。RCM 理論主要應(yīng)用于國(guó)際民航業(yè)、石油化工業(yè)及軍事等領(lǐng)域的設(shè)備管理，并已取得了良好的效果[5]。有研究發(fā)現(xiàn)，RCM 理論應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備的維修管理中，可在保障設(shè)備可靠性的前提下，實(shí)現(xiàn)維修停機(jī)損失最小的目標(biāo)[6]。因此，將RCM 理論應(yīng)用于64 排螺旋CT 的維修管理中，可以最大限度保障其可靠性。

1.2 RCM 理論實(shí)施方法

典型的RCM 理論實(shí)施流程分為以下4步：（1）設(shè)備分系統(tǒng)劃分并確定重要功能單元；（2）故障模式及影響分析（failure mode and effect analysis，F(xiàn)MEA）；（3）邏輯決斷分析；（4）制定維修策略[7]。

1.2.1 設(shè)備分系統(tǒng)劃分并確定重要功能單元

大型醫(yī)療設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由大大小小的功能單元組成，而一般的小功能單元發(fā)生故障不會(huì)對(duì)設(shè)備的可靠性造成嚴(yán)重影響，因此，這類功能單元只需要進(jìn)行預(yù)防性維修或事后維修。RCM 理論主要適用于會(huì)造成嚴(yán)重后果的重要功能單元。重要功能單元的特點(diǎn)是：數(shù)量較少，但可能影響設(shè)備的使用安全，可能對(duì)環(huán)境造成重大危害，可能造成設(shè)備停機(jī)，可能造成重大損失等。

1.2.2 FMEA

FMEA 是一種確定系統(tǒng)故障原因的方法。當(dāng)組成功能單元的基本零件發(fā)生故障時(shí)，上一級(jí)的功能模塊會(huì)受到影響，此時(shí)通過(guò)FMEA 可以分析出各個(gè)單元的可靠性、維護(hù)性、安全性等所受的影響程度，并確定可能導(dǎo)致重大故障或損失的原因。通過(guò)分析重要單元的功能、故障表現(xiàn)形式、產(chǎn)生故障的原因及故障可能造成的后果，設(shè)備維護(hù)人員可更加直觀地分析設(shè)備故障，從而更有效地進(jìn)行針對(duì)性的維修工作，并為接下來(lái)的邏輯決斷分析提供依據(jù)。

1.2.3 邏輯決斷分析

邏輯決斷分析是RCM 理論的關(guān)鍵步驟，通過(guò)邏輯決斷圖（方框和矢線將不同的邏輯判斷結(jié)果與不同的維修方式相對(duì)應(yīng)）的方式進(jìn)行[8-9]。此步驟中，設(shè)備維護(hù)人員根據(jù)FMEA 結(jié)果對(duì)重要功能單元實(shí)施邏輯決斷，從而確定各個(gè)部件故障的維修方式。

1.2.4 制定維修策略

通過(guò)邏輯決斷步驟確定維修方式后，需再進(jìn)一步確定維修保養(yǎng)的間隔期。一般來(lái)說(shuō)，可以采用原廠建議的保養(yǎng)周期進(jìn)行預(yù)防性維修，而日常狀態(tài)監(jiān)控則需要設(shè)備操作人員在日常使用中進(jìn)行。

2 RCM 理論在64 排螺旋CT 維修決策中的應(yīng)用

大多數(shù)醫(yī)院對(duì)CT 的維修方式主要分為2類：（1）突發(fā)性故障維修，是在CT 運(yùn)行過(guò)程中突然發(fā)生故障導(dǎo)致停機(jī)后的應(yīng)急維修；（2）定期保養(yǎng)，是指根據(jù)CT 運(yùn)行狀況，人為制定周期來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修。但定期保養(yǎng)不能保障設(shè)備的可靠性，還會(huì)降低開機(jī)率，同時(shí)會(huì)給設(shè)備維護(hù)人員帶來(lái)一定的工作壓力。針對(duì)這種情況，采用RCM 理論來(lái)制定CT 的維修策略成為一種新的選擇[10]。

2.1 確定64排螺旋CT 的各重要功能單元

我院的兩臺(tái)西門子64排螺旋CT 在醫(yī)院承擔(dān)非常重要的檢查任務(wù)，因此，本研究選擇這兩臺(tái)設(shè)備作為研究對(duì)象。西門子64排螺旋CT 從結(jié)構(gòu)上可分為X 線系統(tǒng)、機(jī)架運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、探測(cè)器系統(tǒng)、患者床系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及輔助部分6大子系統(tǒng)，而每個(gè)子系統(tǒng)又由很多組件組成。

截取2018年6月至2020年6月的歷史維修記錄，我們發(fā)現(xiàn)兩臺(tái)設(shè)備共維修86次，其中X 線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障的頻率最高，分別占比48.8%和23.3%。因此，為了充分說(shuō)明RCM 理論在64排螺旋CT 維修決策中的應(yīng)用，下文以X 線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為例進(jìn)行分析，其他子系統(tǒng)的分析方法類似。西門子64排螺旋CT 的系統(tǒng)組成及X 線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成見圖1。

圖1 CT 系統(tǒng)重要功能單元結(jié)構(gòu)組成

2.2 FMEA

FMEA 是通過(guò)對(duì)選定的功能單元進(jìn)行功能、故障模式、故障原因及故障影響分析的過(guò)程[11]，能為邏輯決斷分析提供依據(jù)，并可以確定采用哪些預(yù)防性維修措施來(lái)防止故障的發(fā)生，或者預(yù)判性地購(gòu)置相應(yīng)配件以縮短設(shè)備停機(jī)時(shí)間，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升設(shè)備可靠性的目的。西門子64排螺旋CT 的FMEA 過(guò)程見表1。

表1 西門子64排螺旋CT 的FMEA

2.3 邏輯決斷分析并確定維修方式

由于CT 屬于大型醫(yī)療設(shè)備，需考慮其發(fā)生故障后的安全性、經(jīng)濟(jì)性，其中安全性主要體現(xiàn)為X 線劑量加大或者重復(fù)照射患者等，而經(jīng)濟(jì)性主要體現(xiàn)為部件更換的價(jià)格及停機(jī)所造成的經(jīng)濟(jì)損失（CT 作為醫(yī)院重要的影像檢查設(shè)備，停機(jī)1 d 所帶來(lái)的損失是巨大的）。因此，我們不能按照傳統(tǒng)的邏輯決斷圖進(jìn)行分析。改進(jìn)后的邏輯決斷圖見圖2。

圖2 改進(jìn)后的邏輯決斷圖

圖2中的維修方式包括預(yù)防性維修、視情維修、事后維修、定期維護(hù)和狀態(tài)監(jiān)控。其中，預(yù)防性維修以檢查為主；視情維修是根據(jù)不解體測(cè)試結(jié)果對(duì)可能發(fā)生的故障進(jìn)行維修或部件更換，以避免故障的發(fā)生[12-13]；事后維修是故障發(fā)生后進(jìn)行維修；定期維護(hù)是根據(jù)廠家指導(dǎo)，定期更換易損、易耗件；狀態(tài)監(jiān)控是利用傳感器、監(jiān)測(cè)技術(shù)和故障診斷技術(shù)等分析、評(píng)估設(shè)備的運(yùn)行情況，并判斷設(shè)備的維修需求。

根據(jù)FMEA 和邏輯決斷圖的分析結(jié)果，最終確定X 線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的維修方式如下：（1）X 線系統(tǒng)位于機(jī)架內(nèi)部，其故障往往表現(xiàn)為停機(jī)或者掃描偽影，對(duì)于使用安全的影響不大，不適用預(yù)防性維修，一般采取事后維修及狀態(tài)監(jiān)控的方式，尤其對(duì)于球管等消耗性高值配件，一旦發(fā)生損壞，需要按照流程進(jìn)行采購(gòu)，所需時(shí)間較長(zhǎng)，而實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)球管使用量并結(jié)合以往球管的使用壽命，適當(dāng)?shù)靥崆邦A(yù)采購(gòu)球管，可有效縮短故障發(fā)生后的停機(jī)時(shí)間； （2）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由于使用時(shí)間長(zhǎng)，硬盤、內(nèi)存條及數(shù)據(jù)庫(kù)等的可靠性降低，一般采取預(yù)防性維修、視情維修、定期維護(hù)等維修方式。

3 實(shí)施效果評(píng)估及結(jié)論

（1）可靠性：在RCM理論實(shí)施前的2年（2018年6 月至2020 年6 月）內(nèi)，兩臺(tái)設(shè)備共發(fā)生86 次故障，平均每年發(fā)生43 次；而RCM 理論實(shí)施后的1 年內(nèi)，兩臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障總次數(shù)僅為35 次。（2）經(jīng)濟(jì)性：在RCM 理論實(shí)施前的2 年內(nèi)，兩臺(tái)設(shè)備總共因故停機(jī)69 d，平均每年34.5 d，平均年支出維修費(fèi)用280 萬(wàn)元；而RCM 理論實(shí)施后的1 年內(nèi)，兩臺(tái)設(shè)備因故停機(jī)天數(shù)降為21 d，平均年維修費(fèi)用降為130 萬(wàn)元。（3）結(jié)論：通過(guò)RCM 理論實(shí)施前后的數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，RCM 理論實(shí)施后的故障率、停機(jī)率及維修費(fèi)用均顯著下降，CT 的使用可靠性提高，運(yùn)行成本降低。

4 討論

RCM 理論是目前國(guó)際上應(yīng)用較為廣泛的現(xiàn)代維修理論，將其應(yīng)用在CT 的維修工作中，可以提高CT 的使用可靠性。但本次RCM 理論實(shí)施時(shí)間較短，后續(xù)還需要根據(jù)實(shí)際情況及效果持續(xù)改進(jìn)，同時(shí)也會(huì)將此方法擴(kuò)展到醫(yī)院全部CT 設(shè)備的維修管理中，以更好地評(píng)估RCM 理論的實(shí)施效果。需要注意的是，本研究中維修費(fèi)用下降明顯的原因可能為，價(jià)值較高的球管在實(shí)施RCM 理論的1年內(nèi)未更換過(guò)，因此，有關(guān)RCM 理論對(duì)維修費(fèi)用的影響有待于進(jìn)一步的觀察和分析。