大型医疗设备维护中应用RCM模式的探究

徐锋，孟兆珂

泰安市肿瘤防治院 a.设备科；b.药剂科，山东 泰安 271000

大型医疗设备维护中应用RCM模式的探究

徐锋a，孟兆珂b

泰安市肿瘤防治院 a.设备科；b.药剂科，山东 泰安 271000

本文在介绍以可靠性为中心的维修（RCM）模式的基础上，探究通过建立医疗设备维修专家诊断系统，实现在大型医疗设备维护中应用RCM模式，以减少医院运营成本，提高医工人员的维修水平。

大型医疗设备；RCM模式；维修专家诊断系统；设备维修数据库

大型高值医疗设备如医用直线加速器、CT、磁共振等，因具有制作精密、结构复杂、使用精细等特点[1]，而在各级医院得到广泛应用，有的医疗单位甚至配置不止一台不同厂家或型号的产品以满足患者的需求。所以在运行中，一旦出现故障对患者会造成很大的负面影响。作为高值医疗器械，医院的配置数量有限，可替代性差，这就要求设备的维修不能仅仅满足于出现故障后的报修和事后维修模式，一定要对设备进行及时的保养、检测，确保设备能够正常使用[2-3]。针对大型高值医疗设备的特性，本文探究采用以可靠性为中心的维修（Reliability Centered Maintenance，RCM）模式对其进行维修保养的可行性、实施的方法及预期效果。

1 以可靠性为中心的维修

RCM[4]是在20世纪初发展起来的一种维修思想，其在医疗系统中的应用有较大的潜力[5]。典型的RCM实施流程，见图1。

图1 RCM实施流程图

2 RCM的实施

2.1 可行性

大型高值医疗设备的特点：① 设备价值高，各医院的配置数量有限，但从大的范围来讲数量并不少，由于技术壁垒，品牌的集中度较高，使用上有共性；② 维修成本较高，不论是设备买保还是叫修，都会增加医院的经济负担；③ 部分设备产生辐射等涉及公众安全的隐患，一旦出故障容易引起较大的关注。因此，在设备维修过程中一定要以可靠性为中心，将维修与涉及的安全性、经济性、时效性充分结合起来。

一个RCM的过程只有保证按顺序回答了标准中所规定的7个问题，才能称之为RCM的过程。7个问题：① 功能：在具体使用条件下，设备的功能标准是什么；② 故障模式：什么情况下设备无法实现其功能；③ 故障原因：引起各功能故障的原因是什么；④ 故障影响：各故障发生时，会出现什么情况；⑤ 故障后果：各故障在什么情况下至关重要；⑥ 主动故障预防：做什么工作才能预防各故障；⑦ 非主动故障预防：找不到适当的主动故障预防措施应怎么办。

要回答上述7个问题，只要对设备的功能、功能故障、故障原因及影响有清楚明确的定义，通过故障模式及影响分析（FMEA）对设备进行故障审核，列出其所有的功能及其故障模式和影响，并对故障后果进行分类评估，然后根据故障后果的严重程度，对每一故障做出是采取预防性措施、还是待其发生故障后再进行修复的决策。

2.2 RCM实施步骤

首先确定出各种故障原因和造成的后果，形成维修数据库化的专家诊断系统[6]，用以支持RCM的过程。这种维修专家诊断系统有2个数据来源：① 设备厂家根据设计资料和维修资料建立的数据库系统；② 结合很多同类型用户的故障现象和维修过程建立起的数据库系统。由于厂家的数据库是厂家维修和培训的基础，作为内部资料是不会对用户（医院）开放的，所以医院自己修理或者第三方维修都无法利用。

大型高值医疗设备，每家医院配置的数量少，但在区域内的配置数量还是不少的，除去买保维修外，还有很多单位是叫修或者自己维修，虽然一个单位遇到的故障很少，但若能将一个区域内的设备故障汇总起来，就能够掌握设备各种故障的发生情况和处理方法[7]。正是网络技术的发展，使这种汇总成为可能。通过调研，提出了以下的技术方案：① 通过网络建立数据库，对单位的设备维修经过建档，形成本产品的维修数据库；② 通过一定的算法和建立合适的引擎形成维修专家诊断系统[8]。通过设备维修专家系统，可使维修人员获得所需的维修技术信息支持，提高设备的维修保障水平和使用寿命。

3 维修专家诊断系统的建立

3.1 专家系统

专家系统是一个具有大量专门知识和经验的智能计算机软件系统[9]。将专门领域中专家的知识和思考解决问题的方法、经验和诀窍，组织整理并储存在计算机中，通过描述、搜索和查询，借助计算机像专家那样智能地解决实际问题。专家系统也泛指那些具有“专家级”水平的知识系统，拥有某个或某些领域相当数量的专家级知识，并且能够在运行过程中不断地增长新知识和修改原有知识，从总体上达到专家级[10]。典型的专家系统，见图2。

图2 典型专家系统的结构

3.2 维修专家诊断系统

维修专家诊断系统就是将人工智能和模糊神经网络专家理论[11]用于大型高值医疗设备维修的程序设计，有着丰富的结构设计知识和数据资料，可同时拥有众多大型设备维修专家的个人经验和知识。在设计时，系统能够通过输入案例和解决方案，模仿专家进行创造性工作，并能不断总结设备维修中的成功经验。本系统具有如下功能：① 查询功能：可获得设备维修的相关信息，提供维修工作人员所需的数据，实现对维修资料的信息化查询，为设备维修决策提供可靠支持。包括维修法规、维修理论、维修案例，设备的各种参数、图纸和有关维修的各种期刊等，帮助维修人员迅速查到所需参考资料，并具备打印功能，便于参考对照；② 故障诊断功能：通过故障现象及各种特征，经过推理机推理、分析比较、参照案例等步骤，迅速分析和判断故障原因、部位和元件，给出诊断结果，供维修人员参考；③ 提出各种可行的故障处理方案，能正确模仿设备设计者解释维修人员提出的问题，查找并改正设计错误，处理各种原因导致的故障，给出维修方案。

随着网络的发展，维修专家系统的组建应充分利用网络的特点：① 每个相关人员都可以是知识库的输入者，可以对产品的结构、设计、参数、调整、使用等方面的知识点进行输入和维护；② 每个相关人员都可以是知识库的使用者，可应用系统解决自己的问题；③ 开放的推理机制，不单单是依靠计算机来实现输入要求与知识库相匹配，触发适用的规划，使有关结论得到执行，更可以使相关维修人员通过网络一起研究探讨故障和维修，从而得出维修结论。

根据以上的分析，维修专家诊断系统应采用网站式结构，以客户机-服务器为基础通过域名申请建立网站，在网站下按照产品类型和型号建立维修数据库。

（1）数据库的数据来源：① 厂商的技术资料；② 相关人员的维修记录；③ 互联网上的相关资料包含会议资料等；④ 专业人员的研究资料；⑤ 第三方维修厂商的资料。

（2）数据库的操作：搜索、推理、形成维修方案。

（3）在线交流功能。通过在线交流，相互启发，细化维修方案，在线交流对需求的部件或者器件及时组织。

（4）维修记录填写和规整，维修完毕后，对维修经过进行认真总结上传到网站，形成数据库的新一条记录。在数据库的设计中，要根据RCM原理，对设备按照使用功能分成不同的系统，便于专家诊断系统的建立。以医用直线加速器为例，可将整个设备分成治疗床系统、加速管及微波和波导系统，射线均整系统、防护系统、控制系统、真空系统等，针对每个系统的特点进行分析，找出失效模式、失效机理和原因分析，从而鉴定出重要项目（故障对设备性能有严重后果的项目）和隐蔽项目（不易发现因而会成为隐患的项目）；进行RCM逻辑分析和可靠性、维修性设计与分析。针对不同的后果采取不同的维修预案从而在设备维修中贯彻RCM，降低维修成本，减少故障停机时间。维修专家诊断系统的结构，见图3。

图3 基于网络的RCM专家诊断系统的结构

4 小结

依据上述思想和方法可以对每类大型高值医疗设备分别建立维修专家诊断系统，实现RCM模式的设备维护。特别是利用网络建立起的维修专家诊断系统，对拥有同型号设备的医院在维修中将起到极大的作用，为维修联盟的建立奠定了知识库基础，也有利于医工人员维修知识的积累，在防止进口大型医疗设备的维修技术垄断、规范第三方维修市场方面将起到重要的作用，同时可为医院节约大量的运营成本。RCM维修模式不仅适用各类大型医疗设备，也适用于其他各类医疗设备。

[1] 徐锋.大型医疗设备维修管理的研究[J].中国医学装备,2012, 9(8):32-34.

[2] 郑焜,郑苔施,邱晓力,等.基层医疗机构医疗设备售后服务模式探讨[J].中国医疗设备,2015,30(6):130-132,147.

[3] 李伟,王艳,杨虹.以可靠性为中心的维修(RCM)在医疗设备维修工作中的应用[J].医疗装备,2005,18(2):22-23.

[4] VS Deshpande,JP Modak.Application of RCM for safety considerations in a steel plant[J].Reliability Engineering and System Safety,2002,78(3):325-334.

[5] 王勇.基于RCM的机电设备维修管理研究[D].南京:东南大学, 2007.

[6] 许丽婷.智能故障诊断专家系统体系结构的研究[D].西安:西安建筑科技大学,2006

[7] VS Dedhpande,JP Modak.Applications of RCM to a medium scale industry[J].Reliability Engineering and System Safety,2002,77(1):31-43.

[8] DJ Fonsecaa,GM Knapp.An expert system for reliability centered maintenance in the chemical industry[J].Expert System with Applications,2002,19(1):45-57.

[9] 张学伐,洪津,李庆文,等.专家系统在机械维修中的应用[J].军民两用技术与产品,2008,(10):41-42.

[10] 邓苏,黄宏斌.决策支持系统[M].北京:电子工业出版社,2009.

[11] 付伟.基于框架网络结构的专家知识表示方法研究[J].计算机应用,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

泰安市科学技术局科研项目（201440774-64C）。

作者邮箱：xufta@sohu.com

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