基于定量分析模型的手术器械库存水平设置

王洪攀，杨思悦，金蓓，吴晓东

四川大学华西医院 设备物资部，四川 成都 610041

引言

医院手术器械管理，主要包括计划采购、库存管理、出入库、维修报废等环节[1-2]。其中，院内手术器械的库存管理是连接供应商与临床使用科室、及时满足临床需求、提高医疗机构管理效率的必要环节，故医院通常会设置专门地点或库房以存放该院常用的手术器械。目前，绝大多数医院手术器械的备货状态主要是器械管理科室根据经验对不同种类、不同型号的手术器械进行足量备货，以满足临床使用需求。因手术器械不同于一次性耗材，它具有可消毒重复使用、可维修、损坏因素复杂、大部分种类损耗量较低等特点，故这种采购、备货模式极易导致那些消耗量少、难损坏的手术器械长期未被领用，而消耗量大、易损坏的手术器械，又常处于缺货状态而无法满足临床需求，从而对临床使用科室、手术器械采管部门、医院运营成本管理部门等科室效率的提高造成较大压力。因此，采用科学的方法对各手术器械设置库存常备基数迫在眉睫。目前，对库存控制多是基于统计模型的预测方法，但这些方法要求有大量、稳定的历史数据[3-9]。而因手术器械具有更新迭代周期短、种类增加快，故难以获得稳定的历史数据，且其使用周期影响因素较复杂，临床领用规律难循，故不适合采用传统的统计模型方法进行手术器械的基数设置。而赵学峰等[10]提出的，基于Sherbrooke对库存的定义[11]，最初用于维修配件库存控制的定量分析模型，具有简便易行、对历史数据要求低、能计算具体服务水平和成本等优点。故本研究拟采用定量分析模型，结合某三甲医院手术器械的库存管理实践，研究手术器械的库存水平设置。

1 资料与方法

1.1 研究资料

本研究以某大型综合性三甲医院2016年6月至2018年5月手术器械库房出库量为研究数据。目前，该医院为了在保障临床服务水平的同时，更好的控制仓储成本，通过与供应商协同合作，已实现了低值手术器械由库房统一备货；高值器械由库房根据管理经验制定基数标准，库房和供应商共同同比例备货；此外，高值手术器械还通过产品代销方法进一步控制成本（由于本研究是为研究手术器械库存水平，故不对手术器械的低值、高值分类及代销模式进行详细阐述）。在此模式下，该医院的手术器械库房仓储成本虽得到了较好控制，但由于库存水平的设置缺乏科学依据，故仍常出现部分手术器械供需失衡的情况。

1.2 研究方法

本研究先对该医院出库数据的分布进行分析，采用帕累托理论及ABC分类法对手术器械进行分类，回答了哪些种类的手术器械由库房单独备货、哪些种类由库房和供应商共同备货、哪些种类由供应商或厂家单独备货。再采用定量分析模型分析不同种类手术器械的具体备货量；最后，对该模型使用前后的库存、成本效益进行比较。

1.3 统计学分析

采用SPSS 21.0软件包分析该医院各类手术器械近两年（2016年6月至2018年5月）使用量分布，以进行分类，采用Excel 2010实现定量分析模型。

定量分析模型具体步骤：① 对该医院各类手术器械近两年使用量进行分析，以对其进行分类、确定不同种类的备货方式、临床满足率 及库存水平定义方式（以具体种类为单位或以一类为单位进行库存）；② 根据已定的临床满足率计算各手术器械的库存水平；③ 计算总服务水平，并对模型使用前后的库存成本、数量及总服务水平进行比较。

定量分析模型原理：库存的目的是为了满足顾客的需求（本研究中即为满足临床科室已有手术器械发生故障或汰旧更新情况），故可根据需求方希望得到的服务水平来确定库存量。则需求方希望得到的服务水平可定义为临床科室能直接从器械库里获得的器械占其所有希望获得的器械的百分比，其计算公式如下：

而根据Sherbrooke等对库存水平的定义：

而如果某些种类器械的消耗量均特别低时，则可将它们作为一个组，以组为单位，通过需求方期望获得的该组器械满足率计算出该组的库存水平后，再求得该组器械对总服务水平的贡献。

2 结果

2.1 手术器械的分类

对该三甲医院2016年6月至2018年5月两年库房出库量数据进行分析得出，其分布符合帕累托法则，即：少数种类手术器械的使用量占使用总量的大部分，大部分种类手术器械的使用量只占使用总量的小部分。由于本研究是为解决目前手术器械备货模式存在的低临床满意度及仓储浪费问题，故本研究根据ABC分类法中的手术器械使用频率分布，将其分为A、B、C三类，见表1。

表1 手术器械的分类情况

其中，A类，162种，使用累计频率为74.91%；B类，399种，使用累计频率为20.08%；C类，315种，使用累计频率为5.01%，此外该医院在研究时间内未被领用的手术器械有约1639种。

2.2 各类手术器械的库存水平

对于A、B类手术器械，因其需求量较大，故对该两组中的每一种器械都计算其想要达到的满足率下，所需的库存水平及对总服务水平的贡献；对于C类器械，由于其需求频率不高，需求量较低，故对该组器械进行以组为单位的库存水平和服务水平计算。

表2 单个配件的预期满足率和服务水平

从表2可见，为了达到预期满足的满足率0.99，在手术器械库房中应至少存放10个该配件；该手术器械在存放10个时对总服务水平的贡献约为：

按照同样的方法，可以计算A、B组剩下的560种手术器械的基数设置和对手术器械库房整体服务水平的贡献。

对于C类器械进行以组为单位的库存水平计算，此类共有315种手术器械，研究期间，每种器械消耗量均在2件以下，该类合计消耗量为491件，三类总消耗量为9805件。因此，C类手术器械占总消耗量比率为0.050，每个月平均消耗量0.065，据统计，该类手术器械供应商到手术器械库房的平均补货时间为1.5个月，则同前，具体结果，见表3。

表3 C类手术器械的预期满足率和服务水平

从表3可以看出，如果手术器械库房认为该类器械的预期满足率需达到0.90，那么对于该类的每种手术器械，月库存水平为1件；该类手术器械对整体服务水平的贡献约为：

按照类似方法，可计算出，2年内未被领用器械的手术器械，其月库存基数为0，对整体服务水平的贡献为0。因此，对这1639种手术器械，可不用设置基数。

2.3 模型效益

对该模型使用前后的库存量、成本及总服务水平进行比较，见表4。可见，使用该模型可将该医院对临床使用科室的手术器械服务水平提升3.08%；手术器械库房成本减少204686元，库房数量减少445件。对于A类，其中的高值器械价值较B、C类高，而对这些高值器械，在模型使用前，医疗机构为节约成本，一般不对其进行院内备货，故使用模型后，该类器械的服务水平提高了12.57%，成本增加了674520元；但同分类原理，该类器械使用累计频率占该医疗机构研究时间内，所有器械使用频率的74.91%，故其中低值器械占比高于高值器械，故平均服务水平（该类手术器械的平均服务水平，计算公式与式(1)同其中是器械的消耗比率，分母为该类手术器械的总消耗量；而总服务水平中的分母为该医疗机构手术器械的总消耗量）提高为99.0%时，高值器械增加的备货量低于常用低值器械减少的备货量，致A类器械的库存量降低了296件，且总服务水平降低了3.23%。对于B类，在模型使用前，其中的中等价值器械的平均服务水平超过了99.0%，而低值器械平均服务水平仅为86.44%，故模型使用后，该类平均服务水平提升了4.8%，成本降低了61083元，库存量增加了294件。对于C类，使用模型可发现，完全由供应商备货时，服务水平也可达90.0%，综合其使用量决定，不对该类进行院内备货。见表4。

表4 模型使用前后的库存量、成本及总服务水平比较

3 讨论

近年来，随着该三甲医院业务量的增加，临床科室对手术器械的数量和种类供应要求也越来越高，因此该医院成立了独立的手术器械库房，由设备物资管理部门管理，希望通过合理的基数设定和创新的供销模式，在保障手术器械及时供应的同时，尽可能地降低成本和仓储数量。而手术器械库房的服务水平高低主要取决于临床医务人员能否在第一时间获得所需的手术器械，虽目前该医院手术器械库房通过与供应商共同备货、高值器械代销等新方法在控制成本上效果显著，但在常备基数设置方面仍缺乏科学性，常造成手术器械的供需失衡的情况。本研究以该三甲医院近两年库房出库数据为基础，结合手术器械特点，参考一种用于维修配件库存控制的定量分析模型，设置手术器械的常备基数，以提高手术器械库房服务水平，从而提高相关科室工作效率、优化医院运营成本结构[12-15]。

本研究发现，该三甲医院近两年的手术器械使用量分布符合帕累托法则，这与国内外相关报道相同，在事情复杂多类情况下，要想获得高效率，必须发现重点、抓住重点[16-17]。通过使用量的累计频率，对手术器械进行分类并与使用科室验证讨论提出，A类手术器械的临床需求很高，故采用手术器械库房设置基数进行备货；B类手术器械需求较低，采用由库房和供应商之间协调商定比例共同备货，当供应商收到计划后保证在规定时间内送至库房；C类手术器械需求频率极低，故采用不设置库存基数，由供应商与厂家备货，在收到器械库房订单后，在规定时间内送至库房。此外，结合目前该医院已有的代销模式，以对手术器械的成本进一步控制。

分析该模型计算结果可见，对于临床需求很高的A类手术器械，如设临床满足率目标为99%，则其中53.73%的手术器械，库房之前的月库存水平较高，平均多备7件，最高多备28件，而其中29.53%的手术器械，库房之前的月库存水平较低，平均少备3件，因此，该分类器械整体备货数量偏多，故常存在部分手术器械长期占用库房空间，影响工作效率的同时，还存在较大的更新迭代风险，造成资源浪费；对于临床需求较低的B类手术器械，以临床满足率99%为目标，其中63.16%的手术器械，库房之前的月库存水平较低，平均少备了2件，其中25.81%的手术器械，该医院之前的库存水平较高，平均多备3件，因此，该分类器械整体备货数量偏低，故经常出现临床需求无法满足的情况；对于C类手术器械，由于其临床需求量极低，不能立即供货对库房总体服务水平的影响较小，故可将该类的常备基数下降，仅以临床满足率90%为目标，分析可见，该类中54.92%的手术器械，医院之前的库存水平较高，平均多备2件，故该方法还可在满足临床使用率前提下，合理降低库房的备货压力。

将该模型使用前后的成本、临床满足率比较可见，使用本文的库存控制策略，可使该医院在手术器械总服务水平增加3.08%的情况下，将手术器械库房仓储成本降低4.8%，仓储成本节省约20.47万元，月备货量降低15.07%。这表明此库房控制模型可以在提高服务水平的前提下，节约库存成本，节省库存空间。

综上，我们的研究发现也支持了我们的研究假设：虽然该医院目前采用的与供应商共同备货、代销模式等方法在控制成本上较为有效，但其库存水平缺乏科学依据，所以造成目前，部分手术器械供应不足、部分又长期仓储等情况。而如将科学的库存水平与上述方法共同使用，对于提高临床科室满足率、控制医院运营成本、提高工作效率，具有事半功倍的效果。

本研究对于该领域的贡献主要有以下三个方面：首先，使用一种科学的、能明确设定各种手术器械临床满足率的方法——定量分析模型来研究影响提高医疗机构手术器械管理效率的关键因素：库存水平，提供了证据表明目前国内医疗机构的手术器械库存水平存在的问题；其次，通过呈现具体的临床满足率对应的库存水平，有助于医疗机构决策者选择与自身相适应的库存水平与方法；再次，本研究实现了定量分析模型方法在新领域的应用，并表明其在医疗机构手术器械管理及整个器械管理领域具有很大的应用前景。

本研究的不足之处：① 尽管本研究展示了某三甲医院在高临床满足率下的手术器械库存水平，但还需对手术器械使用特点各不相同的三甲医院、各级医院来支持解释本研究结果；② 该方法的详细计算过程较为复杂，在数据化时代，可进行优化，以方便使用。