基于層次分析法的醫(yī)療設備維修決策

嚴希辰，朱明成，徐葛婧婷，葛慧琍（通信作者）

1 南京醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院 （江蘇南京 210029）；2 南京水利科學研究院 （江蘇南京 210029）；3 解放軍31106 部隊 （江蘇南京 210016）；4 解放軍東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 （江蘇南京 210016）

當前，對損壞醫(yī)療設備的維修決策主要由公立醫(yī)院在職工程師依據(jù)經(jīng)驗完成，對使用年限較長、已壞待修的設備沒有完善、準確的維修（報廢）評估標準和維修建議，設備維修（報廢）方案多由使用科室討論決策。此外，維修完成的老舊設備可靠性指標、環(huán)境損害指標也沒有權威的評價標準。鑒于此，本研究運用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）[1]，結合相關技術指標，建立維修決策模型，輔助醫(yī)院臨床工程處與臨床科室，對醫(yī)療設備維修方式進行對比判斷，主要實現(xiàn)目標如下：（1）判斷采取預防維護[2]與故障維修的可能性；（2）評估設備的維修價值，預估設備的維修效果；（3）選擇有針對性的維修方式。

1 維修方式評價體系構建

1.1 評價指標選取

維修方式評價指標體系的選取主要考慮兩方面因素：一是維修價值指標，即設備占用損耗、設備殘值、維修價格所組成的設備效益；二是維修效果指標，即配件質量和廠家技術服務所反映的維修可靠性。

醫(yī)療設備大多隨壞隨修，但完全實行故障維修，醫(yī)院無法保證醫(yī)療設備運行期間的可靠性，突發(fā)故障可能會對患者的生命安全造成巨大影響。在設備仍能正常工作時，通過質控分析和經(jīng)常性維護保養(yǎng)，準確評估設備的運行狀態(tài)，對運行狀況不佳的模塊和零部件進行測試和更換，能夠提高設備的可靠性，有效減少維修支出[3]。因此，構建具體評價體系框架（圖1），并據(jù)此建立維修方式整體評價體系（圖2）。

圖1 評價指標層次結構框架圖

圖2 維修方式整體評價體系層次結構圖

1.2 判斷矩陣與策略

由于醫(yī)療設備的精密性與復雜性，通常向原生產(chǎn)廠家購買保修期外技術支持與維修服務，對單位采購較多、型號較新、啟用時間近、故障率低、狀態(tài)好的設備，廠家或供應商更愿意提供維護服務；對零星采購、型號老舊、啟用時間久、故障率高、狀態(tài)差的設備，廠家或供應商通常不予提供保修服務，只能依靠院內技術骨干進行設備維修。通常，原廠模塊更換的質量優(yōu)于第三方模塊更換，優(yōu)于院內模塊更換，優(yōu)于原廠器件維修，優(yōu)于第三方器件維修，優(yōu)于院內器件維修，而維修成本則與之相反。

多數(shù)故障具有隨機性，盲目的預防維護可能導致維護不足或者過剩的情況，并不能完全避免故障的發(fā)生，甚至可能損壞設備[4]。本研究利用建立的AHP 醫(yī)療設備維修模型，將故障維修為主的決策現(xiàn)狀，調整為預防維護為主的策略[5-6]。

由于需要優(yōu)先考慮設備維修價值（經(jīng)濟性指標）才能進一步考慮設備維修效果（可靠性指標），故將決策模型調整為維修價值為主的策略。

我們根據(jù)各決策層影響因子重要性，以AHP和歸一化法來確定各層次要素權重分布，相對重要性按照9（絕對重要）→1（同樣重要）→1/9（絕對次要）的順序進行配置，見表1。

表1 準則層中要素對決策目標的權重分布

2 實例分析

器件維修與模塊更換之間價格相差極大，以我院飛利浦HD15彩色超聲診斷系統(tǒng)為例，設備原價值167萬元，啟用7年，系統(tǒng)啟動接探頭后Diagnostic Code 0022.L1C1FTI5.0錯誤，無法進入工作界面，經(jīng)查詢?yōu)殡娫锤邏翰还ぷ?，拆機后電源背板亮燈正常，需要對該超聲診斷系統(tǒng)的維修方式做決策，維修廠家建議更換電源模塊，報價4萬元。

2.1 維修價值判斷

因設備啟用年限為7年，維修前處于堪用狀態(tài)，設備利用率=[醫(yī)療設備實際運行時間/通電時間×100%]=100% ，且距離通常報廢年限12年尚有5年，若將其報廢并購入新設備，需220萬元，因而維修價值較高。

2.2 維修效果判定

通常大型設備電源元器件壽命在5年左右，配件質量方面原廠維修和第三方維修均采用更換返廠備件并保修1年，院內維修無保修；技術服務方面分別為原廠、第三方和無。因此，原廠和第三方維修可靠性略高于院內維修。

2.3 綜合測算

經(jīng)計算，P1的特征向量w1=（0.0550，0.0901，0.0913，0.1796，0.1927，0.3913 ），λ1max=6.0902；P2的特征向量w2=（0.0819，0.0819，0.1486，0.1486，0.2695，0.2695），λ2max=6.0184；P3的特征向量w3=（0.0468，0.3410，0.1000，0.1870，0.0908，0.2345），λ3max=6.3134；P4的特征向量w4=（0.0615，0.0936，0.1165，0.2271，0.1923，0.3091 ），λ4max=6.3035；P5的特征向量w5=（0.3389，0.3733，0.1297，0.0379，0.0929，0.0273），λ5max= 6.3796。

式中CR為一致性比率，CI為一致性指標，RI為隨機一致性指標；由n=6，查表得RI=1.24。CR1=0.022＜0.1，CR2=0.005＜0.1，CR3=0.078＜0.1，CR4=0.075＜0.1，CR5=0.094＜0.1。經(jīng)過判斷矩陣一致性檢驗，以上特征向量為合理的權重分配，詳細權重分配如圖3所示。

圖3 權重配置圖

評判結果如表2所示，據(jù)此該超聲診斷系統(tǒng)比較合理的維修方式是院內器件維修和院內模塊更換。

表2 方案層中要素對決策目標的權重分布

因院內無相應拆件模塊，故院內工程師進行拆件器件維修，更換2枚升壓模塊250 V 470 uF 電容，減去人工費用，實際維修成本為4.6元，與廠家報價相比，成本相差8 000余倍，這與該超聲診斷系統(tǒng)本身可靠性較高有關。

2.4 結論

結合維修價值與維修效果，通過AHP 對決策目標進行分析，可更加迅速準確地確定設備維修方案，節(jié)約大量的設備占用損耗成本（設備無法使用的人工等成本與收益損失），進一步推動醫(yī)療設備精細化管理建設[7]。

3 展望

目前的維修決策模型多數(shù)只針對單個醫(yī)療設備，考慮如維修費用等某一種決策目標[8]。由于不同設備的可靠性、使用率和故障率差異，在考慮維修決策的多目標優(yōu)化問題時，固定參數(shù)的設備維修策略模型很難具有普適性。

本文建立的維修決策管理模型，結合我院所使用的固定資產(chǎn)管理（enterprise resource planning，ERP）系統(tǒng)進行配套模塊設計開發(fā)，可以從系統(tǒng)內直接獲得關于設備與備件的信息，減少了新數(shù)據(jù)庫的建立環(huán)節(jié)，充分保證了設備信息的準確性，為后期的分析測算提供了準確的數(shù)據(jù)基礎。同時在完成單次維修后，工程師將決策全過程錄入ERP 系統(tǒng)，建立設備狀態(tài)、故障和維修數(shù)據(jù)庫，便于日后工作人員進一步詳細了解該設備具體故障原因，為同類故障決策提供參考，強化設備使用和采購管理以及相應改進技術的研發(fā)，保障設備效能的正常發(fā)揮。此外，可通過數(shù)據(jù)庫計算設備年收益率、成本回收期、使用率（包括時間和診療次數(shù)）、故障率，進一步明確設備占用損耗與維修價格之間的關系，從而提高設備管理部門的監(jiān)管能力，充分調配發(fā)揮維修能力，協(xié)助使用部門補齊短板，更好地為廣大患者服務。