故障樹分析法在醫(yī)療設(shè)備維修中的運(yùn)用分析

王佳珺

（內(nèi)蒙古包鋼醫(yī)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

0 引言

醫(yī)療設(shè)備至關(guān)重要。疾病診斷、有效護(hù)理、治療均需要醫(yī)療設(shè)備的保障，現(xiàn)實中各種醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用，可顯著提升疾病診斷準(zhǔn)確率，確?；颊咧委燀槙场５@些醫(yī)療設(shè)備大多數(shù)成本高昂，為了降低故障率，須進(jìn)行精細(xì)維護(hù)。在設(shè)備故障的診斷上，目前“故障樹分析法”被有效應(yīng)用，基于這種情況，該文將剖析故障樹分析法的應(yīng)用策略，為醫(yī)療設(shè)備維修提供參考。

1 提出問題

故障樹分析法在醫(yī)療設(shè)備維修中應(yīng)用價值較高，因為在傳統(tǒng)方法中，為保證品質(zhì)，應(yīng)用故障分析法需要大量時間與精力。結(jié)合實際來看，對具有復(fù)雜系統(tǒng)的醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行故障分析難度較高，需要較長時間，并且效率很低。因此，對醫(yī)院來說，須運(yùn)用故障樹分析法，提高設(shè)備故障維修水準(zhǔn)與解決問題的能力。對故障樹分析法進(jìn)行應(yīng)用探究，提出可行的應(yīng)用策略，是該文研究的重點。

2 解決問題

故障樹分析法的使用雖然可以保證效果，但時間和精力有限，受到高成本因素限制，基于該前提，醫(yī)院如完全照搬以往經(jīng)驗，采用傳統(tǒng)故障樹分析，不僅無法保證其作用，還會降低維修管理效率，影響設(shè)備的正常使用，也會增加工程師排除故障的壓力。為了提高故障檢修率，須針對傳統(tǒng)故障樹進(jìn)行有效改進(jìn)，從設(shè)備電路圖入手，運(yùn)用科學(xué)思維方式，精準(zhǔn)找出其中的故障元件，然后再繪制出邏輯關(guān)系。實踐表明，通過這些操作步驟得到的故障樹圖更加精準(zhǔn)。采用故障分析樹最主要的目的是改善醫(yī)療設(shè)備維護(hù)現(xiàn)狀，提高設(shè)備利用率，高水平維修各種復(fù)雜設(shè)備，同時保證迅速發(fā)現(xiàn)故障，在該前提下，給予醫(yī)院人力、物力較大幫助。

故障樹分析法實施程序：1）熟悉醫(yī)療設(shè)備。這是初始環(huán)節(jié)，也是基本步驟。在該項工作中，要詳細(xì)了解設(shè)備狀態(tài)，同時運(yùn)用各種參數(shù)，在操作期間繪出流程圖等，為故障排除打下基礎(chǔ)。2）確定頂端事件。實踐證明，頂端事件的分析與確定，決定著故障樹分析法的應(yīng)用質(zhì)量，因此不容忽視。在該項工作中，要科學(xué)地分析對象，綜合評估其性質(zhì)后，將其作為頂端事件。在具體工作中，找出影響嚴(yán)重或者是頻繁發(fā)生的典型設(shè)備故障，將其作為頂端事件，提高頂端事件處理能力。3）調(diào)查故障原因。在完成該項工作期間，為實現(xiàn)預(yù)設(shè)目標(biāo)，須收集故障案例，精準(zhǔn)實施故障統(tǒng)計，同時列出設(shè)備包括可能性故障在內(nèi)的所有故障。4）調(diào)查故障原因。在上述步驟完成后，可細(xì)致調(diào)查故障因素，分析故障形成原因，為后期的故障排除減少隱患。5）畫故障樹圖。在整個流程中，畫故障樹圖是關(guān)鍵步驟，須從頂端事件開始，將其作為開端逐級找出故障原因，在該前提下按其邏輯因果關(guān)系，完整構(gòu)建出故障樹，提高故障排除效果。6）結(jié)構(gòu)分析。在結(jié)構(gòu)分析期間，須依照故障樹結(jié)構(gòu)，科學(xué)化簡，在這個前提下，確定事件的重要程度。工作中，有效確定故障發(fā)生率，同時將故障類型標(biāo)注在故障樹上，為了突出效果，須按照從主到次順序，精準(zhǔn)剖析設(shè)備故障原因。總的來說，想要發(fā)揮故障樹圖的作用，須按以上步驟建立，視具體情況靈活運(yùn)用。

3 基于設(shè)備故障實例分析

3.1 放射設(shè)備故障

3.1.1 故障圖描述

在故障樹圖中，不同字母具有不同解釋。見圖1。

圖1 故障樹圖

T代表放射設(shè)備故障，A1～A4分別代表4種放射設(shè)備故障類型。假設(shè)A1為“患者信息無法下載”、A2為“球管不曝光”、A3為“移動檢查床卡死”、A4為“線圈工作故障”，則X1～X7分別代表導(dǎo)致上述故障發(fā)生的原因。以A1為例，導(dǎo)致患者信息無法下載的原因，可能與接口等因素有關(guān)。該時，X1位網(wǎng)線接口不良，X2代表系統(tǒng)出現(xiàn)異常。發(fā)現(xiàn)上述原因后，可首先測試網(wǎng)線接口是否良好，并對程序進(jìn)行重置，繼而解決故障。故障樹分析法非常特殊，在醫(yī)療設(shè)備的維管中應(yīng)用原理簡單，僅保留相對重要的邏輯思維方式和關(guān)鍵的故障樹圖，在該前提下，去掉了許多繁雜步驟和復(fù)雜的程序。另外，醫(yī)療設(shè)備故障樹圖在高效利用期間，對繪制樹枝的順序、操作方法等并沒有嚴(yán)格的要求。在實踐中，為保證應(yīng)用效果，可先取電路的頭尾，然后再精準(zhǔn)測量電路的中間節(jié)點，采用這種分段排查的方法，實現(xiàn)故障快速排查。綜上可以看出，故障樹圖的繪制特點較鮮明，原則是故障排除的思維順序，并不依靠實際的電路順序。

3.1.2 頂端事件選取和組成

通過上述研究可知，頂端事件選取至關(guān)重要，是故障分析法運(yùn)用的開端。首先，結(jié)合實際需求，挑選典型事件，將其作為故障樹的頂端，為后續(xù)故障節(jié)點繪制提供保障，實際上故障樹開端就是具體的分析對象。在這樣的前提下，故障樹開端的發(fā)生要有明確的定義。實際操作期間，從頂端事件入手向下逐步分解，在有效措施保障下，最后找出故障原因?，F(xiàn)實工作中，故障樹構(gòu)造涉及因素眾多，需借助有效措施，找出誘發(fā)故障的各個因素，理清其中的邏輯關(guān)系。同時，在操作時，通過指定的圖形，即邏輯符號和事件符號完成表述，使其成為以頂端事件為開端的“根”。

在放射設(shè)備故障中，T代表頂端故障，同樣成為邏輯符號與事件符號，屬于故障樹的根。在公式運(yùn)用中，可以用字母s表示節(jié)點i所匹配的均勻度，那么想要成為緩存節(jié)點，在具體使用中，需要滿足3個條件：1）如果a=0；那么s同樣等于零。2）如果節(jié)點i的屬性屬于葉子節(jié)點且a≠0，那么得出結(jié)論是s=1（表示分布均勻）。3）如果節(jié)點i屬性不屬于葉子節(jié)點且a只存在一個非零元素，最終s=0?；谛枨蠓植季?，現(xiàn)實中需要針對每個節(jié)點，精準(zhǔn)配置效用增量下限屬性，同時用A來表示。節(jié)點效用增量下限計算公式如下。

當(dāng)節(jié)點i屬性為子節(jié)點時，如公式（1）所示。

式中：A代表A的子節(jié)點集合，i代表節(jié)點，r與y代表故障原因；r、y分別表示故障集合。

當(dāng)節(jié)點i屬性不是子節(jié)點時，如公式（2）所示。

式中：A代表A的子節(jié)點集合，i代表節(jié)點，r與y代表故障原因，s表示節(jié)點i所匹配的均勻度；r、y分別表示故障集合。

結(jié)合現(xiàn)實可知，故障樹圖作用顯著，實際應(yīng)用中操作并不復(fù)雜，僅將其分枝作為基本點連接圖即可，在操作中只須將每個節(jié)點采用科學(xué)方式用線連接即可，在該情況下，便可形成樹形，獲得想要的故障分析，而不需要體現(xiàn)邏輯性，降低了故障樹繪制的難度。

3.1.3 節(jié)點法和排除法

現(xiàn)實中醫(yī)療設(shè)備的維修，除了故障樹圖分析這一綜合類方法外，還須匹配節(jié)點法和排除法。節(jié)點法應(yīng)用價值高，在操作期間，要找尋關(guān)鍵節(jié)點，進(jìn)行精準(zhǔn)測量，得到相關(guān)數(shù)據(jù)后，對該關(guān)鍵節(jié)點的電路（前后電路）及相關(guān)元件實施定量和定性分析。節(jié)點法運(yùn)用原理如圖2所示。

圖2 節(jié)點法運(yùn)用原理

選擇1個理想中的節(jié)點為參考點。在實際應(yīng)用中，設(shè)定這個參考點為接地點，同時將其電位設(shè)置為零，完成上述操作后，便能夠?qū)⒔拥鼐€等清晰標(biāo)示在電路圖上。通常情況下，為了確保節(jié)點法的應(yīng)用效果，須選擇連接最多的支路，同時對節(jié)點進(jìn)行簡易解析。需要強(qiáng)調(diào)的是，節(jié)點電壓差是重要指標(biāo)，不容忽視。

另一種排除法，大體分為2種情況，一是基于節(jié)點法獲得精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，同時科學(xué)參照設(shè)備工作原理，將重要故障除掉，確保設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量；二是重要排除疑似故障，將存在故障可能性的元件找出，在設(shè)備中將可能故障的元件替換成完好的元件，判斷元件是否出現(xiàn)故障，從而找出故障關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)。通常情況下，為了提高故障排除效果，節(jié)點法和排除法可同步應(yīng)用，同時再聯(lián)合故障樹分析法，快速過濾掉好的分枝，在有效措施保障下，縮小需要排查的范圍，在具體工作中，盡可能地鎖定故障位置，降低故障發(fā)生概率。實踐表明，集成上述方法，對醫(yī)療設(shè)備的維修功效較強(qiáng)，可對有電路圖的設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)。

3.2 加濕器故障

3.2.1 故障描述

某醫(yī)院于2021年12月發(fā)現(xiàn)一起加濕器故障，表現(xiàn)為無法加濕，發(fā)生故障后，重啟設(shè)備重置系統(tǒng)均未能解決故障。加濕器設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，故障排除花費(fèi)精力多，因此考慮采用故障樹分析法進(jìn)行故障排除，使醫(yī)療設(shè)備發(fā)揮最大價值。

3.2.2 故障分析

加濕器是手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)的主要組成部分，運(yùn)行原理簡單，如圖3所示。

加濕器工作期間主要憑借電極加熱，在電極作用下促使罐中的水升溫，從而產(chǎn)生蒸氣，這樣可發(fā)揮加濕作用。加濕器應(yīng)用中，加濕量控制非常關(guān)鍵，其操作主要通過加濕控制板。同時，為了保證控制精準(zhǔn)，還要輔助濕度傳感器。加濕器出現(xiàn)故障，可能與回路故障有關(guān)，同樣可能與水源缺少有關(guān)，可從上述幾個方面出發(fā)，對故障進(jìn)行分析以及處理。

3.2.3 建立故障樹

采用故障樹分析時，可將“沒有加濕量”這一事件作為頂端事件，在這個前提下，找出頂端事件發(fā)生的誘因和各種直接因素，通過技術(shù)保障完成逐級下查，直至還原誘發(fā)故障的基本事件。在找到基本事件后，可用邏輯符號注明，清晰解釋事件間的關(guān)系。具體分析結(jié)果如圖4所示。

圖3 加濕器原理

通過圖4可以看出，“沒有加濕量”這一事件，在故障樹排除環(huán)境和人為因素后，針對設(shè)備性能可做出定性分析。

通過故障樹分析發(fā)現(xiàn)，接觸器損壞和濕度、液位傳感器損壞為加濕器故障發(fā)生的主要原因。因此維修人員先對接觸器進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。然后，對傳感器進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)液位傳感器存在異常，加濕器已無水源供應(yīng)，但傳感器未檢測到數(shù)據(jù)，所以供應(yīng)了水源，同時更換傳感器，最終解決故障。在故障樹應(yīng)用期間，通過分析各個子事件，理順事件的上下順序，同時控制其發(fā)生頻率，可對故障發(fā)生情況進(jìn)行確認(rèn)，同時科學(xué)記錄該基本事件綜合情況，包括發(fā)生的次數(shù)、故障程度范圍等。采用該途徑，可基本獲知關(guān)鍵事件，同時深度剖析對頂端事件的影響，在綜合機(jī)制作用下，找出基本事件和頂端事件的關(guān)系，清楚二者的相關(guān)程度，掌握了上述信息后，處理故障會更加順暢。現(xiàn)實應(yīng)用中，如果遇到新產(chǎn)生的故障，為了保證故障順利排除，降低故障的破壞性，控制故障的影響范圍，應(yīng)及時把相關(guān)內(nèi)容運(yùn)用合理途徑加入故障樹中，采用該途徑，充實故障樹的內(nèi)容，提高故障樹使用效果。故障樹的優(yōu)質(zhì)建立和科學(xué)應(yīng)用，對醫(yī)療體系來說影響深遠(yuǎn)，可將醫(yī)療設(shè)備檢修推行至全新高度。

4 故障樹分析法應(yīng)用經(jīng)驗總結(jié)及其優(yōu)勢、缺陷與改進(jìn)

4.1 經(jīng)驗總結(jié)

現(xiàn)如今，醫(yī)療設(shè)備更加精密，結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜，相關(guān)訴求和功能不斷增加，導(dǎo)致故障發(fā)生頻率居高不下，故障原因分析難度增加。在該背景下，須充分采用故障樹，發(fā)揮出故障樹分析法在醫(yī)療設(shè)備維修中的運(yùn)用優(yōu)勢，較好地保護(hù)精密醫(yī)療設(shè)備。第一，在應(yīng)用醫(yī)療設(shè)備故障樹期間，因為只存在少量邏輯分析，為故障樹的構(gòu)建節(jié)約了大量時間。但在應(yīng)用期間，想要保證理想效果，維護(hù)人員的知識儲備是必須的，只有具備足夠知識，才能提高維護(hù)能力。在操作期間，根據(jù)原理圖科學(xué)解讀每個分支的功能和具體的設(shè)計意圖，并迅速做出基本反應(yīng)和簡單的邏輯判斷，在這個前提下，判斷分支的節(jié)點狀況，保證其正常屬性，合理找出故障枝節(jié)，達(dá)到檢修目的。第二，通過研究發(fā)現(xiàn)，醫(yī)療設(shè)備故障樹圖在發(fā)揮效果期間不講究符號的運(yùn)用，不使用符號也可以達(dá)到目的。該故障樹圖的關(guān)鍵點需要落在枝節(jié)上，簡單應(yīng)用圖像，從而節(jié)省故障排除時間。需要強(qiáng)調(diào)的是節(jié)點作用較突出，是故障樹圖的核心，在具體的系統(tǒng)故障事件中，關(guān)鍵性節(jié)點代表的是清晰的故障事件邏輯關(guān)系。在現(xiàn)實的設(shè)備故障樹圖中，關(guān)鍵性節(jié)點的運(yùn)用，主要指的是必要元件的接腳（在輸入輸出線纜接口）。實踐證明，如果故障樹圖的結(jié)構(gòu)比想象中復(fù)雜，可單獨(dú)列出故障枝節(jié)或者疑似故障枝節(jié)來簡化故障樹圖，合理壓縮故障排除時間。第三，故障樹圖應(yīng)用中，因為主體是在設(shè)備控制電路基礎(chǔ)上完成，整個結(jié)構(gòu)大體相似，所以操作中只挑選了重要節(jié)點和發(fā)揮作用的關(guān)鍵模塊、元件，除此以外相對復(fù)雜的電路和元件都已過濾掉。FTD和RBD是存在區(qū)別的，F(xiàn)TD工作在“故障空間”中，屬于故障的集合，習(xí)慣使用固定概率，而RBD卻不具備該優(yōu)勢。考慮由n個不同的獨(dú)立底事件所構(gòu)成的故障樹，現(xiàn)實中引入二值變量X表示第i個底事件的狀態(tài)，可以定義整個故障樹結(jié)構(gòu)，具體表達(dá)為0，e為發(fā)生；1，e為不發(fā)生。

4.2 優(yōu)勢分析以及缺陷與應(yīng)對

4.2.1 優(yōu)勢分析

故障樹分析法原理簡單，屬于“故障空間”子系統(tǒng)，即故障的集合體。從本質(zhì)來看，是邏輯因果關(guān)系圖，該結(jié)構(gòu)圖整體形態(tài)特殊，呈現(xiàn)倒立的樹狀結(jié)構(gòu)。在具體應(yīng)用中，從系統(tǒng)開始輔助較強(qiáng)的邏輯符號，繪制有效的樹狀圖，然后逐步進(jìn)行研究，最終采用分枝圖來分析和科學(xué)評判故障原因。與此同時，采用該樹狀圖，精準(zhǔn)分析各零件，通過剖析精準(zhǔn)的部件故障，綜合評估其對系統(tǒng)故障的影響。在應(yīng)用期間，使用邏輯門符號等，呈現(xiàn)各事件的關(guān)系。總的來說，故障樹分析法功能顯著，在應(yīng)用中可對系統(tǒng)出現(xiàn)的高頻次故障形成定性和定量分析。同時，也可根據(jù)實際情況，分析某一單一因素。從整體結(jié)構(gòu)來看，故障樹圖功能顯著，可根據(jù)原始事件從上至下逐級建立，將故障事件聯(lián)系在一起，它采用圖形化手段，可以清晰呈現(xiàn)故障結(jié)果，運(yùn)用模型方式可實施精細(xì)化的故障排除，并清晰標(biāo)記邏輯符號。通過研究發(fā)現(xiàn)，在故障樹分析圖中，存在事件和門這兩項重要因素，這兩項不容忽視，在故障樹體系中是基本的構(gòu)造單元。繪制故障樹圖時，為保證效果，須使用規(guī)定的符號（邏輯和事件）。

圖4 “沒有加濕量”故障樹

4.2.2 缺陷與應(yīng)對

故障樹應(yīng)用過程中，對操作人員本身能力要求較高。另外，該方法同樣具有使用復(fù)雜的特點，故障樹圖目前為止尚未得到簡化，導(dǎo)致采用該技術(shù)對醫(yī)療設(shè)備故障進(jìn)行分析的過程，可能存在一定困難。須采取相應(yīng)措施，對其進(jìn)行應(yīng)對，才可以使該方法得到改進(jìn)，進(jìn)一步提升故障處理水平。在現(xiàn)實工作中，為確保故障樹分析法應(yīng)用質(zhì)量，提高其應(yīng)用效率，維修工程師如果沒有掌握相應(yīng)要點，會影響方法的應(yīng)用效果。因此需要采取以下措施：1）實際操作期間，維修工程師技能應(yīng)達(dá)標(biāo)，需要熟記設(shè)備的原理，只有這樣，才能了解所有故障可能性，準(zhǔn)確分析控制電路結(jié)構(gòu)圖，在上述工作基礎(chǔ)上，快速畫出相關(guān)故障樹的主分枝。同時，維修工程師要確保故障排除高效、精準(zhǔn)，還要有工作經(jīng)驗作為支撐，能夠熟練應(yīng)用排除法等多種方法，了解節(jié)點法應(yīng)用注意事項，根據(jù)經(jīng)驗和關(guān)鍵節(jié)點判斷各主要枝節(jié)的情況。在該基礎(chǔ)上，鎖定故障的大概范圍，將其鎖定于個別枝節(jié)，該操作可為醫(yī)療設(shè)備檢查節(jié)省時間，提高了資源利用率。2）除了基本技能外，醫(yī)療設(shè)備維修工程師要利用好故障樹分析法，還須有豐富的電路知識，可以憑借主觀經(jīng)驗，從復(fù)雜的電路中，精準(zhǔn)識別故障的主支路，并高效、完整繪制主支路的故障樹圖，然后逐一排查，排查順序是從粗枝干到細(xì)枝干。并且在排查過程中，將存在故障可能性的特殊枝節(jié)單獨(dú)列出，采用該方法，縮小故障范圍，找出故障位置。一般情況下，等到這一過程完成后，相關(guān)的故障樹圖將繪制完畢，在整個故障樹圖中留下的是確定的故障枝節(jié)，還有一些高度疑似故障枝節(jié)。通過以上方法，故障樹圖得到簡化，不再像傳統(tǒng)故障樹圖一樣浪費(fèi)時間，可快速找到故障元件?，F(xiàn)實中，這種高效的方法，節(jié)約了大部分工作量，可快速搜索故障部件，在具體工作中以較小的代價完成優(yōu)質(zhì)的故障修復(fù)工作，提高醫(yī)療設(shè)備故障修復(fù)率。

5 結(jié)論

綜上所述，在醫(yī)療設(shè)備的維修中，高效、優(yōu)質(zhì)應(yīng)用故障樹圖分析法，可綜合評估故障情況，劃定故障的作用范圍，提高故障元件排查效率，保證故障排除的成功率。改善醫(yī)療儀器的維修，故障樹分析方法使用是重要的突破口，一旦發(fā)生設(shè)備故障，可精準(zhǔn)識別故障元件的位置，它可顯著節(jié)省設(shè)備維修時間，從源頭控制維修成本。