醫(yī)療設(shè)備維修備件庫存控制與耐用性分析探討

周晟汀，毛一薦，馬成群，郭宇峰，王子洪

在醫(yī)療技術(shù)服務(wù)中，醫(yī)療設(shè)備是診療工作順利實施不可缺少的部分[1]。為確保良好的設(shè)備工作狀態(tài)，醫(yī)療設(shè)備的維修、維護工作不容忽視，它在提高醫(yī)療設(shè)備的完好率，最大效益地發(fā)揮醫(yī)療設(shè)備效用，保證醫(yī)療、教學(xué)、科研工作的正常開展等方面起著至關(guān)重要的作用[2~4]。 而在維修、維護鏈路中，維修備件又是實施維修、維護工作的必要物質(zhì)基礎(chǔ)，良好的維修備件庫存與質(zhì)量管理不僅有助于縮短維修時間，提高醫(yī)療設(shè)備使用率，同時能夠有效避免備件庫存積壓，提高備件周轉(zhuǎn)率，避免造成醫(yī)院資源浪費[5，6]。

目前關(guān)于醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備維修管理的研究大多集中在數(shù)字化管理[7，8]、工程師培訓(xùn)[9]、維修模式探索[10~12]等方面，針對維修鏈路中維修備件管理投入的關(guān)注較少，甚至被忽視，多數(shù)醫(yī)院仍是沿用傳統(tǒng)粗放管理模式[13，14]。在這種模式下，維修備件的日常管理比較主觀，對于維修備件預(yù)警庫存量、訂貨量設(shè)置隨意、備件選購也比較盲目，缺乏理論依據(jù)與數(shù)據(jù)支撐，使得維修備件管理總處于被動形勢。為提高維修備件管理水平，改善維修備件供?，F(xiàn)狀，更好地服務(wù)于臨床，以下突出問題亟需解決。①維修備件庫存控制不精準(zhǔn)。當(dāng)前醫(yī)院備件庫，一般由工程師維修中認(rèn)為更換頻度較高且市場供應(yīng)充足的維修設(shè)備配附件組成，包括監(jiān)護儀附件、無影燈燈泡、冷光源氙燈、呼吸機氧電池、流量傳感器等[15]。在實際管理中，由于維修工程師關(guān)注點偏向于醫(yī)療設(shè)備運行穩(wěn)定性，加之維修備件采購需要一定周期，在維修備件提需上往往習(xí)慣“多而全”，在維修備件品類上偏向盡量多買， 而維修備件管理人員若不經(jīng)過分析盲目采購，就會導(dǎo)致部分維修備件庫存積壓，周轉(zhuǎn)率降低，有些甚至超出有效期，造成浪費；另外維修備件管理人員在收發(fā)維修備件、日常盤點、缺貨預(yù)警時對維修備件預(yù)留庫存設(shè)置偏主觀，在維修備件余量多少時提需采購把握不準(zhǔn)確，常會導(dǎo)致在采購周期內(nèi)維修備件已領(lǐng)用完，維修時無維修備件可用的情形。為保障臨床維修備件供應(yīng)，同時不造成庫存積壓，對于維修備件庫存精準(zhǔn)控制顯得尤為重要。 ②維修備件選購缺乏依據(jù)。 醫(yī)療設(shè)備維修備件庫中多為常規(guī)維修備件，由于市場供應(yīng)充足，同類維修備件一般有多個品牌可供選擇。 較長使用壽命的維修備件能夠縮短故障維修周期與頻次，降低對醫(yī)護人員臨床工作的影響，因此對于臨床使用科室來說， 維修備件的耐用性要更受關(guān)注。然而，當(dāng)前維修備件選購時，對于維修備件耐用性評價往往依據(jù)臨床科室人員與維修工程師的個人主觀感受為參考，不可避免存在局限性和偏見性，因缺乏客觀數(shù)據(jù)支撐，不能準(zhǔn)確了解備件耐用程度，并不利于維修備件的選購。 為此有必要對已用維修備件的耐用性進行調(diào)研分析，指導(dǎo)選購更優(yōu)的維修備件。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

選擇某院近2 年內(nèi)某品牌監(jiān)護儀的血氧探頭庫存管理數(shù)據(jù)，內(nèi)容包括血氧探頭的出庫時間、出庫數(shù)量、庫存余量；近1 年內(nèi)監(jiān)護儀心電導(dǎo)聯(lián)線的損壞記錄數(shù)據(jù)，包括每條心電導(dǎo)聯(lián)線的品牌型號、申領(lǐng)時間、損壞時間。

1.2 方法

1.2.1 維修備件庫存控制方法

1.2.1.1 維修備件預(yù)期需求量分析 為避免出現(xiàn)維修備件庫存積壓或短缺，首先需了解維修備件預(yù)期需求量，利用預(yù)測需求量來指導(dǎo)庫存設(shè)置。 采用指數(shù)平滑法來預(yù)測維修備件下個采購周期的更換需求量，它是一種利用過去值的加權(quán)值來預(yù)測將來值的方法，其特點是既考慮歷史所有維修情況對預(yù)測影響，又給予不同時期、不同影響權(quán)重，近期數(shù)據(jù)被賦以較大的權(quán)重，遠(yuǎn)期數(shù)據(jù)被賦以較小權(quán)重，符合維修備件消耗這種無明顯變化趨勢， 但前后有一定關(guān)聯(lián)的應(yīng)用場景。運用中， 截取Tinterval時間段內(nèi)備件的庫存管理數(shù)據(jù)，設(shè)維修備件常規(guī)采購周期為T （從提出采購計劃、逐級審批、備貨送貨到配送入庫所需時間），把截取的時間段按采購周期分為n 份。統(tǒng)計維修備件在該時間段內(nèi)每個采購周期內(nèi)維修備件更換量，設(shè)第t 個周期內(nèi)維修備件更換量為Yt， 則維修備件下一周期需求預(yù)測量可由通用式得出：

其中：Ft+1為t+ 1 期的指數(shù)平滑趨勢預(yù)測值；Ft為t期的指數(shù)平滑趨勢預(yù)測值；Yt為t 期實際觀察值；α為權(quán)重系數(shù)，取值范圍0~1。

為獲得n+1 期維修備件需求預(yù)測值Fn+1， 根據(jù)表1 按通用公式（1）逐級推導(dǎo)，得出如下公式（2）：

表1 維修備件一次指數(shù)平滑預(yù)測Tab. 1 Single exponential smooth prediction of maintenance spare parts

從展開式中可知，如要得出n+1 期維修備件需求預(yù)測值，除獲得每期維修備件更換數(shù)據(jù)外，還需確定第一期預(yù)測值和權(quán)重系數(shù)。但數(shù)據(jù)中并沒有第一期預(yù)測值， 一般情況取前三期的實際觀察平均值來代替；另外就是權(quán)重系數(shù)的確定，指數(shù)平滑預(yù)測是否理想，很大程度上取決于權(quán)重系數(shù)，為得到較優(yōu)值，權(quán)重系數(shù)從0 至1 以0.1 步長遞增，按照預(yù)測平均誤差平方和Serror最小原則確定權(quán)重系數(shù)的值， 其中Serror=（E1+E2+ …+En）/n。 見表1。

1.2.1.2 維修備件最大消耗量確定 為取得近期維修備件最大換件量以指導(dǎo)訂貨量， 采用滑窗法來計算該值， 它是一種處理連續(xù)數(shù)據(jù)序列較為流行的方法，通過對數(shù)據(jù)流按窗長以適宜步長進行切分，并對每個窗長內(nèi)數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析， 能夠全面考慮數(shù)據(jù)流內(nèi)所有數(shù)據(jù)特征，避免截取固定數(shù)據(jù)帶來的誤差。運用中，截取近期Tnear時間段維修備件消耗數(shù)據(jù)，每個黑點表示維修備件更換記錄， 并按更換維修備件時間順序排序（圖1）；取任意相鄰兩次更換時間最短間隔為△t，以采購周期為窗長，以最短間隔時間為滑動步長，共有Q 個統(tǒng)計值，滿足Q = （Tnear- T）/△t +1；統(tǒng)計所有窗口內(nèi)維修備件更換量li（i = 1，2，…，Q）， 則近期在采購周期時間內(nèi)最大換件量M=max（l1，l2，…，lQ）。

圖1 窗長T 內(nèi)維修備件更換量Fig.1 Replacement amount of maintenance spare parts in window length T

1.2.2 庫存控制方法具體實現(xiàn)

維修備件庫存控制方法的具體實現(xiàn)流程圖如圖2。在設(shè)定采購周期后，基于前文提出的指數(shù)平滑法和滑窗法可分別得到下個周期預(yù)測值及近期最大換件量?？紤]到維修備件購置需經(jīng)歷簽字、審批、備貨、配送等一系列流程，花費時間長，為確保醫(yī)療設(shè)備及時維修，在維修備件庫存量接近預(yù)警值時需及時訂購補充，這里將維修備件預(yù)警庫存量設(shè)置為維修備件下個周期預(yù)測值，以滿足下個采購等待期的使用需要。同時為得到合適的訂貨量，設(shè)定訂貨量=最大換件量+（需求預(yù)測值-現(xiàn)有庫存量），以保證足夠的循環(huán)庫存余量，又不會引起庫存積壓。在維修備件庫存日常盤點時，對于接近維修備件預(yù)警庫存的各類維修備件，按上述方法計算出不同維修備件的訂貨量后，就可以提需采購了。

圖2 維修備件庫存控制方法實現(xiàn)流程圖Fig.2 Flow chart of maintenance spare parts inventory control method

1.2.3 維修備件耐用性分析方法

維修備件生命周期時長概率分布。 在同樣的外界使用環(huán)境下， 維修備件生命周期能夠反映維修備件的耐用性，生命周期長說明維修備件耐用性高，生命周期短則耐用性低。 為此，通過維修備件生命周期時長概率分布來分析維修備件的耐用性。 其中單個維修備件的生命周期通過如下方法獲得， 首先維修備件申領(lǐng)時在維修備件上標(biāo)記領(lǐng)取時間并記錄下來，當(dāng)備件損壞后，工程師需將損壞備件拿回庫房再申領(lǐng)新的維修備件，并記錄已損維修備件損壞時間，兩個時間記錄間隔即為該維修備件生命周期時長。運用中， 提取一段時間內(nèi)某品牌維修備件的歷史損壞記錄，并按維修備件的生命周期時長大小排序，統(tǒng)計生命周期時長等于ti時的備件數(shù)量和為Xi， 則與不同生命周期時長對應(yīng)備件數(shù)量分別為X1，X2， …，Xn，且該時間段內(nèi)所有損壞備件數(shù)量和為X；同時得出維修備件生命周期時長等于ti時的概率Pi=Xi/X，并按概率累加方式得出維修備件生命周期時長小于ti的概率Pt=P1+P2+ …+Pi（圖3）。

圖3 維修備件生命周期時長概率分布圖Fig. 3 Probability distribution diagram of life cycle length of maintenance spare parts

1.2.4 維修備件耐用性分析方法實現(xiàn)

基于上述維修備件生命周期時長概率分布，提出兩個衡量維修備件耐用性的指標(biāo)參數(shù)（圖4）：維修備件平均生命周期時長Taverage及極大生命周期時長T95%。其中平均生命周期時長代表該品牌維修備件在使用中的平均使用壽命； 極大生命周期時長表示該品牌的維修備件在使用中，其使用壽命大概率（95%）不超過的天數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 維修備件庫存控制實踐

將維修備件庫存控制方法應(yīng)用在某院監(jiān)護儀血氧探頭的庫存管理中， 依據(jù)經(jīng)驗將采購周期設(shè)為30 d，截取近720 d 庫存管理數(shù)據(jù)，統(tǒng)計各周期時間內(nèi)的血氧探頭消耗量，計算出第一期預(yù)測值為5 個，調(diào)節(jié)權(quán)重序數(shù)在0.6 時平均誤差平方和最小，進而得到預(yù)期需求量為24 個。另截取最近60 d 內(nèi)的備件消耗記錄，得出滑動步長2 d，取得滑動窗口內(nèi)最大配件消耗量為33 個。 結(jié)合當(dāng)前實際庫存僅6 個，遠(yuǎn)低于預(yù)警庫存，已無法滿足臨床維修需求，于是先緊急調(diào)貨20 個；同時運用該方法進行庫存管理，因當(dāng)前庫存為26 個，故申請常規(guī)采購訂貨31 個，之后庫存短缺現(xiàn)象未再出現(xiàn)。 后續(xù)將該方法逐步運用于心電導(dǎo)聯(lián)線、呼吸機氧電池等常規(guī)備件管理上，維修備件短缺或過剩情況得到有效改善， 臨床服務(wù)水平得到明顯提升。

2.2 維修備件耐用性分析實踐

將維修備件耐用性分析方法用在某院監(jiān)護儀心電導(dǎo)聯(lián)線的耐用性研究中， 提取損壞記錄數(shù)據(jù)中兩種不同品牌型號心電導(dǎo)聯(lián)線的申領(lǐng)時間與損壞時間，統(tǒng)計其生命周期時長，分別得到兩種心電導(dǎo)聯(lián)線的生命周期時間概率分布， 其中A 品牌心電導(dǎo)聯(lián)線損壞記錄50 條，B 品牌心電導(dǎo)聯(lián)線損壞記錄44 條。通過計算生命周期時長數(shù)學(xué)期望得到兩種心電導(dǎo)聯(lián)線的平均生命周期時長分別為139 d 和165 d， 并利用累加概率獲得兩種心電導(dǎo)聯(lián)線的極大生命周期時長分別為234 d 和254 d。 比較兩種品牌的平均生命周期時長與極大生命周期時長可知，B 品牌的監(jiān)護儀心電導(dǎo)聯(lián)線耐用性更佳。 在后續(xù)維修備件購置中，能夠綜合這兩個指標(biāo)參數(shù)分析同類不同品牌備件的耐用性，以指導(dǎo)維修備件訂貨品牌的選擇。

3 討論

充足的維修備件庫存能夠使醫(yī)療設(shè)備在出現(xiàn)故障的第一時間得到維修，降低醫(yī)療設(shè)備宕機時間，保障醫(yī)療設(shè)備的運行效率與維修效率[16]；而醫(yī)療設(shè)備備件存儲過多又會導(dǎo)致庫存積壓， 醫(yī)療設(shè)備備件在長期貯存過程中也對備件的質(zhì)量產(chǎn)生不良影響， 甚至降低醫(yī)療設(shè)備的維修質(zhì)量， 影響其安全穩(wěn)定運行效率，同時導(dǎo)致庫存壓力增大，人力、場地成本增多，造成醫(yī)院資源浪費。 文中提出的維修備件庫存控制方法， 能夠依據(jù)歷史數(shù)據(jù)科學(xué)動態(tài)指導(dǎo)維修備件預(yù)警庫存設(shè)定和維修備件購置量設(shè)定， 確保維修備件庫存不積壓不斷供，實現(xiàn)維修備件庫存的精細(xì)化管理。

為實現(xiàn)維修備件的儲采閉環(huán)管理， 除維修備件庫存的精準(zhǔn)控制外， 其訂購品牌的合理選擇也同樣重要。 針對備件品牌的選購，必然要考慮質(zhì)量、價格等因素， 鑒于當(dāng)前多數(shù)原裝品牌的維修備件價格過高，在選購時大多會傾向于兼容性維修備件。 而隨著兼容性維修備件市場逐步飽和，不同品牌兼容性維修備件價格差異逐漸縮小，再加上臨床使用科室對備件耐用性的關(guān)注程度，筆者提出了兩個衡量維修備件耐用性的指標(biāo)參數(shù)，可為維修備件的選購提供有價值的決策依據(jù)， 以改善維修備件選購中主觀盲目現(xiàn)狀，更好地保障臨床使用。

筆者在維修備件庫存管理方面提出了一些優(yōu)化維修備件庫存控制和維修備件耐用性分析的方法，但是實際操作中每次更新維修備件庫存后需要調(diào)用該方法再次計算備件預(yù)警庫存量和訂購量，該方式不夠方便，后期將加強信息化方面建設(shè)，將維修備件庫存歷史信息及算法整合到軟件系統(tǒng)上，依靠信息化手段存儲和分析數(shù)據(jù)，實現(xiàn)所有種類維修備件預(yù)警庫存量與訂貨量的自動計算并及時提醒備貨，進一步提升醫(yī)療設(shè)備維修備件庫存管理水平。