基于设备经济寿命的医疗设备维修策略研究

杨林，王菁菁，胡海洋，陆阳，林小波

（苏州大学附属第一医院，江苏 苏州 215000）

医疗设备作为最能体现当前生物医药、电子工程、机械等前沿学科发展水平的载体之一，逐渐成为医院开展医疗、教学及科研等工作的物质基础，同时也是医院现代化水平的重要标志。随着医疗设备的飞速发展，现代化医院尤其是大型三甲医院的医疗设备资产总额也在不断增加，医疗设备的维修维护费用也日益增长。近年来，医院的医疗设备数量、种类的增速过快，以往的管理模式及维修策略选择的弊端开始暴露，探索新的医疗设备维修管理方法势在必行。

1 医疗设备经济寿命模型原理及方法

1.1 医疗设备经济寿命的概念

设备的经济寿命，又称设备最佳经济使用年限，它与有形磨损和无形磨损均有关。具体为设备从投入使用开始，到因继续使用在经济上不合理而被更新所经历的时间。它是从费用的角度（即经济观点或者成本观点）确定设备更新的最佳时刻，本质上就是在设备的自然寿命和技术寿命内，在满足经济效益最大化或经济效益超过某一设定目标的条件下，其还应该继续使用（维护）的时间。

1.2 设备经济寿命模型

本文从设备经济寿命的视角，以年均总成本费用AC最小为目标函数对医疗设备维修策略进行分析和研究。一台医疗设备的年均总成本费用AC主要由3个部分组成：

（1）年均运行费用OC。主要由能耗成本、维护成本、定期检修成本等构成，会随者设备服役时间增加而增加，故在此将年劣化值看作是等额的，则年均运行成本OC为：

其中，C0是基础运行成本，α是等额劣化值。

（2）年均设备购买费用IC。年均设备购买费用会随设备服役时间的增加而减小，则年均设备购买费用为：

其中，K0是设备原值，KLn是第n年的设备残值。

（3）年均故障损失费用FC。年均故障损失费用是因设备发生故障而对医院科室正常运作产生的不良影响，导致经济损失。因此，年均故障损失费用FC与设备保持运作量和设备的故障率有关：

其中，Q是设备保持运作量，T是运作时间，f是设备故障发生频率，CP是单位时间的折旧费用，Cf是设备故障的平均维修费用。

故，如果忽略资金时间价值，年均总成本费用AC为：AC=OC+IC+FC。如果加入资金时间价值，以i为年利率，年均总成本费用AC为：

其中，n是设备服役年限，有n≥1。A是年等效价值，P是现值。设备的经济寿命是能够使AC取最小值的n*，即：

所以，最小年均总成本费用ACmin为：

从设备经济寿命原理的角度考虑，判断一台医疗设备是否具备维修价值的标准是经济寿命，当该设备超出其经济寿命，则采取更换策略；否则，应继续比较设备年均总成本费用的最小值（ACmin）来确定具体的维修策略。

当设备未超过经济寿命的情况时，则需要更换设备，否则，设备应采取维修的处理方式。当设备确定要维修时，需要根据计算各个维修方式的值，最终选取AC值最小的维修方式作为最终的选择。

2 算例分析

2.1 设备维修、更换算例

表1是两组关于判断医疗设备是否需要更换的典型数据，设备1和设备2均在医院运行5年以上。

表1 2台医疗设备维修策略经济型分析

根据表格数据，通过公式（5）计算可以得出设备1的经济寿命n*为9年，最小年总成本费用ACmin约为6.5万元，结合其运行了6年，小于经济寿命n*的9年，所以该设备不需要更换。维修后的设备年均最小总成本费用ACrpmin为61506元，满足ACrpmin＜ACmin的条件，由于该设备仍具有维修价值且维修成本较低，故根据对设备1的分析，应采取维修的方案更合理。

同理，对于设备2，我们可以得出该设备的经济寿命n*为11年，最小年总成本费用ACmin约为23769元，结合其运行年限为10年，小于经济寿命n*的11年，此时结论为应采取维修方案。又因维修后的设备年均最小总成本费用ACrpmin为26193元，高于最小年总成本费用ACmin，该设备的维修成本较高，维修后的设备难以达到较好水平，使得维修后的设备处在高运行风险的同时又不具备较高的经济效益，故设备2的最终方案应是更换。

单一的分析结果并不能最终决定维修策略，更多仍是从维修后的经济效益、维修成本等方面具体分析。由于多数医疗设备的价格较高，导致医疗设备的购置成本远高于维修成本，所以设备更换的策略一般不会优先考虑。只有在维修后的设备无法达到故障前的水平，且因此造成的运行风险远高于经济效益以及购置新设备成本时，才优先考虑更换策略。

2.2 设备维修策略选择算例

一台医疗设备在整个生命周期内的维修方式并不是一成不变的，而是根据具体情况倾向于选择低成本、高效率的维修方式。表2是某超声设备在多种维修方式下的相关数据。

表2 某超声设备的维修策略分析

表中列举了某超声设备在10年使用年限内，常见的4种维修方式以及1种“合理模式”在设备经济寿命模型下的分析数据。其中，“当前模式”是指我院当前医院设备所采取的混合型维修模式。由于在签订设备采购合同时会包含设备原厂保修协议，所以设备投入使用的前3年基本会采取“原厂保修”的方式。而原厂保修到期后，考虑到原厂保修的价格普遍较高且多数第三方服务方具备提供与原厂匹配服务质量的能力，综合维修成本、停工成本等因素选择第三方的报修服务。设备服役年限超过7年后，由于配件老化、停工成本的剧增，设备进入更换前的缓冲期，选择医院自修的方式。这是目前多数医院采用的维修方式。

根据公式（5）计算可以得出，采取各个维修方式的维修后设备年均总成本费用ACrp依次为26.6、26.45、38、35.82和24.15。其中，ACrp最低的“合理模式”是根据设备经济寿命以及设备运行情况制定的理想医疗设备维修策略。医疗设备在装机使用初期，设备的故障率较低，采取医院自修的方式往往更加合理，而设备运行中期理论上是故障的高发期，故此时采取厂家保修的方式能收到更好的维修效果。同样，设备使用后期，采取医院自修的维修方式更符合实际情况。

3 结语

本文从设备经济寿命的角度出发，通过对医疗设备维修策略的制定方法进行经济性分析，形成了一套关于制定医疗设备维修策略的理论框架。通过两项经典算例验证了该理论框架的准确性和合理性，同时也验证了一种理想维修策略的合理性。但由于在理论框架内没有考虑设备故障概率和设备折旧劣化等因素，该理论模型的在精确性和全面性等方面仍有较大的提升空间。