Моделирование оценки надежности рентгендиагностической аппаратуры
Изучение проблемы поддержания требуемого уровня надежности технических систем в процессе эксплуатации путем проведения комплекса организационно-технических мероприятий, включающих периодические технические обслуживания, профилактику, а также ремонт.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.12.2019 |
Размер файла | 533,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Моделирование оценки надежности рентгендиагностической аппаратуры
Басова Л.А.
Мартынова Н.А.
Кочорова Л.В.
Северный государственный медицинский университет, г.Архангельск
Для медико-технической промышленности проблема надежности имеет большое значение. Надежность является одним из самых важных показателей современной техники, поскольку от нее зависят такие показатели как качество, эффективность и безопасность.
Поддержание требуемого уровня надежности технических систем в процессе эксплуатации осуществляется путем проведения комплекса организационно-технических мероприятий, который включает в себя периодические технические обслуживания, профилактические и восстановительные ремонтные процедуры [1]. Периодическое техническое обслуживание медицинской техники направлено на своевременные регулировки, устранение причин отказов, а также раннее выявление отказов. Задачей любого технического обслуживания является проверка контролируемых параметров, выявление и устранение неисправностей, замена элементов, предусмотренная эксплуатационной документацией [2].
Важным вопросом организации управления надежностью является задача сбора данных об отказах оборудования. Зачастую сложно определить, случился ли отказ либо это повреждение, особенно для резервированного оборудования [3]. рентгендиагностический надежность ремонт
Методика
С целью анализа характеристик надежности медицинской техники нами была проведена оценка технического состояния медицинского оборудования отделений лучевой диагностики крупных ЛПУ г.Архангельска с учетом сведений из журналов технического обслуживания. Оценка технического состояния производилась для определения конкретного периода времени отказов для каждого конкретного аппарата.
Было выявлено, что наибольшее количество медицинской техники в городских ЛПУ используется менее 5 лет, и лишь одна единица оборудования находится в эксплуатации более 10 лет.
Основная часть
Нами было установлено, что наибольшая доля медицинской техники (43,0±0,2%) имеет степень износа в диапазоне 50-80%, 28,0±0,2% медицинской техники имеет степень износа менее 50%, и 29,0±0,2% техники уже выработала свой ресурс.
Хорошо известно, что в оценке надежности эксплуатации любого оборудования различают 3 периода: период приработки, период нормальной эксплуатации и период интенсивного износа (старения).
Период приработки начинается с выхода нового изделия из цехов завода и характеризуется высокой интенсивностью отказов, которая постепенно падает. Эти отказы обусловлены технологическими, производственными или конструкционными недостатками, присущими как самому изделию, так и производству.
Период нормальной эксплуатации характеризуется минимальной интенсивностью отказов. В период нормальной эксплуатации происходят внезапные отказы, которые имеют случайный характер. Период старения и износа характеризуется резким увеличением интенсивности отказов и связан с интенсивным износом и старением (постепенные отказы) [4].
Таким образом, период времени, в течение которого осуществляется процесс приработки медицинской техники, приравнивается к 1 году, поскольку в течение этого периода осуществляется гарантийное обслуживание оборудования, и инженеры, работающие в медицинских учреждениях, при возникновении самых незначительных неисправностей обращаются к специалистам сервисной организации. Следовательно, к концу гарантийного обслуживания устранено большинство конструктивных и производственных недостатков, что приводит к увеличению вероятности безотказной работы оборудования в дальнейший период. Срок эксплуатации медицинской техники, после которого наступает её износ, был принят равным 8 годам [5]. Распределение рентгендиагностической аппаратуры (РДА) по видам неисправностей приведено на рис.1.
Рис. 1. Распределение рентгендиагностической аппаратуры по видам неисправностей: здесь и далее 1 - сбой; 2 - незначительная неисправность; 3 - неисправность средней степени сложности; 4 - сложная неисправность
Распределение рентгеновских компьютерных томографов (РКТ) по видам неисправностей приведено на рис.2.
Исходя из представленных данных, можно сделать вывод о том, что серьезные неисправности медицинского оборудования возникают редко, при этом суммарное количество сбоев, как у РДА (53), так и у РКТ (25), достаточно велико, что может быть связано с ошибками персонала при эксплуатации данных приборов.
Рис. 2. Распределение рентгеновских компьютерных томографов по видам неисправностей
В результате проведенного анализа было установлено, что техническое обслуживание оборудования оказывает значимое влияние на его надежность.
Анализ надежности является очень важной задачей, поскольку недостаточная надежность оборудования приводит к большим затратам на ремонт, простою оборудования, и, как следствие, к невыполнению требуемых задач [6]. Для количественной оценки показателей надежности медицинской техники используют модели надежности, под которыми понимают математические модели, построенные для оценки зависимости надежности от заранее известных или определяемых параметров. Моделирование надежности - это процесс прогнозирования или исследования надежности системы до ее ввода в эксплуатацию.
С целью разработки модели оценки надежности эксплуатации медицинского оборудования, нами были выделены следующие наиболее значимые параметры:
- срок службы медицинской техники;
- степень превышения нормы износа;
- пропускная способность аппарата
; - интенсивность отказов.
Срок службы медицинской техники оказывает наиболее значимое влияние на ее надежность, поскольку с увеличением срока эксплуатации снижаются показатели надежности оборудования. Оптимальный срок эксплуатации принимается равным 10 годам, что связано со значительным ростом количества неисправностей по истечении указанного срока.
Степень превышения нормы износа важна потому, что чем выше значение данного показателя, тем меньше надежность оборудования, и, следовательно, тем больше срок эксплуатации медицинской техники, что является нежелательным и связано с риском нанесения вреда здоровью пациентов и персонала.
Пропускная способность отражает нагрузку на аппарат и показывает, какое количество пациентов было обследовано на конкретном аппарате за определенный промежуток времени.
Показатель интенсивности отказов играет важную роль при определении надежности оборудования. Чем чаще возникают отказы, тем больше будет значение данного показателя, что неблагоприятно влияет на надежность оборудования и ведет к снижению пропускной способности конкретного аппарата.
В процессе ранжирования были определены границы доверительных интервалов рассматриваемых характеристик надежности с указанием минимального и максимального значения характеристики (табл.1). Для каждой характеристики надежности был введен весовой коэффициент wj (коэффициент значимости, в баллах от 1 до 5) таким образом, что при его увеличении значение целевой функции надежности Fj возрастает, а при уменьшении - убывает.
Таблица 1. Ранжирование значений характеристик надежности рентгендиагностической аппаратуры
Влияние данных параметров на степень надежности рентгенодиагностического оборудования представлено в табл. 2. С целью составления матрицы оценок характеристик надежности было проведено распределение параметров по рангам (табл. 3.).
На основании составленной матрицы было рассчитано значение целевой функции F, которая количественно отражает надежность конкретного аппарата:
где wj - весовой коэффициент значимости j-й характеристики;бij - элемент матрицы, соответствующий i-му РДА по j-й характеристике.
Полученные значения целевых функций надежности для рентгенодиагностической аппаратуры приведены в табл. 4.
Таблица 2. Значения характеристик надежности рентгенодиагностической аппаратуры
Таблица 3. Матрица оценок характеристик надежности рентгенодиагностической аппаратуры
Таблица 4. Значения целевых функций надежности рентгенодиагностической аппаратуры
Для визуализации проведенного анализа полученные модели можно представить в виде графических образов, при этом каждый радиус-вектор соответствует конкретной характеристике надежности, а его длина - соответствующему рангу для конкретного аппарата. Сравнение графических образов моделей надежности рентгенодиагностической аппаратуры приведено на рис. 3.
По результатам представленных данных можно сделать вывод о том, что наилучшей надежностью практически по всем рассматриваемым параметрам обладает РКТ «Phillips Brilliance CT-64» (F=78), однако большая пропускная способность аппарата приводит к постепенному снижению надежности данного томографа.
Также была построена модель оценки надежности для 2 условных аппаратов, один из которых обладает наивысшей возможной надежностью, а другой имеет минимальную надежность, при этом значение пропускной способности было принято равным для обоих аппаратов.
Указанное обстоятельство связано с тем, что с точки зрения надежности аппарата он должен иметь наименьшую пропускную способность, но для больницы важно обследовать необходимое количество пациентов, что зачастую приводит к значительному увеличению пропускной способности аппарата.
Рис. 3. Сравнение графических образов моделей надежности рентгенодиагностической аппаратуры: 1 - срок службы, лет; 2 - степень превышения нормы износа, %; 3 - пропускная способность, человек/сутки; 4 - интенсивность отказов, 1/день
Таблица 5. Определение минимально и максимально возможных значений целевой функции рентгенодиагностической аппаратуры
Исходя из представленных данных, можно рассчитать, насколько надежным является каждый из эксплуатируемых аппаратов, при этом значение целевой функции надежности для каждого аппарата было выражено относительно максимально возможного значения функции и приведено в процентах. Полученные расчетные значения представлены в табл. 6.
Таблица 6. Относительный показатель надежности рентгенодиагностической аппаратуры
Нами было установлено, что наивысшей надежностью обладает РКТ «Phillips Brilliance CT-64» (95 %), поскольку аппарат достаточно новый (2010 г.) и имеет хорошее сервисно-техническое обслуживание. Наихудшей надежностью среди представленной рентгенодиагностической аппаратуры обладает РКТ «Siemens Somatom Emotion» (73%), который находится в эксплуатации немногим более 5 лет, при этом он имеет большую пропускную способность, что неблагоприятно сказывается на надежности данного аппарата.
Вывод
В среднем значение относительного показателя надежности для всех эксплуатируемых аппаратов составило 81,75±0,19 %, что свидетельствует о достаточно высоком уровне надежности рентгенодиагностической аппаратуры в лечебно-профилактических учреждениях г. Архангельска.
Следует констатировать, что такие характеристики, как срок службы аппарата, степень превышения нормы износа, пропускная способность аппарата и интенсивность отказов оказывают значимое влияние на надежность рентгенодиагностической аппаратуры в целом. Учет всех указанных факторов позволяет определить относительную надежность оборудования на всех этапах эксплуатации.
Список использованных источников
1. Корчагин А.Б., Сердюк В.С., Бокарев А.И. Надежность технических систем и техногенный риск. В 2 ч. Ч. 1. Основы теории. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. - 228 с.
2. Шишмарев В.Ю. Надежность технических систем. - М: Издательский центр «Академия», 2010. - 304 с.
3.Федотов А.В., Скабкин Н.Г. Основы теории надежности и технической диагностики: конспект лекций. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. - 64 с.
4. Borg S. Direct-to-consumer marketing of durable medical equipment// Fam Pract Manag. 2012 Sep-Oct;19(5):17-20.
5. Sgalambro M.L., Nataletti P., Ioppolo F., Bernetti A., Santilli V. The use of medical equipment in medical rehabilitation: evidence and therapeutic aspects of security// G. Ital. Me.d Lav. Ergon. 2012 Oct-Dec.; 34(4):423-31.
6. Mattsson S, Vano E. ICRP perspective on criteria of acceptability for medical radiological equipment// Radiat. Prot. Dosimetry. 2013 Feb;153(2):158-60.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Надежная работа устройств системы электроснабжения - необходимое условие обеспечения качественной работы железнодорожного транспорта. Расчет и анализ надежности системы восстанавливаемых объектов. Анализ надежности и резервирование технической системы.
дипломная работа [593,4 K], добавлен 09.10.2010Расчет показателей надежности: подсистем из последовательно соединенных элементов; систем, состоящих из основной и резервной подсистемы, работающих в нагруженном и ненагруженном режиме. Число запасных элементов для замены отказавших в процессе работы.
курсовая работа [84,5 K], добавлен 09.03.2015Изучение основных понятий и государственных стандартов электромагнитной совместимости технических средств как уровня излучений. Ознакомление с условными обозначениями для электроустановок с напряжением до 1 кв. Описание систем-заземлений TN-C и TN-S.
реферат [104,6 K], добавлен 19.04.2010Показатели надежности сельских потребителей. Разработка вариантов оснащения средствами повышения надежности. Выбор средств повышения надежности на основе теории принятия решений. Выбор частных критериев оценки надежности электроснабжения потребителей.
реферат [69,8 K], добавлен 29.01.2013Специфика выбора технического резерва генерирующих мощностей в электроэнергетической системе с учетом проведения планово-предупредительных ремонтов генераторов. Оценка суммарного уровня мощности генерирующих агрегатов, порядок расчета режимной надежности.
лабораторная работа [497,5 K], добавлен 02.04.2011Периодичность сроки и объемы плановых технических обслуживаний, текущих и средних ремонтов. Предельно допустимые размеры деталей остова ГС-504А при эксплуатации и различных видах технического обслуживания и ремонта. Сборка, проверка и испытание ГС-504А.
курсовая работа [189,6 K], добавлен 07.01.2015Анализ хозяйственной деятельности ОАО "Петелино". Выбор оптимальной величины регулируемой надбавки трансформатора. Показ надежности элементов систем электроснабжения. Состояние безопасности труда в хозяйстве. Выбор защитной аппаратуры трансформаторов.
дипломная работа [796,0 K], добавлен 08.06.2010Количественная оценка показателей надежности электроэнергетических систем. Составление схемы замещения по надежности. Расчет вероятности безотказной работы схемы при двух способах резервирования (нагруженного дублирования и дублирования замещением).
курсовая работа [1,5 M], добавлен 18.06.2011Общая характеристика и технические особенности, назначение и устройство токоприемника локомотива 4-КП. Возможные неисправности, возникающие в процессе работы. Техническое обслуживание токоприемника и принципы его ремонта в процессе эксплуатации.
курсовая работа [36,2 K], добавлен 12.04.2015Структура управления цехом и его энергослужбой. Характеристика потребителей электрической энергии по категории надежности электроснабжения. Капитальный и текущий ремонт электрооборудования, низковольтной пускорегулирующей и защитной аппаратуры.
отчет по практике [239,2 K], добавлен 02.11.2013Расчет количественных характеристик показателей надежности на основании статистических данных, полученных путем наблюдения за объектом. Расчет вариационного ряда, гистограммы относительных частот. Расчет электрической нагрузки строительной площадки.
контрольная работа [328,5 K], добавлен 25.10.2012Общие требования к электроустройствам. Прокладка проводов и кабелей на лотках, в коробах, на стальном канате. Аналитический метод расчета надежности электроустановок. Логико-вероятностный метод расчета надежности электроснабжения с помощью дерева отказов.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 28.12.2014Исследование надежности системы теплоснабжения средних городов России. Рассмотрение взаимосвязи инженерных систем энергетического комплекса. Характеристика структуры системы теплоснабжения города Вологды. Изучение и анализ статистики по тепловым сетям.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.07.2017Расчет оценок вероятностных характеристик. Создание средств автоматизации расчета характеристик надежности систем-трехполюсников. Формирование и реализация программы в среде Pascal, позволяющая рассчитать вероятность надежности функционирования.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.10.2013Элементы схемы подстанции. Расчет показателей надежности в точках с учетом возможности отказа шин. Вычисление показателей надежности системы с учетом восстановления элементов. Интенсивность преднамеренных отключений и среднее время обслуживания системы.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 24.12.2014Математическая модель и решение задачи очистки технических жидкостей от твердых частиц в роторной круговой центрифуге. Система дифференциальных уравнений, описывающих моделирование процесса движения твердой частицы. Физические характеристики жидкости.
презентация [139,6 K], добавлен 18.10.2015Потери мощности и отклонения напряжения. Выбор количества и мощности трансформаторов. Обеспечения норм надежности потребителей. Схемы электрических соединений. Проверка выбранных сечений проводов на термическую стойкость. Выбор коммутационной аппаратуры.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 15.04.2011Проектирование системы электроснабжения деревоперерабатывающего завода: расчет электрических нагрузок, выбор трансформаторной подстанции и коммуникационной аппаратуры. Разработка мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей завода.
дипломная работа [697,2 K], добавлен 18.06.2011Основные меры по энергосбережению в жилищно-коммунальном хозяйстве. Автоматизация теплового пункта. повышения энергоэффективности технических систем зданий. Распределение тепловых потерь в зданиях. Распределение тепловых потерь в зданиях, домах.
реферат [23,6 K], добавлен 16.09.2010Подготовка к отопительному периоду. Режимы теплоснабжения для условий возможного дефицита тепловой мощности источников тепла, повышение надежности системы. Давления для гидравлических испытаний, графики проведения аварийно-восстановительных работ.
реферат [65,6 K], добавлен 01.03.2011