Nghiên cứu phương pháp đo lường hiệu suất tổng thể oee của thiết bị y tế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯỜNG HIỆU SUẤT TỔNG THỂ (OEE) CỦA THIẾT BỊ Y TẾ ROÃN VĂN THẶNG thang.rv200696@gmail.com Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Mạnh Hùng Đơn vị: Khoa Điện tử, Trường Điện - Điện tử HÀ NỘI, 9/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐO LƯỜNG HIỆU SUẤT TỔNG THỂ (OEE) CỦA THIẾT BỊ Y TẾ ROÃN VĂN THẶNG thang.rv200696@gmail.com Ngành Kỹ thuật Y sinh Giảng viên hướng dẫn: TS Phạm Mạnh Hùng Đơn vị: Khoa Điện tử, Trường Điện - Điện tử HÀ NỘI, 9/2022 Chữ ký GVHD LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập thực đề tài, tác giả nhận giúp đỡ nhiều tập thể cá nhân Tác giả xin bày tỏ cảm ơn sâu sắc tới tất tập thể cá nhân tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Trước hết, tác giả xin gửi lời cảm ơn tới sâu sắc tới Thầy TS PHẠM MẠNH HÙNG người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Q Thầy, Cơ trường Đại học Bách khoa tạo điều kiện giúp đỡ tác giả mặt trình học tập Xin chân thành cảm ơn EMG lab, cảm ơn kỹ sư Nguyễn Duy Thịnh Công ty TNHH sản xuất đầu tư thương mại Tân Hương hỗ trợ máy phun khử khuẩn, tài liệu liên quan đến thiết bị suốt trình thực nghiên cứu Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè - người bên tác giả, động viên tinh thần, thời gian vật chất để tác giả có động lực hồn thành đề tài Với nỗ lực kiên trì, thời gian làm việc EMG lab kết hợp với kiến thức học nhà trường giúp tác giả hoàn thành đề tài Tuy nhiên, thời gian kinh nghiệm cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, kính mong góp ý giúp đỡ thầy cô, anh, chị bạn để đề tài hoàn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 HỌC VIÊN Rỗn Văn Thặng Tóm tắt nội dung luận văn Hiện nhu cầu nâng cao hiệu vận hành thiết bị y tế ngày quan tâm Ứng dụng giải pháp 4.0 hỗ trợ trình quản trị tổ chức xu tất yếu Ở Việt Nam bệnh viện q trình tự chủ, nhu cầu nâng cao hiệu sử dụng thiết bị y tế ngày quan tâm Các giải pháp nâng cao hiệu hoạt động TTBYT góp phần giảm giá thành chăm sóc y tế, giúp cho nhiều bệnh nhân có hội tiếp cận với dịch vụ khám chữa bệnh chất lượng cao Dựa lý thuyết hiệu suất tổng thể (OEE) thiết bị, đề tài “Xây dựng giải pháp đo lường hiệu suất tổng thể (OEE) thiết bị y tế” Đề tài nêu lên thực trạng trang thiết bị y tế, đánh giá mức độ quan trọng việc theo dõi, đo lường hiệu suất tổng thể trang thiết bị (OEE) Đưa lý thuyết OEE, phương pháp tính tốn vai trị, lợi ích, khó khăn sử dụng giải pháp đo lường Chỉ vai trò ngày quan trọng hệ thống IoT bệnh viện Chỉ lợi ích thách thức áp dụng triển khai hệ thống IoT lĩnh vực y tế Đề tài đưa giải pháp kỹ thuật xây dựng phân tích hệ thống đo lường OEE thiết bị y tế cụ thể, máy khử khuẩn Thực việc phân tích, đánh giá thơng số đo lường máy Mơ tả quy trình thực hiện, xử lý thông tin hệ thống Sau áp dụng đưa quy trình thực thực tế đạt kết định trình thực MỤC LỤC DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT i DANH MỤC HÌNH VẼ ii DANH MỤC BẢNG BIỂU iv PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan trang thiết bị y tế Việt Nam Khái niệm trang thiết bị y tế [1] Đặc điểm trang thiết bị y tế 1.2 Khái niệm quản lý trang thiết bị y tế 1.3 Thực trạng quản lý vận hành sử dụng thiết bị y tế nước ta Thực trạng thiết bị .5 Thực trạng quản lý vận hành trang thiết bị 1.4 Yêu cầu xây dựng hệ thống đánh giá hiệu suất tối ưu việc quản lý trang thiết bị CHƯƠNG MỤC TIÊU VÀ GIẢI PHÁP CỦA HIỆU SUẤT TỔNG THỂ (OEE) .9 2.1 Khái niệm mục tiêu hiệu suất tổng thể (OEE) Khái niệm hiệu suất tổng thể (OEE) Mục tiêu ý nghĩa lâu dài phương pháp OEE 2.2 Giải pháp OEE 11 Phương pháp tính tốn OEE .11 Giải pháp cho toán đo lường OEE 11 Lợi ích kết hợp với IoT .13 2.3 Kết lợi ích sử dụng giải pháp đo lường OEE 14 2.4 Khó khăn phát triển hệ thống đo lường OEE .14 CHƯƠNG ỨNG DỤNG IOT TRONG CÁC HỆ THỐNG Y TẾ .15 3.1 Tổng quan IOT 15 3.2 Đặc điểm IoT 16 3.3 Kiến trúc IoT 16 Kiến trúc ba lớp 17 Kiến trúc bốn lớp 18 Kiến trúc năm lớp 19 3.4 Cảm biến, truyền động lưu truyền liệu 20 3.5 Giao thức truyền thông 21 3.6 Thuộc tính giao diện người dùng 22 3.7 IoT ứng dụng y tế: lợi ích thách thức 23 Lợi ích 23 Thách thức 24 CHƯƠNG ĐO LƯỜNG OEE CHO MÁY KHỬ KHUẨN 25 4.1 Giới thiệu máy khử khuẩn 25 Các thông số OEE máy khử khuẩn .25 Cấu hình máy các thơng số định mức máy .26 4.2 Phân tích thiết kế hệ thống OEE cho máy khử khuẩn .27 Mục tiêu xây yêu cầu xây dựng hệ thống .27 Các đối tượng tham gia hệ thống 28 Mơ hình hệ thống 28 4.3 Các giải pháp kỹ thuật mơ hình .29 Mô hình ba lớp DB - WebSevice - Client 29 Database SQL Server 30 Mơ hình MCV 33 Kết nối sở liệu REST API .34 Web Service dùng API RESTFUL Service .35 IoT sử dụng MCU - ESP32 [38] .36 4.4 Các tính hệ thống 40 Các tính app điều khiển 40 Các tính phần mềm báo cáo 45 4.5 Thử nghiệm đánh giá 48 Thử nghiệm hiệu chỉnh 48 Kiểm tra băng thông bảo mật hệ thống 52 So sánh đánh giá 53 KẾT LUẬN 54 DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT SQL Structured Query Language SOAP Simple object access protocol WSDL Web services description language URL Uniform resource locator SQL Structured query language MVC Model – View – Controller REST Representational State Transfer API Application Programming Interface HTTP TTBYT MKK HyperText Tranform Protocol Ngôn ngữ truy cấu trúc Giao thức truy cập webservice Mô tả webservice theo chuẩn file XML Đường dẫn tham chiếu đến nguồn thông tin Ngôn ngữ truy liệu Mơ hình–Giao diện–Điều khiển Chuyển đổi cấu trúc liệu Giao diện lập trình ứng dụng Giao thức truyền tải văn Trang thiết bị y tế Máy khử khuẩn i DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Nguyên tắc quản lý, sử dụng trang thiết bị y tế Hình 2.1 Mơ hình tính tốn OEE 11 Hình 2.2 Mơ hình chung đo lường OEE 11 Hình 2.3 Quy trình vận hành hệ thống OEE .12 Hình 3.1 Sơ đồ kiến trúc lớp IoT 17 Hình 3.2 Sơ đồ kiến trúc lớp IoT 18 Hình 3.3 Sơ đồ kiến trúc năm lớp cho IoT 19 Hình 3.4 Kiến trúc chung hệ thống chăm sóc sức khỏe dựa IoT .23 Hình 4.1 Máy phun khử khuẩn bệnh viện 25 Hình 4.2 Máy khử khuẩn Tân Hương 26 Hình 4.3 Các đối tượng tham gia hệ thống 28 Hình 4.4 Mơ hình thiết kế máy khử khuẩn 29 Hình 4.5 Mơ hình thiết kế hệ thống 30 Hình 4.6 Cơ sở liệu SQL .31 Hình 4.7 Mơ hình MCV .33 Hình 4.8 REST API 34 Hình 4.9 Thành phần máy khử khuẩn 36 Hình 4.10 ESP32 [38] 36 Hình 4.11 CPU ESP32 [38] 37 Hình 4.12 Sơ đồ ngoại vi ES32 [38] .37 Hình 4.13 IC Nguồn LM2576 [39] 39 Hình 4.14 AMS 1117 3.3V 2A [40] 39 Hình 4.15 Module cân HX711 [41] 40 Hình 4.16 DS18B20 [42] .40 Hình 4.17 Các tính App 41 Hình 4.18 Các tính tài khoản 41 Hình 4.19 Kiểm tra kết nối đến máy khử khuẩn .42 Hình 4.20 Các bước chương trình phun .43 Hình 4.21 Chạy chương trình phun 43 Hình 4.22 Lịch sử trình phun máy 44 Hình 4.23 Kích hoạt cảm biến máy khử khuẩn 44 Hình 4.24 Căn chỉnh cân, cài đặt tốc độ phun mức nhiệt 45 Hình 4.25 Các tính phần mềm báo cáo .45 Hình 4.26 Các tài khoản phần mềm MKK 46 Hình 4.27 Quản lý thơng tin MKK phần mềm 46 Hình 4.28 Xem lịch sử phun máy phần mềm MKK 47 ii Hình 4.29 Kết OEE ngày .47 Hình 4.30 Kết OEE tuần 48 Hình 4.31 Kịch test đưa 48 Hình 4.32 Tạo tài khoản kiểm thử cho hệ thống .49 Hình 4.33 Kết OEE ngày 01/06/2022 .51 Hình 4.34 Kết OEE ngày 04/06/2022 .52 iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Phân loại cảm biến theo ứng dụng IoT 20 Bảng 3.2 Phân loại thiết bị truyền động theo ứng dụng IoT 21 Bảng 4.1 Kết đăng ký tài khoản qua lần kiểm thử 49 Bảng 4.2 Kết tạo chương trình Test .50 Bảng 4.3 Một số kết thu từ trình chạy thử 50 Bảng 4.4 Lịch sử phun ngày 01/06/2022 51 Bảng 4.5 Lịch sử phun ngày 01/06/2022 52 iv