Exact and Heuristic Methodologies for Scheduling in Hospitals: Problems, Formulations and Algorithms..

Dit proefschrift handelt over een aantal exacte en heuristische pro cedures voor planningsproblemen die opduiken binnen ziekenhuizen. H et materiaal kan opgedeeld worden in drie delen. Het eerste deel richt z ich op personeelsplanning. We introduceren een nieuwe formulering en ont ledingsbenadering voor een probleem dat het opstellen van een assistente nplanning op lange termijn behelst. De benadering ontleedt het probleem op basis van de activiteiten en maakt gebruik van kolomgeneratie om een optimale oplossing te bekomen. Het resulterende vertak-en-prijs algoritm e werd geïmplementeerd in een applicatie, aangevuld met heuristische zoe kprocedures en getest op een aantal praktijkproblemen. Onze experimentel e resultaten tonen een belangrijke toename in efficiëntie aan, vergeleke n met de traditionele benaderingen die het probleem ontleden op basis va n de stafleden. Het tweede deel van deze thesis handelt over het plannen van het operati ekwartier. Eerst stellen we een model en computerprogramma voor om het g ebruik van diverse hulpmiddelen in functie van de cyclische hoofdplannin g van het operatiekwartier te visualiseren. Vervolgens stellen we een aa ntal modellen en algoritmes voor om planningen te genereren met een afge vlakte, resulterende bedbezetting. Onze ideeën werden getest op praktijk data in twee gevalstudies. In het derde deel combineren we de kennis verkregen uit de eerste twee d elen in een geïntegreerd model voor de planning van het personeel en het operatiekwartier. Het model wordt opgelost door een vertak-en-prijs alg oritme dat herhaaldelijk twee verschillende subproblemen oplost. Het eer ste behelst het genereren van een individuele planning van een personeel slid d.m.v. dynamische programmering. In het tweede subprobleem zoeken w e naar een planning van het operatiekwartier met een bijhorende ben odigde personeelsbezetting die goed past bij de gegenereerde set va n individuele planningen. Dit gebeurt via het oplossen van een geheeltal lig programmeringsprobleem. We hebben mooie rekenresultaten bekomen voor dit moeilijke probleem. Tenslotte wordt er aangetoond hoe onze benaderi ng gebruikt kan worden om verschillende ziekenhuizen te vergelijken. Con creet illustreren we hoe de resultaten geïnterpreteerd kunnen worden om de bronnen van verspilling in het personeelsbeleid van een ziekenhuis te detecteren.

MODEL GOAL PROGRAMMING DAN PENGOPTIMUMAN TAKLINEAR PADA PENJADWALAN PERAWAT

Penjadwalan perawat merupakan pekerjaan penting dalam operasional sebuah rumah sakit. Jika manajemen rumah sakit melakukan penjadwalan dengan baik maka akan berdampak pada kinerja perawat yang semakin baik. Salah satu indikator penjadwalan yang baik adalah tercapainya distribusi beban kerja yang merata bagi seluruh perawat. Namun demikian, adanya keterbatasan sumber daya untuk memenuhi kebutuhan rumah sakit menjadi kendala tersendiri dalam upaya mencapai keadilan. Dalam hal ini, goal programming dapat menjadi salah satu solusi untuk mengatasi kendala tersebut. Dalam penelitian ini, nonpreemptive goal programming digunakan untuk memecahkan masalah penjadwalan perawat. Tujuan model ini adalah untuk meminimumkan beberapa simpangan preferensi perawat terhadap banyaknya shift kerja dan libur. Kami juga memberikan alternatif penyelesaian penjadwalan perawat menggunakan model optimasi taklinear dengan meminimumkan ragam beban kerja pada setiap shift kerja dan libur. Model ini diaplikasikan pada penjadwalan perawat ruang rawat inap Rumah Sakit Umum Daerah Kota Bogor

Improve OR-schedule to reduce number of required beds

After surgery most of the surgical patients have to be admitted in a ward in the hospital. Due to financial reasons and an decreasing number of available nurses in the Netherlands over the years, it is important to reduce the bed usage as much as possible. One possible way to achieve this is to create an operating room (OR) schedule that spreads the usage of beds nicely over time, and thereby minimizes the number of required beds. An OR-schedule is given by an assignment of OR-blocks to specific days in the planning horizon and has to fulfill several resource constraints. Due to the stochastic nature of the length of stay of patients, the analytic calculation of the number of required beds for a given OR-schedule is a complex task involving the convolution of discrete distributions. In this paper, two approaches to deal with this complexity are presented. First, a heuristic approach based on local search is given, which takes into account the detailed formulation of the objective. A second approach reduces the complexity by simplifying the objective function. This allows modeling and solving the resulting problem as an ILP. Both approaches are tested on data provided by Hagaziekenhuis in the Netherlands. Furthermore, several what-if scenarios are evaluated. The computational results show that the approach that uses the simplified objective function provides better solutions to the original problem. By using this approach, the number of required beds for the considered instance of HagaZiekenhuis can be reduced by almost 20%

A Component Based Heuristic Search Method with Evolutionary Eliminations

Nurse rostering is a complex scheduling problem that affects hospital personnel on a daily basis all over the world. This paper presents a new component-based approach with evolutionary eliminations, for a nurse scheduling problem arising at a major UK hospital. The main idea behind this technique is to decompose a schedule into its components (i.e. the allocated shift pattern of each nurse), and then to implement two evolutionary elimination strategies mimicking natural selection and natural mutation process on these components respectively to iteratively deliver better schedules. The worthiness of all components in the schedule has to be continuously demonstrated in order for them to remain there. This demonstration employs an evaluation function which evaluates how well each component contributes towards the final objective. Two elimination steps are then applied: the first elimination eliminates a number of components that are deemed not worthy to stay in the current schedule; the second elimination may also throw out, with a low level of probability, some worthy components. The eliminated components are replenished with new ones using a set of constructive heuristics using local optimality criteria. Computational results using 52 data instances demonstrate the applicability of the proposed approach in solving real-world problems.Comment: 27 pages, 4 figure

Planificación quirúrgica: revisión de la literatura

La realización de intervenciones quirúrgicas en los hospitales es una actividad crucial tanto desde un punto de vista social como económico. Por un lado, mejora la calidad de vida del paciente, mientras que por otro se estima que genera alrededor del 70% de los ingresos, y representa en torno al 40% de los costes de un hospital. El quirófano -Operating Room (OR)- es una sala acondicionada para realizar intervenciones quirúrgicas, que puede consumir entre el 10-15% del presupuesto de un hospital, siendo la instalación más cara, y constituyendo un cuello de botella para la mayoría de hospitales (Jebali et al. ,2006). Por tanto, la correcta gestión de los ORs es un factor importante en la gestión de los hospitales, puesto que son un recurso limitado por su propia capacidad y por los recursos materiales y humanos necesarios para su correcto funcionamiento. El objetivo de este trabajo es caracterizar los problemas de decisión involucrados en la planificación quirúrgica. Para ello, se ha conducido una revisión sistemática para analizar y evaluar los trabajos publicados en el ámbito de la planificación quirúrgica

Modelos para la resolución de la programación de quirófanos

3rd International Conference on Industrial Engineering and Industrial Management XIII Congreso de Ingeniería de Organización Barcelona-Terrassa, September 2nd-4th 200

Suitability and managerial implications of a Master Surgical Scheduling approach

Abstract: Operating room (OR) planning and scheduling is a popular and challenging subject within the operational research applied to health services research (ORAHS). However, the impact in practice is very limited. The organization and culture of a hospital and the inherent characteristics of its processes impose specific implementation issues that affect the success of planning approaches. Current tactical OR planning approaches often fail to account for these issues.Master surgical scheduling (MSS) is a promising approach for hospitals to optimize resource utilization and patient flows. We discuss the pros and cons of MSS and compare MSS with centralized and decentralized planning approaches. Finally, we address various implementation issues of MSS and discuss its suitability for hospitals with different organizational foci and culture

AN INTERACTIVE APPROACH FOR MULTIPLE CRITERIA SCHEDULING IN A CROATIAN HOSPITAL

This paper proposes a decision support system for building and choosing a daily schedule of medical treatments in a hospital according the available resources and following multiple criteria. It uses a Scatter Search metaheuristics empowered by enabling interaction with the decision maker in order to collect his/her preference information and to guide the search to the areas of particular interest. A preference model is built, composed of all general additive monotone non-decreasing value functions compatible with the obtained information using method called Generalized Regression with Intensities of Preference. The set of functions is then applied to a small subset of the set of Pareto optimal solutions, resulting in two rankings: the necessary and the possible one