Problem z planowaniem pielęgniarek
Problem planowania pielęgniarek ( NSP ), zwany także problemem dyżurów pielęgniarek ( NRP ), to problem badań operacyjnych polegający na znalezieniu optymalnego sposobu przydzielania pielęgniarek do zmian, zwykle z zestawem twardych ograniczeń , którym muszą odpowiadać wszystkie ważne rozwiązania, oraz zbiór miękkich ograniczeń, które określają względną jakość poprawnych rozwiązań. Rozwiązania problemu planowania pielęgniarek można zastosować do problemów związanych z planowaniem z ograniczeniami w innych dziedzinach.
Problem planowania pielęgniarek był badany od 1969 roku i wiadomo, że ma złożoność NP-trudną .
Ogólny opis
pielęgniarkom dyżurów i urlopów . Każda pielęgniarka ma swoje własne życzenia i ograniczenia, podobnie jak szpital. Problem jest opisany jako znalezienie harmonogramu, który zarówno respektuje ograniczenia pielęgniarek, jak i spełnia cele szpitala. Tradycyjnie pielęgniarka może pracować na 3 zmiany, ponieważ pielęgniarstwo to praca zmianowa :
- dzienna zmiana
- nocna zmiana
- nocna zmiana
W tym problemie musimy szukać rozwiązania, które zaspokoi jak najwięcej życzeń, jednocześnie nie narażając na szwank potrzeb szpitala.
Ograniczenia
Istnieją dwa rodzaje ograniczeń:
- twarde ograniczenia: jeśli to ograniczenie zawiedzie, cały harmonogram jest nieważny.
- miękkie ograniczenia: pożądane jest, aby te ograniczenia były spełnione, ale ich niespełnienie nie powoduje nieważności harmonogramu.
Niektóre przykłady ograniczeń to:
- Pielęgniarka nie pracuje na zmianie dziennej, nocnej i nocnej w tym samym dniu (tzn. nie ma dyżurów całodobowych).
- Pielęgniarka może wyjechać na urlop i nie będzie w tym czasie pracować na zmiany.
- Pielęgniarka nie ma nocnej zmiany, po której następuje zmiana dzienna następnego dnia.
- Dwie pielęgniarki nie lubią się nawzajem iz tego powodu nie mogą pracować na tej samej zmianie.
- Jedna pielęgniarka jest leniwa i musi być sparowana z ciężko pracującym.
- Zmiana wymaga pielęgniarki dyżurnej .
Twarde ograniczenia zazwyczaj obejmują specyfikację zmian (np. rano, po południu i wieczorem), że każda pielęgniarka nie powinna pracować więcej niż na jedną zmianę dziennie, a wszyscy pacjenci powinni być objęci opieką pielęgniarską. Różnice w kwalifikacjach między pielęgniarkami również tworzą twarde ograniczenia. Ograniczenia miękkie mogą obejmować minimalną i maksymalną liczbę dyżurów przydzielonych danej pielęgniarce w danym tygodniu, liczbę przepracowanych godzin w tygodniu, kolejno przepracowane dni, kolejne dni wolne i tak dalej. Preferencje zmianowe poszczególnych pielęgniarek można traktować jako ograniczenie miękkie lub jako ograniczenie twarde.
Rozwiązania
Rozwiązania problemu wykorzystują różnorodne techniki, w tym zarówno rozwiązania matematyczne, jak i rozwiązania heurystyczne wykorzystujące dekompozycję , obliczenia równoległe , optymalizację stochastyczną , algorytmy genetyczne , optymalizację kolonii , symulowane wyżarzanie , wyżarzanie kwantowe , wyszukiwanie z Tabu i współrzędne .
Burke i in . (2004) podsumowali stan badań akademickich nad problemem dyżurów pielęgniarek, w tym krótkie wprowadzenie różnych opublikowanych wówczas rozwiązań.