Проблема с расписанием работы медсестры

Задача планирования медсестер ( NSP ), также называемая проблемой составления списка медсестер ( NRP ), представляет собой задачу исследования операций по поиску оптимального способа назначения медсестер на смены, обычно с набором жестких ограничений , которым должны следовать все действительные решения, и набор мягких ограничений, которые определяют относительное качество допустимых решений. ^[1] Решения проблемы планирования работы медсестры могут быть применены к проблемам ограниченного планирования в других областях. ^[2]^[3]

Хотя исследования по компьютерному составлению графиков работы сотрудников начались еще в 1950-х годах, ^[4] Проблема планирования работы медсестер в ее нынешнем виде была представлена в двух параллельных публикациях в 1976 году. ^[5]^[6] Известно, что он имеет NP-сложную сложность. ^[1]

Общее описание

Проблема планирования работы медсестер включает в себя назначение медсестрам смен и отпусков . У каждой медсестры свои пожелания и ограничения, как и у больницы. Проблема описывается как поиск графика, который одновременно учитывает ограничения медсестер и соответствует целям больницы. Традиционно медсестра может работать в 3 смены, поскольку уход за больными осуществляется посменно :

дневная смена
ночная смена
ночная смена

В этой проблеме мы должны искать решение, удовлетворяющее как можно большему количеству желаний, не ставя при этом под угрозу потребности больницы.

Ограничения

Существует два типа ограничений:

жесткие ограничения: если это ограничение не выполняется, то все расписание становится недействительным.
мягкие ограничения: желательно, чтобы эти ограничения соблюдались, но их несоблюдение не делает расписание недействительным.

Некоторые примеры ограничений:

Медсестра не работает в дневную, ночную и ночную смены в один и тот же день (т.е. не работает круглосуточно).
Медсестра может уйти в отпуск и в это время не будет работать посменно.
Медсестра не работает в ночную смену, за которой на следующий день следует дневная смена.
Две медсестры не любят друг друга и из-за этого не могут работать в одной смене.
Одна медсестра имеет новую квалификацию и должна работать в паре с опытной медсестрой.
На смену требуется дежурная медсестра .

Жесткие ограничения обычно включают определение смен (например, утренних, дневных и ночных), что каждая медсестра должна работать не более одной смены в день и что все пациенты должны быть обеспечены сестринским уходом. ^[1] Различия в квалификации медсестер также создают жесткие ограничения. ^[7] Мягкие ограничения могут включать минимальное и максимальное количество смен, назначенных конкретной медсестре в данную неделю, количество отработанных часов в неделю, количество рабочих дней подряд, количество выходных дней подряд и т. д. ^[1] Предпочтения отдельных медсестер по сменам можно рассматривать как мягкое ограничение. ^[8] или как жесткое ограничение. ^[9]

Решения

Для решения задачи используются различные методы, включая как математически точные решения, так и математически точные решения. ^[8] и множество эвристических решений с использованием декомпозиции , ^[10] параллельные вычисления , ^[10]^[11] стохастическая оптимизация , ^[1] генетические алгоритмы , ^[8] оптимизация колонии , ^[8] имитация отжига , ^[8] квантовый отжиг ^[12] Табу поиск , ^[8] и координируем спуск . ^[11]^[13]

Берк и др . (2004) ^[14] обобщил современное состояние академических исследований проблемы набора медсестер, включая краткое введение в различные опубликованные на тот момент решения.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Солос, Иоаннис; Тассопулос, Иоаннис; Белияннис, Григориос (21 мая 2013 г.). «Общий двухфазный подход соседства со стохастической переменной для эффективного решения проблемы набора медсестер» . Алгоритмы . 6 (2): 278–308. дои : 10.3390/a6020278 .
^ Айкелин, Уве; Даусленд, Кэтрин А. (2004). «Косвенный генетический алгоритм для решения проблемы планирования работы медсестры». Компьютеры и исследования операций . 31 (5): 761–778. arXiv : 0803.2969 . дои : 10.1016/s0305-0548(03)00034-0 . S2CID 8772185 .
^ Беддоу, Гарет; Петрович, Саня (2003). «Новый подход к поиску реальных решений проблем с реестром персонала» (PDF) . Саванна, Джорджия: Материалы 14-й ежегодной конференции Общества управления производством и эксплуатацией: 1–13 . Проверено 20 марта 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Бейли, Норман Ти Джей (1956). «Статистика в планировании и проектировании больниц» . Журнал Королевского статистического общества, серия C: Прикладная статистика . 5 (3). Издательство Оксфордского университета: 146–157. дои : 10.2307/2985416 . JSTOR 2985416 . Проверено 14 декабря 2023 г.
^ Миллер, Холмс Э.; Пирскалла, Уильям П.; Рат, Гюстав Дж. (1976). «Планирование работы медсестры с использованием математического программирования» . Исследование операций . 24 (5). ИНФОРМ: 857–870. дои : 10.1287/опре.24.5.857 . Проверено 14 декабря 2023 г.
^ Уорнер, Д. Майкл (1976). «Планирование сестринского персонала в соответствии с предпочтениями медсестер: подход математического программирования» . Исследование операций . 24 (5). ИНФОРМАЦИЯ: 842–856. дои : 10.1287/опре.24.5.842 . Проверено 14 декабря 2023 г.
^ Айкелин, Уве; Уайт, Пол (2004). «Создание лучших алгоритмов планирования работы медсестер». Анналы исследования операций . 128 (1–4): 159–177. arXiv : 0803.2967 . doi : 10.1023/b:anor.0000019103.31340.a6 . S2CID 14983974 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гудман, Мелисса Д.; Даусленд, Кэтрин А.; Томпсон, Джонатан М. (2007). «Гибрид рюкзака для решения проблемы планирования работы медсестры» (PDF) . Журнал эвристики . 15 (4). Спрингер: 351–379. дои : 10.1007/s10732-007-9066-7 . S2CID 8784023 . Проверено 20 июня 2020 г.
^ Уинстенли, Грэм. «Гибридный подход к составлению расписания работы персонала: Инструмент распределения работы персонала (SWAT)» (PDF) . Брайтон: Брайтонского университета Школа вычислительной техники, инженерии и математики : 1–12. Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2014 года . Проверено 20 марта 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Перейти обратно: ^а ^б Лагати, Рубен; Хаспеслаг, Стефан; Де Каусмекер, Патрик (2009). «Протоколы переговоров по распределенному реестру медсестер» (PDF) . Технологического университета Эйндховена Факультет компьютерных наук . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 14 февраля 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Перейти обратно: ^а ^б Боймелт, Зденек; Дворжак, Ян; Щуха, Пржемысл; Ханзалек, Зденек (2016). «Новый подход к переназначению медсестер на основе параллельного алгоритма». Европейский журнал операционных исследований . 251 (2). Эльзевир: 624–639. дои : 10.1016/j.ejor.2015.11.022 .
^ Скромный, Трэвис С.; Накамура, Юма; Икеда, Казуки (27 апреля 2019 г.). «Применение квантового отжига к проблеме планирования работы медсестер» . Научные отчеты . 9 (1): 12837. arXiv : 1904.12139 . Бибкод : 2019НатСР...912837И . дои : 10.1038/s41598-019-49172-3 . ПМК 6731278 . ПМИД 31492936 .
^ Августин, Лиззи; Фаер, Морган; Кавунцис, Андреас; Патель, Рима (15 декабря 2009 г.). «Краткое исследование проблемы планирования работы медсестер (NSP)» (PDF) . Питтсбург: Школа компьютерных наук Карнеги-Меллона : 1–11 . Проверено 20 марта 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Берк, Эдмунд; Де Каусмекер, Патрик; Берге, Привет Ванден; Ван Ландегем, Хендрик (2004). «Состояние реестра медицинских сестер» . Журнал планирования . 7 (6): 441–499. дои : 10.1023/B:JOSH.0000046076.75950.0b . S2CID 10537343 . Проверено 10 января 2016 г.

Внешние ссылки

Исследование о том, как решить NSP с использованием CGA в Wayback Machine (архивировано 6 февраля 2012 г.)
Почему сложно планировать людей?
Бесплатное решение проблемы планирования работы медсестры

[IoannisTassopoulos-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Солос, Иоаннис; Тассопулос, Иоаннис; Белияннис, Григориос (21 мая 2013 г.). «Общий двухфазный подход соседства со стохастической переменной для эффективного решения проблемы набора медсестер» . Алгоритмы . 6 (2): 278–308. дои : 10.3390/a6020278 .

[UweAickelin-2] Айкелин, Уве; Даусленд, Кэтрин А. (2004). «Косвенный генетический алгоритм для решения проблемы планирования работы медсестры». Компьютеры и исследования операций . 31 (5): 761–778. arXiv : 0803.2969 . дои : 10.1016/s0305-0548(03)00034-0 . S2CID 8772185 .

[GarethBeddoe-3] Беддоу, Гарет; Петрович, Саня (2003). «Новый подход к поиску реальных решений проблем с реестром персонала» (PDF) . Саванна, Джорджия: Материалы 14-й ежегодной конференции Общества управления производством и эксплуатацией: 1–13 . Проверено 20 марта 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[Bailey-4] Бейли, Норман Ти Джей (1956). «Статистика в планировании и проектировании больниц» . Журнал Королевского статистического общества, серия C: Прикладная статистика . 5 (3). Издательство Оксфордского университета: 146–157. дои : 10.2307/2985416 . JSTOR 2985416 . Проверено 14 декабря 2023 г.

[Miller-5] Миллер, Холмс Э.; Пирскалла, Уильям П.; Рат, Гюстав Дж. (1976). «Планирование работы медсестры с использованием математического программирования» . Исследование операций . 24 (5). ИНФОРМ: 857–870. дои : 10.1287/опре.24.5.857 . Проверено 14 декабря 2023 г.

[Warner-6] Уорнер, Д. Майкл (1976). «Планирование сестринского персонала в соответствии с предпочтениями медсестер: подход математического программирования» . Исследование операций . 24 (5). ИНФОРМАЦИЯ: 842–856. дои : 10.1287/опре.24.5.842 . Проверено 14 декабря 2023 г.

[7] Айкелин, Уве; Уайт, Пол (2004). «Создание лучших алгоритмов планирования работы медсестер». Анналы исследования операций . 128 (1–4): 159–177. arXiv : 0803.2967 . doi : 10.1023/b:anor.0000019103.31340.a6 . S2CID 14983974 .

[MelissaGoodman-8] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж Гудман, Мелисса Д.; Даусленд, Кэтрин А.; Томпсон, Джонатан М. (2007). «Гибрид рюкзака для решения проблемы планирования работы медсестры» (PDF) . Журнал эвристики . 15 (4). Спрингер: 351–379. дои : 10.1007/s10732-007-9066-7 . S2CID 8784023 . Проверено 20 июня 2020 г.

[GrahamWinstanley-9] Уинстенли, Грэм. «Гибридный подход к составлению расписания работы персонала: Инструмент распределения работы персонала (SWAT)» (PDF) . Брайтон: Брайтонского университета Школа вычислительной техники, инженерии и математики : 1–12. Архивировано из оригинала (PDF) 20 марта 2014 года . Проверено 20 марта 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[RubenLagatie-10] Перейти обратно: ^а ^б Лагати, Рубен; Хаспеслаг, Стефан; Де Каусмекер, Патрик (2009). «Протоколы переговоров по распределенному реестру медсестер» (PDF) . Технологического университета Эйндховена Факультет компьютерных наук . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 14 февраля 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[BaumeltZdenek-11] Перейти обратно: ^а ^б Боймелт, Зденек; Дворжак, Ян; Щуха, Пржемысл; Ханзалек, Зденек (2016). «Новый подход к переназначению медсестер на основе параллельного алгоритма». Европейский журнал операционных исследований . 251 (2). Эльзевир: 624–639. дои : 10.1016/j.ejor.2015.11.022 .

[12] Скромный, Трэвис С.; Накамура, Юма; Икеда, Казуки (27 апреля 2019 г.). «Применение квантового отжига к проблеме планирования работы медсестер» . Научные отчеты . 9 (1): 12837. arXiv : 1904.12139 . Бибкод : 2019НатСР...912837И . дои : 10.1038/s41598-019-49172-3 . ПМК 6731278 . ПМИД 31492936 .

[LizzyAugustine-13] Августин, Лиззи; Фаер, Морган; Кавунцис, Андреас; Патель, Рима (15 декабря 2009 г.). «Краткое исследование проблемы планирования работы медсестер (NSP)» (PDF) . Питтсбург: Школа компьютерных наук Карнеги-Меллона : 1–11 . Проверено 20 марта 2014 г. {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[EdmundBurke-14] Берк, Эдмунд; Де Каусмекер, Патрик; Берге, Привет Ванден; Ван Ландегем, Хендрик (2004). «Состояние реестра медицинских сестер» . Журнал планирования . 7 (6): 441–499. дои : 10.1023/B:JOSH.0000046076.75950.0b . S2CID 10537343 . Проверено 10 января 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]