Rostering optimization for an oncology clinic

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία είναι μία παρουσίαση, ανάλυση και επίλυση του προβλήματος οργάνωσης ανθρώπινου δυναμικού που αντιμετωπίζει η ογκολογική κλινική του νοσοκομείου Παπαγεωργίου Θεσσαλονίκης. Το πρόβλημα που προκύπτει είναι ένα πρόβλημα Ακέραιου Προγραμματισμού.

Στο παρόν πρόγραμμα χρονοδιαγράμματος βαρδιών των νοσοκόμων παρατηρείται ανισορροπία στον αριθμό αλλά και στο είδος βάρδιας (πρωί, μεσημέρι, βράδυ) που καλύπτει το ανθρώπινο δυναμικό της κλινικής.

Η διπλωματική εργασία στοχεύει στην επίλυση του προβλήματος μέσω της επίτευξης ισορροπίας στον αριθμό βαρδιών που καλύπτουν οι νοσοκόμες του τμήματος, καθώς και του συγκεκριμένου τμήματος της ημέρας που καλύπτει η καθεμία.

Αφού γίνεται μια μικρή βιβλιογραφική ανασκόπηση, ακολουθεί η περιγραφή και η μοντελοποίηση του προβλήματος. Στη συνέχεια για την επίλυση χρησιμοποιείται Java μαζί με το πρόγραμμα της IBM, Cplex, μέσω μιας βιβλιοθήκης Java, την Iloplex.

Ο λόγος που επιλέχθηκε η συγκεκριμένη εργασία είναι για να γίνει εμφανές στον αναγνώστη πόσο εύκολα σε ένα αληθινό case study σε Ελληνικό Νοσοκομείο μπορεί να εμφανιστούν προβλήματα επιχειρησιακής έρευνας και πως μπορούν αυτά να μοντελοποιηθούν και να επιλυθούν.

Το προαναφερθέν πρόβλημα επιλύθηκε δύο φορές. Η πρώτη επίλυση έγινε χρησιμοποιώντας όλους του περιορισμούς από τη περιγραφή που προήλθε από το προσωπικό της κλινικής ενώ η δεύτερη αλλάζοντας κάποιους περιορισμούς, αναλύοντας τις αλλαγές στη λύση του.

The current thesis is a presentation, analysis and solution of the rostering optimization problem faced by the oncology clinic of Papageorgiou Hospital of Thessaloniki. The problem that arises is an Integer Programming problem.

In this scheduling problem, there is an imbalance in the number and type of shifts (morning, noon, evening) that is covered by the human resources of the clinic.

The thesis aims at solving the problem by finding a balance in the number of shifts covered by the oncology’s department nurses and the specific part of the day that they cover.

After a brief literature review, the problem is presented and modeled. What is more, Java programming is used for finding the optimized solution, along with IBM's Cplex program, through a Java library, Iloplex.

The main reason that this thesis was created, is to clearly present to the reader how a real-life case study at a Greek Hospital can hide operational research problems and how these problems can be modeled and solved.

The above-mentioned problem has been solved twice. The first solution was made using all the constraints from the description provided by the clinic staff while the second by relaxing some constraints, analyzing the changes in the solution.