Problem planowania pielęgniarki - Nurse scheduling problem
Problemem pielęgniarka szeregowanie ( NSP ), zwany również pielęgniarka dyżurów problemem ( NRP ), jest działalność badawczo problem znalezienia optymalnego sposobu przypisywania pielęgniarek do zmian, zazwyczaj z zestawem twardych ograniczeń którym wszystkie ważne rozwiązania muszą przestrzegać, a zbiór miękkich ograniczeń, które definiują względną jakość poprawnych rozwiązań. Rozwiązania problemu z planowaniem pracy pielęgniarki można zastosować do problemów związanych z ograniczonym planowaniem zajęć w innych dziedzinach.
Problem planowania pielęgniarek był badany przed 1969 r. i wiadomo, że ma NP-trudną złożoność.
Ogólny opis
Problem planowania pielęgniarek polega na przydzielaniu pielęgniarkom zmian 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. Standardowo pielęgniarka może pracować na 3 zmiany, ponieważ pielęgniarstwo to praca zmianowa :
- dzienna zmiana
- nocna zmiana
- późna nocna zmiana
W tym problemie musimy szukać rozwiązania, które zaspokoi jak najwięcej życzeń, nie narażając jednocześnie potrzeb szpitala.
Ograniczenia
Istnieją dwa rodzaje ograniczeń:
- twarde ograniczenia: jeśli to ograniczenie nie powiedzie się, cały harmonogram jest nieprawidłowy.
- miękkie ograniczenia: pożądane jest, aby te ograniczenia zostały spełnione, ale ich niespełnienie nie powoduje nieważności harmonogramu.
Oto kilka przykładów ograniczeń:
- Pielęgniarka nie pracuje na dziennej, nocnej i późnonocnej zmianie 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 wykonuje nocnej zmiany, po której następuje zmiana dzienna następnego dnia.
- Dwie pielęgniarki nie lubią się nawzajem i dlatego nie mogą pracować na tej samej zmianie.
- Jedna pielęgniarka jest leniwa i musi być połączona z pracowitym pracownikiem.
- Zmiana wymaga podopiecznej pielęgniarki .
Twarde ograniczenia zazwyczaj obejmują określenie zmian (np. rano, po południu i wieczorem), że każda pielęgniarka powinna pracować nie więcej niż jedną zmianę dziennie oraz że wszyscy pacjenci powinni być objęci ochroną pielęgniarską. Różnice w kwalifikacjach między pielęgniarkami również stwarzają twarde ograniczenia. Ograniczenia miękkie mogą obejmować minimalną i maksymalną liczbę zmian przypisanych do danej pielęgniarki w danym tygodniu, godziny przepracowane w tygodniu, dni przepracowane po kolei, dni wolne po kolei i tak dalej. Zmienność preferencji poszczególnych pielęgniarek może być traktowana jako ograniczenie miękkie lub ograniczenie twarde.
Rozwiązania
Rozwiązania problemu wykorzystują różnorodne techniki, w tym zarówno rozwiązania matematycznie dokładne, jak i różnorodne rozwiązania heurystyczne wykorzystujące dekompozycję , obliczenia równoległe , optymalizację stochastyczną , algorytmy genetyczne , optymalizację kolonii , symulowane wyżarzanie , wyżarzanie kwantowe, przeszukiwanie Tabu i opadanie współrzędnych .
Burke i in . (2004) podsumowali stan badań naukowych nad problemem dyżurów pielęgniarek, w tym krótkie wprowadzenie do różnych publikowanych wówczas rozwiązań.