Optimierung der Dienstplanplanung für Krankenschwestern
Dieses Beispiel zeigt ein Optimierungsmodell für die Dienstplanplanung von Pflegekräften für die Zuweisung von Pflegekräften zu Schichten über einen Planungshorizont hinweg und erfüllt gleichzeitig betriebliche, Personal- und Governance-Anforderungen. Im gezeigten veranschaulichenden Beispiel plant das Modell 20 Pflegekräfte in 14 Schichten ein, wobei jede Schicht ihre eigenen Arbeitszeiten, Personalanforderungen, Manageranforderungen und Qualifikationsanforderungen hat.
Das zugrunde liegende Modell lässt sich am besten als gemischt-ganzzahliges Planungs- und Zuweisungsmodell darstellen. Jede Entscheidungsvariable stellt dar, ob eine Pflegekraft einer bestimmten Schicht zugewiesen wird, und das Modell bestimmt dann die Kombination von Zuweisungen, die den Bedarf abdeckt und gleichzeitig alle Dienstplanregeln respektiert. Wir lösen zunächst die LP-Relaxierung, um eine schnelle Grenze und einen Startpunkt zu erhalten, und lösen dann das endgültige Ganzzahlmodell, sodass die resultierende Liste in der Praxis vollständig umsetzbar ist.
Das Beispiel enthält zur Veranschaulichung eine Reihe realistischer Einschränkungen. Dazu gehören die Verfügbarkeit von Pflegekräften, die Übereinstimmung von Qualifikation und Fähigkeiten, maximale wöchentliche Stunden, minimale Ruhezeiten zwischen den Schichten, keine sich überschneidenden Aufgaben, Beschränkungen für die Anzahl der Schichten, die eine Pflegekraft innerhalb des Planungsfensters arbeiten kann, und Fairnessregeln, um die Arbeitsbelastung im gesamten Team gleichmäßig zu halten. Dazu gehören auch Führungsbeschränkungen, wie etwa die Anforderung, dass in jeder Schicht mindestens ein Manager anwesend sein muss, sowie schichtspezifische Abdeckungsregeln für Tag-, Abend- und Nachtschichten.
Abhängig von der Betriebsumgebung können problemlos zusätzliche Einschränkungen integriert werden. Das Modell kann beispielsweise Rotationsregeln am Wochenende, Präferenzen und Urlaubsanträge, Beschränkungen aufeinanderfolgender Nachtschichten, Mindestabdeckung auf der Intensivstation oder in der Notaufnahme, den Einsatz von Agentur- oder Gelegenheitspersonal, den Qualifikationsmix von Senioren und Junioren sowie weiche Strafen für unerwünschte Dienstplanmuster berücksichtigen.
Der praktische Wert dieses Modelltyps besteht darin, dass damit qualitativ hochwertige Dienstpläne viel schneller und konsistenter erstellt werden können als mit der manuellen Planung. Es bietet Entscheidungsträgern eine transparente Möglichkeit, Abdeckungsanforderungen, Personalrichtlinien und Workload-Kompromisse zu testen und gleichzeitig den Zeitaufwand für Dienstplanerstellung, Überarbeitungen und Ausnahmemanagement zu reduzieren.