Hemşire çizelgeleme probleminde tam sayılı hedef programlama modeli ve çocuk acil bölümünde bir uygulama

Öz

İşgücü çizelgeleme, işletmelerin faaliyetlerini etkin bir şekilde yürütmelerini sağlayan bir kavram olup özellikle, sağlık sektörü gibi insan gücünün yoğun kullanıldığı sektörlerde oldukça önemlidir. Sayı, bilgi, yetenek gibi sağlık çalışanlarına ilişkin özellikler, sağlık sektöründe planlamayı ve çizelgelemeyi zorunlu kılmaktadır. Bu çalışmada hemşire çizelgeleme problemi üzerinde durulmuş ve Denizli’de bir hastanenin çocuk acil bölümünde görevli hemşirelerin vardiya çizelgeleme problemlerinin çözümüne ilişkin tamsayılı hedef programlama yöntemi kullanılarak bir matematiksel model önerilmiştir. Önerilen modelin temel amacı; adaletli bir çizelge oluşturabilmek adına hemşirelerin atandığı toplam vardiya sayıları arasındaki farkı minimize etmek ve hemşirelerin talepleri de göz önüne alınarak hafta sonu ve gece vardiyalarını mümkün olduğunca eşit dağıtmaktır. Problemin önerilen model ile çözümünden optimal vardiya çizelgesi elde edilmiş bu şekilde sorumlu hemşireye yüklenen manuel çizelgelemeden kaynaklı iş yükü azaltılmış ve hemşireler arasında iş yükü dengelenmiştir. Önerilen modelin uygulamaya geçirilmesinin, sadece hemşireler arasındaki iş yükü adaletini iyileştirmek ile kalmayacağı aynı zamanda iş gücü planlama sürecinden memnuniyeti ve hemşirelerin performanslarını da arttıracağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

• Tam Sayılı Programlama
• Hedef Programlama
• Hemşire Vardiya Çizelgeleme
• Çocuk Acil Bölümü

Integer goal programming model in nurse scheduling problem and an application in the pediatric emergency department

Abstract

Manpower scheduling is a concept that enables businesses to carry out their activities effectively, and it is especially important in sectors where human power is used intensely, such as the health sector. Characteristics of health employees such as number, knowledge, and skills make the planning and scheduling activities in the health sector mandatory. In this study, the nurse scheduling problem has been emphasized, and the proposed mathematical model for the shift scheduling problem of nurses working in the pediatric emergency department of a hospital in Denizli has been solved by performing the integer goal programming method. The main purpose of the proposed model is minimizing the difference between the total number of shifts nurses are assigned and distributing the weekend and night shifts as evenly as possible by taking into account the demands of the nurses to create a justice schedule. As a result of the solution of the problem with the proposed model, workload due to manual scheduling imposed on the nurse has been reduced, and workload among nurses has been balanced with the obtained shift schedule. It is thought that the implementation of the proposed model will not only improve the workload justice among nurses, but also will increase their performances and their satisfaction from planning process.

Keywords

• integer programming
• goal programming
• nurse scheduling problem

Kaynakça

1. Ağralı, S., Taşkın, Z. C. & Ünal, A. T. (2017). Employee scheduling in service industries with flexible employee availability and demand, Omega, 66, 159–169.
2. Al-Hinai, N., Al-Yazidy, N., Al-Hooti, A. & Al-Shereiqi, E. (2018). A goal programming model for nurse scheduling at emergency department, In 8th International Conference On Industrial Engineering And Operations Management, IEOM 2018, 99-103.
3. Ang, B. Y., Lam, S. S. W., Pasupathy, Y. & Ong, M. E. H. (2017). Nurse workforce scheduling in the emergency department: a sequential decision support system considering multiple objectives, Journal of Nursing Management, 26(4), 432-441.
4. Atmaca, E., Pehlivan, C., Aydoğdu, B. C. & Yakıcı, M. (2012). Hemşire çizelgeleme problemi ve uygulaması, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 28(4), 351-358.
5. Avcı, K. & Terzioğlu, F. (2015). Hastanelerde hemşire işgücü planlaması, Uluslararası Hakemli Akademik Spor Sağlık ve Tıp Bilimleri Dergisi, 14(5), 110-123.
6. Azaiez, M. N. & Al Sharif, S. S. (2005). A 0-1 goal programming model for nurse scheduling, Computers and Operations Research, 32(3), 491-507.
7. Bagheri, M., Devin, A. G. & Izanloo, A. (2016). A two-stage stochastic programming approach for nurse scheduling problem in a real word hospital, Computers and Industrial Engineering, 3(1), 192-200.
8. Bayraktar E. (2019). Tamsayılı hedef programlama ve hemşire çizelgeleme problemi için bir uygulama, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Pamukkale Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Denizli.

9. Bektur, B. & Hasgül, S. (2013). Kıdem seviyelerine göre işgücü çizelgeleme problemi: hizmet sektöründe bir uygulama, Afyon Kocatepe Üniversitesi İİBF Dergisi, 15(2), 385-402.
10. Erat, Ş., Korkmaz, M., Çimen, V. & Yahyaoğlu, G. (2011). Hemşirelerin iş yaşam kalitesinin motivasyona etkisi, Uluslararası Hakemli Akademik Spor Sağlık ve Tıp Bilimler Dergisi, 1(1), 1-29.
11. Güngör, İ. (2002). Hemşire görevlendirme ve çizelgeleme sorununa bir model önerisi, Süleyman Demirel Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 7(2), 77-94.
12. Hamid, M., Barzinpour, F., Hamid, M. & Mirzamohammadi, S. (2018). A Multi-objective mathematical model for nurse scheduling problem with hybrid DEA and augmented ε-constraint method: a case study, Journal Of Industrial And Systems Engineering, 11, 98-108.
13. Ho, T.W, Yao, J. S., Chang, Y. T., Lai, F., Lai, J. F., Chu, S. M., Liao, W.C. & Chiu, H. M. (2018). A platform for dynamic optimal nurse scheduling based on ınteger linear programming along with multiple criteria constraints, AICCC ’18 Proceedings of the 2018 Artificial Intelligence and Cloud Computing Conference, 145-150.
14. Jafari, H., Bateni, S., Daneshvar, P, Bateni, S. & Mahdioun, H. (2016). Fuzzy mathematical modelling approach for the nurse scheduling problem: a case study, International Journal of Fuzzy Systems, 18(2), 320-332.
15. Karaatlı, M. (2010). Bulanık ortamda çok amaçlı işgücü çizelgeleme: hemşireler için bir uygulama, (Basılmamış Doktora Tezi), Süleyman Demirel Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Isparta.
16. Kılıç, M. & Tunç, Ş. (2004). İnsan kaynakları planlaması açısından doğu ve güneydoğu anadolu bölgelerinde çalışan hekimlerin sorunları ve memnuniyet durumlarının değerlendirilmesi, Sağlık İdaresi Dergisi, 7(1), 39-65.
17. Lapègue, T., Prot, D. & Bellenguez-Morineau, O. (2012). A tour scheduling problem with fixed jobs: use of constraint programming, Practice And Theory Of Automated Timetabling, (PATAT 2012), 29-31 August, Norway, 94-113.
18. Legrain, A., Bouarab, H. & Lahrichi, N. (2015). The nurse scheduling problem in real life, J Med Syst, 39, 160-171.
19. Lin, C. C., Kang, J. R., Chiang, D. J., & Chen, C. L. (2015). Nurse scheduling with joint normalized shift and day-off preference satisfaction using a genetic algorithm with ımmigrant scheme, International Journal Of Distributed Sensor Networks, 11(7), 1-10.
20. Nasiri, M. M. & Rahvar, M. (2017). A two-step multi-objective mathematical model for nurse scheduling problem considering nurse preferences and consecutive shifts, International Journal of Services and Operations Management, 27(1), 83-101.
21. Neos-server.org (2019). Linear Programming, www.neos-server.org (09.06.2019)
22. Özcan, U. & Toklu, B. (2009). Multiple-criteria decision-making in two-sided assembly line balancing: a goal programming and a fuzzy goal programming models, Computers and Operations Research, 36(6), 1955-1965.
23. Öztürkoğlu, Y. & Çalışkan, F. (2014). Hemşire çizelgelemesinde esnek vardiya planlaması ve hastane uygulaması, Dokuz Eylül Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 6(1), 115-133.
24. Pan, Q.-K., Suganthan, P., Chua, T.J. & Cai, T.X. (2010). Solving manpower scheduling problem in manufacturing using mixed-ınteger programming with a two-stage heuristic algorithm, Int J Adv Manuf Technol., 46, 1229–1237.
25. Pan, S., Akplogan, M., Touati, N., Létocart, L., Calvo, R. W., & Rousseau, L. M. (2018). A hybrid heuristic for the multi-activity tour scheduling problem. Electronic Notes in Discrete Mathematics, 69, 333-340.
26. Patır, S. (2009). Tam sayılı programlama ve Malatya Maksan transformatör işletmesinde bir uygulama, İnönü Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Dergisi, 23(1), 193-206.
27. Sabar, M., Montreuil, B. & Frayret, J. M. (2009). A Multi-agent-based approach for personnel scheduling in assembly centers, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 22, 1080–1088.
28. Şantaş, F., Özer, Ö. & Çıraklı, Ü (2012). Türk kalkınma planlarında sağlık insan gücü planlaması, Çankırı Karatekin Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 2(2), 45-59.
29. Varlı, E., Ergişi, B. & Eren, T. (2017). Özel kısıtlı hemşire çizelgeleme problemi: hedef programlama yaklaşımı, Erciyes Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 49, 189-206.
30. Wolfe, H., & Young, J. P. (1965). Staffing the nursing unit, Part II. The multiple assignment technique, Nursing Research, 14(4), 299-303.
31. Youssef, A. & Senbel, S. (2018). A Bi-Level Heuristic Solution For The Nurse Scheduling Problem Based On Shift-Swapping, 8th Annual Computing and Communication Workshop and Conference (CCWC), IEEE, 72-78.
32. Zanda, S., Zuddas, P., & Seatzu, C. (2018). Long term nurse scheduling via a decision support system based on linear integer programming: a case study at the university hospital in Cagliari, Computers and Industrial Engineering, 126, 337-347.