Automated preference-optimized roster generation for physicians
Schlüsselwörter:
Dienstpläne, Dienstplangenerierung
Keywords:
Duty Rosters, Roster Generation
Ursprünglich publiziert in Psychiatrische Forschung 1(1): 80-83, 2010. Die hier gezeigte Fassung enthält Kürzungen und Ergänzungen.
ZusammenfassungDie Generierung von Dienstplänen für Personal ist in der Informatik eine klassische Optimierungsaufgabe mit zahlreichen bewährten wie innovativen Antworten. Allerdings gelten traditionelle Problemstellungen nur für Schichtarbeit oder vergleichbare Modelle und weisen daher Prämissen auf, die auf ärztliche Bereitschaftsdienste nicht übertragbar sind. Die als Folge daraus häufig rein manuell erstellten Dienstpläne vergeben Optimierungschancen und berücksichtigen individuelle Wünsche nicht immer in vollem Umfang. Gerade in Zeiten zunehmender Ressourcenverknappung ist für die Aufrechterhaltung der psychiatrischen Versorgung eine optimierte Planung von hoher Relevanz. Die vorliegende Arbeit stellt ein Verfahren vor, mit dem Dienstpläne nach den individuellen Vorlieben der beteiligten Ärzte automatisiert erstellt werden. Das hier beschriebene System steht bei Interesse auch für die Nutzung an anderen Klinik zur Verfügung. Kontaktinformationen am Ende des Artikels. |
SummaryIn computer science, roster generation is a classical optimization task with numerous solutions, both tried and tested and innovative ones. However, traditional task settings are valid only for rotating shifts and comparable models, thus being based on premises that cannot be directly transferred to physicians' rosters as encountered in Germany. As a consequence, duty rosters are often written manually, wasting opportunities for optimization and/or not taking into consideration individual preferences to the extent theoretically possible. At a time where ressources are becoming more and more limited, optimized roster planning is highly relevant for continued and continuous psychiatric services. This study presents a method to automatically generate duty rosters according to doctors' individual preferences. The system shown here is geared towards the requirements at German hospitals, but it is potentially available for use at other institutions as well. Contact information can be found at the end of the article. |
Ärztliche Bereitschaftsdienste weisen im Vergleich zu Rufbereitschaft und Schichtdiensten einige wesentliche Besonderheiten auf. So wird Bereitschaftsdienst im eigentlichen Sinne immer zusätzlich zur normalen Arbeitszeit geleistet, d.h. der Dienstplan enthält nicht die reguläre Arbeitszeit, sondern nur die darüber hinaus gehenden Einsätze.
In einem echten Schichtdienst, wie er auch in pflegerischen Dienstplänen zum Einsatz kommt, muss jede Arbeitskraft eine definierte Arbeitszeit leisten. Mit dem verfügbaren Personal wird damit eine Mindestbesetzung abgedeckt. Bei Ärzten hingegen ist die Zahl der Dienste pro Arzt innerhalb gewisser Grenzen variabel, während die Besetzung pro Dienst exakt erfüllt werden muss: Der Dienstplan muss für jeden Dienst genau einen Arzt angeben.
Weitere Besonderheiten: Oft bestehen nebeneinander unterschiedliche Arten von Diensten mit unterschiedlichen Anforderungen an Qualifikation bzw. Berufserfahrung, d.h. erfahrenere Kollegen leisten eine andere Art von Dienst als Berufsanfänger. Und die Attraktivität einer "Lösung" des Dienstplanproblems korreliert mit der Zahl und Frequenz der Dienste pro Arzt.
Gegenüber dem Pflegemodell existieren noch weitere Ausschlusskriterien durch verlängerte Dienstzeiten (bis über 24 Stunden) und trotzdem notwendige Einhaltung des Arbeitszeitgesetzes. Dadurch sind bestimmte Dienstfolgen nicht zulässig.
Am Bezirkskrankenhaus Augsburg, für das die vorliegende Lösung modellhaft angepasst wurde, wird derzeit folgendes Bereitschaftsdienstmodell praktiziert: Ein Dienstarzt übernimmt die Versorgung der bereits stationär aufgenommenen Patienten, ein weiterer kümmert sich um Neuaufnahmen während der Dienstzeit sowie um psychiatrische Konsile im benachbarten Krankenhaus der Maximalversorgung. Die Dienstzeit beträgt werktags von 17:00 bis 9:00 Uhr nach einem verkürzten Arbeitstag, an Wochenenden und Feiertagen von 9:00 bis 21:00 Uhr und von 21:00 bis 9:00 Uhr, jeweils zuzüglich Übergaben. In einer normalen Woche leisten dadurch 5x2+2x2x2 = 18 Ärzte Dienst.
Die Software ist modular aufgebaut und weitgehend frei konfigurierbar. Anpassungen an andere Dienstmodelle sind dadurch einfach möglich.
Die vorgestellte Dienstplanlösung besteht aus vier wesentlichen Bestandteilen: In einer webbasierten Eingabemaske, ähnlich einem Terminkalender, gibt jeder Arzt ein, wann er Dienst leisten kann und wann nicht (Abbildung 1). Eine einfache Datenbank dient der Benutzerverwaltung einschließlich der Zuordnung der einzelnen Ärzte zu Diensttypen. Ein vollautomatisiertes serverbasiertes Modul steuert die Präsentation der Masken und generiert zum passenden Zeitpunkt aus den Datenbanken die tatsächlichen Dienstpläne. Diese werden schließlich in einer weiteren Datenbank zur Erstellung einer "Punkteliste" vorgehalten, welche den relativen Einsatz der Kollegen vergleicht. Dabei erhalten Ärzte umso mehr Punkte, je häufiger sie Dienst leisten und je unbeliebter die von ihnen übernommenen Dienste sind.
Technisch ist das System in AWK, Perl und PHP realisiert und arbeitet auf Linux- oder anderen Unix-artigen Servern. Den benutzenden Kliniken wird es auf Basis von Software-as-a-Service zur Verfügung gestellt.
Wesentliches Ergebnis sind aus unserer Sicht die eingesetzten Algorithmen. Die technischen Details entfallen für diese Kurzdarstellung.
In der praktischen Implementation wird bei der Sortierung nach Beliebtheit und Interesse die "Punkteliste" berücksichtigt: Besonders fleißige Ärzte werden bevorzugt, sowohl hinsichtlich ihres Interesses an einem Dienst als auch bei ihrer Ablehnung eines anderen. Ärzte, die viele Dienste freiwillig übernommen haben, werden für übrig bleibende Dienste weniger wahrscheinlich herangezogen. Bei Gleichstand entscheidet die Punkteliste und bewirkt, dass Ärzte, die in vergangenen Monaten weniger Dienste übernommen hatten, im aktuellen Plan mehr arbeiten müssen.
Individuelle Sperrungen (z.B. bei Urlaub oder Fortbildung) werden durch die Prüfung der Prämissen immer berücksichtigt.
Die vorgestellte Softwareumgebung stellt einen im BKH Augsburg bewährten Versuch dar, die Dienstplanerstellung für Assistenzärzte mittels frei verfügbarer Software zu optimieren. Das offene System ist transparent und bedürfnisgeleitet und entscheidet anhand objektiver Kriterien darüber, wer ungeliebte Dienste übernehmen muss.
Die Kolleginnen und Kollegen nehmen den effizient generierten Plan als fairer wahr als einen manuell erstellten. Das Feedback durch die eigene Position in der Punkteliste setzt Anreize, unbeliebte Dienste freiwillig zu übernehmen. Die Berücksichtigung individueller Präferenzen erhöht die Selbstwirksamkeit und damit die Motivation. Autoritäre Eingriffe sind durch das selbst organisierte System nicht mehr erforderlich.
Inzwischen wurde das beschriebene System auch für die Verhältnisse an der Neurologischen Universitätsklinik am Bezirkskrankenhaus Regensburg angepasst und dort gut angenommen. Dabei konnte sich die problemlose Adaptierbarkeit des modularen Systems an grundlegend andere Prämissen der Dienstplangestaltung (andere Dienstzeiten und -Frequenzen, andere Spielregeln bei der Dienstfolge etc.) unter Beweis stellen.
Seit Ende März 2011 wird eine öffentlich zugängliche Liste der sichtbaren Weiterentwicklungen gepflegt.
Bei Interesse kann eine Installation auch für weitere interessierte Kliniken erfolgen. Kontakt: Marc André Selig <a438@sedacon.com>.
Impressum | Updated 2012-02-16