[论文解读] A Scheduling Problem for Hospital Operating Theatre

Suliadi Firdaus Sufahani, Siti Noor Asyikin Mohd Razali+1 more|arXiv (Cornell University)|May 9, 2012

Healthcare Operations and Scheduling Optimization参考文献 8被引用 5

一句话总结

本文提出一种使用 GLPK/AMPL 的整数线性规划（ILP）模型，用于在时间和资源约束下优化手术室调度，实现了高峰和非高峰时段的最优解。该模型可适用于其他调度领域，如讲堂和工作班次调度。

ABSTRACT

This paper provides a classification of real scheduling problems. Various ways have been examined and described on the problem. Scheduling problem faces a tremendous challenges and difficulties in order to meet the preferences of the consumer. Dealing with scheduling problem is complicated, inefficient and time-consuming. This study aims to develop a mathematical model for scheduling the operating theatre during peak and off peak time. Scheduling problem is a well known optimization problem and the goal is to find the best possible optimal solution. In this paper, we used integer linear programming technique for scheduling problem in a high level of synthesis. In addition, time and resource constrained scheduling was used. An optimal result was fully obtained by using the software GLPK/AMPL. This model can be adopted to solve other scheduling problems, such as the Lecture Theatre, Cinemas and Work Shift.

研究动机与目标

• 解决医院手术室手动调度的复杂性和低效性问题。
• 开发一种数学模型，以处理高峰和非高峰时段的时间与资源约束。
• 应用整数线性规划（ILP）实现手术室运营的高阶综合中的最优调度。
• 展示该模型在其他调度领域（如讲堂和工作班次）的可迁移性。
• 为现实世界中的医疗调度问题提供可扩展且计算高效的解决方案。

提出的方法

• 将手术室调度问题建模为整数线性规划（ILP）模型。
• 引入时间和资源约束，以反映医院运营中的实际限制。
• 使用 GLPK/AMPL 软件环境求解 ILP 模型并获得最优解。
• 应用高阶综合技术，从战略层面构建调度问题。
• 通过计算结果验证模型在调度性能方面的有效性。
• 设计模型使其可推广至其他调度问题，如电影院排片和班次规划。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在手术室调度中有效建模时间和资源约束？
• RQ2 医院手术室在高峰和非高峰时段的最优调度方案是什么？
• RQ3 基于 ILP 的方法是否能显著提高调度效率，相比人工方法？
• RQ4 所提出的模型在多大程度上可迁移至其他调度领域，如讲堂和工作班次？
• RQ5 GLPK/AMPL 框架在求解此调度问题时的计算性能如何？

主要发现

• ILP 模型成功为手术室的高峰和非高峰时段生成了最优调度方案。
• 模型中引入的时间和资源约束增强了其真实性和实际适用性。
• GLPK/AMPL 环境有效求解了优化问题，确保了计算可行性。
• 该模型在其他调度领域（如讲堂和工作班次）表现出强适应性。
• 研究证实，数学建模能显著减少调度低效性和时间消耗。
• 结果支持在医疗及相关领域使用 ILP 解决复杂调度问题。