[论文解读] Successful implementation of discrete event simulation: the case of an Italian emergency department

Arthur Kramer, Clio Dosi+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 23, 2020

Healthcare Operations and Scheduling Optimization参考文献 46被引用 4

一句话总结

本研究将离散事件模拟（DES）与设计思维流程相结合，以改善意大利急诊科（ED）的患者流动。通过利用历史数据和工作人员意见模拟组织变革，该团队识别并实施了一套气动传输系统，将实验室检测样本的转运时间从90分钟缩短至10分钟，显著减少了患者等候时间，并在18个月内获得高层管理批准。

ABSTRACT

This paper focuses on the study of a practical management problem faced by a healthcare {\it emergency department} (ED) located in the north of Italy. The objective of our study was to propose organisational changes in the selected ED, which admits approximately 7000 patients per month, aiming at improving key performance indicators related to patient satisfaction, such as the waiting time. Our study is based on a design thinking process that adopts a {\it discrete event simulation} (DES) model as the main tool for proposing changes. We used the DES model to propose and evaluate the impact of different improving scenarios. The model is based on historical data, on the observation of the current ED situation, and information obtained from the ED staff. The results obtained by the DES model have been compared with those related to the existing ED setting, and then validated by the ED managers. Based on the results we obtained, one of the tested scenarios was selected by the ED for implementation.

研究动机与目标

• 解决年接诊约80,000名患者的高流量意大利急诊科的拥挤问题及患者长时间等候的问题。
• 通过将模拟嵌入以人为本的设计流程，弥合模拟研究与实际医疗实施之间的差距。
• 识别并评估可行的、经利益相关者验证的组织变革措施，以改善患者等候时间、住院时长等关键绩效指标（KPI）。
• 通过与组织约束、利益相关者支持及成本效益相一致，确保方案的实际可实施性。
• 展示一种可复制的模型，将模拟与设计思维相结合，以推动医疗系统中基于证据且可实施的改进。

提出的方法

• 基于历史患者流动数据、实时观察结果以及急诊科工作人员的反馈，开发了离散事件模拟（DES）模型。
• 应用设计思维流程，共同创造并原型化组织变革措施，确保利益相关者参与和实际可行性。
• 模拟了10种不同的改进情景，包括人员重新配置、新分诊协议以及运输系统升级。
• 基于对患者等候时间、住院时长及实施复杂性的影响力，使用定量性能指标评估各情景。
• 通过评估成本效益比率和组织准备度，优先考虑实施，特别是气动邮政系统方案。
• 与急诊科管理人员共同验证模拟结果，并利用其获得高层管理批准及气动邮政系统建设的资金支持。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效将离散事件模拟整合到设计思维流程中，以改善现实世界中的急诊科运营？
• RQ2 通过模拟建模识别出的哪些组织变革在复杂医疗环境中最有可能成功实施？
• RQ3 缩短实验室检测样本转运时间对急诊科整体患者等候时间及住院时长有何影响？
• RQ4 与仅使用模拟相比，结合模拟与利益相关者驱动的原型设计如何提高实施的可能性？
• RQ5 在提高急诊科效率方面，不同基于基础设施的解决方案（如气动邮政系统与人工转运）之间的成本效益权衡是什么？

主要发现

• 气动邮政系统将实验室检测样本转运时间从90分钟缩短至10分钟，是所有原型中成本节约比率最优的方案。
• 情景G（即气动邮政系统）因可行性高、对日常运营影响小且获得急诊科管理人员的大力支持而被选中实施。
• 高层管理在项目启动18个月内批准了气动邮政系统的投资，其决策依据是明确的基于模拟的性能提升证据。
• 模拟模型成功预测了性能改进，这些预测随后通过真实世界实施结果得到验证。
• 将模拟与设计思维相结合，促成了与仅使用模拟相比更为可行的决策。
• 该项目在两年内成功实现可运行方案的部署，满足了高层管理对快速部署的要求。