Prototype for automatisert oppsett av bemanningsplan Voksenåsen konferansehotell, 2009-09-15 IKT 1
BeAct Prosjektbeskrivelse Fokus: Turnusplanlegging og relaterte oppgaver. Mål: Lage en prototyp av et enkelt beslutningsstøttesystem tøtt t som automatisk ti gir forslag til optimal bemanningsplan. Prototypen t skal vise hvordan kvantitativ beslutningsstøtte t tt raskt kan forbedre planleggingsprosessen Varighet: 6 måneder. Finansiering: SINTEF. Utvikling: SINTEF. Input og kvalitetssikring: et eller flere sykehus. IKT 2
BeAct idé Automatisk og optimalisert forslag til bemanningsplan basert på input om: Aktiviteter (tid, bemanningsbehov) Skift (velge fritt eller fra predefinert liste, ulike føringer som f.eks. felles starttid, min/max lengde etc..) Kompetanse/ferdigheter Man Tirs Ons Tors Fre... D 7 7 6 6 7... D2 3 2 3 3 3 A 4 4 3 3 2 N 1 1 1 1 1...... IKT 3
Modell Personell 5 nivå (grupper), basert på kompetanse / erfaring Flere kompetanser, kan definere per gruppe. Eksempel: Gruppe Kan utføre oppgaver som krever kompetanse 1 1 2 1, 2 3 1, 2, 3 4 1, 2, 3, 4 5 1, 2, 3, 4, 5 Antall årsverk tilgjengelig li i avdelingen for hver kompetansegruppe er gitt Kostnader for hver kompetansegruppe er gitt Timekostnad dag, samt tillegg for kveld, natt og helg Mulig å spesifisere tidspunkt for når kveld og natt begynner IKT 4
Modell (forts.) Behov (døgnrytmeplan) Spesifiserer hvor mange det totalt er behov for innen Vakter Hvert 15. minutt hele døgnet Hver kompetansegruppe Hver ukedag Minimum antall timer i en vakt Maksimum antall timer Tidligste start Seneste start Ut fra dette har vi laget en liste over alle mulige vakter, f.eks: Start t 07:00, 00 med varighet 5 t, 5 ½ t, 6 t,, 10 t Start 07:15, med varighet 5 t, 5 ½ t, 6 t, osv. For hver vakt beregnes det hva den vil koste for hver kompetansegruppe IKT 5
Mål Relevans Modell (forts.) Bemanningsplan Mål Bemanningsplan for hver kompetansegruppe Velge et sett av vakter # Vakter Høy Kostnad Årsverk For hver vakt: bestemme hvor mange fra denne kompetansegruppen som skal jobbe denne vakten, for hver ukedag Kriterier som måler hvor god en bemanningsplan er Antall vakter Måler hvor mange vakter bemanningsplanen har, prøver å minimere dette Kostnad Måler kostnaden av vaktene i bemanningsplanen, prøver å minimere dette Matche eksisterende antall årsverk Måler hvor nær bemanningsplanen er i forhold til avdelingens størrelse, prøver å minimere denne avstanden En kan angi hvor mye en vil vektlegge hvert målkriterium Middels Ingen IKT 6
Modell (forts.) Føringer Generert bemanningsplan må tilfredsstille behovskurvene Hver ukedag, hvert 15 min., hver kompetansegruppe Hovedskift. En kan evt. velge å kreve at minst x % skal arbeide på ett av skiftene, som da blir hovedskiftet Parametre vi har valgt for føringer for vaktene Min lengde = 6 timer Max lengde = 10 timer Tidligste start = 07:00 Seneste start = 22:30 IKT 7
Løsningsmetodikk Excel er brukt til lagring av all data og for visualisering av input/output Modellen er uttrykt matematisk ti og løst i dedikert dik programvare Vi finner den optimale eller nær optimale bemanningsplanen, gitt de målene vi har definert Eksempel på en MIP (Mixed Integer linear Program) Xpress-MP er brukt som programvare til å løse MIPen IKT 8
Eksempler på bemanningsplaner generert av vår prototype Eksempel 1-3 Kun ett kompetansenivå, og samme behov hver ukedag Eksemplene viser vektlegging av forskjellige målkriterier Eksempel 4-5 Variasjon i behovet fra dag til dag Eksempel 6 Ønske om å ha 70 % på et hovedskift Eksempel 7 Alle kompetansenivå planlagt l samlet IKT 9
Eksempel 1-3 Samme behov hver dag Én kompetanse IKT 10
Bemanningsplan for eksempel 1 Reflekterer behovskurven Bemanningsplan for kompetansenivå 1 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 07:15 12:15 2 2 2 2 2 2 2 14 D 08:00 15:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 08:00 17:00 2 2 2 2 2 2 2 14 A 13:00 21:30 2 2 2 2 2 2 2 14 N 21:30 07:30 2 2 2 2 2 2 2 14 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Timer pr vakt Timer Plankostnad (kkr) Vaktlengde Antall timer Sum timer Uketimetall Årsverk Uke Helg Totalt 5,0 70 504 35,5 14,20 77,02 36,57 113,59 7,0 49 9,0 126 8,5 119 10,0 140 5,0 0 Mål Relevans # Vakter Høy Kostnad Middels Årsverk Ingen IKT 11
Bemanningsplan for eksempel 2 Mer vekt på kostnad Bemanningsplan for kompetansenivå 1 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 07:00 12:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 07:00 12:30 1 1 1 1 1 1 1 7 D 08:00 15:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 08:00 17:00 2 2 2 2 2 2 2 14 A 13:00 22:00 2 2 2 2 2 2 2 14 N 22:00 07:00 2 2 2 2 2 2 2 14 Mål Relevans # Vakter Middels Kostnad Høy Årsverk Ingen Timer pr vakt Vaktlengde Antall timer 50 5,0 35 5,5 38,5 7,0 49 9,0 126 90 9,0 126 9,0 126 Timer Plankostnad (kkr) Sum timer Uketimetall Årsverk Uke Helg Totalt 500,55 35,55 14,1010 76,55 36,3434 112,89 IKT 12
Bemanningsplan for eksempel 3 Tar hensyn til behov for antall årsverk (16) Rom for forbedring av modellen her Plan for kompetansenivå 1 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 07:30 17:00 2 2 5 3 4 2 2 20 D 08:00 15:00 3 4 5 2 1 3 3 21 A 15:00 22:00 2 2 2 2 2 2 2 14 N 22:00 07:30 2 2 2 2 2 2 2 14 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Mål Relevans # Vakter Middels Kostnad Middels Årsverk Høy Timer pr vakt Vaktlengde kl Antall timer 9,5 190 7,0 147 7,0 98 95 9,5 133 5,0 0 Timer Plankostnad (kkr) Sum timer Uketimetall Årsverk Uke Helg Totalt 568 35,5 16,00 88,61 37,02 125,64 IKT 13
Eksempel 4-5: Variasjon i behovet fra dag til dag o.s.v. IKT 14
Bemanningsplan for eksempel 4 Mål som i eksempel 1, men variasjon i behov nå Kjøring stoppet før optimal løsning ble funnet (etter 300 sek.) Mål Relevans # Vakter Høy Kostnad Middels Årsverk Ingen Bemanningsplan for kompetansenivå 1 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 07:15 12:15 2 1 2 2 2 1 1 11 D 07:30 13:00 0 1 0 0 0 1 2 4 D 08:00 15:30 1 1 1 1 1 0 0 5 D 08:00 17:00 2 2 2 2 2 2 1 13 A 13:00 22:30 2 2 2 2 2 2 2 14 N 22:30 07:30 2 2 2 2 2 2 2 14 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Timer pr vakt Timer Plankostnad (kkr) Vaktlengde Antall timer Sum timer Uketimetall Årsverk Uke Helg Totalt 5,0 55 490,5 35,5 13,82 77,58 32,82 110,40 5,5 22 7,5 37,5 9,0 117 9,5 133 9,0 126 5,0 0 IKT 15
Bemanningsplan for eksempel 5 Mål som i eksempel 2, men variasjon i behov nå Optimal løsning funnet etter 6 sek. Mål Relevans # Vakter Middels Kostnad Høy Årsverk Ingen Plan for kompetansenivå 1 Timer pr vakt Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total Vaktlengde Antall timer D 07:00 12:00 1 1 1 2 1 0 1,6E 15 6 5,0 30 D 07:00 12:30 1 0 1 0 1 1 1 5 55 5,5 27,5 D 08:00 15:00 1 2 0 0 0 1 1 5 7,0 35 D 08:00 15:30 0 0 1,1E 16 1 0 0 0 1 7,5 7,5 D 08:00 17:00 2 1 0 2 2 1 2,6E 13 8 9,0 72 D 08:30 15:30 0 0 1 0 0 0 0 1 7,0 7 D 08:30 17:00 0 1 2 0 0 1 1 5 D 09:00 14:30 0 0 0 0 1 0 0 1 D 10:00 15:00 0 0 0 0 0 0 1 1 A 13:00 22:30 2 1 0 2 2 1 0 8 A 14:00 22:30 0 0 2 0 0 0 0 2 A 15:00 22:30 0 1 0 0 0 1 2 4 N 22:30 07:00 1 2 2 2 1 1 2 11 N 22:30 08:30 1 0 1,2E 16 0 1 1 0 3 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Timer Plankostnad (kkr) Sum timer Uketimetall Årsverk Uke Helg Totalt 478,5 35,5 13,48 76,09 31,91 108,00 8,5 42,5 5,5 5,5 5,0 5 9,5 76 8,5 17 7,5 30 8,5 93,5 10,0 30 5,0 0 IKT 16
Eksempel 6 Samme behov hver dag Én kompetanse Ønske om å ha minst 70 % på et hovedskift IKT 17
Bemanningsplan for eksempel 6 Bemanningsplan hvis vi ikke krever 70 % på hovedskift Optimal løsning funnet etter 82 sek. Mål Relevans # Vakter Høy Kostnad Middels Årsverk Ingen Plan for kompetansenivå 1 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 07:00 12:00 5 5 5 5 5 0 1,06E 15 15 25 D 07:00 15:00 0 0 0 0 0 1 1 2 D 08:00 14:00 3 3 3 3 3 6,3E 15 0 15 D 08:00 17:00 1 1 1 1 1 2 2 9 D 08:30 16:00 2 2 2 2 2 0 0 10 D 09:00 16:00 4 4 4 4 4 0 0 20 A 15:00 22:30 1 1 1 1 1 1 1 7 N 22:30 07:00 3 3 3 3 1 1 3 17 D 07:00 Timer pr vaktk 12:00 0 Timer 0 0 0 0 0 Plankostnad d(kk (kkr) 0 0 Vaktlengde Antall timer Sum timer Uketimetall Årsverk Uke Helg Totalt 5,0 125 724 35,5 20,39 126,79 26,23 153,02 8,0 16 60 6,0 90 9,0 81 7,5 75 7,0 140 75 7,5 52,55 8,5 144,5 5,0 0 IKT 18
Bemanningsplan for eksempel 6 Bemanningsplan hvis vi krever 70 % på hovedskift Kjøring stoppet før optimal løsning ble funnet (etter 300 sek.) Mål Relevans # Vakter Høy Kostnad Middels Årsverk Ingen Plan for kompetansenivå 1 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 08:00 16:00 15 14 16 15 15 1 1 77 D 08:00 17:00 0 1 0 0 0 2 2 5 A 16:00 22:30 2 1 2 2 2 1 1 11 N 22:30 07:00 2 2 2 2 0 0 2 10 N 22:30 08:30 1 1 1 1 1 1 1 7 D 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Timer pr vakt Timer Plankostnad (kkr) Vaktlengde Antall timer Sum timer Uketimetall Årsverk Uke Helg Totalt 5,0 55 887,5 35,5 25,00 158,34 26,45 184,79 5,5 22 7,5 37,5 9,0 117 9,5 133 9,0 126 5,0 0 IKT 19
Eksempel 7 Samme behov hver dag Alle kompetanser planlagt samlet 5 nivå, hierarkisk k Høyere nivå kan utføre arbeid på lavere nivå IKT 20
Bemanningsplan for eksempel 7 Flere kompetansenivå nå Optimal løsning funnet etter 48 sek. Mål Relevans # Vakter Høy Kostnad Middels Årsverk Ingen Plan for kompetansenivå 1 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 08:00 13:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 11:00 19:30 1 1 1 1 1 1 1 7 A 16:00 22:00 1 1 1 1 1 1 1 7 N 22:00 07:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Plan for kompetansenivå 2 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 09:00 17:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Plan for kompetansenivå 3 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 07:00 12:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Plan for kompetansenivå 4 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 Plan for kompetansenivå 5 Kode Start Slutt Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag Lørdag Søndag Total D 09:00 17:00 1 1 1 1 1 1 1 7 D 07:00 12:00 0 0 0 0 0 0 0 0 IKT 21
Eksempel 7, forts. 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 11 11 11 11 0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0 0 0 2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 IKT 22
Oppsummering Vi har laget en matematisk modell for bemanningsplanlegging Sykepleiere, kompetansenivå, kostnader med tillegg, årsverk tilgjengelig, mulige vakter, målkriterier Implementert i en kobling mellom Excel og Xpress-MP Vår løsningsmetodikk finner optimale eller nær optimale løsninger Optimal løsning finnes oftest etter bare noen få sekunder IKT 23
Muligheter videre Utvide og forbedre modellen Kostnadsberegningen Overlapp mellom vakter Jobbe mer med hovedskift-problematikken Mer robust plan når man vil matche eksisterende antall årsverk Fordele stillingsprosenter Andre økonomiske k aspekter? Aktivitetsliste Generere behovskurver ut fra liste over aktiviteter Endre rekkefølgen av noen aktiviteter for å søke etter bedre behovskurver bedre bemanningsplaner IKT 24