A real life operating room scheduling problem

Abstract

A real life operating room scheduling problem is studied using a data set from a leading hospital, Hospital X, in Turkey. After analyzing the real data, we solve daily operating room scheduling problems by mixed integer linear programming models. Various objective functions and performance metrics are analyzed including minimizing the waiting time of patients while maximizing fairness between operating rooms. We examine operation delays and incorporate an important delay type, operation durations, by a heuristic method embedded in the mathematical models. In addition, a simple heuristic that does not utilize optimization is introduced. We conclude that our methods perform better than the Hospital X's current schedules, especially with respect to fairness of operating rooms' usage. However, we measure the performance of schedules (computed via mixed integer linear programming models) under randomly generated scenarios and such schedules perform worse than the schedules computed via the simple heuristic. Extensive computational results demonstrate that Hospital X can adapt any of the proposed schedules and realize progress in their schedules.

Türkiye'deki özel bir hastanenin, Hastane X, verileri kullanılarak gerçek hayat operasyon odası çizelgelemesi yapılmaktadır. Gerçek datayı inceledikten sonra, karma tamsayılı doğrusal programlama modelleri ile operasyon odası çizelgelemesi günlük çözülmektedir. Hastaların bekleme sürelerini minimize etmek için ve operasyon odaları arasındaki eşit dağılım sağlamak için çeşitli amaç fonksiyonlar ve performans ölçütleri analiz edilmektedir. Operasyonlardaki gecikmeler, gecikmelerin türleri ve operasyon süreleri incelenmektedir ve bu bilgiler matematiksel modellerin içine sezgisel metotla entegre edilmektedir. Ayrıca, optimizasyon yapılmadan kullanılan basit sezgisel yöntem tanıtılmaktadır. Özellikle operasyon odaları arasındaki eşit dağılım sağlamada kullanılan metotlarımız, hastanenin mevcut çizelgelemesine göre daha iyi sonuç vermektedir. Karma tamsayılı doğrusal programlama modelleri kullanarak yaptığımız raslantısal senaryolar basit sezgisel yönteme göre daha kötü sonuç vermektedir. Kapsamlı hesaplama sonuçları göstermektedir ki, önerilen metotlarımız daha iyi çizelgelemeye sahip olabilmek için Hastane X'in sistemine entegre edilmelidir.