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看護師の勤務シフト問題( NSP )は、看護師勤務表問題( NRP ) とも呼ばれ、看護師をシフトに割り当てる最適な方法を見つけるオペレーションズリサーチの問題です。通常、すべての有効なソリューションが従わなければならない一連のハード制約と、有効なソリューションの相対的な品質を定義する一連のソフト制約があります。[1]看護師の勤務シフト問題の解決策は、他の分野の制約付きスケジュール問題にも適用できます。[2] [3]
コンピュータ支援による従業員スケジューリングの研究は1950年代にまで遡りますが、[4]現在の形の看護師スケジューリング問題は1976年に2つの同時出版で導入されました。 [5] [6]これはNP困難な複雑性を持つことが知られています。[1]
一般的な説明
看護師のスケジュール問題には、看護師へのシフトと休日の割り当てが含まれます。各看護師には独自の希望と制約があり、病院にも同様です。この問題は、看護師の制約を尊重し、病院の目的を満たすスケジュールを見つけることとして説明されます。通常、看護はシフト勤務であるため、看護師は 3 つのシフトで働くことができます。
- 日勤
- 夜勤
- 深夜勤務
この問題では、病院のニーズを損なうことなく、できるだけ多くの要望を満たす解決策を探す必要があります。
制約
制約には 2 つの種類があります。
- ハード制約: この制約に違反すると、スケジュール全体が無効になります。
- ソフト制約: これらの制約が満たされることが望ましいですが、満たされなくてもスケジュールが無効になることはありません。
制約の例をいくつか挙げます。
- 看護師は、日勤、夜勤、深夜勤務を同じ日に行うことはありません（つまり、24 時間勤務ではありません）。
- 看護師は休暇を取る場合があり、その間はシフト勤務をしません。
- 看護師は夜勤の後に翌日日勤をすることはありません。
- 2 人の看護師はお互いに嫌い合っており、そのため同じシフトで働くことができません。
- 看護師の 1 人は新しく資格を取得したばかりで、経験豊富な看護師とペアにならなければなりません。
- シフトには主任看護師が必要です。
ハード制約には通常、シフトの指定（午前、午後、夜など）、各看護師が 1 日に 1 シフト以上働かないこと、すべての患者が看護カバーを受けられることなどが含まれます。[1]看護師間の資格の違いもハード制約を生み出します。[7]ソフト制約には、特定の看護師に特定の週に割り当てられたシフトの最小数と最大数、週あたりの労働時間、連続労働日数、連続休日数などが含まれます。[1]個々の看護師のシフトの好みは、ソフト制約として扱うことも、ハード制約として扱うこともできます。[ 8]
ソリューション
この問題の解決には、数学的に正確な解法[8]と、分解法[10] 、並列計算法[10] [11] 、 確率的最適化法[1] 、遺伝的アルゴリズム[8] 、コロニー最適化法 [8] 、シミュレーテッドアニーリング法[8] 、量子アニーリング法[12]、タブー探索法[ 8] 、座標降下法[ 11] [13]を使用したさまざまなヒューリスティックな解法の両方を含むさまざまな手法が使用されます。
Burkeら(2004) [14]は、看護師勤務シフト問題に関する学術研究の現状を要約し、当時発表された様々な解決策の簡単な紹介を行った。
参照
参考文献
- ^ abcde Solos, Ioannis; Tassopoulos, Ioannis; Beligiannis, Grigorios (2013年5月21日). 「看護師勤務表問題を効果的に解決するための一般的な2段階確率変数近傍アプローチ」.アルゴリズム. 6 (2): 278–308. doi : 10.3390/a6020278 .
- ^ Aickelin, Uwe; Dowsland, Kathryn A. (2004). 「看護師のスケジュール作成問題に対する間接遺伝的アルゴリズム」. Computers & Operations Research . 31 (5): 761–778. arXiv : 0803.2969 . doi :10.1016/s0305-0548(03)00034-0. S2CID 8772185.
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- ^ Warner, D. Michael (1976). 「看護の好みに応じた看護職員のスケジュール作成：数理計画法によるアプローチ」。オペレーションズ・リサーチ。24 (5). INFORMS: 842–856. doi :10.1287/opre.24.5.842 。 2023年12月14日閲覧。
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外部リンク
- Wayback Machineの CGA を使用して NSP を解く方法の研究(2012 年 2 月 6 日アーカイブ)
- なぜ人々のスケジュール管理が難しいのでしょうか?
- 看護師のスケジュール問題を無料で解決するツール