Mit FICO Optimization

Boeing erstellt COVID-19 Pflegeplan innerhalb einer Woche

Boeings Luftfahrtsoftware Jeppesen löste zu Beginn der COVID-19-Pandemie ein entscheidendes Problem bei der Einsatzplanung von Pflegepersonal für die Intensivstation des Karolinska Universitätskrankenhauses in Stockholm, dem zweitgrößten Krankenhaus Schwedens.

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Karolinska Universitätskrankenhaus
Quelle: provided by Boeing

Mithilfe von Jeppesen Crew Rostering, welches FICO Xpress Optimization nutzt, erstellte Boeing Dienstpläne für mehr als 300 Pflegekräfte während der Hochphase, was zu mehr umsetzbaren Schichten für die Belegschaft und einer besseren Versorgungssituation für das Krankenhaus führte. Für seine Leistungen hat das Boeing Crew Solution Team den FICO Decisions Award 2021 für AI, Machine Learning & Optimization gewonnen.

Planerische Höchstleistung

Die COVID-19-Pandemie stellte alles auf den Kopf und schuf die unmittelbare Notwendigkeit, intensivmedizinische Abteilungen schnell zu erweitern. Gleichzeitig wurden die bestehenden Arbeitsabläufe und Vorschriften in Frage gestellt. Das Virus breitete sich in ganz Schweden aus, und das Universitätskrankenhaus Karolinska musste seinen Betrieb erheblich ausweiten, um das schnell steigende Patientenaufkommen zu bewältigen.

Um dies zu erreichen, wurde die Belegschaft um Mitarbeiter aus verschiedenen anderen Abteilungen erweitert und eine Krisenvereinbarung für Schweden in Kraft gesetzt, die die Regelungen zu Arbeitszeiten und Gehältern änderte. Das Karolinska musste daher einen Plan erstellen, um zu gewährleisten, dass diese deutlich größere Belegschaft sicher und effektiv arbeiten würde. Außerdem musste das Konzept innerhalb einer Woche umgesetzt werden, um die Dienstpläne für das Pflegepersonal der Intensivstation erstellen zu können. Das Krankenhaus wandte sich an das Crew Solution Team von Boeing in Göteborg, um dieses dringende Problem zu lösen.

„Die mit Abstand größte Herausforderung war die Zeit“, betont Daniel Roth, Senior Business Advisor bei Boeing. „Wir hatten nur eine Woche Zeit, um den ersten Dienstplan zu erstellen. Dabei mussten wir berücksichtigen, wer wann arbeiten kann, welche Kompetenzen die einzelnen Pflegekräfte haben, welche besonderen Anforderungen sie an ihren Dienstplan stellen und andere Faktoren. Diese Daten waren nicht strukturiert verfügbar, sondern eher in den Köpfen der aktuellen Planer und des Managements. Glücklicherweise ermöglicht unsere bewährte Luftfahrtlösung mit FICO Xpress Optimization als integralem Bestandteil dem Endanwender eine schnelle Erstellung von Dienstplänen."

Optimierung löst komplexe Probleme schnell

Bei der Berücksichtigung der Vorschriften des Krisenabkommens wurde deutlich, dass die Arbeitszeitgrenzen des Abkommens die Limits überschreiten, an denen ein Mensch über einen längeren Zeitraum hinweg sinnvoll arbeiten kann. Daher war es wichtig, vernünftige Workloads und Schichtmuster festzulegen. Die Struktur bestand schließlich aus zwei Arten von sich überlappenden 12,5-Stunden-Schichten - also 56 pro Woche. Dabei wurden sieben verschiedene Kompetenzprofile festgelegt, mit Mindestanforderungen pro Schicht und dem Ziel, die Versorgung zu maximieren.

„Die resultierenden Optimierungsprobleme fallen in die Klasse der ‚NP-schweren‘ Probleme. Das bedeutet, dass man nicht erwarten kann, auch umfangreichere Fälle in angemessener Zeit präzise zu lösen“, erklärt Tomas Gustafsson, Portfolio Manager bei Boeing. „Der Lösungsansatz von Jeppesen kombiniert heuristische und exakte Methoden, um diese praxisorientierten Laufzeiten zu erreichen, wobei die linearen und ganzzahligen Teilprobleme mit FICO Xpress gelöst werden.“

Sobald ein erster Entwurf vorlag, verfeinerte ein gemeinschaftliches Lösungsteam von Karolinska und Boeing den Ablaufplan über einige Tage und Nächte intensiv. Dazu galt es zu ermitteln, welche Arbeitsmuster möglich waren, die Aufgabenstellung geringfügig zu verändern, neu zu testen und eine neue Lösung zu erstellen. „Nichts davon wäre ohne die Geschwindigkeit, Flexibilität und Robustheit des zugrunde liegenden Optimierungsalgorithmus möglich gewesen, von dem FICO Xpress ein wesentlicher Teil ist“, fügt Gustafsson hinzu.

Die Situation auf den Karolinska Intensivstationen in diesem Frühjahr war überwältigend und beispiellos. Die Mitarbeiter arbeiteten unter extremen Bedingungen, setzten ihre Gesundheit und ihr Leben aufs Spiel, bewältigten aber unermüdlich den Zustrom von Patienten. „Die Erweiterung der Intensivstation und die rasche Implementierung des von Boeing entwickelten, Jeppesen-optimierten Planungssystems ermöglichten ein effizienteres und sichereres Arbeiten. Dadurch wurde das Krankenhaus auf dem Höhepunkt der Pandemie etwas entlastet“, so Roth. „Es ist schwer, den Erfolg und den Wert eines solchen Projekts zu beziffern, aber wir glauben, dass wir auf unsere eigene kleine Weise dazu beigetragen haben, die Pandemie zu bekämpfen und die Menschen an der Front zu unterstützen.“

„Dies ist ein fantastischer Einsatz von Optimierung, um eines der weltweit drängendsten Probleme des letzten Jahres zu lösen“, ergänzt Nikhil Behl, Chief Marketing Officer bei FICO. „Jeder, der nach Beispielen für den positiven Nutzen der Anwendung von Optimierung sucht, sollte sich ansehen, was Boeing und Karolinska innerhalb weniger Tage geleistet haben, um das Gesundheitswesen bei der Bewältigung der Corona-Krise zu unterstützen.“

„Boeing hat sein Optimierungssystem für die Flug- und Bahnplanung von Jeppesen angepasst, um Probleme bei der Planung von Pflegekräften auf Intensivstationen während der Pandemie zu lösen“, erläutert Lisa Morgan, Contributing Writer bei InformationWeek und eine der Juroren der FICO Decisions Awards. „Die Jury war beeindruckt, wie schnell das Team von Boeing das Problem verstanden, angegangen und eine Lösung implementiert hat. Die Datenwissenschaftler haben hervorragende Arbeit geleistet und sich der Herausforderung gestellt.“

Quelle: Boeing

15.06.2021

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