Home health care nurses scheduling problem : a heuristic approach

Home Health Care is a service that provides health care directly to the patient’s home. This service, can easily lead, from the care provider point of view, to a reduction of costs and spaces. On the other hand, the quality of the service both granted by the hospital and perceived by the patient is however kept to a high standard. For these reasons, HHC has been considered, in the last years, a very interesting sector in the medical service business and a lot of public and private companies are now focusing and investing in this field. An important phase of the whole HHC system is, with no doubts, the creation of nurses schedules. This must take into account a vast variety of constraints such as the loyalty, that drives to the assignment of same nurses to same patients and the work balance among all the nurses. These restrictions make the task, which is usually handled manually by the head nurses, very difficult and time-consuming. The aim of this dissertation is to solve the nurses scheduling problem by means of a heuristic approach. This is divided in two phases, both representing a Constraint Satisfaction Problem: clustering and assignment. We present a suitable model for each part and its implementation, made exploiting the GNU Linear Programming Kit. We also deal with the intrinsic complexity of the problem and describe some methods we implemented to make the model run faster.

Il servizio di Assistenza Domiciliare Integrata offre la possibilit ́a ai pazienti convenzionati di ricevere assistenza sanitaria a domicilio. Tale servizio sta conoscendo, negli ultimi anni, una diffusione sempre maggiore in quanto consente alle aziende sanitarie un notevole risparmio in termini di costi e di spazio, ed al contempo fornisce ai pazienti un’assistenza di ottima qualit ́a. Perch ́e la qualit ́a sia mantenuta a buoni livelli ́e necessario gestire con grande precisione l’assegnamento dei pazienti agli infermieri di cui dispone l’azienda. La programmazione dei calendari di ciascun infermiere ́e tuttavia un lavoro non particolarmente facile dal momento che deve tenere in considerazione parecchi vincoli. Tra i vincoli piu ́ comuni si annoverano per esempio il fatto che nella maggior parte dei casi ́e richiesto di distribuire uniformemente il lavoro tra tutti gli infermieri oppure che ciascun paziente sia visitato da un numero il piu ́ possibile ridotto di infermieri diversi, in modo tale che si possa creare un rapporto continuativo tra il paziente e l’infermiere che faciliti la gestione del servizio stesso. L’obiettivo di questo operato ́e quello di risolvere il problema dello scheduling utilizzando un approccio euristico. Questo approccio suddiviso in due parti: il clustering, che suddivide l’area su cui si presta il servizio in sottoaree all’interno delle quali ́e preferibile l’assegnamento dei servizi ad uno stesso infermiere e l’assegnamento vero e proprio dei servizi da effettuare agli infermieri. Viene presentato un modello appropriato per ciascuna delle parti e la sua implementazione, fatta attraverso GNU Linear Programming Kit. In seguito, vengono descritti i problemi nati dalla complessit ́a del modello scritto ed i metodi implementati per rendere il modello piu ́ veloce.