Healthcare process improvement using Lean 5S and simulation: the humanitas anatomical pathology case

The thesis focuses on the Anatomical Pathology laboratory process improvement by following the structure of the A3 framework as a problem-solving tool and leveraging Lean Production principles and simulation modeling techniques. The company’s main concern was that the laboratory, due to the constant increase in the annual histological cases, would not be able to ensure timely and complete medical reports to their patients. The laboratory was characterized by high average waiting times between different production steps, the lack of six laboratory technicians needed to satisfy production, and the inability to accept all the cases received daily. After having defined the problem, targets related to laboratory technicians’ recovery and acceptance procedure performance have been set and a root-cause analysis was performed to identify the starting points of the defined problem. As a result, a re-design of the cases verification procedure and the installation of automated machinery were identified as possible countermeasures. The new cases verification procedure was developed following the Lean 5S tool. The related implementation plan was drafted, and complemented with the definition of the monitoring and standardization modalities adopted to sustain the implementation over time. After having identified the possible automated machinery, a simulation model was developed to evaluate their implementation in the laboratory routine from both an economic and production point of view. Five scenarios with distinctive characteristics were simulated and proposed to upper management to facilitate the decision-making process. The selected scenario, when the machinery will be actually implemented, will allow the recovery of four laboratory technicians. On the other side, the new case verification procedure after one month from implementation met the project target by increasing the verification capacity by more than 12%, decreasing the average waiting time for verification activities by almost 50%, and allowing recovery of half FTE of a laboratory technician. The project’s success translated into a higher quality of care for Humanitas patients by ensuring higher levels of safety and reducing lead times to diagnosis.

La tesi si concentra sul miglioramento dei processi di laboratorio di Anatomia Patologica seguendo la struttura del framework A3 come strumento di risoluzione dei problemi e sfruttando i principi della Produzione Snella e tecniche di simulazione. La preoccupazione principale dell’azienda era che il laboratorio, a causa del costante aumento dei casi istologici annuali, non sarebbe stato in grado di garantire referti medici tempestivi e completi ai propri pazienti. Dopo aver definito il problema, sono stati fissati gli obiettivi relativi al recupero di tecnici di laboratorio e alla capacità della procedura di accettazione ed è stata eseguita un'analisi causa-effetto per identificare le origini del problema definito. Successivamente, una riprogettazione della procedura di verifica dei casi e l’installazione di macchinari automatizzati sono state identificate come possibili contromisure. La nuova procedura di verifica dei casi è stata sviluppata seguendo lo strumento Lean 5S. È stato redatto il relativo piano di implementazione, ed integrato con la definizione delle modalità di monitoraggio e standardizzazione adottate per sostenere l'implementazione della procedura nel tempo. Dopo aver individuato i possibili macchinari automatici, è stato sviluppato un modello di simulazione per valutarne l'implementazione e l’efficacia nella routine del laboratorio sia dal punto di vista economico che produttivo. Cinque scenari con caratteristiche distintive sono stati simulati e proposti al top management per facilitare il processo decisionale. Lo scenario prescelto, quando i macchinari verranno effettivamente installati, consentirà di recuperare quattro tecnici di laboratorio. La nuova procedura di verifica dei casi, dopo un mese dall’implementazione, ha raggiunto gli obiettivi del progetto aumentando la capacità di verifica dei casi di oltre il 12%, ha ridotto il tempo medio di attesa per le attività di verifica di quasi il 50% e ha consentito di recuperare la metà delle ore lavorative di un tecnico di laboratorio. Il successo del progetto si è tradotto in una maggiore qualità delle cure per i pazienti di Humanitas, garantendo livelli più elevati di sicurezza e riducendo i tempi di risposta alla diagnosi.