Synchronization of material flows in hospital logistics: a literature-based classification framework and empirical insights

Hospitals logistics refers to the activities supporting the primary mission of hospitals, namely the effective and timely treatment of patients. Inventory and distribution management are the two processes enabling the provision of materials such as pharmaceutical, medical and surgical supplies, at points of care including clinical units and operating rooms. However, scientific literature in this field presents gaps concerning the integration of logistical activities with the clinical process to ensure availability and timely delivery of supplies when and where they are needed. This thesis addresses the challenge of synchronizing material flows within hospitals to enhance operational efficiency and patient care quality. Through a comprehensive systematic literature review and the development of a classification framework, this study identifies managerial levers, including scheduling policies, storing strategies, feeding units, and digital levers, including material and process tracking, assistance systems, and data analytics, that facilitate the alignment of clinical needs with logistical support. The framework is empirically validated through case studies of three hospitals in the Lombardy region of Italy. The analysis revealed common strategies such as the implementation of digital technologies and automated solutions, while also highlighting unique paths based on organizational size and complexity. The findings emphasize the critical role of concurrent digital and managerial efforts in achieving optimal synchronization, despite challenges related to scale, integration, and technological costs. Unlike prior studies that predominantly focus on cost optimization and single-process enhancements, this thesis adopts a holistic approach, integrating multiple synchronization levers to address complex material flow dynamics. Future research directions include expanding the framework's applicability across diverse hospital settings, regions, countries, and levels of technological adoption.

La logistica ospedaliera comprende le attività di supporto alla missione primaria dell’ospedale, ovvero il trattamento dei pazienti efficiente e tempestivo. La gestione interna delle scorte e della distribuzione sono i due processi che permettono la fornitura dei materiali, quali farmaci, dispositivi medici e chirurgici, ai centri di cura come reparti clinici e sale operatorie. Tuttavia, la letteratura scientifica in questo ambito presenta lacune inerenti all’integrazione delle attività logistiche con il processo clinico al fine di assicurare l’approvvigionamento tempestivo e la disponibilità delle scorte quando e dove sono richieste. Questa tesi affronta il tema della sincronizzazione dei flussi di materiali negli ospedali per migliorare l’efficienza operativa e la qualità dei servizi di cura al paziente. Attraverso una revisione sistematica della letteratura e lo sviluppo di un framework di classificazione, questo studio identifica leve manageriali, tra cui strategie di pianificazione e di stoccaggio, unità di trasporto, e leve digitali, incluso il tracciamento dei materiali e dei processi, sistemi di assistenza e analisi dei dati, che facilitano l'allineamento tra le esigenze cliniche e le attività logistiche di supporto. Il framework è stato empiricamente validato attraverso casi di studio di tre ospedali nella regione Lombardia in Italia. L'analisi ha rivelato strategie comuni come l'implementazione tecnologie digitali e soluzioni automatizzate, evidenziando al contempo approcci specifici basati sulla dimensione e complessità organizzativa. I risultati sottolineano il ruolo cruciale degli sforzi digitali e manageriali nel raggiungere una sincronizzazione ottimale, nonostante le sfide legate alle dimensioni, all'integrazione e ai costi tecnologici. Diversamente da studi precedenti che si concentrano prevalentemente sull'ottimizzazione dei costi e sui miglioramenti di processi singoli, questa tesi adotta un approccio olistico, integrando molteplici leve per affrontare le complesse dinamiche dei flussi di materiale. Le future direzioni di ricerca includono l'espansione dell'applicabilità del framework a diversi contesti ospedalieri, regioni, paesi, e livelli di adozione delle tecnologie.