多目标优化下的手术室分派调度问题

上海交通大学学报（自然版） ›› 2012, Vol. 46 ›› Issue (12): 1983-1988.

多目标优化下的手术室分派调度问题

张政, 谢晓岚, 耿娜

（上海交通大学工业工程与物流工程系,上海 200240）

收稿日期:2011-11-05 出版日期:2012-12-29 发布日期:2012-12-29
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（71131005）

Multi-objective Operating Room Allocation

ZHANG Zheng, XIE Xiao-Lan, GENG Na

(Department of Industrial Engineering & Logistics Management, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)

Received:2011-11-05 Online:2012-12-29 Published:2012-12-29

摘要/Abstract

摘要： 针对手术室分派调度的4个优化指标：开放成本、加班成本、手术切换和偏好，提出了手术室分派调度的线性规划模型，并利用蒙特卡洛方法考虑了手术时间的不确定性.采用了标准的线性规划求解器(Cplex)进行实例求解，结果表明，所提出的方法能有效减少手术室运营总成本、手术室的平均加班时间和手术的切换次数，在很大程度上满足了手术偏好要求.

关键词: 手术室调度, 多目标优化, 随机规划, 蒙特卡洛, 线性规划

Abstract: Operating room (OR) allocation has multiple criteria such as OR’s opening cost, overtime cost, surgery setup cost and preferences. This paper addresses the multi-objective operating room allocation approach in order to optimize the above four criteria with uncertain surgery times. A linear programming model was proposed to optimize a linear combination of the four criteria and by using a Monte Carlo method to handle the surgery time uncertainty. The numerical results obtained with a standard LP-solver (Cplex) show that this method considerably reduces the total operation cost of ORs. It effectively reduces the average overtime and surgeries setup frequency while meets surgical preferences to a large extent.

Key words: operating room allocation, multi-objective optimization, stochastic planning, Monte Carlo, linear programming

中图分类号:

C 935

张政, 谢晓岚, 耿娜. 多目标优化下的手术室分派调度问题[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2012, 46(12): 1983-1988.

ZHANG Zheng, XIE Xiao-Lan, GENG Na. Multi-objective Operating Room Allocation[J]. Journal of Shanghai Jiaotong University, 2012, 46(12): 1983-1988.

参考文献

［1］Lamiri M, Grimaud F, Xie X, Optimization methods for a stochastic surgery planning problem［J］. International Journal of Production Economics, 2009，120(2): 400410.
［2］Dexter F. Education in operating room management［EB/OL］.［20110901］. http:∥www.franklindexter.net/education.htm.
［3］Cardoen B, Demeulemeester E, Belin J. Operating room planning and scheduling: A literature review［J］. European Journal of Operational Research, 2010， 201(3): 92132.
［4］Lamiri M, Xie X, Dolgui A, et al. A stochastic model for operating room planning with elective and emergency demand for surgery［J］. European Journal of Operational Research, 2008， 185(3): 10261037.
［5］Lamiri M , Xie X, Zhang S. Column generation approach to operating theater planning with elective and emergency patients［J］. IIE Transactions, 2008， 40(9): 838852.
［6］Denton B, Viapiano J, Vogl A. Optimization of surgery sequencing and scheduling decisions under uncertainty［J］. Health Care Manag Sci, 2007，10(1): 1324.
［7］Denton B, Miller A, Balasubramanian H, et al. Optimal allocation of surgery blocks to operating rooms under uncertainty［J］. Operations Research, 2010，58(4 PART 1): 802816.
［8］Zhang B, Murali P, Dessouky M, et al. A mixed integer programming approach for allocating operating room capacity［J］. Journal of the Operational Research Society, 2009， 60(5): 663673.
［9］Belin J, Demeulemeester E, Cardoen B. A decision support system for cyclic master surgery scheduling with multiple objectives［J］. Journal of Scheduling, 2009，12(2):147161.
［10］Ozkarahan I. Allocation of surgeries to operating rooms by goal programming［J］. Journal of Medical Systems, 2000， 24: 339378.
［11］Dexter F, Dexte E U, Ledolter J. Influence of procedure classification on process variability and parameter uncertainty of surgical case durations［J］. International Anesthesia Research Society, 2010， 110: 11551163.

[1]	王晓亮, 姚小松, 高爽, 刘国华. 超低轨卫星气动阻力特性[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(8): 1089-1100.
[2]	马洲俊, 王勇, 王杰, 陈少宇. 柔性控制器MMC子模块最优冗余数量双重协同优化方法[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(3): 325-332.
[3]	杨博, 王俊婷, 俞磊, 曹璞璘, 束洪春, 余涛. 基于孔雀优化算法的配电网储能系统双层多目标优化配置[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(10): 1294-1307.
[4]	李玲芳, 陈占鹏, 胡炎, 邰能灵, 高孟平, 朱涛. 基于灵活性和经济性的可再生能源电力系统扩展规划[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(7): 791-801.
[5]	李臻, 许冰青, 李庆波, 鄢雄伟, 李博雅. 基于序列凸优化算法的飞行器轨迹规划[J]. 空天防御, 2021, 4(4): 50-56.
[6]	孙鸿强, 张占月, 方宇强. 基于NSGA-II算法的编队卫星重构策略[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(3): 320-330.
[7]	刘明涛, 谢俊, 张秋艳, 包长玉, 常逸凡, 段佳南, 施雄华, 鲍永. 碳交易环境下含风电电力系统短期生产模拟[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(12): 1598-1607.
[8]	王运龙, 姜云博, 管官, 邢佳鹏, 于光亮. 基于知识工程的船舶机舱设备三维布局设计[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(10): 1219-1227.
[9]	邓召学, 杨青桦, 蔡强, 刘天琴. 应用于汽车动力总成启停工况的磁流变悬置设计与试验[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(1): 56-66.
[10]	刘西, 李贤, 陈伟, 从光涛, 李如飞. 基于NSGA-Ⅲ算法的多目标分配方法研究[J]. 空天防御, 2021, 4(1): 109-116.
[11]	高云凯, 马超, 刘哲, 田林雳. 基于NSGA-III的白车身焊装生产平台的离散拓扑优化[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(12): 1324-1334.
[12]	兰宏凯，柳存根，聂鑫. 船体三维曲板展开方法多目标优化模型[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(10): 1101-1107.
[13]	施振兴, 管再升, 王磊, 施臣钢, 伍彬. 基于遗传算法的自动驾驶仪参数多目标优化研究[J]. 空天防御, 2020, 3(1): 41-49.
[14]	赖文星, 贾军, 鲍然, 丁士洲. 基于多目标优化的防空武器拦截方案设计方法[J]. 空天防御, 2019, 2(4): 1-6.
[15]	王刚成，马宁，顾解忡. 基于Kriging代理模型的船舶水动力性能多目标快速协同优化[J]. 上海交通大学学报（自然版）, 2018, 52(6): 666-673.