Um algoritmo heurístico aplicado ao problema de escalonamento de médicos do Hospital de Clínicas de Porto Alegre

Abstract

O escalonamento de médicos consiste em definir em quais áreas e turnos do dia cada médico irá atuar para suprir as demandas de um hospital. Essa atividade geralmente é realizada mensalmente e deve obedecer dados contratuais, leis trabalhistas e demandas por serviços de saúde da comunidade. A escolha da escala impacta nas despesas do hospital e na relevância dada às preferências pessoais de cada médico. Devido à grande quantidade de escalas que podem ser combinadas entre os médicos, definir uma solução adequada demanda tempo e experiência do responsável por essa atividade. Entretanto, o tempo disponível é limitado e executar essa tarefa manualmente tende a acarretar em uma avaliação incompleta das soluções, assim como prover resultados de baixa qualidade. A principal vantagem na aplicação de algoritmos neste tipo de problema é tornar o processo mais ágil, fornecendo soluções de menor custo devido ao melhor aproveitamento do tempo útil na exploração de soluções. Este trabalho propõe uma heurística Variable Neighborhood Search (VNS) para solucionar o problema de escalonamento de médicos aplicado ao Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). O algoritmo proposto é comparado com uma formulação exata resolvida por um solver gratuito, o qual o hospital teria a disponibilidade de uso. A comparação é conduzida em três grupos de instâncias, geradas com base nos dados fornecidos pelo HCPA e classificadas por demanda e disponibilidade dos médicos.

The physician rostering problem consists of defining which areas and shifts of the day each physician will be assigned to meet the demands of a hospital. This activity is usually done monthly and must comply with contractual data, labor laws and demands for community health services. The choice of an assignment impacts hospital expenses and the relevance given to the personal preferences of each physician. Due to the large number of assignments that can be combined among physicians, defining an appropriate solution takes time and experience from the responsible for this activity. However, the time available is limited and performing this task manually tends to result in an incomplete evaluation of the solutions, as well as providing low-quality results. The main advantage of applying algorithms in this type of problem is to make the process more agile, providing solutions with lower cost due to the better uso of the time spent exploring solutions. This paper presents a heuristic of Variable Neighborhood Search (VNS) to solve a variant of the physician rostering problem applied to Hospital de Clínicas de Porto Alegre (HCPA). The proposed algorithm is compared with an exact formulation solved by a free solver, which the hospital would have the availability to use. The comparison is conducted in three types of instances, generated based on data provided by HCPA and classified by demand and availability of physicians.