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GESUNDHEITSMANAGEMENT III Teil 3 Prof. Dr. Steffen Fleßa Lst. für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre und Gesundheitsmanagement Universität Greifswald.

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1 GESUNDHEITSMANAGEMENT III Teil 3 Prof. Dr. Steffen Fleßa Lst. für Allgemeine Betriebswirtschaftslehre und Gesundheitsmanagement Universität Greifswald 1

2 Gliederung 1 Outputfaktoren 2 Betriebskybernetik 3 Logistik 3.1 Materialwirtschaft und Lagerhaltung Materialbedarfsplanung Lagerhaltungsmodelle 3.2 Transportplanung Grundlagen Optimierung 3.3 Standortprobleme 2

3 3 Logistik: Überblick Definition: Bereitstellung von Gütern und Informationen Teilgebiete: – Beschaffungslogistik – Interne Logistik – Absatz- bzw. Distributionslogistik – Entsorgungslogistik Einteilung nach Logistikobjekten: – Güterlogistik, Personenlogistik, Informations- u. Kommunikationslogistik Logistik als Querschnittsfunktion 3

4 Logistik Kriterien: – rechtzeitig – in den benötigten Mengen – in der benötigten Qualität – am richtigen Ort – in der richtigen Zusammenstellung – unter Beachtung aller Vorschriften 3 Rs (6 Rs) Abgrenzung: – Materiallogistik: Bereitstellung von Produktionsfaktoren – Materialwirtschaft: = Materiallogistik + vertragliche Aspekte des Einkaufs – Supply Chain: komplette Wertschöpfungskette, bestehend aus Beschaffungs-, Produktions-, Lager- und Transportaktivitäten Supply Chain Management: Koordination aller an der Supply Chain beteiligten Prozesse auf die Erfüllung der Kundenanforderungen hin Versorgung Entsorgung 4

5 Unternehmenslogistik (Disziplinen) Materiallogistik: – Beschaffungslogistik: Sicherstellung einer mengen-, termin- u. qualitätsgerechten Materialversorgung – Produktionslogistik: Planung, Steuerung u. Kontrolle des Güterflusses zw. Wareneingang, Fertigung u. Versand Distributionslogistik: – Planung u. Steuerung der Verteilung der Endprodukte an die Abnehmer Entsorgungslogistik: – Aufgaben und Prozesse der Abfallentsorgung in allen Stationen der Logistikkette Transport- und Verkehrslogistik: – Reine Beförderung von Gütern 5

6 Logistik im Krankenhaus Krankenhauslogistik ist eine Variante der Unternehmenslogistik Versorgung – Bereitstellung von Personal, Medikamente, Räume, Geräte, und Informationen zur Durchführung und Aufrechterhaltung des medizinischen Betriebes – Elemente Einkauf Lagerhaltung Externer Transport Interner Transport Informationswirtschaft Patiententransport – Rettungswesen – Krankentransport ins Krankenhaus – Interner Patiententransport – Entlassungs- und Verlegungstransport Entsorgung des Krankenhausbetriebes – Beseitigung bzw. Aufbereitung von Abfällen 6

7 Aufgabenbereiche der Krankenhauslogistik Beschaffung & Einkauf Lagerlogistik inner- betriebliche Transporte Informations- logistik 7

8 Beschaffung & Einkauf Strategische Aufgaben – Lieferantenauswahl, -pflege, -bewertung – Produktauswahl, -bewertung – Verhandlung von Kaufverträgen und Konditionen Operative Aufgaben Bestellung von Material – Arzneimittel – ärztliches und pflegerisches Verbrauchsmaterial – Verbrauchsmaterial für Funktionsstellen (Röntgen, Labor, EKG, usw.) – Lebensmittel, Bürobedarf –... 8

9 Beschaffung & Einkauf 9

10 Kernprobleme der Beschaffung & des Einkaufs Gewachsene Strukturen – teilweise unorganisiert Zentralisierung / Dezentralisierung der Einkaufsentscheidungen Schwachstellen: – hoher Bestellaufwand – keine Bündelung von Bestellungen – sehr großes Artikelspektrum, viele davon in geringen Stückzahlen – geringe Standardisierung des Artikelsortiments – keine mittel- bis langfristige Beschaffungsplanung, keine Einkaufsstrategien 10

11 Lagerlogistik Warenannahme und Eingangskontrolle Lagerung und Kommissionierung Bedarfsermittlung Bestandsmanagement Vorratshaltung 11

12 Lagerlogistik 12

13 Kernprobleme der Lagerlogistik Lager – Zentrallager und viele Lagerräume verteilt auf dem Gelände bzw. in den Gebäuden – interne Lagerorte ungeplant, mit dem Bedarf gewachsen Schwachstellen: – überhöhte Bestände in Zentral- & Stationslagern hohe Kapitalbindung und Lagerkapazität – hoher Schwund durch Verfall Entsorgungs- und Materialkosten – fehlende Bestands- und Bestellmengen – undurchschaubare Kostenzuordnung – Belastung des Pflegepersonals durch artfremde Tätigkeiten 13

14 Innerbetriebliche Transporte Hol- und Bringdienst ärztliches und pflegerisches Ver- brauchsmaterial Bluttransporte Laborproben reparierte Geräte Hol- und Bringdienst ärztliches und pflegerisches Ver- brauchsmaterial Bluttransporte Laborproben reparierte Geräte Ver- & Entsorgung Speisen Wäsche Betten Abfall Ver- & Entsorgung Speisen Wäsche Betten Abfall Belieferung der Bedarfsstellen mit unterschiedlichen Lieferfrequenzen Fahrdienst (Transport von Patienten) Fahrdienst (Transport von Patienten) intern innerhalb der Gebäude zwischen Gebäuden innerhalb des KH-Campus extern zu ausgelagerten Stationen zwischen Standorten 14

15 Innerbetriebliche Transporte 15

16 Kernprobleme der innerbetrieblichen Transporte unzureichende Bündelung von Transportaufträgen unüberschaubare Zahl an Transportvorgängen Vielzahl an Sonder- und Leerfahrten Leer-, Warte- und Stillstandzeiten Infrastrukturengpässe (z.B. Aufzüge, keine automatischen Türen) Behinderungen der Transportwege 16

17 Informationslogistik Abwicklung der Informationsflüsse innerhalb des Krankenhauses Kommunikation zwischen Bedarfsstellen, Läger, Einkauf,... EDV-Unterstützung: – Daten in standardisierter Form sammeln – Informationen jederzeit und von überall verfügbar machen – Beispiele: Krankenhausinformationssystem (KIS) Materialwirtschaftssystem 17

18 Kernprobleme der Informationslogistik vorwiegend gute Ausstattung mit Computern, jedoch werden viele Vorgänge noch in Papierform erfasst bzw. durchgeführt Vielzahl verschiedener Informationssysteme / Module im Einsatz EDV-Systeme bieten keine Planungs- bzw. Entscheidungsunterstützung: – keine Möglichkeiten zur Prozessoptimierung – keine Erschließung von Einsparpotentialen 18

19 Integration von logistischen Prozessen OP- Management Personal- einsatz- planung Transport- dienst Material- versorgung 19

20 wenn … nicht funktioniert … OP- Management Personal- einsatz- planung Transport- dienst Material- versorgung Stillstands- und Wartezeiten im OP 20

21 Grundproblem: Integration von logistischen Prozessen OP- Management Personal- einsatz- planung Transport- dienst Material- versorgung Wartezeiten für Patienten & Überstunden für das OP-Personal Stillstands- und Wartezeiten im OP 21

22 Grundproblem: Integration von logistischen Prozessen OP- Management Personal- einsatz- planung Transport- dienst Material- versorgung Stillstands- und Wartezeiten im OP Wartezeiten für Patienten & Überstunden für das OP-Personal 22

23 Grundproblem: Integration von logistischen Prozessen OP- Management Personal- einsatz- planung Transport- dienst Material- versorgung Stillstands- und Wartezeiten im OP Wartezeiten für Patienten & Überstunden für das OP-Personal Verfügbarkeitsprobleme von Personal im OP 23

24 Gründe für mangelhafte Integration unzureichende EDV-Unterstützung Insellösungen, keine Schnittstellen keine Vernetzung der Prozesse & Prozessbeteiligten mangelhafte Kommunikation fehlende Koordination der Stationen, Funktionsbereiche untereinander keine Transparenz Dominoeffekt: – wenn einmal etwas schief läuft, gehen alle nachgelagerten Prozesse auch schief 24

25 3.1 Materialwirtschaft und Lagerhaltung Überblick: – Feststellung des Bedarfs – Einholung von Angeboten – Produktentscheidung – Vertragsabschluss – Lieferung – Wareneingangskontrolle – Interne Logistik, Auf Lager nehmen – Lagerung – Verbrauch, ggf. Entsorgung 25

26 Feststellung des Bedarfs Primäre Aufgabe der betriebswirtschaftlichen Modelle Teilaufgaben: – Ermittlung der optimalen Bestellmenge – Ermittlung des optimalen Bestellzeitpunktes – Ermittlung der Dringlichkeit der Bestellung – Ermittlung der Substitutionsprodukte – Ermittlung von Preisobergrenzen – Ermittlung der Sensitivität des Produktionsprozesses bei Engpässen in der Versorgung mit diesem Gut – EDV-gestützte Lagermengenüberwachung 26

27 Einholung von Angeboten – Langfristige Händlerbindung vs. individuelle Entscheidung Tendenz 1995: Preisminimierung; pro Auftrag neuer Händler möglich Tendenz 2005: Qualitätsmaximierung; langfristige Händlerbindung Arbeit am Lieferanten – Preisreduktion, Bonus, Zahlungskonditionen – Lieferzeiten, Qualität – Unterstützung bei Analysen – elektronischer Einkauf » EDV-gestützte Bestellung » Problem der Bar-Codes auf Kleinpackungen 27

28 E-Commerce Traditionelle Bestellung: – 80 % per Fax – 18 % per Telefon – 2 % persönlich Nachteile: – Zeitaufwendig – Kostenintensiv – Unsicher (z. B. menschliche Fehler) – Geringe Transparenz der Anbieter und Kondititionen Lösung: E-Commerce – Inhalt: Elektronische Abwicklung aller zum Einkauf gehörigen Prozesse 28

29 E-Commerce Anwendungsfelder: – Consumer to Consumer (C2C) – Business to Business (B2B) Krankenhaus kauft Pharmazeutika auf Internet-Plattform – Business to Consumer (B2C) Komponenten – E-Procurement Lösungen zur elektronischen, papierlosen, zentralen oder dezentralen Bestellung von Produkten – E-Marketplace Darstellung der Produkte von verschiedenen Anbietern, Vergleichbarkeit von Angeboten – E-Transaction Übermittlung von Anfragen, Bestellungen, Lieferscheinen, Rechnungen und Zahlungen Ziele – Reduktion der Einkaufspreise – Reduktion der Bestellkosten – Transparenz (z. B. der Qualität) – Schnelle und sichere Beschaffung 29

30 E-Commerce Bewertung: – Zahlreiche Firmen des E-Commerce werden innerhalb weniger Jahre insolvent. – Euphorie ist verflogen, z. B. schlechte Qualität bei internationalem Einkauf Kosteneinsparung fraglich: E-Procurement geht auch nicht automatisch Plattformübergreifende Standards fehlen noch 30

31 Produktentscheidung – Einflussfaktor Preis (inkl. Rabatte und Skonti) – Einflussfaktor Service – Einflussfaktor Verfügbarkeit – Einflussfaktor Verbundbestellung Kosten pro Bestellung Therapiemodule, Sets and Kits – abnehmende Tendenz – Standardisierung – Pay-per-Use z. B. Zentrallabor, Instrumentennutzung in der Chirurgie, Einsatz von Beatmungsgeräten (Instrument + Verbrauchsmaterial) 31

32 3.1.1 Materialbedarfsplanung ABC-Analyse: Aufteilung aller Materialien hinsichtlich ihres relativen Wertes in die Kategorien: – A-Güter: hoher wertmäßiger Verbrauch hoher Preis und / oder hohe Menge – B-Güter: wertmäßiger Verbrauch im mittleren Bereich – C-Güter: wertmäßiger Verbrauch gering Normale Einteilung: – 15 % der Artikel machen 80 % des Gesamtverbrauchswertes aus: A- Güter – 35 % der Gesamtmenge hat einen Gesamtverbrauchswert von 15 %: B- Güter – 50 % der Gesamtmenge hat einne Gesamtverbrauchswert von 5 % 32

33 ABC-Analyse 33

34 Beispiel ProduktMenge/JahrPreis/Stück [Euro] XA ,01 XB5.0000,03 XC ,02 XD2.0000,03 XE3.0000,50 XF ,-- XG5008,-- XH ,15 XI3.0002,-- XJ2.0001,-- XK3.0000,15 XL ,01 XM2007,-- XN40012,-- XO5.0002,-- XP2.0003,-- : Ein Krankenhaus kauft regelmäßig folgende Produkte: Aufgabe: Auf welche Produkte sollte sich ein Kostenmanager spezialisieren? 34

35 XYZ-Analyse Aufteilung bzgl. ihres Bedarfsverlaufs – X-Güter: regelmäßiger, nahezu konstanter (schwankungsloser) Bedarfsverlauf z. B. Schmerzmittel – Y-Güter: trendmäßig steigender oder fallender oder saisonal schwankender Bedarf z. B. Grippemittel – Z-Güter: äußerst unregelmäßiger Bedarf z. B. Medikamente für Bluter 35

36 Methoden der Bedarfsermittlung Verbrauchsorientierte Methoden – Ausgangslage: Verbrauch der letzten Periode(n) – Prognosemodelle: Regressionsrechnung (Ökonometrie) Gleitende Durchschnitte Zeitreihenanalyse (e.g. saisonale Bereinigung) Programmorientierte Methoden – Ausgangslage: Produktionsprogramm der zukünftigen Periode(n) 36

37 3.1.2 Lagerhaltungsmodelle Überblick: – Lagerbestandsverläufe – Modelle Harris-Andler Wagner-Whitin LP 37

38 Klassischer Lagerbestandsverlauf Losgröße: q Permanenter Abgang der Rate r Unendlich hohe Zugangsgeschwindigkeit Keine Fehlmengen Kein Sicherheitsbestand 38

39 Lagerbestandsverlauf mit Sicherheitsbestand Losgröße: q Permanenter Abgang der Rate r Unendlich hohe Zugangsgeschwindigkeit Sicherheitsbestand 39

40 Lagerbestandsverlauf mit Fehlmengen Unendlich hohe Zugangsgeschwindigkeit Fehlmengen zugelassen Losgröße: q Permanenter Abgang der Rate r 40

41 Lagerbestandsverlauf im Sachgüterbereich Losgröße: q Permanenter Abgang der Rate r Endlich hohe Zugangsgeschw. Keine Fehlmengen Kein Sicherheitsbestand 41

42 Klassischer Lagerbestandsverlauf mit stochastischer Abgangsrate Keine Fehlmengen Kein Sicherheitsbestand Losgröße: q Abgang mit zufallsbedingter Rate r Unendlich hohe Zugangsgeschw. 42

43 Modell von Harris und Andler Ziel: Ermittlung der optimalen Losgröße (Economic Ordering Quantity, EOQ) für das klassische Losgrößenmodell Modellannahmen: – Deterministisches, kontinuierliches Modell – Durchgehende Bestandsüberprüfung – Ein Produkt – Ein Lager – Fixe Bestellmengen – Keine Fehlmengen erlaubt – Wiederbeschaffungszeit = 0 – Bestände werden ohne Verzug sofort wieder aufgefüllt 43

44 Modell von Harris und Andler 44

45 Bestellkosten – Bestellkosten = Bestellkostensatz (C B ) * Anzahl der Bestellungen im Jahr – Es gilt: tan( )=r=q/T, d.h. T=q/r – Anzahl der Bestellungen pro Periode: 1/T = r/q Bestellkosten = 45

46 Lagerkosten – Lagerkosten = Lagerkostensatz (C L ) * durchschnittliche Lagermenge – Durchschnittliche Lagermenge = q/2 – Lagerkosten =

47 Lagerhaltungskosten – Lagerhaltungskosten = Lagerkosten + Bestellkosten – Gesucht: Gesamtkostenminimum

48 Optimierung 48

49 Minimalkosten 49

50 Kostenverläufe 50

51 Arbeitsaufgabe Ein Krankenhaus verbraucht jedes Jahr Mullbinden eines bestimmten Typs. Der Lieferant verlangt 250 Euro pro Anlieferungsvorgang. Gleichzeitig kostet die Lagerung jeder Binde 1 Euro pro Jahr an Zinsen und Verwaltungskosten Wie hoch sind die Lagerhaltungskosten, wenn alle Binden auf einmal bestellt werden? 2. 2.Wie hoch sind die Lagerhaltungskosten, wenn jeden Monat bestellt wird? 3. 3.Wie viele Binden sollten auf einmal bestellt werden? 4. 4.Welche zusätzlichen Restriktionen sollte das Modell berücksichtigen? 51

52 Organisation der Lagerhaltung Lagerarten: – Zentrallager – Dezentrales Lager – Bedarfsstellenlager Stufigkeit des Lagersystems (ein- oder mehrstufig) 52

53 Zentralisierung von Lagerhaltung Voraussetzungen: – Zentralisierungsfähige Produkte kein medizinischer Sachverstand erforderlich – Zentralisierungswürdige Produkte Zentraleinkauf wirtschaftlich Beispiel: Zentralapotheke versus Teilapotheken auf den Stationen 53

54 Kostenvergleich zentral vs. dezentral Modell: n Krankenhäuser sollen eine Einkaufszentrale bilden Vereinfachende Annahme: Bestell- und Lagerkostensätze verändern sich nicht.

55 Zentrale Lagerhaltung - Vorteile Bessere Übersicht über den Artikelbestand – Nutzung moderner EDV-Systeme – Professionelle und zeitnahe Erfassung der Zu- und Abgänge Niedrigere Lagerhaltungskosten – Niedrigere Lagerbestände nötig (gemeinsamer Sicherheitsbestand) – Weniger Bestellvorgänge durch Bündeleffekte(Verbundbestellung) Nutzung automatisierter Lager-, Transport- und Handhabungstechniken – Rationelle Flächen- bzw. Raumnutzung – Entlastung von Lagermitarbeiter von schwerer körperlicher u./o. gesundheitsgefährdender Tätigkeiten Reduzierung der Belastung von Fachpersonal mit artfremden logistischen Tätigkeiten (Bedarfsstellenlogistik) Nutzung von Synergieeffekten durch eine Zentralisierung der Abläufe 55

56 Zentrale Lagerhaltung - Nachteile Erhöhung der Transportstrecken zwischen Lager- und Verbrauchsort Längere Zugriffszeiten Geringe Transparenz bzgl. des tatsächlich verfügbaren Materials 56

57 Lösung: Zweistufige Lagersysteme Zentrallager + dezentrale Lager auf den Stationen und Funktionsbereichen (bedarfsstellengebundene Handlager oder bedarfsstellenungebundene Lager für mehrere Handlager) oder Mehrere größere dezentrale Lager + Handlager auf den Stationen und Funktionsbereichen Problem: durch zusätzliche Lagerstufe – Unterbrechung des Materialflusses und – Zusätzliche Sicherheitsbestände Organisation der Warenannahme hängt von Organisation der Lagerhaltung ab 57

58 Wagner-Whitin Annahmen: – Diskretes Lagerhaltungsmodell: Abgänge sind nicht stetig Diskrete Bestellzeitpunkt – Keine Fehlmengen – Variable Einkaufsmengen – Grundmodell: keine Lieferzeit, momentaner Zugang – Deterministisches Modell 58

59 Lagerbestandsverlauf 59

60 Lösung: Dynamische Programmierung Prinzip: Entscheidungsbaum – Vollenumeration – Teilenumeration Dynamische Programmierung – komme aus zulässiger, aber unvollständiger Lösung – entwickle weitere, immer vollständigere Lösungen – Suboptimale Lösungen werden auf dem Entwicklungspfad ausgeschlossen Branch-and-Bound – Komme aus der unzulässigen, aber vollständigen Lösung – Füge Bedingungen hinzu, bis zulässige Lösung erreicht ist 60

61 Lösung eines typischen Wagner-Whitin (Beispiel) Periode12345 Nach- frage CB100 CL1 61

62 Hinrechnung in/für N

63 Hinrechnung in/für N Wenn in Periode 1 für Periode 1 bestellt wird (50 Stück), fallen Bestellkosten von 100 Euro an, jedoch keine Lagerkosten

64 Hinrechnung in/für N Wenn in Periode 1 für Periode 1 und 2 bestellt wird (130 Stück), fallen Bestellkosten von 100 Euro und Lagerkosten von 80 Euro (80 Stück eine Periode) an Wenn in Periode 1 für Periode 1 (50 Stück) und in Periode 2 für Periode 2 (80 Stück) bestellt wird, fallen Bestellkosten von 200 Euro an, jedoch keine Lagerkosten

65 Hinrechnung in/für N Wenn in Periode 1 für Periode 1,2 und 3 bestellt wird (160 Stück), fallen Bestellkosten von 100 Euro und Lagerkosten von 140 Euro (80 Stück eine Periode und 30 Stück für zwei Perioden) an

66 Hinrechnung in/für N Wenn in Periode 1 für Periode 1 (50 Stück) und in Periode 2 für Periode 2 und 3 bestellt wird (110 Stück), fallen Bestellkosten von 200 Euro und Lagerkosten von 30 Euro (30 Stück eine Periode) an

67 Hinrechnung in/für N Es wäre unlogisch, in Periode 1,2,3 zu bestellen. Wenn in Periode 1 für Periode 1 und Periode 2 bestellt wird (130 Stück) und in Periode 3 für Periode 3, fallen Bestellkosten von 200 Euro und Lagerkosten von 80 Euro (80 Stück eine Periode) an

68 Hinrechnung in/für N >230: Ab hier kann nichts niedrigeres mehr kommen!

69 Hinrechnung in/für N

70 Rückrechnung in/für N

71 Ergebnis Bestellperiode124 Nachfrage von Periode12,34,5 Losgröße

72 Lösung mit LP Verweis auf weiterführende betriebswirtschaftliche Literatur, z.B. Domschke, Scholl: Einführung in die Betriebswirtschaftslehre, S. 162 ff. 72

73 Erweiterungen Fehlmengen Verbundbestellungen 73

74 3.2 Transportplanung Grundlagen Materialtransporte – Speisen (33%) – Wäsche (30%) – Müll (16%) – Apothekengut (4%) – Sonstiges: Sterilgut, Röntgenkassetten, Laborproben, Akten, Disketten, … Transporte von Menschen – Patienten – Mitarbeiter – Leichen 74

75 Materialtransporte: Transportsysteme Transportsysteme – Schiebedienste – Großbehälter (Container) Fahrerloses Transportsystem (FTS) Elektrohängebahn (EHB) – Kleinbehälter Kleingut-Förderanlage (KFA) (insb. Kleinlastenaufzug) Rohrpostanlage Transport- bzw. Verteilbänder – Fahrzeuge (Kranken-, Rettungswagen) 75

76 Transportsysteme Fahrerlose Transportsysteme Möglichkeit ständig ändernder Routen Elektrohängebahn feste Route 76

77 Transportsysteme Kleingüterförderanlage Transport auf festen Routen. Max. 20 kg Rohrpostanlage Transport auf festen Routen. Max. 5 kg, 8 m/s Bsp.: Schnellschnittdiagnostik 77

78 Anforderungen an Patiententransporte Fachkenntnisse des Begleiters – Ziwi, Pflegehilfskraft, Pflegekraft, Rettungssanitäter Wartezeiten – Notfalltransport, Schwerstkrankentransport, normale Patienten Infektiosität – Kombinierbarkeit mit anderen Transporten – Reinigung / Sterilisierung des Fahrzeuges Kernzeit oder Randzeiten 78

79 Traditionelle Transportplanung (Patiententransporte) Anmeldung eines Transportauftrags – telefonisch – per – Hauspost Angaben: – Ausgangs- und Zielort – gewünschte Abhol- oder Ankunftszeit (Zeitfenster) – Priorität (z.B. Notfall) – Transportart (z.B. liegend, sitzend, gehend) – Hilfsmittel und Geräte (z.B. Rollstuhl, EKG) – Begleitung (z.B. Arzt) – Infektionsrisiko Planung: – Echtzeitplanung (durch Notfälle) – Ständige Revision der Planung bei jedem Auftragseingang 79

80 Disposition von Transportaufträgen (Patiententransporte) Disposition der Leitstelle: – Vergabe von Aufträgen an Transporteure bzw. Transportteams – Bestimmung der Reihenfolge der Abhol- und Zielorte – Terminierung der Fahrten Ziele der Disposition – Minimierung der Wegezeiten und Transportkosten – Maximierung der Ressourcennutzung – Maximierung der Servicequalität: Abholung / Ablieferung der Patienten gemäß gewünschter Zeiten Transportdauer für jeden Patient unterhalb eines vorgegebenen Zeitlimits teilweise konkurrierende Ziele 80

81 Nebenbedingungen (Patiententransporte) Anforderungen der einzelnen Aufträge – gewünschtes Zeitfenster – benötigtes Hilfsmittel (Fahrzeug mit Hebebühne,...) – maximale Fahrzeit Fuhrpark an Transportmitteln mit unterschiedlichen – Ausstattungen (Geräte) – Kapazitäten (z.B. für Betten, Rollstühle) Transportmitarbeiter mit unterschiedlichen – Qualifikationen – Dienstzeiten, Pausen Einzeltransporte für infektiöse Patienten mit anschließender Desinfektion und anschließendem Stillstand des Fahrzeugs Alternative Ein- und Ausgänge in Gebäuden 81

82 Weitere Merkmale (Patiententransporte) Nur kurzfristige Planung der Transporte möglich: – viele Transportaufträge sind vorab gar nicht bekannt, z.B. in manchen Krankenhäusern weniger als 25% Voranmeldungen Hohe Flexibilität der Planung wird verlangt: – Auftreten unvorhersehbarer Ereignisse, z.B. Notfälle, längere Behandlungsdauer eines Patienten, Stornierung eines Auftrags,... – Ausfall von Ressourcen, z.B. Transporteur, Fahrzeug Folge: EDV- und Modellunterstützung dringend notwendig 82

83 Manuelle Disposition Eine Station oder Funktionsabteilung meldet einen erforderlichen Patiententransport an die Leitstelle. Die Leitstelle erfasst die Auftragsdaten. Die Auftragsvergabe an Mitarbeiter des Transportdienstes erfolgt normalerweise nach der FIFO - Methode (First-In, First-Out). Notfälle werden gesondert behandelt.. Der Transportmitarbeiter führt einen oder mehrere Aufträge durch und meldet sich anschließend bei der Leitstelle zurück. 83

84 Manuelle Disposition Nachteile: – verspätete Transporte / geringe Zuverlässigkeit – unerwünschte Patientenwartezeiten und Stillstandzeiten – vorhandene Ressourcen werden nicht ausgeschöpft – ungleichmäßige Auslastung der Transportmitarbeiter und Transportmittel – negative Auswirkungen auf die effiziente Planung aller nachgelagerten Bereiche (z.B. OP-Planung) 84

85 Planungsunterstützung Traditionell: per Hand, Steckkarten EDV-Unterstützung – Einheitliches Anmeldeformular – Automatische Überprüfung der Datenkonsistenz – Aktualisierung der Transportdaten jederzeit möglich – Dokumentation aller Transporte – Recherchen und Statistikauswertungen auf Knopf-druck 85

86 86

87 Optimierung Algorithmen nutzen Wissen in Datenbasis (Wegezeiten, Kapazitäten der verfügbaren Transportmittel,...) Automatische Disposition der Transportaufträge in Echtzeit Automatische Reaktion / Umplanung nach jeder Situationsänderung (z.B. neuer bzw. geänderter Auftrag, Meldungen der Transporteure über Status ihrer Aufträge,...) Steuerung verschiedener Optimierungsziele: – Verringerung der Patientenwartezeiten und somit Maximierung der Servicequalität – Verringerung der Transportzeiten und somit Minimierung der Fahrkosten Eingriffsmöglichkeit des Disponenten bleibt erhalten 87

88 Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit A Z A A A Z Z Z Z A Z A Z A Z A A Z Leitstelle A Z Abholort Zielort 88

89 Entscheidungen: Auftragsbündelung welches Fahrzeug übernimmt welchen Auftrag? A Z Abholort Zielort A Z A A A Z Z Z Z A Z A Z A Z A A Z Leitstelle Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit 89

90 Entscheidungen Auftragsbündelung Tourenbildung In welcher Reihenfolge werden die Aufträge abgearbeitet bzw. die Abhol- und Zielorte angefahren? Z A Z Abholort Zielort Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit Z Z A A Leitstelle A Z A Z Z Z A Z A A A Z A 90

91 Entscheidungen Auftragsbündelung Tourenbildung Terminierung der Fahrten Zeitpunkte, an denen ein bestimmter Auftrag abgearbeitet wird Z A Z Abholort Zielort Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit Z Z A A Leitstelle A Z A Z Z Z A Z A A A Z A 8:05 9:45 9:15 9:05 9:00 8:40 8:35 8:25 8:10 8:15 8:55 8:15 8:20 8:35 8:55 9:05 9:155 91

92 92

93 93

94 Beispiel: Opti-Trans Reduktion der Patientenwarte- zeit um 26 % ohne Optimierung mit Optimierung 94

95 Beispiel: Frauenhofer Tourenplanung ohne Optimierung mit Optimierung Reduktion der maximalen Patientenwarte- zeit um 37 % 95

96 Systemintegration und Kommunikation Transport- dienst Dienstplan Dienstzeiten der Transportmitarbeiter KIS Patientenstammdaten (Name, Alter,...) Kommunikation zwischen Transporteuren und Leitstelle Vergabe von Aufträgen Statusmeldungen der Aufträge Erfassung von Leistungszeiten Echtzeit-Ortsinformation 96

97 3.2.2 Optimierung Überblick: – Transportproblem – Umladeproblem – Kürzeste Wege – Travelling-Salesman-Problem – Tourenplanung 97

98 Transportproblem Problem: Güter sind aus m Standorten in n Abnahmepunkte zu transportieren.

99 Transportproblem Bestandsmengen, Bedarfsmengen

100 Transportproblem Transportkosten

101 Transportmethode von/nach345bi 1 2 dj

102 Transportmethode: Mengen von/nach345bi dj =600 Bestand = Bedarf

103 Transportmethode: Kosten von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3

104 Transportmethode: Nord-West- Eckenregel von/nach345bi dj =600 c 13 = 2 c 14 = 1 c 15 = 5 c 23 = 1 c 24 = 2 c 25 = 3 Schritt 1: Maximal mögliche Menge, die von 1 nach 3 transportiert werden kann

105 Transportmethode: Nord-West- Eckenregel von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Empfangsknoten 3 ist befriedigt

106 Transportmethode: Nord-West- Eckenregel von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Zeile fertig machen: maximal 100 noch versendbar

107 Transportmethode: Nord-West- Eckenregel von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Quelle 1 ist leer

108 Transportmethode: Nord-West- Eckenregel von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Empfangsknoten 4 fertig machen

109 Transportmethode: Basislösung von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Empfangsknoten 5 fertig machen

110 Transportmethode: Optimierung von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Einsparung im Rundlauf: =-2, d.h. es rentiert sich, eine Einheit weniger von 1 nach 3 zu schicken.

111 Transportmethode: Optimierung von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Maximal 100 Einheiten können statt von 1 nach 3 von 2 nach 3 geschickt werden. Dafür müssen 100 weniger von 2 nach 4 und 100 mehr von 1 nach 4 geschickt werden.

112 Transportmethode: Optimierung von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Einsparung im Rundlauf: =3, d.h. es rentiert sich nicht!

113 Transportmethode: Optimierung von/nach345bi dj =600 c 13 =2c 14 =1c 15 =5 c 23 =1c 24 =2 c 25 =3 Es gibt tatsächlich keinen Zyklus, der die Kosten reduziert: Optimum! Transportkosten = =1100

114 Grundmodell: LP Vorteil: natürliche Ganzzahligkeit 114

115 Fiktiver Anbieter und Nachfrager Falls die Summe der Lagerbestände kleiner oder größer ist als die Summe der nachgefragten Güter, können fiktive Anbieter oder Nachfrager aufgenommen werden 115

116 Umladeproblem Problem: Güter sind aus m Standorten in n Abnahmepunkte zu transportieren. Güter können an jedem Knoten umgeladen werden

117 LP 117

118 Kürzeste Wege Gegeben: Wegenetz, Wegelängen Gesucht: Kürzester Weg von Knoten 1 nach Knoten n Lösung: in der Regel nur über Heuristiken

119 LP 119

120 Kürzeste Zahl von Strecken LP wie vorhin, jedoch: c ij =1 120

121 Travelling-Salesman-Problem Problem: Eine bestimmte Zahl von Standorten soll so besucht werden, dass die zurückgelegte Strecke minimal ist. – alle Orte müssen besucht werden (strikt einmal oder mindestens einmal, je nach Modell) – keine Quellen oder Senken – keine Transportmengen(beschränkungen) – Wege sind in beiden Richtungen befahrbar (symmetrisches TSP) oder nur in einer Richtung (assymmetrisches TSP) 121

122 TSP Bluttransport ist im Depot (Knoten 1). Er soll die quer über die Stadt verteilten Kliniken anfahren. Welches ist die kürzeste Strecke? 122

123 TSP Versuch 1: Der Stern Transportwagen fährt nach jeder Station ins Depot zurück. 123

124 TSP Versuch 2: Savings-Algorithmus Transportwagen fährt eine benachbarte Klinik an, wenn damit der Gesamtweg kleiner wird. 124

125 TSP Versuch 3: Savings-Algorithmus Transportwagen versucht, Rückfahrten zu vermeiden, er sucht maximales Saving 125

126 LP-Ansatz 126

127 Heuristik Begriff: Nicht-willkürliches Verfahren zur Verbesserung eines gegebenen Zustandes ohne Optimalitätskriterium Anwendung: Im Rahmen der Simulation von Transportmodellen üblich Vorteil: Kann beliebig um Restriktionen erweitert werden 127

128 Lokale Optima 128

129 Lokale Optima Um von diesem lokalem Maximum zum globalen Maximum zu gelangen, muss man erst eine Verschlechterung akzeptieren! 129

130 Beispiele für Heuristiken Tabu Search – Start: eine zulässige Lösung – Erzeuge neue Punkte in unmittelbarer Nachbarschaft – Von allen Punkten wähle die bestmögliche aus – Gefahr: Kreisen, d.h. immer wieder zum alten Punkt zurückkommen – Ausschalten des Kreisens: Tabulisten. Punkte auf Tabulisten werden nie wieder erzeugt. 130

131 Tabu Search Tabu-Liste: - -ohne: 1 - -Länge = 1: … - -Länge = 2: … - -Länge = 6: Optimum! 131

132 Beispiele für Heuristiken Genetische Algorithmen: Vererbung der besten Eigenschaften an die nächste Stufe Mutation: von Zeit zu Zeit verändert sich eine bereits sehr gute Lösung, schlechtere Lösungen werden nicht verworfen, um aus einem lokalen Optimum zu kommen 132

133 Beispiele für Heuristiken Simulated Annealing (Simulierte Abkühlung) – Start: eine zulässige Lösung – Erzeuge durch Zufall eine neue zulässige Lösung – Eine Verschlechterung des Zielfunktionswertes der neuen Lösung gegenüber der Ausgangslösung wird bis zu einem bestimmten Wert (z. B. 20 %) erlaubt Zufall entscheidet, welcher Punkt als neuer Ausgangswert verwendet wird. – Im Laufe der Simulation wird der mögliche Verschlechterungswert immer geringer. – Verfahren verhindert, dass man auf lokalem Maximum bleibt, nur weil der Weg zum globalen Maximum über eine Verschlechterung führt. – Verfahren verhindert, dass die Suche unendlich oft hin- und herspringt, weil Verschlechterungstoleranz immer geringer wird. 133

134 Tourenplanung Im Gegensatz zum Travelling-Salesman-Problem sind Anforderungen an Transportgüter zu beachten – Depots / Quellen – Kunden / Senken – Maximale Transportzeiten – Verbotene Kombinationen – Verbotene Routen Lösung: in der Regel über Heuristiken, kaum praxistaugliche optimierende Verfahren – Software: OptiTrans etc. 134

135 3.3 Standortprobleme Modelle – Standortfaktoren – Thünensche Kreise – Steiner-Weber-Modell – Standortplanung in Netzen Siehe hierzu GM I 135

136 Arbeitsaufgabe Die medizinischen Kliniken der Universität Greifswald sind derzeit noch über die ganze Stadt verteilt Kartieren Sie die Kliniken Diskutieren Sie die logistischen Herausforderungen dieser Situation. Gehen Sie hierbei auch auf das Entgeltsystem ein. Entwickeln Sie ein Konzept der Transportplanung für unterschiedliche Güter und Patienten. 136

137 Arbeitsaufgabe Gehen wir davon aus, dass Franchising in Zukunft eine Finanzierungsmethode von Arztpraxen sein wird. Sie sind Vorstand eines Praxen-Franchising-Gebers: Entwickeln Sie ein Konzept der Standortplanung für ihre Franchising-Nehmer in Deutschland! 137


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