護士排班系統的開發與應用實踐

俞躍勝，王曉梅，朱靜悅，江浩，潘傳迪

（1.皖南醫學院，安徽 蕪湖 241001；2.皖南醫學院第一附屬醫院，安徽 蕪湖 241001）

0 引言

很多醫院的護士排班采用手工方法，依靠管理者的過往經驗，模式固定，缺乏系統性和智能化，已不能滿足醫院日益增長的信息化管理需求。因此對護士資源進行合理的利用就成為了醫院工作中的重中之重。本系統旨在用科學合理的信息化方法，開發護士排班系統，優化護士排班流程，合理安排護士輪班休息和限制長時間高強度工作，保障護士的身體健康，提高護理質量，降低人力成本，規范管理及提高工作效率。

1 需求分析

護士是醫院日常運營的基礎，科學合理地安排護士工作時間不僅能夠緩解護士壓力和提高護理質量，而且能夠降低醫院的人力資源運營成本，因此護士排班已成為醫院管理工作的重要內容之一[1]。但是，由于排班中存在一系列勞動法規約束，外加需要考慮不同護士的能力級別差異。因此，護士排班問題(又稱護士調度問題)是極為復雜的組合優化問題，屬NP 難問題，在國外深受研究關注[2,3]。護士排班也具有約束性、非線性、大規模性等特點。線性規劃、分支定界等傳統方法很難有效地解決規模稍大的護士排班問題，因此，通常使用啟發式算法在可接受的時間內找出問題的滿意解[4]。近年來已研制出多種基于軟計算的方法[5-8]。但是其中的問題模型具有較強西方國家特點，護士班次和約束條件與國內問題存在較大差異。國內對護士排班問題的研究起步較晚，并且主要是模擬簡單的手工排班方式，一般缺乏有效的優化機制，難以綜合考慮護士級別差異和各種勞動法規等約束[9,10]。

在實際的護士排班過程中，除了考慮護理規則和科室需要之外，也要考慮護士的個人需求。自主選擇排班規則，根據不同日期設置所對應的班次，若是可以找到規律，維護成班次組合，則大大的提升了護士長排班的效率。此外，還需要將護士的多層能級、護理帶教、科室的床位信息等與班次相關聯，使得排班表一處多用，所有信息一覽無余。

2 系統設計

2.1 總體結構設計

本軟件的主要功能是實現護士的線上排班，重點在于實現智能化。這里使用了大量的符號和輸入輔助以及使用了緩存技術。記錄排班的緩存信息，提升了用戶操作體驗。實現排班表模板的自動生成和展現，并支持手動調整排班表。不同科室因工作內容不同而對排班有不同需求，需定義多種排班規則，分統一約束規則和差異約束規則，統一約束規則在任何情況下必須嚴格滿足，而差異約束規則不一定完全滿足，所以對每個差異約束規則定義相應的權重，并給出相應的懲罰值計算公式，最終轉化為函數求解。圖1 為護士排班系統的結構設計圖。

圖1 結構設計圖

2.2 功能設計

護士排班系統功能模塊包括：

維護標準班次：由管理員維護全院標準班次，維護了通用的標準班次后，全院病區都可以在該標準班次上擴展本病區班次。

標準班次授權：將標準班次授權給目標病區，目標病區可以在該標準班次上擴展本病區班次。

護理管床：維護本病區床位信息，選擇一條護理管床，可以維護該護理管床下的管床床位明細。

維護班次：每個病區在該病區擁有的標準班次的基礎上擴展本病區的班次。

維護護理排班人員：維護本病區護理排班人員，排班時人員的選擇范圍即為維護好的護理排班人員。

維護部門排班備注模版：維護本部門排班備注模版，一個部門一周只有一條記錄。

維護班次組合：維護本病區需要使用的班次組合，以供排班時選擇。

排班：護士長對本病區進行排班。

排班查詢：根據登陸人員不同權限可以查詢部門排班信息，便于統計和保存。

2.3 數據庫設計

數據庫結構設計時除了考慮滿足系統功能和性能需求外，還需考慮擴展性需求，設計過程中必須確保數據的一致性，且盡量避免數據冗余。系統概念模型如圖2 所示。

圖2 系統概念模型

3 系統實現

本系統開發前端使用的工具是WebStrom，后端使用的是STS，SDK 使用的是JDK1.8 版本，代碼管理工具是Tortoise SVN 及Maven 項目管理工具，要求在XP 以上的Windows 系統中使用。系統采用軟件生命周期開發方法，自頂向下，逐步細化。一方面可對各科室排班相關信息進行維護，對其進行增刪改操作，一方面利用維護好的信息進行科室排班。

3.1 維護頁面（舉例說明）

圖3 是班次維護界面。打開頁面，默認當前登錄人員所屬部門，若當前登錄人員有多個部門時，從所屬部門中選擇一個部門，也可以通過選擇部門按鈕切換部門，進入頁面后可以進行增刪改操作。

3.2 排班頁面

圖4 是排班頁面。默認當前登錄人員所屬部門，若當前登錄人員有多個部門時，從所屬部門中選擇一個部門，也可以通過選擇部門按鈕切換部門，進入排班頁面，加載本部門已經維護好的護理排班人員信息及備注模板，排班頁面日期默認當前日期的下一周周一，可以選本周周一或往后周一，但不可以選本周之前的日期。選擇一行，填寫信息，其中床位、欠休（D），欠休（H）可選填，周一至周日班次必填，選擇班次時，可以下拉選擇班次或班次組合，默認一天上下午班次相同，若一天的上下午班次不同，可以通過表格上方的[上午]或[下午]更改班次信息，若班次需要帶教老師，選擇一個帶教老師，信息填寫完成后點擊[保存]。若需要刪除一個人一天的班次，可以直接在選擇框中刪除，若需要刪除一個人一周的班次，選中該人，點擊[清空]，點擊[確定]后清空所選人員本周的排班信息，若需要刪除本周所有人員的排班信息，點擊[清空所有]，點擊[確定]后清空本病區所有人員本周的排班信息。

圖3 維護頁面

圖4 排班頁面

4 開發重點和難點

4.1 開發重點

（1）智能化排班。排班系統可以讓科室各個人員及護理部方便快捷地獲得本科室的值班計劃，并能隨時調整排班方式，大幅度減少排班工作量。

（2）排班更加公平公正。排班過程中不排除有部分排班者會受主觀因素影響，不能秉承著公平、公正的原則，為此我們需要最大可能的考慮所有人的情況。

（3）個性化排班。不同病區的情況會有差異，工作內容會有所不同，所以各病區的排班方案也不可能完全相同，系統支持各病區個性化彈性排班。

4.2 開發難點

自適應網站建設過程中，需要考慮的內容更為廣泛，而且還要考慮其他方面的一些問題，比如可讀性、區域面積及不同設備下運行的狀態等。

5 實踐體會

護理人員的工作負荷程度直接影響了其職業滿意度，成為在工作中與患者有效溝通及實施人文護理的直接制約和影響因素。因此，科學合理的安排護理工作時間，不僅能夠降低醫院人力資源運營的成本，并且能緩解護理人員的壓力，提高護理質量，是推動人文護理的重要因素之一[11]。

本護士排班系統包括維護標準班次、標準班次授權、護理管床、維護班次、維護護理排班人員、維護部門排班備注模版、維護班次組合、排班、排班查詢八個功能。本軟件大多數都為維護界面，操作簡單，統一維護全院標準班次，從實際需求出發按需維護各病區班次、各病區班次組合、各病區床位信息和備注模板等，為排班頁面做鋪墊。在遵循以患者為中心的原則、彈性排班原則、人性化原則、合理搭配原則等排班原則的基礎上，結合病區專科特點確定排班方式，兼顧臨床需要和護士意愿，合理排班，減少交接班次數。當前排班系統主要是實現排班信息化，而在智能化方面有待進一步提高。后續我們會繼續改進增加新功能，為護士創造一個更便利的排班系統。