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Bernard ALEKSY 1, Agnès BARRIER 1, Michelle CHABROL 2, Michel GOURGAND 2, Sophie RODIER 2 1. CHU de Clermont-Ferrand 2. LIMOS CNRS UMR 6158 1 GISEH 2010.

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1 Bernard ALEKSY 1, Agnès BARRIER 1, Michelle CHABROL 2, Michel GOURGAND 2, Sophie RODIER 2 1. CHU de Clermont-Ferrand 2. LIMOS CNRS UMR GISEH septembre 2010, Clermont-Ferrand Modélisation des systèmes hospitaliers : du générique au spécifique. Application à une unité de soins de médecine digestive

2 Contexte et problématiques Contexte Problématiques Objectifs État de l'Art Démarche proposée Présentation de notre démarche et de sa mise en œuvre Utilisation de la méthodologie ASCI appliquée au sous-domaine des unités de soins Conception dun outil daide à la décision pour le sous-domaine basé sur un modèle de simulation à événements discrets Instanciation de notre démarche et mise en œuvre de notre outil sur un système dédié 2

3 3 Contexte et Problématiques

4 Les unités de soins Peuvent être nombreuses dans une même structure hospitalière Sont généralement découpées en secteurs qui peuvent varier selon : les fonctions des ressources humaines voire les ressources humaines elles-mêmes les plannings horaires 4

5 Nécessité pour les managers hospitaliers de connaître et comprendre leurs systèmes pour décider « Managers hospitaliers » = interlocuteurs multiples (directeur d'établissement, médecin chef de service, cadre supérieur de santé…) Systèmes hospitaliers reconnus comme des systèmes complexes Besoin de méthodes et d'outils pour appréhender cette complexité 5

6 Lobjectif principal de ces outils est de pouvoir agir : en amont sur le dimensionnement de la structure en termes deffectif, sur la mise en place et la comparaison de règles dorganisation en termes de planning et daffectation des ressources, de gestions des flux (humains, matériel, dinformation) ; pendant le fonctionnement du système pour faire évoluer et adapter les règles dorganisation et daffectation des ressources et réagir aux événements aléatoires ; en aval pour évaluer la performance du système. 6

7 Différentes méthodes issues de la recherche opérationnelle pour apporter des solutions aux principales problématiques liées aux unités de soins : lanalyse statistique, principalement utilisée pour la planification des lits (Gorunescu et al., 2002; Nguyen et al., 2005) la simulation (Ridge et al., 1998; Ashbi et al., 2008; Chauvet et al., 2008; Wang et al., 2009) la théorie des réseaux de files d'attente (Gorunescu et al., 2002) la modélisation mathématique (Akcali et al., 2006; Burke et al., 2008) une combinaison entre plusieurs de ces méthodes (Bretthauer et Côté, 1998; Kim et al., 1999; McManus et al., 2004; Tutuncu et Nexlands, 2009) Le niveau de finesse de la modélisation varie selon les entités considérées (ressources, activité, patient) mais ne dépasse quexceptionnellement le niveau mesoscopique, se contentant la plupart du temps du niveau le plus agrégé (macroscopique) pour la décomposition de lactivité Les ressources humaines sont rarement prises en compte Les approches et les outils sont généralement dédiés à un système 7

8 Méthodologie de modélisation ASCI (Analyse, Spécification, Conception, Implémentation) 8

9 Utilisation de la méthodologie de modélisation appliquée aux Systèmes Hospitaliers (ASCI-SH): Conception d'un modèle de connaissance générique pour le sous-domaine des unités de soins Création d'une bibliothèque de composants logiciels pour le sous domaine Proposition d'un modèle de résultats pour le sous domaine Conception d'un outil d'aide à la décision pour le sous-domaine basé sur un modèle de simulation à événements discrets Instanciation de notre démarche et mise en œuvre de notre outil sur un système 9

10 10 Présentation de notre démarche et de sa mise en œuvre

11 11 Utilisation de la méthodologie de modélisation ASCI appliquée au sous-domaine des unités de soins

12 Découpage du sous-domaine en trois sous-systèmes : Sous-système physique (SSP) Sous-système logique (SSL) Sous-système décisionnel (SSD) Aspect statique : diagramme de classes UML Modélisation des principales entités au niveau microscopique : les ressources matérielles les ressources humaines le patient l'activité 12

13 Introduction de concepts permettant de faire varier le niveau de finesse de la modélisation : Les classes « Ressource » « Type de ressource matérielle » et « Fonction de ressource humaine » pour les ressources La classe « Zone » pour la localisation des ressources humaines et matérielles La classe « Parcours » permet de faire varier le niveau de modélisation choisi pour le patient Les classes « Activité » et « Traitement élémentaire » et les attributs utilisés font varier le niveau de modélisation de lactivité 13

14 14 Diagramme de classes danalyse

15 Spécification du comportement des entités Parcours patients Fonction des acteurs Activités aléatoires Aspect dynamique : Chaînes de Processus Événementielles (CPE) et arbres de fonction ARIS complétés par : 15 les règles de composition des équipes (opérateurs « et », « ou », « ou exclusif »…) les attributs de la classe « Traitement élémentaire » associés à chaque fonction

16 Spécification des règles de gestion 16 Ex : Règles de gestion liées à lintervention des ressources humaines Règle n°1 Les ressources interviennent prioritairement dans leur secteur daffectation. Elles peuvent ensuite éventuellement intervenir dans des zones ne faisant pas partie de leur secteur daffectation. Règle n°2 Si des ressources humaines disponibles sont appelées dans un autre secteur que leur secteur daffectation, lopération i appelle les ressources par ordre de proximité de leur localisation. Si plusieurs équipes de ressources distinctes peuvent être appelées pour réaliser le traitement, cest la dernière équipe de ressources (qui correspond souvent à la plus « allégée ») qui est appelée. Règle n°3 Pour quun traitement élémentaire i puisse préempter les ressources occupées sur un autre traitement k, il faut : que la priorité de i soit élevée ([Traitement élémentaire].Niveau de priorité) ; que le traitement k autorise la préemption ([Traitement élémentaire].Niveau de préemption) ; que lécart de priorité entre les deux traitements pour lequel k accepte dêtre préempté, soit atteint ([Traitement élémentaire].Niveau de préemption). Règle n°4 Si des ressources humaines, occupées sur un traitement i, sont préemptées pour intervenir prioritairement sur un traitement k, le traitement k qui préempte les ressources appelle prioritairement les ressources utilisées dans des zones de soins non directes (cest à dire sans patient : bureau, locaux techniques...) puis il appelle les ressources par ordre de proximité de leur zone doccupation. Si plusieurs équipes de ressources distinctes peuvent être appelées pour réaliser le traitement, cest la dernière équipe de ressources qui est appelée.

17 Dérivation du diagramme de classes d'analyse en diagramme de classes de conception Conception de la bibliothèque de composants logiciels pour le sous-domaine des unités de soins 17 Méthodes locales Classe de conceptionMéthodes (composants logiciels) Trait_el Priorisation des traitements en attente et en cours Accompagnement des patients par les ressources humaines Changement dynamique de la priorité dune activité Estimation de la durée des traitements élémentaires Resultats_Trait Calcul et mise en forme des résultats sur les traitements élémentaires et les patients Resultats_RessH Calcul et mise en forme des résultats sur les ressources humaines Resultats_RessM Calcul et mise en forme des résultats sur les ressources matérielles Méthodes globales (composants logiciels concernent plusieurs classes) Constitution des combinaisons de ressources pour la réalisation des traitements élémentaires Calendrier darrivée des patients Affectation des patients aux lieux et aux jours Réalisation des plannings horaires des ressources Affectation des ressources aux plannings et secteurs Recherche de la ressource humaine la plus proche du lieu dexécution dun traitement élémentaire Préemption des ressources Recueil et mise en forme de la trace du système

18 18

19 19 MACROSCOPIQUEMESOSCOPIQUEMICROSCOPIQUE Vue GlobaleVue Processus (parcours patient)Vue Activité STRATÉGIQUE (> 1 an) Concevoir Dimensionner le système - Nombre maximum de ressources matérielles nécessaires - Nombre maximum de ressources humaines nécessaires Dimensionner les processus - Nombre maximum de ressources matérielles nécessaires, par type - Nombre maximum de ressources humaines nécessaires, par fonction Dimensionner les activités - Nombre de ressources par activité - Temps dexécution de chaque activité TACTIQUE (semaine/mois) Configurer Planifier les flux du système - Nombre global de patients pris en charge par semaine Planifier les processus - Nombre minimum, moyen et maximum de patients pris en charge par parcours - Nombre minimum, moyen et maximum de ressources humaines nécessaires, par fonction et secteur sur la période Planifier les activités - Taux doccupation (minimum, maximum, moyen) de chaque ressource matérielle - Taux doccupation (minimum, maximum, moyen) de chaque ressource humaine OPÉRATIONNEL (jour/semaine) Piloter Évaluer et ajuster le système - Temps global doccupation des ressources - Nombre global de patients pris en charge par jour - Temps maximum passé par les patients dans le système - Temps dattente cumulés Évaluer et ajuster les processus - Temps doccupation de chaque ressource humaine par secteur - Nombre de patients pris en charge par catégorie de patients et par jour - Répartition des temps par type (temps de soins, dattente) Évaluer et ajuster les activités - Temps dattente par patient et tranche horaire - Suivi de loccupation des ressources - Ordonnancement de lactivité et ressources mobilisées pour chaque traitement élémentaire (trace du système) - Temps de dépassement de planning par ressource

20 20 Conception dun outil daide à la décision pour le sous-domaine basé sur un modèle de simulation à événements discrets

21 21 Objet UMLARIS / Structure de données WITNESS PatientCPEAttribut SecteurAttribut dopération élémentaire Module Ressources matériellesRessourcesStock/Machine Ressources humainesRessourcesOpérateur Traitement élémentaireOpération élémentaireArticle

22 22 Modèle daction Witness Unité de Soins Types darticle1 Types de machines différentes1 Nombre total de machines196 Cycle de production par machine (maximum)1 Types de stock1 Nombre total de stocks196 Types dopérateurs10 Variables63 Fonctions20 Lignes de code (commentaires compris) 3 360

23 Ressources humaines 4. Planning des ressources 5. Découpage en secteurs 6. Affectation des ressources aux plannings et secteurs Activités 1. Fonctions des acteurs 2. Parcours patient 3. Activités aléatoires Charge du système Déplacements 7. Affectation des patients aux lits et aux jours Matrice de routage 23

24 Résultats globaux : occupation des lieux (lits) et des différents types de ressources humaines ; nombres dactivités réalisées, non réalisées, en retard ; le temps de retard des activités par rapport à leur heure de début/ de fin prévue. Résultats détaillés : pour chaque lieu : les temps et taux doccupation et le nombre de prises en charge ; pour chaque type de ressource humaine et chaque ressource humaine : les temps et taux doccupation par lieu, par opération élémentaire ; pour chaque patient : les temps de traitement et les temps dattente globaux, par lieu ou par opération élémentaire. 24

25 25 Instanciation de notre démarche et mise en œuvre de notre outil sur un sur un système dédié

26 Sélection des entités considérées dans le diagramme de classes danalyse Spécification des règles de gestion Spécification du comportement des entités 26

27 Fonctions des acteurs, parcours patient, activités aléatoires 27

28 Plannings des ressources, découpage en secteurs, affectation des ressources aux plannings et secteurs 28

29 Affectation des patients aux lits et aux jours 29

30 Matrice de routage 30

31 31 Résultats obtenus à partir du paramétrage, avant le lancement de la simulation Occupation de l'unité de soins Répartition des patients par parcours Répartition de la charge entre tours patients et selon les secteurs

32 Répartition de la charge par jour et par lieu 32

33 Résultats obtenus par la simulation Résultats globaux sur les activités 33

34 Résultats détaillés sur les activités 34

35 Occupation des ressources humaines taux doccupation global des ressources par type de ressource ; taux doccupation global et détaillé des ressources par planning ; taux doccupation global et détaillé des ressources par secteur… Trace de la simulation 35

36 Méthodologie ASCI-SH a permis de concevoir un modèle de connaissance générique du sous-domaine des unités de soins instanciable sur tout système du sous-domaine Conception d'un outil d'aide à la décision totalement paramétrable et couvrant l'ensemble des horizons temporels Démarche générique permettant également de prendre en compte les spécificités du sous-domaine 36 Eléments pris en compte Activités programmées (fonctions des acteurs, parcours patients) Activité aléatoires Combinaisons de ressources humaines Règles de priorités Préemption des ressources Variabilité des secteurs Déplacement des ressources

37 37 Merci de votre attention

38 38 MOSIM10 10 au 12 mai Hammamet - Tunisie


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