GESUNDHEITSMANAGEMENT III Teil 3 Prof Dr Steffen Flea

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

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

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

Logistik • Kriterien: – – – rechtzeitig in den benötigten Mengen in der benötigten Qualität am richtigen Ort in der richtigen Zusammenstellung unter Beachtung aller Vorschriften Versorgung 5 Rs (6 Rs) • Abgrenzung: – Materiallogistik: Bereitstellung von Produktionsfaktoren – Materialwirtschaft: = Materiallogistik + vertragliche Aspekte des Einkaufs – Supply Chain: komplette Wertschöpfungskette, bestehend aus Beschaffungs-, Produktions-, Lagerund Transportaktivitäten • Supply Chain Management: Koordination aller an der Supply Chain beteiligten Prozesse auf die Erfüllung der Kundenanforderungen hin Entsorgung 4

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

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 Informationswirtschaft • Patiententransport – – Rettungswesen Krankentransport ins Krankenhaus Interner Patiententransport Entlassungs- und Verlegungstransport • Entsorgung des Krankenhausbetriebes – Beseitigung bzw. Aufbereitung von Abfällen 6

Aufgabenbereiche der Krankenhauslogistik Beschaffung & Einkauf Lagerlogistik innerbetriebliche Transporte Informationslogistik 7

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

Beschaffung & Einkauf 9

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

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

Lagerlogistik 12

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

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

Innerbetriebliche Transporte 15

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

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

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

Integration von logistischen Prozessen Transportdienst Materialversorgung OPManagement Personaleinsatzplanung 19

wenn … nicht funktioniert … Stillstands- und Wartezeiten im OP Transportdienst Materialversorgung OPManagement Personaleinsatzplanung 20

Grundproblem: Integration von logistischen Prozessen Stillstands- und Wartezeiten im OP Transportdienst Materialversorgung OPManagement Personaleinsatzplanung Wartezeiten für Patienten & Überstunden für das OP-Personal 21

Grundproblem: Integration von logistischen Prozessen Stillstands- und Wartezeiten im OP Transportdienst Materialversorgung OPManagement Personaleinsatzplanung Wartezeiten für Patienten & Überstunden für das OP-Personal 22

Grundproblem: Integration von logistischen Prozessen Stillstands- und Wartezeiten im OP Transportdienst Materialversorgung OPManagement Wartezeiten für Patienten & Überstunden für das OP-Personaleinsatzplanung Verfügbarkeitsprobleme von Personal im OP 23

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

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

Beispiel: Nahtmaterial 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 – – – 27

Einholung von Angeboten • 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 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 29

E-Commerce • Anwendungsfelder: – Consumer to Consumer (C 2 C) – Business to Business (B 2 B) • Krankenhaus kauft Pharmazeutika auf Internet-Plattform – Business to Consumer (B 2 C) • 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 • Ziele – – • Übermittlung von Anfragen, Bestellungen, Lieferscheinen, Rechnungen und Zahlungen Reduktion der Einkaufspreise Reduktion der Bestellkosten Transparenz (z. B. der Qualität) Schnelle und sichere Beschaffung 30

E-Commerce • Bewertung: – Zahlreiche Firmen des E-Commerce gehen 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 31

Produktentscheidung • 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) 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: AGüter – 35 % der Gesamtmenge hat einen Gesamtverbrauchswert von 15 %: BGüter – 50 % der Gesamtmenge hat einne Gesamtverbrauchswert von 5 % 33

ABC-Analyse 34

Beispiel Produkt Menge/Jahr Preis/Stück [Euro] Ein Krankenhaus kauft regelmäßig folgende Produkte: Aufgabe: Auf welche Produkte sollte sich ein Kostenmanager spezialisieren? XA XB XC XD XE XF XG XH XI XJ XK XL XM XN XO XP 10. 000 5. 000 12. 000 3. 000 1. 000 500 20. 000 3. 000 2. 000 3. 000 15. 000 200 400 5. 000 2. 000 0, 01 0, 03 0, 02 0, 03 0, 50 12, -8, -0, 15 2, -1, -0, 15 0, 01 7, -12, -3, -- 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 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) 37

3. 1. 2 Lagerhaltungsmodelle • Überblick: – Lagerbestandsverläufe – Modelle • Harris-Andler • Wagner-Whitin • LP 38

Klassischer Lagerbestandsverlauf • Losgröße: q • Permanenter Abgang der Rate r • Unendlich hohe Zugangsgeschwindigkeit • Keine Fehlmengen • Kein Sicherheitsbestand 39

Lagerbestandsverlauf mit Sicherheitsbestand • Losgröße: q • Permanenter Abgang der Rate r • Unendlich hohe Zugangsgeschwindigkeit • Sicherheitsbestand 40

Lagerbestandsverlauf mit Fehlmengen • Losgröße: q • Permanenter Abgang der Rate r • Unendlich hohe Zugangsgeschwindigkeit • Fehlmengen zugelassen 41

Lagerbestandsverlauf im Sachgüterbereich • Losgröße: q • Permanenter Abgang der Rate r • Endlich hohe Zugangsgeschw. • Keine Fehlmengen • Kein Sicherheitsbestand 42

Klassischer Lagerbestandsverlauf mit stochastischer Abgangsrate • Losgröße: q • Abgang mit zufallsbedingter Rate r • Unendlich hohe Zugangsgeschw. • Keine Fehlmengen • Kein Sicherheitsbestand 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 44

Modell von Harris und Andler 45

Bestellkosten – Bestellkosten = Bestellkostensatz (CB) * 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 = 46

Lagerkosten – Lagerkosten = Lagerkostensatz (CL) * durchschnittliche Lagermenge – Durchschnittliche Lagermenge = q/2 – Lagerkosten =

Lagerhaltungskosten – Lagerhaltungskosten = Lagerkosten + Bestellkosten – Gesucht: Gesamtkostenminimum

Optimierung 49

Minimalkosten 50

Kostenverläufe 51

Arbeitsaufgabe Ein Krankenhaus verbraucht jedes Jahr 100. 000 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. 1. Wie hoch sind die Lagerhaltungskosten, wenn alle Binden auf einmal bestellt werden? 2. Wie hoch sind die Lagerhaltungskosten, wenn jeden Monat bestellt wird? 3. Wie viele Binden sollten auf einmal bestellt werden? 4. Welche zusätzlichen Restriktionen sollte das Modell berücksichtigen? 52

Organisation der Lagerhaltung • Lagerarten: – Zentrallager – Dezentrales Lager – Bedarfsstellenlager • Stufigkeit des Lagersystems (ein- oder mehrstufig) 53

Zentralisierung von Lagerhaltung • Voraussetzungen: – Zentralisierungsfähige Produkte • kein medizinischer Sachverstand erforderlich – Zentralisierungswürdige Produkte • Zentraleinkauf wirtschaftlich • Beispiel: Zentralapotheke versus Teilapotheken auf den Stationen 54

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

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 56

Zentrale Lagerhaltung - Nachteile • Erhöhung der Transportstrecken zwischen Lager- und Verbrauchsort • Längere Zugriffszeiten • Geringe Transparenz bzgl. des tatsächlich verfügbaren Materials 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 58

Wagner-Whitin • Annahmen: – Diskretes Lagerhaltungsmodell: • Abgänge sind nicht stetig • Diskrete Bestellzeitpunkt – Keine Fehlmengen – Variable Einkaufsmengen – Grundmodell: keine Lieferzeit, momentaner Zugang – Deterministisches Modell 59

Lagerbestandsverlauf 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 61

Lösung eines typischen Wagner-Whitin (Beispiel) CB 100 CL 1 Periode 1 2 3 4 5 Nachfrage 50 80 30 40 20 62

Hinrechnung in/für 1 2 3 4 5 50 80 30 40 20 1 2 3 4 5 N

Hinrechnung in/für 1 1 100 2 3 2 5 Wenn in Periode 1 für Periode 1 bestellt wird (50 Stück), fallen Bestellkosten von 100 Euro an, jedoch keine Lagerkosten 3 4 5 N 4 50 80 30 40 20

Hinrechnung in/für 1 2 1 100 180 2 200 3 4 5 N 3 Wenn in Periode 1 für Periode 1 und 2 bestellt wird (130 Stück), fallen Bestellkosten von 100 Euro und 4 Lagerkosten 5 von 80 Euro (80 Stück eine Periode) an 50 80 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 30 Lagerkosten 40 20

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 Hinrechnung in/für 1 2 3 1 100 180 240 2 4 5 40 20 200 3 4 5 N 50 80 30

Hinrechnung in/für 1 2 3 1 100 180 240 200 230 2 4 5 3 4 5 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 50 80 30 40 20

Es wäre unlogisch, in Periode 1, 2, 3 zu bestellen. Hinrechnung in/für 1 2 3 1 100 180 240 200 230 2 3 4 5 N 4 5 280 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 50 80 30 40 20

240>230: Ab hier kann nichts niedrigeres mehr kommen! Hinrechnung in/für 1 2 3 1 100 180 240 200 230 2 3 4 5 40 20 280 4 5 N 50 80 30

Hinrechnung in/für 1 2 3 1 100 180 240 200 2 3 4 5 230 310 370 280 320 360 330 350 4 5 N 410 50 80 30 40 20

Rückrechnung in/für 1 2 3 1 100 180 240 200 3 4 5 230 310 370 280 320 360 330 350 4 5 N 410 50 80 30 40 20

Ergebnis Bestellperiode 1 2 4 Nachfrage von Periode 1 2, 3 4, 5 Losgröße 50 110 60

Lösung mit LP Verweis auf weiterführende betriebswirtschaftliche Literatur, z. B. Domschke, Scholl: Einführung in die Betriebswirtschaftslehre, S. 162 ff. 73

Erweiterungen • Fehlmengen • Verbundbestellungen 74

3. 2 Transportplanung 3. 2. 1 Grundlagen • Materialtransporte – Speisen (33%) – Wäsche (30%) – Müll (16%) – Apothekengut (4%) – Sonstiges: Sterilgut, Röntgenkassetten, Laborproben, Akten, Disketten, … • Transporte von Menschen – Patienten – Mitarbeiter – Leichen 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) 76

Transportsysteme Fahrerlose Transportsysteme Möglichkeit ständig änder Routen Elektrohängebahn feste Route 77

Transportsysteme Kleingüterförderanlage Transport auf festen Routen. Max. 20 kg Rohrpostanlage Transport auf festen Routen. Max. 5 kg, 8 m/s Bsp. : Schnellschnittdiagnostik 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 79

Traditionelle Transportplanung (Patiententransporte) • Anmeldung eines Transportauftrags – telefonisch – per e-Mail – 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 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 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 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 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. 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) – – 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“ 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 88

Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit A Z Z A A Z A Z Leitstelle Z A Abholort Z Zielort 89

Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit A Z Z A A Z A Leitstelle Z A A Z Z Entscheidungen: • Auftragsbündelung welches Fahrzeug übernimmt welchen Auftrag? Z A Abholort Z Zielort 90

Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit A Z Z A A Z A Leitstelle Z A A Z Entscheidungen • Auftragsbündelung • Tourenbildung In welcher Reihenfolge werden die Aufträge abgearbeitet bzw. die Abhol- und Zielorte angefahren? Z A Abholort Z Zielort 91

Ziel: Optimale Disposition von Transportaufträgen in Echtzeit 8: 20 8: 15 A Z 8: 15 8: 55 A A 8: 05 A 8: 35 Z 9: 45 Z A Z 9: 00 9: 05 8: 55 Z A Z Entscheidungen • Auftragsbündelung • Tourenbildung • Terminierung der Fahrten 9: 05 Z A 8: 40 8: 35 Leitstelle 8: 05 8: 25 Z A 8: 10 9: 155 9: 15 Zeitpunkte, an denen ein bestimmter Auftrag abgearbeitet wird A Abholort Z Zielort 92

93

http: //www. opti-trans. com 94

Beispiel: Opti-Trans ohne Optimierung Reduktion der Patientenwartezeit um 26 % mit Optimierung 95

Beispiel: Frauenhofer Tourenplanung ohne Optimierung Reduktion der maximalen Patientenwartezeit um 37 % mit Optimierung 96

Systemintegration und Kommunikation KIS Dienstplan Patientenstammdaten (Name, Alter, . . . ) Transportdienst Kommunikation zwischen Transporteuren und Leitstelle Dienstzeiten der Transportmitarbeiter • • Vergabe von Aufträgen Statusmeldungen der Aufträge Erfassung von Leistungszeiten Echtzeit-Ortsinformation 97

3. 2. 2 Optimierung • Überblick: – Transportproblem – Umladeproblem – Kürzeste Wege – Travelling-Salesman-Problem – Tourenplanung 98

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

Transportproblem • Bestandsmengen, Bedarfsmengen

Transportproblem • Transportkosten

Transportmethode von/nach 1 2 dj 3 4 5 bi

Transportmethode: Mengen von/nach 3 4 5 1 200 Bestand = Bedarf 2 dj bi 100 300 400 200 600=600

Transportmethode: Kosten von/nach 3 4 5 bi 1 c 13=2 c 14=1 c 15=5 200 2 c 23=1 c 24=2 c 25=3 400 dj 100 300 200 600=600

Transportmethode: Nord-West. Eckenregel von/nach 1 3 4 c 13=2 5 bi c 14=1 c 15=5 200 c 24=2 c 25=3 400 100 2 dj c 23=1 100 300 Schritt 1: Maximal mögliche Menge, die 200 von 1 nach 600=600 3 transportiert werden kann

Transportmethode: Nord-West. Eckenregel von/nach 1 3 4 c 13=2 5 bi c 14=1 c 15=5 200 c 24=2 c 25=3 400 100 2 dj c 23=1 100 300 200 600=600 Empfangsknoten 3 ist befriedigt

Transportmethode: Nord-West. Eckenregel von/nach 1 3 4 c 13=2 100 2 dj c 23=1 100 5 c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 100 c 24=2 300 200 600=600 Zeile fertig machen: maximal 100 noch versendbar

Transportmethode: Nord-West. Eckenregel von/nach 1 3 4 c 13=2 100 2 dj c 23=1 100 5 c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 100 c 24=2 300 200 600=600 Quelle 1 ist leer

Transportmethode: Nord-West. Eckenregel von/nach 1 3 4 c 13=2 100 2 dj c 23=1 100 5 c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 100 c 24=2 200 300 200 600=600 Empfangsknoten 4 fertig machen

Transportmethode: Basislösung von/nach 1 3 4 c 13=2 100 2 dj c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 100 c 23=1 100 5 c 24=2 200 300 200 Empfangsknoten 5 fertig machen 600=600

Transportmethode: Optimierung von/nach 1 3 4 c 13=2 100 2 dj c 23=1 100 5 c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 100 c 24=2 200 300 200 600=600 Einsparung im Rundlauf: -2+1=-2, d. h. es rentiert sich, eine Einheit weniger von 1 nach 3 zu schicken.

Transportmethode: Optimierung von/nach 1 3 4 c 13=2 5 c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 2 dj c 23=1 100 c 24=2 100 300 200 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. 600=600

Transportmethode: Optimierung von/nach 1 3 4 c 13=2 5 c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 2 dj c 23=1 100 c 24=2 100 300 Einsparung im Rundlauf: -1+5 -3+2=3, d. h. es rentiert sich nicht! 200 600=600

Transportmethode: Optimierung von/nach 1 3 4 c 13=2 5 c 14=1 bi c 15=5 200 c 25=3 400 2 dj c 23=1 100 c 24=2 100 300 200 600=600 Es gibt tatsächlich keinen Zyklus, der die Kosten reduziert: Optimum! Transportkosten = 200+100+200+600=1100

Grundmodell: LP Vorteil: natürliche Ganzzahligkeit 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 116

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

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

Kürzeste Zahl von Strecken • LP wie vorhin, jedoch: cij=1 119

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) 120

TSP Bluttransport ist im Depot (Knoten 1). Er soll die quer über die Stadt verteilten Kliniken anfahren. Welches ist die kürzeste Strecke? 121

TSP Versuch 1: Der Stern Transportwagen fährt nach jeder Station ins Depot zurück. NB: Da kein Web von 7 nach 1 bzw. von 2 nach 1 geht, ist der Stern hier nicht perfekt. 122

TSP Versuch 2: Savings-Algorithmus Transportwagen fährt eine benachbarte Klinik an, wenn damit der Gesamtweg kleiner wird. 123

TSP Versuch 3: Savings-Algorithmus Transportwagen versucht, Rückfahrten zu vermeiden, er sucht maximales Saving 124

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 • Beispiele: Simulated Annealing, Tabu Search, … 125

Lokale Optima 126

Lokale Optima Um von diesem lokalem Maximum zum globalen Maximum zu gelangen, muss man erst eine Verschlechterung akzeptieren! 127

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: Opti. Trans etc. 128

3. 3 Standortprobleme • Modelle – Standortfaktoren – Thünen‘sche Kreise – Steiner-Weber-Modell – Standortplanung in Netzen Siehe hierzu GM I 129

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. 130

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! 131