Ameliyathane çizelgeleme probleminin matematiksel programlama ve yapay arı kolonisi (ABC) algoritması ile modellenmesi
Modelling the operating room scheduling problem using mathematical programming and the artificial bee colony (ABC) algorithm
- Tez No: 963877
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET SITKI İLKAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İşletme, Business Administration
- Anahtar Kelimeler: Ameliyathane Planlama ve Çizelgeleme, Optimizasyon, Yapay Arı Kolonisi Algoritması, Operating Room Planning and Scheduling, Optimization, Artificial Bee Colony Algorithm
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Sosyal Bilimler Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İşletme Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ameliyathaneler, hastanelerin en kritik ve en maliyetli hizmet alanlarından biridir. Bu birimler, yüksek teknolojili ekipmanlar, nitelikli personel ve zamanında koordinasyon gerektirdiği için hastane kaynaklarının büyük bir bölümünü tüketmektedir. Aynı zamanda, cerrahi müdahalelerden elde edilen gelir, hastane bütçesinin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Ancak ameliyathanelerin verimsiz planlanması, kaynak israfına, hasta memnuniyetinin azalmasına ve operasyonel maliyetlerin artmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, ameliyathane planlama ve çizelgelemesi, sağlık hizmetlerinin etkinliği ve sürdürülebilirliği açısından stratejik öneme sahiptir. Bu çalışmada, ameliyathanelerdeki cerrahi operasyonların planlama ve çizelgeleme problemi ele alınmıştır. Problemin çözümünde iki temel amaç minimize edilmeye çalışılmıştır: İlki, ameliyathanelerin boş kalma ve fazla çalışma sürelerinden kaynaklanan maliyetlerinin azaltılmasıdır. İkincisi ise, hasta öncelik skorlarına dayalı olarak hasta gecikmelerinin ve atanmayan hasta ceza puanlarının minimize edilmesidir. Problemi farklı koşullarda test etmek amacıyla, gerçek veriye dayalı sentetik verilerle senaryolar oluşturulmuştur. Modelleme sürecinde Python 3.9 ortamında Gurobi optimizasyon aracı kullanılarak matematiksel bir model geliştirilmiştir. Ayrıca, matematiksel modele alternatif olarak yine Python'da Yapay Arı Kolonisi (ABC) algoritması tasarlanmıştır. Sonuç olarak, ABC algoritması küçük ölçekli problemlerin çoğunda aynı amaç fonksiyonu değerlerine ulaşırken, orta ve büyük ölçekli problemlerde amaç fonksiyonu değerlerinde en fazla %6 ve %14 oranında GAP olmasına rağmen süre olarak ABC algoritması MILP modelden yaklaşık olarak 8-10 kat hızlı sonuçlar vermiştir.
Özet (Çeviri)
Operating rooms are one of the most critical and costly service areas in hospitals. These units consume a large portion of hospital resources because they require high-tech equipment, qualified personnel, and timely coordination. At the same time, revenue from surgical procedures constitutes a significant portion of the hospital budget. However, inefficient planning of operating rooms leads to waste of resources, decreased patient satisfaction, and increased operational costs. Therefore, operating room planning and scheduling is of strategic importance for the efficiency and sustainability of healthcare services. This study addresses the problem of planning and scheduling surgical operations in operating rooms. Two main objectives were minimized in solving the problem: First, reducing costs arising from operating room idletime and overtime. Second, minimizing patient delays and unassigned patient penalty points based on patient priority scores. To test the problem under different conditions, scenarios were created using synthetic data based on real data. During the modeling process, a mathematical model was developed using the Gurobi optimization tool in the Python 3.9 environment. Additionally, as an alternative to the mathematical model, an Artificial Bee Colony (ABC) algorithm was designed in Python. In conclusion, while the ABC algorithm achieves the same objective function values in most small-scale problems, it delivers results approximately 8-10 times faster than the MILP model in terms of time, despite a GAP of up to 6% and 14% in objective function values for medium and large-scale problems.
Benzer Tezler
- Cerrahi operasyonların çizelgelenmesinde çok amaçlı hiyerarşik matematik modelleme yaklaşımı
A Hierarchical multi-objective mathematical modeling approach to scheduling general surgical operations
S.NOYAN OĞULATA
Doktora
Türkçe
1998
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RIZVAN EROL
- Sıra bağımlı hazırlık zamanlı ameliyathane çizelgeleme problemleri için yeni çözüm yaklaşımları
New solution approaches for operating room scheduling problems with sequence-dependent setup times
MELİKE AKPINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. TALİP KELLEGÖZ
- Applications of operations research techniques for operational decisions in healthcare industry
Sağlık endüstrisinde operasyonel kararlar için yöneylem araştırması teknikleri
AYKUT MELİH TURHAN
Doktora
İngilizce
2018
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE BİLGEN
- Ameliyathane çizelgeleme ve ekip eşleme için bir matematiksel model
A mathematical model for operation room scheduling and team matching
ESRA PAMUK ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHAR ÖZYÖRÜK
- Sağlık sistemlerinde yöneylem araştırması uygulaması: Ameliyathane ve cerrahi ekip çizelgeleme
Operations research applications in health systems: Operating room and surgical team scheduling
NURHAN ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERPİL EROL