Fairness in nurse rostering problem

Abstract

Many Operational Research (OR) problems like scheduling and timetabling, area ssociated with evaluating the distribution of resources in a set of entities. This set of entities can be defined as a society having some common traits. The evaluation of the distribution is traditionally done with a utilitarian approach, or using some statistical methods. In order to gain a more in depth view of distributions in problem solving new measures and models from the fields of Computer Science,Economics, and Sociology, as well OR are proposed. These models focus on 3concepts: fairness (minimisation of inequalities), social welfare (combination of fairness and efficiency) and poverty (starvation of resources). A Multiple Criteria Decision Making (MCDM) model, combining utilitarian, fairness and poverty measures is also proposed. These measures and models are applied to the nurse rostering problem from a central decision maker point of view. Nurses are treated as a society, trying to optimise nurse satisfaction. Nurse satisfaction is investigated independently from the hospital management, forming two conflicting criteria. The results from different measures cannot be evaluated using cardinal measures, so MCDM methods and Lorenz Curves are used instead of a numerical, cardinal measure.

Πολλά προβλήματα Επιχειρησιακής Έρευνας, όπως ο προγραμματισμός εργασιών και η κατάρτιση χρονοδιαγραμμάτων, συνδέονται με την αξιολόγηση της κατανομής πόρων σε ένα σύνολο οντοτήτων. Το σύνολο αυτό μπορεί να οριστεί ως μια κοινωνία με ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά. Η αξιολόγηση της κατανομής γίνεται παραδοσιακά είτε με ωφελιμιστική προσέγγιση είτε με τη χρήση στατιστικών μεθόδων. Προκειμένου να αποκτηθεί βαθύτερη εικόνα για τις κατανομές κατά την επίλυση προβλημάτων, προτείνονται νέα μέτρα και μοντέλα από τα πεδία της Επιστήμης Υπολογιστών, της Οικονομικής Επιστήμης, της Κοινωνιολογίας, καθώς και της Επιχειρησιακής Έρευνας.Τα μοντέλα αυτά εστιάζουν σε τρεις έννοιες: τη δικαιοσύνη, δηλαδή την ελαχιστοποίηση των ανισοτήτων, την κοινωνική ευημερία, δηλαδή τον συνδυασμό δικαιοσύνης και αποδοτικότητας, και τη φτώχεια, δηλαδή τη στέρηση πόρων. Προτείνεται επίσης ένα μοντέλο Πολυκριτήριας Λήψης Αποφάσεων, το οποίο συνδυάζει ωφελιμιστικά μέτρα, μέτρα δικαιοσύνης και μέτρα φτώχειας.Τα μέτρα και τα μοντέλα αυτά εφαρμόζονται στο πρόβλημα κατάρτισης προγραμμάτων νοσηλευτών από την οπτική ενός κεντρικού λήπτη αποφάσεων. Οι νοσηλευτές αντιμετωπίζονται ως κοινωνία, με στόχο τη βελτιστοποίηση της ικανοποίησής τους. Η ικανοποίηση των νοσηλευτών διερευνάται ανεξάρτητα από τη διοίκηση του νοσοκομείου, διαμορφώνοντας έτσι δύο αντικρουόμενα κριτήρια. Τα αποτελέσματα που προκύπτουν από διαφορετικά μέτρα δεν μπορούν να αξιολογηθούν με καρδιακά αριθμητικά μέτρα· για τον λόγο αυτό χρησιμοποιούνται μέθοδοι Πολυκριτήριας Λήψης Αποφάσεων και καμπύλες Lorenz αντί ενός αριθμητικού, κεντρικού μέτρου.