俞跃胜，王晓梅，朱静悦，江浩，潘传迪

（1.皖南医学院，安徽 芜湖 241001；2.皖南医学院第一附属医院，安徽 芜湖 241001）

0 引言

很多医院的护士排班采用手工方法，依靠管理者的过往经验，模式固定，缺乏系统性和智能化，已不能满足医院日益增长的信息化管理需求。因此对护士资源进行合理的利用就成为了医院工作中的重中之重。本系统旨在用科学合理的信息化方法，开发护士排班系统，优化护士排班流程，合理安排护士轮班休息和限制长时间高强度工作，保障护士的身体健康，提高护理质量，降低人力成本，规范管理及提高工作效率。

1 需求分析

护士是医院日常运营的基础，科学合理地安排护士工作时间不仅能够缓解护士压力和提高护理质量，而且能够降低医院的人力资源运营成本，因此护士排班已成为医院管理工作的重要内容之一[1]。但是，由于排班中存在一系列劳动法规约束，外加需要考虑不同护士的能力级别差异。因此，护士排班问题(又称护士调度问题)是极为复杂的组合优化问题，属NP 难问题，在国外深受研究关注[2,3]。护士排班也具有约束性、非线性、大规模性等特点。线性规划、分支定界等传统方法很难有效地解决规模稍大的护士排班问题，因此，通常使用启发式算法在可接受的时间内找出问题的满意解[4]。近年来已研制出多种基于软计算的方法[5-8]。但是其中的问题模型具有较强西方国家特点，护士班次和约束条件与国内问题存在较大差异。国内对护士排班问题的研究起步较晚，并且主要是模拟简单的手工排班方式，一般缺乏有效的优化机制，难以综合考虑护士级别差异和各种劳动法规等约束[9,10]。

在实际的护士排班过程中，除了考虑护理规则和科室需要之外，也要考虑护士的个人需求。自主选择排班规则，根据不同日期设置所对应的班次，若是可以找到规律，维护成班次组合，则大大的提升了护士长排班的效率。此外，还需要将护士的多层能级、护理带教、科室的床位信息等与班次相关联，使得排班表一处多用，所有信息一览无余。

2 系统设计

2.1 总体结构设计

本软件的主要功能是实现护士的线上排班，重点在于实现智能化。这里使用了大量的符号和输入辅助以及使用了缓存技术。记录排班的缓存信息，提升了用户操作体验。实现排班表模板的自动生成和展现，并支持手动调整排班表。不同科室因工作内容不同而对排班有不同需求，需定义多种排班规则，分统一约束规则和差异约束规则，统一约束规则在任何情况下必须严格满足，而差异约束规则不一定完全满足，所以对每个差异约束规则定义相应的权重，并给出相应的惩罚值计算公式，最终转化为函数求解。图1 为护士排班系统的结构设计图。

图1 结构设计图

2.2 功能设计

护士排班系统功能模块包括：

维护标准班次：由管理员维护全院标准班次，维护了通用的标准班次后，全院病区都可以在该标准班次上扩展本病区班次。

标准班次授权：将标准班次授权给目标病区，目标病区可以在该标准班次上扩展本病区班次。

护理管床：维护本病区床位信息，选择一条护理管床，可以维护该护理管床下的管床床位明细。

维护班次：每个病区在该病区拥有的标准班次的基础上扩展本病区的班次。

维护护理排班人员：维护本病区护理排班人员，排班时人员的选择范围即为维护好的护理排班人员。

维护部门排班备注模版：维护本部门排班备注模版，一个部门一周只有一条记录。

维护班次组合：维护本病区需要使用的班次组合，以供排班时选择。

排班：护士长对本病区进行排班。

排班查询：根据登陆人员不同权限可以查询部门排班信息，便于统计和保存。

2.3 数据库设计

数据库结构设计时除了考虑满足系统功能和性能需求外，还需考虑扩展性需求，设计过程中必须确保数据的一致性，且尽量避免数据冗余。系统概念模型如图2 所示。

图2 系统概念模型

3 系统实现

本系统开发前端使用的工具是WebStrom，后端使用的是STS，SDK 使用的是JDK1.8 版本，代码管理工具是Tortoise SVN 及Maven 项目管理工具，要求在XP 以上的Windows 系统中使用。系统采用软件生命周期开发方法，自顶向下，逐步细化。一方面可对各科室排班相关信息进行维护，对其进行增删改操作，一方面利用维护好的信息进行科室排班。

3.1 维护页面（举例说明）

图3 是班次维护界面。打开页面，默认当前登录人员所属部门，若当前登录人员有多个部门时，从所属部门中选择一个部门，也可以通过选择部门按钮切换部门，进入页面后可以进行增删改操作。

3.2 排班页面

图4 是排班页面。默认当前登录人员所属部门，若当前登录人员有多个部门时，从所属部门中选择一个部门，也可以通过选择部门按钮切换部门，进入排班页面，加载本部门已经维护好的护理排班人员信息及备注模板，排班页面日期默认当前日期的下一周周一，可以选本周周一或往后周一，但不可以选本周之前的日期。选择一行，填写信息，其中床位、欠休（D），欠休（H）可选填，周一至周日班次必填，选择班次时，可以下拉选择班次或班次组合，默认一天上下午班次相同，若一天的上下午班次不同，可以通过表格上方的[上午]或[下午]更改班次信息，若班次需要带教老师，选择一个带教老师，信息填写完成后点击[保存]。若需要删除一个人一天的班次，可以直接在选择框中删除，若需要删除一个人一周的班次，选中该人，点击[清空]，点击[确定]后清空所选人员本周的排班信息，若需要删除本周所有人员的排班信息，点击[清空所有]，点击[确定]后清空本病区所有人员本周的排班信息。

图3 维护页面

图4 排班页面

4 开发重点和难点

4.1 开发重点

（1）智能化排班。排班系统可以让科室各个人员及护理部方便快捷地获得本科室的值班计划，并能随时调整排班方式，大幅度减少排班工作量。

（2）排班更加公平公正。排班过程中不排除有部分排班者会受主观因素影响，不能秉承着公平、公正的原则，为此我们需要最大可能的考虑所有人的情况。

（3）个性化排班。不同病区的情况会有差异，工作内容会有所不同，所以各病区的排班方案也不可能完全相同，系统支持各病区个性化弹性排班。

4.2 开发难点

自适应网站建设过程中，需要考虑的内容更为广泛，而且还要考虑其他方面的一些问题，比如可读性、区域面积及不同设备下运行的状态等。

5 实践体会

护理人员的工作负荷程度直接影响了其职业满意度，成为在工作中与患者有效沟通及实施人文护理的直接制约和影响因素。因此，科学合理的安排护理工作时间，不仅能够降低医院人力资源运营的成本，并且能缓解护理人员的压力，提高护理质量，是推动人文护理的重要因素之一[11]。

本护士排班系统包括维护标准班次、标准班次授权、护理管床、维护班次、维护护理排班人员、维护部门排班备注模版、维护班次组合、排班、排班查询八个功能。本软件大多数都为维护界面，操作简单，统一维护全院标准班次，从实际需求出发按需维护各病区班次、各病区班次组合、各病区床位信息和备注模板等，为排班页面做铺垫。在遵循以患者为中心的原则、弹性排班原则、人性化原则、合理搭配原则等排班原则的基础上，结合病区专科特点确定排班方式，兼顾临床需要和护士意愿，合理排班，减少交接班次数。当前排班系统主要是实现排班信息化，而在智能化方面有待进一步提高。后续我们会继续改进增加新功能，为护士创造一个更便利的排班系统。