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Material und Methoden

Diese Arbeit untersucht die Prozessdynamik des Arbeitsablaufs einer diagnostischen Ultraschalluntersuchung. Mittels einer Prozesssimulationssoftware werden in multiplen Prozessdurchläufen die Auswirkungen unterschiedlicher Rahmenbedingungen (Ressourcenzuteilung, Variation in der Prozessstruktur) auf verschiedene Kenngrößen des Arbeitsprozesses ermittelt.

4.1  Beschreibung des untersuchten Arbeitsplatzes

Der beobachtete Arbeitsplatz ist Teil des diagnostischen Funktionsbereichs der Klinik für Strahlenheilkunde der Charité Berlin, Campus Virchow-Klinikum.

Personal und Einrichtungen: Es stehen drei Sonographiegeräte in drei Untersuchungsräumen zur Verfügung. Ein viertes Gerät für die Versorgung von Patienten mit infektiösen Erkrankungen ist in einem weiteren Raum untergebracht; diese Untersuchungen wurden hier nicht berücksichtigt.

Die Untersuchungsbefunde werden von den Ärzten in vordefinierten Bildschirmformularen an drei Apple Macintosh Computern erstellt und ausgedruckt. Dazu teilen sich drei Ärzte und ein Student im Praktischen Jahr einen Arbeitsraum mit 2 medizinisch-technischen Röntgenassistenten (MTRA) und einem Zivildienstleistenden, die dort administrative Aufgaben wahrnehmen.

Die Administration mit Zeitplanung und Abrechnung erfolgt computergestützt über das abteilungsinterne Abrechnungssystem Robsys (Radiologisches Organisations- und Befundsystem) durch die MTRA, wofür zwei Terminals zur Verfügung stehen. Befunde und Bilder werden konventionell archiviert. Zwei Telefone stehen zur Verfügung, von denen in der Regel eines von den MTRA für Terminabsprachen, das andere für Telefonate seitens der Ärzte benutzt wird.

Der Arbeitsplatz ist als Ausbildungsplatz konzipiert. Laut Personalschlüssel sind ihm ein Oberarzt mit langjähriger Ultraschallerfahrung, ein Assistenzarzt mit bis zu einjähriger Erfahrung und ein Anfänger, in der Regel ein Arzt im Praktikum, zugeteilt. Zusätzlich ist regelmäßig ein Medizinstudent im Praktischen Jahr anwesend. Zum Beginn der Untersuchung lag der Erfahrungsstand des Oberarztes bei ca. 40.000 Untersuchungen, des Assistenzarztes bei ca. 1.200 Untersuchungen, des Anfängers bei ca. 250 und des Medizinstudenten bei etwa 10 Untersuchungen. Die anwesenden Ärzte wechselten zum Teil während der Beobachtungsphase. Ihr Erfahrungsstand korrelierte nicht immer mit [Seite 22↓] ihrem ärztlichen Status. Daher wurden vier Gruppen definiert, die stellvertretend für den Erfahrungsstand galten: Experten (über 10.000 Untersuchungen), erfahrene Untersucher (über 1.000 bis 10.000 Untersuchungen), fortgeschrittene Untersucher (über 100 bis 1.000 Untersuchungen) und Anfänger (bis 100 Untersuchungen)

Untersuchungsvolumen: Als Routine- und Volumenarbeitsplatz konzipiert, werden hier Patienten aus dem gesamten Klinikum mit verschiedensten Fragestellungen sonographisch untersucht. Dabei kommt die B-Bild-Untersuchung ebenso zum Einsatz wie die farbkodierte Duplexsonographie mit und ohne Kontrastmittel. Auch ultraschallgesteuerte Punktionen werden am Arbeitsplatz durchgeführt. Zwischen dem 1.3.2000 und dem 28.2.2001 wurden pro normalem Arbeitstag im Routinebetrieb (Wochentage ohne Feiertage, Ankunft der Patienten zwischen 8:00 und 16:00 Uhr) durchschnittlich 37,63 (Range 9-57) Untersuchungen an durchschnittlich 30,66 (Range 9-48) Patienten durchgeführt. Die Häufigkeitsverteilung der Untersuchungen, die durchschnittlich einmal oder häufiger im oben angeführten Intervall angesetzt waren, ist in Abbildung 4-1 dargestellt. Notfalluntersuchungen außerhalb des Routinebetriebes wurden nicht berücksichtigt.

Abbildung 4 -1 : Durchschnittliche Anzahl der Untersuchungsarten pro Tag. Sono: Sonographische Untersuchung im B-Bild; FKDS: Farbkodierte Duplexsonographie


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4.2  Prozess simulation

4.2.1 Das Prozessmodell

Ein Prozessmodell besteht aus den Entitäten Vorgänge, Ressourcen und Flussobjekte. Die Prozessstruktur setzt sich aus Vorgängen mit ihren Abhängigkeiten zusammen. Die Flussobjekte bewegen sich entlang der Prozessstruktur. Ihr Verhalten wird von den Eigenschaften der Vorgänge, deren Beziehungen untereinander, der Ressourcenverfügbarkeit sowie von ihren eigenen Eigenschaften bestimmt und ermöglicht Aussagen über die Prozessqualität.

4.2.1.1 Strukturelemente

Vorgänge / Aktivitäten

Aktivitäten oder Vorgänge (die Begriffe werden synonym verwendet) entsprechen den einzelnen Arbeits- oder Prozessschritten, die an einem Flussobjekt durchgeführt werden. Verschiedene Eigenschaften bestimmen, wie sie das Verhalten eines Flussobjekts beeinflussen:

Die Position der Vorgänge wird über ihre Anordnungsbeziehung beschrieben.

Die Vorgangsdauern basieren auf Messungen im realen System oder Schätzwerten. Sie werden über stochastische Verteilungsfunktionen modelliert, um den Effekt statistischer Schwankungen der Dauer im Modell wiedergeben zu können.

Die Auftretenshäufigkeit H A beschreibt die Wahrscheinlichkeit, mit der eine Aktivität in einem Prozesszyklus tatsächlich durchgeführt wird. In Arbeitsabläufen kommt nicht jede Aktivität regelmäßig in jedem Zyklus oder immer an der gleichen Stelle vor.

Je nach Auftretenswahrscheinlichkeit und Position eines Vorgangs im Arbeitsablauf lassen sich vier Typen unterscheiden. Für diese Arbeit werden den vier Typen die Bezeichnungen Ia, Ib, IIa und IIb zugeordnet. Die römische Ziffer steht für die Position des Vorgangs im Arbeitsablauf (I: feste Position; II: variable Position), der Buchstabe für die Auftretenshäufigkeit (a: Vorgang tritt genau einmal pro Prozesszyklus auf (HA =1); b: Vorgang tritt öfter oder weniger als einmal pro Prozesszyklus auf (HA <1 oder HA >1)).

Anordnungsbeziehungen

Die Anordnungsbeziehungen der Aktivitäten beschreiben deren Abfolge innerhalb eines Prozesses aus den Vorgaben logischer bzw. technischer Zusammenhänge.

Teilprozesse

Die Aufteilung eines Prozesses in Teilprozesse kann unter logischen / technischen Gesichtspunkten erfolgen oder aus Gründen der Handhabbarkeit bei komplizierten Prozessmodellen. Teilprozesse geben demzufolge entweder Gegebenheiten des zu simulierenden Systems wieder oder erleichtern den Umgang mit dem Modell. Die Verbindung zwischen den Teilprozessen kann über Anordnungsbeziehungen, Ressourcenverfügbarkeit oder Bedingungen gegeben sein.


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4.2.1.2  Ressourcen

Ressourcen sind die Arbeitskraft und/oder das Material, die für die Durchführung einer Aktivität nötig sind. Ihre Zuteilung erfolgt in den Einheiten [Arbeitskraft x Zeit] bzw. [Material x Zeit].

Bei Material unterscheidet man Verbrauchs- und Gebrauchsmaterial. Beide Arten verursachen Kosten: Verbrauchsmaterial wie z.B. Ultraschallgel muss jeweils neu beschafft werden, um eine Aktivität durchführen zu können. Es wird einem Vorgang in festen oder stochastisch modellierten Mengen zugeteilt. Gebrauchsmaterial wie z.B. ein Ultraschallgerät verursacht Anschaffungs-, Abschreibungs- und Wartungskosten.

Ressourcen können zu Gruppen zusammengefasst werden, um der Software die Wahl einer verfügbaren Ressource aus einem Pool von Ressourcen mit ähnlich Eigenschaften zu ermöglichen. Beispiel: Im hier dargestellten Prozessmodell wurde eine Ressourcengruppe „Arzt“ definiert, der alle Ärzte mit unterschiedlicher Ultraschallerfahrung zugeordnet war. Die Software wählte nach vorgegebener Priorität einen verfügbaren Arzt aus der Gruppe, wann immer die Untersuchung eines Patienten begann.

4.2.1.3 Flussobjekte

Flussobjekte sind die dynamischen Entitäten eines Prozessmodells. Sie durchlaufen die Prozessstruktur. Ihr Verhalten wird dabei von den Eigenschaften der Vorgänge (Dauer, Verzweigungswahrscheinlichkeit,...), der Ressourcenverfügbarkeit und den eigenen Eigenschaften bestimmt.

Die Definition von Flussobjekten im Prozessmodell orientiert sich an den Objekten, die im realen System beobachtet werden. In dieser Arbeit wurden Flussobjekte definiert, die je nach Bedarf mehrere Objekte des simulierten Systems zusammenfassten. Beispiel: Das Objekt „Patient“ durchläuft auch Vorgänge, die den Befund und die Akte betreffen.

Im Verlauf eines Teilprozesses kann das Flussobjekt an definierten Verzweigungspunkten in mehrere Teilobjekte zerlegt werden, die einen unterschiedlichen Weg durch die Prozessstruktur nehmen. An einem späteren Punkt werden alle Elemente wieder zusammengeführt.

4.3 Eine Prozesssimulation durchführen

Ein Prozessmodell wird in fünf Phasen erstellt, die z.T. in iterativen Schritten wiederholt durchlaufen werden (Tabelle 4-1 ).

Tabelle 4 -1 : Erstellung eines Prozessmodells in fünf Phasen

Phase

Tätigkeiten

I

Zielsetzung

definieren

- Problem formulieren

- Fragestellung ableiten

- Genaue Ziele für das Prozessmodell definieren

II

Prozessstruktur

ermitteln

- Vorgänge ermitteln (Was wird gemacht?)

- Ressourcenallokation (Wer macht was und was wird dafür benötigt?)

- Logische Beziehungen zwischen den Vorgängen ermitteln (Wann wird etwas gemacht?)

- Flussobjekte mit ihren Eigenschaften ermitteln (Mit wem wird etwas gemacht?)

III

Messdatenerfassung

- Zeitmessung der einzelnen Vorgänge

- Auftretenshäufigkeit der einzelnen Vorgänge ermitteln

- Aufbereitung der Messwerte

IV

Prozessmodell

anfertigen

- Abbildung der Struktur und Messergebnisse in einem Prozessmodell

- Verifizierung, Validierung

V

Auswertung

- Verschiedene Szenarien implementieren

- Kenngrößen für jedes Szenarium ermitteln

4.3.1 Phase I: Zielsetzung definieren

4.3.1.1 Zielsetzungen

Die Zielsetzung entscheidet über Umfang und Detailgrad des Simulationsmodells. Auf Basis der in Abschnitt 3 aufgeworfenen Fragen wurden für das Prozessmodell folgende Zielsetzungen definiert:

4.3.1.2 Indikatoren

Die Prozessleistung wird an Hand verschiedener Kenngrößen (Indikatoren) beurteilt. Die gewählten Indikatoren betreffen Dauern, Aufwandswerte und Personalkosten [Seite 27↓] (Tabelle 4-2 ). Alle aufgeführten Indikatoren sind Durchschnittswerte aller Untersuchungen des Simulationszeitraums, soweit nicht anders angegeben.

Tabelle 4 -2 : Indikatoren der Prozessleistung

Indikator

Einheit

Beschreibung

Taktzeiten (T)

Untersuchung

TU

[min:sec]

 

Ultraschallgeräte

TG

[min:sec]

 

Patientenlaufzeiten (P)

Anwesenheit

PA

[min:sec]

Ankunft des Patienten bis Aushändigung des Befunds

Untersuchungszeit

PU

[min:sec]

Dauer der Untersuchung am Patienten

Wartezeit gesamt

PWg

[min:sec]

PWg = PWv + PWn

Wartezeit vor Untersuchung

PWv

[min:sec]

Ankunft des Patienten bis Beginn der Untersuchung

Wartezeit nach Untersuchung

PWn

[min:sec]

Zeit von Ende der Untersuchung bis Aushändigung des Befunds

Arbeitsaufwand (A)

Gesamtaufwand pro Untersuchung

AG

[min:sec]

 

Administrativer Aufwand

AA

[min:sec]

 

Untersuchungsaufwand

AU

[min:sec]

 

Ressourcenauslastung (R)

Arbeitskräfte

RA

[ %]

 

Ultraschallgeräte

RG

[ %]

 

Personalkosten

Nettokosten

 

Kosten für tatsächlich anfallende Arbeit (produktive Kosten)

Bruttokosten

 

Nettokosten plus unproduktive Kosten für Zeiten der Untätigkeit

4.3.2 Phase II: Prozessstruktur ermitteln

4.3.2.1 Vorgänge ermitteln

Ein nicht in den Arbeitsablauf eingebundener Beobachter (Arzt) begleitete die Untersuchungen von 30 Patienten und notierte alle identifizierten Einzelaktivitäten in einer Vor[Seite 28↓] gangsliste. Zusätzlich wurde erfasst, welche Person den Vorgang durchführte und welche Materialien dafür notwendig waren.

Für die spätere Auswertung wurden die Vorgänge als Administrations- oder Untersuchungstätigkeiten eingestuft. Als Untersuchungstätigkeiten galten alle Vorgänge, die direkt am Patienten stattfanden oder für die Durchführung der Ultraschalluntersuchung mit Befunderstellung unmittelbar notwendig waren. Administrative Tätigkeiten dienten der Archivierung von Filmen und Akten, der Abrechnung und der Terminabsprache.

Wo im Rahmen der Fragestellung vertretbar, wurden mehrere einzelne Vorgänge zu einem übergeordneten Vorgang zusammengefasst.

Für eine bessere Übersicht wurde jedem Vorgang eine Kombination aus der Nummer eines Aufgabenbereichs und einem Buchstaben zugeordnet.

4.3.2.2 Anordnungsbeziehungen definieren

Für jeden Vorgang wurde ermittelt, welche Vorgänge unmittelbar vor ihrer Durchführung ausgeführt sein müssen und welche anschließend durchzuführen sind. Dabei wurden sowohl logische Zusammenhänge als auch feststehende Regeln für die Durchführung einer Untersuchung berücksichtigt. Einige Zusammenhänge wurden stochastisch modelliert.

Beispiele:

4.3.2.3 Ressourcen zuteilen

Die einzelnen Mitarbeiter wurden in Abhängigkeit von ihren Aufgabenbereichen und Kompetenzen Ressourcengruppen zugeteilt. Im Prozessmodell wurde jedem Vorgang ein oder mehrere Mitarbeiter über eine Ressourcengruppe zugeteilt, dessen/deren Kompetenzprofil(e) mit dem Ressourcenbedarf der Aktivität übereinstimmt.


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4.3.2.4  Flussobjekte

Sie entsprechen den physischen Objekten, an denen Aktivitäten ausgeführt werden (Beispiel: Patient, Akte) oder abstrakten Administrationsobjekten (Beispiel: Untersuchungsanmeldung, Telefonat). Die Wahl der Objekte richtet sich nach den Abläufen, die abgebildet werden sollen. Bei der Beschreibung der Objekte wurden Eigenschaften erfasst, für die ein Einfluss auf den Objektverlauf im Prozessmodell angenommen wurde (Beispiel: Patienten können bettlägerig sein, zu Fuß oder im Rollstuhl kommen).

4.3.3 Phase III: Datenerfassung

4.3.3.1 Messdatenerfassung

Erfasst wurden Vorgangsdauern und die Auftretenshäufigkeit von Aktivitäten.

Vorgangsdauern

Für den Messvorgang wurde eine Software erstellt (Abbildung 4-2 ). Als Werkzeuge kamen dafür die Datenbank Microsoft® Access 2000 [2 ] und die Programmiersprache Microsoft® VisualBasic for Applications zum Einsatz.

Die Kernfunktionalität der Software ist die automatisierte Protokollierung und Verwaltung mehrerer parallel ablaufender Messungen von Vorgangsdauern. Beim Start einer Messung wird die durchführende Ressource und die Aktivität aus frei definierbaren Listen ausgewählt. Laufende Messungen werden in einer Auswahlliste angezeigt. Für die Protokollierung der Rahmenbedingungen kann zu jeder Messung zusätzliche Information erfasst werden, wie z.B. die Untersuchungsart oder die Transportart des Patienten. Wird die Ausführung eines Vorgangs unterbrochen, z.B. wenn ein Telefonat beantwortet werden muss, kann die Messung in der Software auf Pause gesetzt und anschließend fortgeführt werden. Die Software erlaubt nur eine gleichzeitig ausgeführte Aktivität pro Ressource, es können jedoch mehrere Ressourcen parallel beobachtet werden.

Die Messdaten werden als Tabelle aufbereitet und per Kopieren-und-Einfügen in andere Applikationen übernommen.


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Abbildung 4 -2 : Benutzoberfläche der Applikation zur zeitlichen Erfassung parallel ablaufender Arbeitsschritte

Auftretenshäufigkeit

Zusätzlich zu den Zeitmessungen wurde eine Strichliste für jene Vorgänge geführt, die nicht fest regelmäßig auftraten (Typ Ib und Typ IIb). Für jeden Vorgang wurde gezählt, wie häufig er pro Zeiteinheit auftrat. Dieser Wert wurde über die Anzahl der Untersuchungen im Beobachtungszeitraum in die durchschnittliche Auftretenshäufigkeit pro Untersuchung umgerechnet. Waren diese Daten nicht ausreichend, wurden die Mitarbeiter gefragt, wie häufig die jeweiligen Vorgänge pro Tag auftraten. Sie wurden gebeten, jeweils einen Minimalwert, einen Maximalwert und einen Modalwert anzugeben.

4.3.3.2 Auswertung der Abrechnungsdaten

Im abteilungseigenen radiologischen Informationssystem (RIS, hier: Radiologisches Organisations- und Befundsystem, Robsys) werden alle abrechnungsrelevanten Daten einer Untersuchung gespeichert. Die Daten aller Routineuntersuchungen eines Jahres (1.3.2000 bis 28.2.2001) wurden ausgewertet. Alle Untersuchungen an regulären Wochenarbeitstagen (keine Wochenenden und Feiertage), deren Beginn zwischen [Seite 31↓] 8:00 Uhr und 16:00 Uhr terminiert war, wurden in die Auswertung eingeschlossen. Ermittelt wurden:

Für jede Untersuchung wurden zwei Zeitpunkte von Robsys protokolliert:

Während die Abrechnung zuverlässig bei jedem Patienten vorgenommen wird, war die Ankunft des Patienten gelegentlich nicht erfasst, sodass dieser Zeitpunkt nicht durchgängig protokolliert war. Die verwertbaren Daten eines Protokollierungszeitraums von 8 Wochen wurden ausgewertet. Die Dauer zwischen den beiden Messzeitpunkten wurde für jeden Patienten berechnet (im Folgenden „Evaluationsintervall“ genannt) und nach der Ankunftszeit des Patienten gruppiert. Für jeden Stundenblock des Arbeitstages wurde anschließend der Mittelwert und die Standardabweichung der Dauern berechnet. Das so entstandene Tagesprofil wurde zur Validierung herangezogen.

4.3.4 Phase IV: Prozessmodell anfertigen

4.3.4.1 Prozessstruktur

Mit den ermittelten Aktivitäten und Anordnungsbeziehungen wurde ein Netzplandiagramm erstellt. Jede Aktivität kann mit einer oder mehreren weiteren Aktivitäten verbunden sein. Dies wird über Pfeile, die Aktivitätspfade, symbolisiert. Sie repräsentieren den Weg, den ein Flussobjekt im Prozess durchlaufen kann. Im vorliegenden Prozessmodell wurde die Struktur so modelliert, dass von jedem Vorgang mit Ressourcenbedarf genau ein Aktivitätspfad abgeht. Für Verzweigungen wurden zusätzliche Aktivitäten ohne Ressourcen und Dauern eingebaut. Dies erhöht die Übersichtlichkeit und erleichtert die Fehlersuche während des Modellierens.

Mehrere parallele, logisch unabhängige Aktivitätsstränge wurden in mehreren Subprozessen abgebildet. Ein Strang aus Typ-Ia/Ib-Vorgängen wurde als Hauptstrang definiert. Die verschiedenen Subprozesse (alle aus Typ IIa/IIb-Vorgängen bestehend) waren nicht über Anordnungsbeziehungen miteinander verknüpft. Stattdessen wurden aus [Seite 32↓] den Messdaten statistische Zusammenhänge ermittelt, welche die Zahl der Flussobjekte und den Zeitpunkt ihres Starts für jeden Subprozess beschrieben.

Den logischen Zusammenhängen der einzelnen Aktivitäten entsprechend entstanden mehrere Teilprozesse. Der Teilprozess, der die eigentliche Untersuchung beschreibt, wird im Folgenden als Hauptprozess bezeichnet. Er enthält Vorgänge vom Typ Ia und Ib. Die Vorgänge vom Typ IIa und IIb sind auf andere Teilprozesse verteilt. In der graphischen Anordnung wurden die Teilprozesse nach Funktion sortiert.

In der hier gewählten Darstellungsform finden mehrere Arten von Aktivitäten Verwendung. Rechtecke mit weißem Hintergrund bilden Aktivitäten ab, in denen Untersuchungsvorgänge mit Ressourcen und Vorgangsdauern stattfinden. Aktivitäten mit grauem Hintergrund dienen der Prozesssteuerung. Rauten repräsentieren hier Verzweigungspunkte, die den Weg der Flussobjekte steuern. In der Simulationssoftware werden auch diese als Aktivitäten bezeichnet; ihnen sind jedoch keine Ressourcen oder Vorgangsdauern zugeordnet.

Das Verhalten eines Objekts an Verzweigungspunkten in der Prozessstruktur wurde mit zwei von drei möglichen Methoden (stochastisch, Priorität, komplexe Bedingung) modelliert.


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4.3.4.2  Ressourcenallokation und Vorgangsdauern

Jedem Aktivitätspfad wurden die erforderlichen Ressourcen zugewiesen. An Sachmitteln wurden nur solche mit eingeschränkter Verfügbarkeit ins Prozessmodell aufgenommen.

Auf Basis der im Vorfeld erhobenen Daten wurden die Vorgangsdauern stochastisch modelliert. Eine statistische Analysesoftware [8 ] ermittelte für jede Vorgangsdauer, für die zehn oder mehr Messwerte vorlagen, eine Verteilungsfunktion. Dabei kamen in dieser Arbeit Weibull-, Lognormal-, Erlang- und Betaverteilungen zum Einsatz (Tabelle 4-3 ). In den anderen Fällen wurde eine Dreiecksverteilungsfunktion verwendet, deren Eckpunkte über das Minimum, den Median und das Maximum der gemessenen Vorgangsdauern definiert waren. Die Simulationssoftware generierte bei jedem Aktivitätsdurchlauf eine zufällige Vorgangsdauer innerhalb des Wertebereichs und mit der Häufigkeitsverteilung, die durch die Verteilungsfunktion definiert waren.

Tabelle 4 -3 : Verteilungsfunktionen für Vorgangsdauern des Prozessmodells

Name

Formel

Funktionsaufruf

Parameter

Dreieck

 

Triang(low, high, mode)

Low Untere Begrenzung [s]

High Obere Begrenzung [s]

Mode Häufigster Wert [s]

Beta

Beta(a, b, start, end)

a Alpha

b Beta

start Untere Begrenzung [s]

end Obere Begrenzung [s]

Lognormal

min + Lnormal(mean, sigma)

min Untere Begrenzung [s]

mean natürlicher Logarithmus des Mittelwerts

sigma Standardabweichung

Weibull

min + Weibull(a, b)

min Untere Begrenzung [s]

a Shape-Faktor

b Scale-Faktor

Erlang

min + Erlang(N, b)

min Untere Begrenzung [s]

N ganzzahliger Shape-Faktor

b Scale-Faktor

Für einige Vorgänge wurde angenommen, dass sie unterschiedliche Dauern je nach ausführender Person oder anderen Begleitumständen aufweisen. Um diese Annahme zu stützen, wurden die Messdaten der unterschiedlichen Gruppen (z.B. Untersucher mit unterschiedlichem Erfahrungsstand) mittels Mann-Whitney-Test verglichen.


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4.3.4.3  Flussobjekte

Für jeden Teilprozess wurden Flussobjekte definiert. Je nach Bedarf wurden ihnen Variablen zugeordnet, die den Prozessverlauf beeinflussende Objekteigenschaften beschreiben. Die Anzahl der Flussobjekte richtete sich nach der Anzahl von Prozessdurchläufen, die simuliert werden sollten. Die Anzahl der Flussobjekte im Hauptprozess (den Patienten entsprechend) wurde pro Wochentag auf Basis der Robsysdaten ermittelt. Die Anzahl der Flussobjekte in den Teilprozessen richtete sich nach dem Hauptprozess.

4.3.4.4 Verifizierung

Die Prozessstruktur wurde wiederholt mit den beteiligten Ärzten und MTRAs verifiziert und angepasst, bis sie dem beobachteten Arbeitsablauf entsprach.

4.3.4.5 Validierung

Ein vereinfachter Modellierungsprozess enthält die drei Entitäten „Reales System“, „Konzeptmodell“ und „Computermodell“. Vom realen System wird das Konzeptmodell in einer Analyse- und Modellierungsphase abgeleitet. Davon ausgehend wird das Computermodell in einer Programmierungs- und Implementierungsphase entwickelt, und Erkenntnisse über das reale System werden dann in der Experimentphase gewonnen (Abbildung 4-3 ).

Abbildung 4 -3 : Vereinfachter Modellierungsprozess (nach [53 ])


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In diesem vereinfachten Modellierungsprozess lassen sich vier Dimensionen der Prozessmodellvalidität abgrenzen, die zur Evaluation der Modellvalidität herangezogen wurden. Sie sind im Folgenden zusammen mit den Validierungstechniken (Namen in Klammern) aufgeführt, die in dieser Arbeit verwendet wurden [53 ].

Die Validierung wurde am dem realen System entsprechenden Prozessmodell vor jeder Modifizierung vorgenommen, das im Folgenden Validierungsmodell genannt wird. Es wurde für die Auswertung freigegeben, nachdem alle oben beschriebenen Tests als bestanden bewertet worden waren.

4.3.5  Phase V: Auswertung

Jeder Prozessdurchlauf simulierte einen Zeitraum von einem halben Jahr (26 Wochen).

4.3.5.1 Messungen im Prozessmodell

Jedem Flussobjekt waren mehrere Timer für die unterschiedlichen Kenngrößen zugeordnet, die an definierten Punkten im Prozess gestartet und an späteren Punkten gestoppt wurden. Über eine Protokollfunktion wurden die Zeiten nach Prozessdurchlauf zur Auswertung exportiert.

4.3.5.2 Szenarien

Für jede Fragestellung wurde das Validierungsmodell abgewandelt. Die Veränderungen betrafen die Prozessstruktur, Vorgangsdauern und Ressourcenallokation.

  1. Abdomenuntersuchung: Den simulierten Vorgangsdauern der Ärzte für Untersuchung, Ausbildungstätigkeiten und Befunderstellung lagen nur Messwerte zugrunde, die bei Untersuchungen des Abdomens erfasst worden waren.
  2. Facharztszenarium: Es wurde vorausgesetzt, dass nur Experten am Arbeitsplatz beschäftigt sind. Den simulierten Vorgangsdauern für Ärzte lagen die Messwerte der Experten zugrunde. Die optimale Anzahl von Ärzten wurde in mehreren Simulationsläufen ermittelt. Alle Aktivitäten, die mit Ausbildung zu tun hatten, wurden entfernt.
  3. Digitale Infrastruktur: Alle Vorgänge, die auf die Manipulation, den Transport oder die Archivierung von Papier basierten Akten oder Filmen abzielten, wurden entfernt. Vorgänge, die auf unvollständige Informationsübermittlung via Papiermedium zurück zu führen waren, wurden ebenfalls entfernt. Interaktionen mit Computern, soweit sie die unmittelbare Untersuchung betrafen, blieben erhalten.

Die Veränderungen im Einzelnen sind im Ergebnisteil aufgeführt.


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4.3.5.3  Ressourcenallokation in experimentellen Szenarien

Während die Prozessstruktur durch die jeweilige Fragestellung vorgegeben war, sollte sich die Ressourcenallokation der neu zu entwickelnden Szenarien (Facharzt- und digitale Szenarien) nach den Erfordernissen des Prozesses richten. Ziel war, eine ausgewogene Kombination aus möglichst hoher Ressourcenauslastung (RA ) bei möglichst kurzer Patientenlaufzeit (PA ) und Gerätetaktzeit (TG ) zu erreichen. Die Ressourcenauslastung stand dabei im Vordergrund; hatte eine Erhöhung der Ressourcenzahl nur einen geringen Einfluss auf PA bzw. TG (< 20 % Verkürzung), so wurde die geringere Ressourcenzahl vorgezogen.

Die jeweilige Ressourcenallokation eines neuen Szenariums wurde ausgehend von der Ressourcenallokation des Ursprungsszenariums in zwei Schritten ermittelt. Zunächst wurde eine Anzahl von MTRA gewählt, bei der angenommen wurde, dass die zu allozierenden Ärzte verzögerungsfrei arbeiten können. Mit der so in mehreren Simulationsläufen ermittelten optimalen Anzahl Ärzte wurden mehrere Szenarien mit unterschiedlichen Anzahlen von MTRA simuliert, um hier die optimale Zahl unter obigen Gesichtspunkten zu ermitteln.

4.3.5.4 Kostenberechnung

Die Kostenberechnung bezieht sich allein auf Personalkosten. Angegeben sind die Personalkosten pro Untersuchung. Dabei wird unterschieden zwischen produktiven Kosten und unproduktiven Kosten. Letztere entstehen, wenn eine Person untätig ist, weil aus ablauftechnischen Gründen keine Aktivität durchgeführt werden kann. Bruttokosten sind die Summe aus produktiven und unproduktiven Kosten, Nettokosten bezeichnen allein die produktiven Kosten.

Als Basis für die Kostenberechnungen dienten zwei Modelle (Tabelle 4-4 ).

Tabelle 4 -4 : Stundenlohn und Stundenkosten des Personals

Ressource

BAT

Bruttostundenlohn (2002)

Haushaltsbrutto (2002)

Stunden pro Woche

Stundenkosten

Oberarzt

Ia

23,04 €

70400 €

48

33,33 €

Assistenzarzt

IIa

19,41 €

61160 €

48

28,96 €

AiP

 

1. Jahr: 6,78 €

2. Jahr: 7,72 €

gewichtet: 7,09 €

20370 €

48

9,64 €

MTRA

Vc

12,53 €

39790 €

38,5

23,48 €

4.4 Software

Das in dieser Arbeit verwendete Prozesssimulationstool Scitor® Process v3 [7 ] erlaubt die detaillierte Modellierung eines Prozesses unter Verwendung graphischer Mittel. Aktivitäten können Ausführungswahrscheinlichkeiten und/oder -bedingungen, stochastisch modellierte Vorgangsdauern und beliebige Ressourcen zugeordnet werden. Ressourcen können hierarchisch in Gruppen organisiert werden. Flussobjekten können in Form von Variablen beliebige Eigenschaften zugesprochen werden, die wiederum über komplexe Bedingungen und Aktionen auf Vorgangsebene den Prozessablauf beeinflussen. Der Datenaustausch mit anderen Applikationen kann über eine standardisierte Schnittstelle automatisiert werden. Mittels einer Skriptsprache können komplexe Programmabläufe automatisiert werden. Insgesamt stellt die Software ein Werkzeug für die Prozesssimulation dar, mit dem sich auch komplexe Prozesse komfortabel und flexibel modellieren lassen.

Für die Annäherung der Verteilungsfunktionen wurde Stat::Fit 2.0 von Geer Mountain Software® verwendet [8 ].

Die Aufbereitung der Mess- und Simulationsdaten wurde mit Access 2000 und Excel 2000 von Microsoft® Corporation durchgeführt [2 , 3 ].

Die statistischen Auswertungen und Tests erfolgten mit XLSTAT 5.1 von Addinsoft® [9 ].


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