雷基诊所的离散事件模拟项目获得MODSIM一等奖
莫莉·阿特沃特在五年内获得了威廉玛丽大学的两个学位。
5月12日毕业后,她要敲定婚礼计划,还要安排搬到华盛顿,在一家咨询公司找份工作。
这段时间很忙,但阿特沃特需要在已经令人印象深刻的简历上腾出一分钟的时间来写一篇获奖的关于约克镇一家免费诊所运营的分析。
阿特沃特对拉基诊所的分析在最近在诺福克举行的MODSIM世界会议挑战赛中获得了第一名。她于2017年毕业于威廉玛丽学院,获得应用数学学士学位,今年完成了该校计算运筹学(COR)项目的硕士学位。
该项目主管Rex Kincaid说,COR是一个跨学科项目,结合了威廉玛丽大学数学和计算机科学、应用科学和公共政策部门的元素。金凯德是数学系的校长教授,而COR是计算机科学硕士课程的专业。
“这是一个小而私密的项目。我们通常每年有大约10名新学生,”金凯德说,并补充说,COR的教师包括四名拥有运筹学博士学位的成员,以及一名拥有运筹学博士学位的助理。
威廉玛丽律所有30年的历史
运筹学作为一门学科起源于军事,金凯德说,威廉玛丽学院的数学系在一位学术评论家指出该地区军事设施的数量后,近40年前增加了研究生课程。运筹学的发展超越了军事用途,现在这门学科已经成为学校工程课程的支柱。
金凯德说:“我喜欢运筹学的一点是,它的理论发展是由现实世界的应用推动的。”
阿特沃特对拉基诊所病人流动的分析是运筹学应用的一个很好的例子。该诊所于1995年开始运作,现在每周5天向贫困病人提供广泛的保健服务。
“我喜欢他们完全免费的使命。它们只适用于低于贫困线一定比例的个人。”她说。“他们真的进入了社区,并在那里发挥了作用。我看到我可以做一些认真的工作来改善这个过程。”
莱基诊所找到了威廉玛丽数学系的教授、COR项目的教员拉里·利米斯(Larry Leemis),希望他能对诊所的运营进行分析,这些年来,诊所的运营大幅增长。Leemis建议阿特沃特接手这个项目。
Leemis表示,Atwater的项目在运筹学领域被称为离散事件模拟。它是一个强大的工具,可以对一系列定义良好的事件进行建模,也可以用于比患者通过医生预约的进展复杂得多的系统。阿特沃特自己的病史记录在她的Instagram账号MollyOllyOstomy上,这增加了她对莱基诊所项目的兴趣。
她说:“我自己也有健康问题,我花了足够的时间在医生办公室等待预约,我知道这并不总是最有效的过程。”
不像医生的办公室
阿特沃特解释说,雷基诊所面临的情况与大多数医生的办公室不同。首先,诊所的工作人员是有偿和志愿人员的混合体。
“这里有两名全职医生,其余的都是志愿者,”她说。“护士也一样,有几个全职护士,其余的都是志愿者。”
另一个不同之处在于患者,阿特沃特说,对她的分析来说,患者普查比诊所有偿和志愿医疗人员的组合更重要。
“有趣的是,超过70%的患者患有三种以上的慢性疾病,”她说。“所以,你看到的是一个患有糖尿病、心脏病和关节问题的病人。”
阿特沃特解释说,这样的病人普查意味着病人的预约往往很长。她在诊所呆了五六天,与医生和护士交谈,用她自己的话说,“只是想了解一下莱基每天的生活是什么样的。”
她发现,在雷基诊所的运营生活中,有一天是非常熟悉的:病人在前台登记。一名护士把他们从等候区带走,进行分诊——血压、体温、心率、体重。然后病人到检查室等待医生。
把这些都转化成数学
阿特沃特说,在观察了病人的流程,坐下来与医生和护士交谈之后,她的下一个任务是“试着把他们的话转化为数学”。她使用模拟编程语言SIMAN为拉基诊所一天的各个方面分配变量,创建了当天的计算机模拟。她的模拟揭示了许多有趣的事情。首先,雷基的人没有懈怠。
阿特沃特说:“一位在周三工作的医生的使用率约为90%。”“所以,90%的时间里,她都在做与病人有关的事情,如果病人的预约时间有点长,她几乎没有回旋的余地。”
很明显,时间的点点滴滴在累积。阿特沃特发现,一些病人等医生的时间长达45到50分钟。对她建立的模型的分析揭示了她向诊所董事会推荐的几件事。
她说:“增加一名医生,重新分配一些护理人员,让两名护士而不是一名护士负责分诊,这大大缩短了最长的等待时间,缩短到15分钟左右。”
阿特沃特的分析还揭示了一个容易补救的冗余。负责分诊的护士将数据输入到剪贴板上的纸质表格上,然后将信息传送到另一个房间的电脑上。她和诊所工作人员讨论了两次输入数据所花费的时间,然后阿特沃特建议改变程序。
她解释说:“我们的想法是,护士可以有一个平板电脑或某种室内电脑,当他们和病人在一起的时候,他们可以在那里输入信息。”“这将节省两到五分钟,听起来不多,但如果你要看多名病人,每天可以节省一次预约时间。”
这个项目从始至终都大获成功
阿特沃特公司向MODSIM世界竞赛提交了一份关于Lackey工作流程的分析论文。她是三位决赛选手之一,MODSIM邀请她在四月份的会议上展示她的项目。结果很好。
评委们很喜欢这个方法。我的演讲得到了很多赞扬。”她说。“这是这里的项目做得很好的一件事。你做过很多演讲,所以在人群面前你会感到很自在。”
她的报告和分析本身的许多方面都得到了特别的好评:
一位评委写道:“我已经评审了几次这个活动,你的演讲和研究方法是迄今为止我见过的最好的。”另一位评委评论道:“整部影片提供的细节非常出色。它允许读者充分了解导致模拟的背景,以及所呈现的数据结果。任何时候都不需要因为误解或失去演示的逻辑流程而重读论文的任何部分。干得好!”
更重要的是,诊所里的人也同样被打动了。阿特沃特将她的建议提交给了莱基的临床工作人员,并再次提交给了该机构的管理委员会会议。她说,雷基诊所的工作人员对她的分析和建议非常热情。
“我把它背后的数学推理,”她说,并补充说,她的模型与她自己的人类洞察力携手合作。“电脑不会告诉你他们需要平板电脑;电脑不知道这些。计算机只知道模型。你知道幕后的人。你知道公司文化是如何运作的,所以你可以提出更好的建议。”