EXCEL规划求解在APN护理排班中的应用

傅俊棠等

摘要：结合一个简化的APN排班实例，介绍了一种使用EXCEL规划求解功能进行APN护理排班的方法。该方法具有使用简单，能直观显示排班情况，便于扩展约束条件，可以快速优化排班，排班结果人机交互调整方便的特点，具有很高的实用价值。文中也指出了该方法的限制条件并提出了解决思路。

关键词：APN排班 EXCEL 规划求解

中图分类号：R47 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2680 -03

APN护理排班制，是将一天分为24 小时连续不间断的三班，对患者病情进行连续观察和护理。近年来，APN排班不断得到推广。相对传统排班人员安排更为合理，护理班次减少，可以充分利用护理资源，保障患者安全，提高护理服务质量[1]。同时，实践表明APN排班利于护患沟通，提高患者满意度[2]。APN排班不仅对护理效果有益，而且由于其相对规整，利于自动化排班处理。尽管如此，APN排班难度依然很大，从优化规划角度看，护理排班模型是一个比TSP问题更难的NP组合优化问题[3][4]，传统计算方法和启发式算法往往很难得到最优解，一般采用遗传算法、变邻域搜索算法等方法改善求解效果[5][6]。

这些专业求解方法考虑了众多约束，改善了排班效果，但其操作使用超出了一般医院护理人员的知识水平，不便于实践应用。（1）一般科室护理人员对这些专业软件不熟悉；（2）其排班过程和排班结果表示与护理人员的常规认识不一致，不容易理解和接受；（3）不便于直观手工调整排班。EXCEL作为常见的表格数据处理软件，护理人员较为熟悉，在护理排班中应用较多。部分医院使用EXCEL进行冲突检查、查询统计，提高了排班和统计效率[7]。但其排班方案生成仍然是手工方式，没有充分利用EXCEL的规划功能。EXCEL内置规划求解模块，能够求解各类常见数学规划问题，可用于APN排班。该方法实现简单，能直观显示排班情况，可以快速进行排班优化。

2 使用EXCEL表达简化APN排班问题

本文仅介绍EXCEL规划求解模块在护理排班中的应用方法，相关EXCEL操作过程可参考相关文献[4]及EXCEL在线帮助。针对上述数学模型

通过以上方法，可以对简化了的APN排班模型的目标和约束进行描述。为更直观说明排班情况，还可以使用格式和条件格式等方法对不同区域、不同数值范围的单元格数据采用不同的字体颜色和背景填充颜色表示。在使用EXCEL对排班情况进行直观表示的基础上，可以结合计算公式和条件格式，进行冲突检查，并使用特殊颜色对不满足排班约束的单元格标记，以便于手工调整。具体方法本文从略。

使用上述方法进行的人机交互排班，已经在很大程度上提高了排班效率。但其方案生成仍然完全依靠人工，而且即使是对本文中简化了的APN排班问题，给出满足所有约束的排班方案依然很困难。

3 使用EXCEL规划求解模块求解简化APN排班问题

EXCEL软件内置规划求解模块，具体位置随EXCEL版本的不同存在差异，用户可以参考EXCEL在线帮助加载和启动该模块。针对本文中简化后的APN排班问题4 讨论

本文以一个简化后的APN排班问题为例，介绍了使用EXCEL规划求解模块进行APN护理排班的基本方法。使用该模块可以在EXCEL自动化表格数据处理的基础上，进一步提高护理排班工作效率，在一定程度上解决排班难题。

在使用EXCEL规划求解功能进APN排班时，由于规划方式简单、约束条件有限，可能出现一些不合理的排班。如本例中护士P2在第5天N班后直接上第6天的A班。这时可以基于EXCEL的直接显示和自动计算进行手工调整，灵活处理。在文中给出例子的基础上，也可以通过目标函数修改、约束条件增加等方法进一步丰富EXCEL规划求解在护理排班中的应用。如引入各班次的劳动强度差异和各护士的工作能力差异，使用一周劳动强度限定取代一周工作班次限定，使用实际每班工作量需求限定取代每班工作人数限定等。EXCEL毕竟不是专业的数学规划求解软件，其应用也存在一些限制。如：应用EXCEL进行规划求解时，自变量不能超过200个；规划求解模型通常采用简单的探测迭代，当模型求解过程中分支较多时效率较低。在具体实际应用中可以将护理人员分组管理，以组为单位进行规划优化，从而减少自变量数量。一些不重要的约束条件可以暂时不参与规划优化，在求解出一个排班方案后再针对这些约束进行手工调整，可以有效结合计算机快速自动处理与人类经验智慧的互补优势，更好地解决实际问题。

综上所述，APN护理排班时班次较为规则，便于规划优化；使用EXCEL规划求解模块进行APN护理排班，操作简便、展示直观、容易理解，可以提高工作效率，降低排班难度，特别适合计算机与人工相结合进行半自动排班，具有较强的实用性。

参考文献：

[1] 胡蓉，胡恒芸，旷春秀.APN排班与传统排班比较的效果调查[J].吉林医学，2013（22）：4597-4598.

[2] 胡立珍，李炼.改进的护理排班模式对护患满意度的影响[J].当代护士，2008（4）：82-83.

[3] 艾杰.基于整数规划与模拟退火算法的混合优化护士排班问题[D].广州：华南理工大学，2012.

[4] Gutjahr W J ，Rauner M S.An Aco algorithm for a dynamic regional nurse—scheduling problem in Austria [J].Computers & Operations Research，2007，34 （3）：642-666.

[5] 胡廉民，张九华，常永耘，黄翰.求解护士排班问题的可变邻域搜索遗传算法[J].计算机工程与科学，2013，35（5）：149-153.

[6] 王超，董兴业.求解护士排班问题的变邻域搜索算法[J].计算机应用，2013，33（2）：338-341，352.

[7] 陈皓雯.Excel在护理排班中的应用[J].中国护理管理，2010，10（9）：65-67.

[8] 曾乐容，周乐计.实施APN护理排班模式对减轻低年资护士工作压力的影响[J].当代护士，2010（5）：106-107.endprint

摘要：结合一个简化的APN排班实例，介绍了一种使用EXCEL规划求解功能进行APN护理排班的方法。该方法具有使用简单，能直观显示排班情况，便于扩展约束条件，可以快速优化排班，排班结果人机交互调整方便的特点，具有很高的实用价值。文中也指出了该方法的限制条件并提出了解决思路。

关键词：APN排班 EXCEL 规划求解

中图分类号：R47 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2680 -03

APN护理排班制，是将一天分为24 小时连续不间断的三班，对患者病情进行连续观察和护理。近年来，APN排班不断得到推广。相对传统排班人员安排更为合理，护理班次减少，可以充分利用护理资源，保障患者安全，提高护理服务质量[1]。同时，实践表明APN排班利于护患沟通，提高患者满意度[2]。APN排班不仅对护理效果有益，而且由于其相对规整，利于自动化排班处理。尽管如此，APN排班难度依然很大，从优化规划角度看，护理排班模型是一个比TSP问题更难的NP组合优化问题[3][4]，传统计算方法和启发式算法往往很难得到最优解，一般采用遗传算法、变邻域搜索算法等方法改善求解效果[5][6]。

这些专业求解方法考虑了众多约束，改善了排班效果，但其操作使用超出了一般医院护理人员的知识水平，不便于实践应用。（1）一般科室护理人员对这些专业软件不熟悉；（2）其排班过程和排班结果表示与护理人员的常规认识不一致，不容易理解和接受；（3）不便于直观手工调整排班。EXCEL作为常见的表格数据处理软件，护理人员较为熟悉，在护理排班中应用较多。部分医院使用EXCEL进行冲突检查、查询统计，提高了排班和统计效率[7]。但其排班方案生成仍然是手工方式，没有充分利用EXCEL的规划功能。EXCEL内置规划求解模块，能够求解各类常见数学规划问题，可用于APN排班。该方法实现简单，能直观显示排班情况，可以快速进行排班优化。

2 使用EXCEL表达简化APN排班问题

本文仅介绍EXCEL规划求解模块在护理排班中的应用方法，相关EXCEL操作过程可参考相关文献[4]及EXCEL在线帮助。针对上述数学模型

通过以上方法，可以对简化了的APN排班模型的目标和约束进行描述。为更直观说明排班情况，还可以使用格式和条件格式等方法对不同区域、不同数值范围的单元格数据采用不同的字体颜色和背景填充颜色表示。在使用EXCEL对排班情况进行直观表示的基础上，可以结合计算公式和条件格式，进行冲突检查，并使用特殊颜色对不满足排班约束的单元格标记，以便于手工调整。具体方法本文从略。

使用上述方法进行的人机交互排班，已经在很大程度上提高了排班效率。但其方案生成仍然完全依靠人工，而且即使是对本文中简化了的APN排班问题，给出满足所有约束的排班方案依然很困难。

3 使用EXCEL规划求解模块求解简化APN排班问题

EXCEL软件内置规划求解模块，具体位置随EXCEL版本的不同存在差异，用户可以参考EXCEL在线帮助加载和启动该模块。针对本文中简化后的APN排班问题4 讨论

本文以一个简化后的APN排班问题为例，介绍了使用EXCEL规划求解模块进行APN护理排班的基本方法。使用该模块可以在EXCEL自动化表格数据处理的基础上，进一步提高护理排班工作效率，在一定程度上解决排班难题。

在使用EXCEL规划求解功能进APN排班时，由于规划方式简单、约束条件有限，可能出现一些不合理的排班。如本例中护士P2在第5天N班后直接上第6天的A班。这时可以基于EXCEL的直接显示和自动计算进行手工调整，灵活处理。在文中给出例子的基础上，也可以通过目标函数修改、约束条件增加等方法进一步丰富EXCEL规划求解在护理排班中的应用。如引入各班次的劳动强度差异和各护士的工作能力差异，使用一周劳动强度限定取代一周工作班次限定，使用实际每班工作量需求限定取代每班工作人数限定等。EXCEL毕竟不是专业的数学规划求解软件，其应用也存在一些限制。如：应用EXCEL进行规划求解时，自变量不能超过200个；规划求解模型通常采用简单的探测迭代，当模型求解过程中分支较多时效率较低。在具体实际应用中可以将护理人员分组管理，以组为单位进行规划优化，从而减少自变量数量。一些不重要的约束条件可以暂时不参与规划优化，在求解出一个排班方案后再针对这些约束进行手工调整，可以有效结合计算机快速自动处理与人类经验智慧的互补优势，更好地解决实际问题。

综上所述，APN护理排班时班次较为规则，便于规划优化；使用EXCEL规划求解模块进行APN护理排班，操作简便、展示直观、容易理解，可以提高工作效率，降低排班难度，特别适合计算机与人工相结合进行半自动排班，具有较强的实用性。

参考文献：

[1] 胡蓉，胡恒芸，旷春秀.APN排班与传统排班比较的效果调查[J].吉林医学，2013（22）：4597-4598.

[2] 胡立珍，李炼.改进的护理排班模式对护患满意度的影响[J].当代护士，2008（4）：82-83.

[3] 艾杰.基于整数规划与模拟退火算法的混合优化护士排班问题[D].广州：华南理工大学，2012.

[4] Gutjahr W J ，Rauner M S.An Aco algorithm for a dynamic regional nurse—scheduling problem in Austria [J].Computers & Operations Research，2007，34 （3）：642-666.

[5] 胡廉民，张九华，常永耘，黄翰.求解护士排班问题的可变邻域搜索遗传算法[J].计算机工程与科学，2013，35（5）：149-153.

[6] 王超，董兴业.求解护士排班问题的变邻域搜索算法[J].计算机应用，2013，33（2）：338-341，352.

[7] 陈皓雯.Excel在护理排班中的应用[J].中国护理管理，2010，10（9）：65-67.

[8] 曾乐容，周乐计.实施APN护理排班模式对减轻低年资护士工作压力的影响[J].当代护士，2010（5）：106-107.endprint

摘要：结合一个简化的APN排班实例，介绍了一种使用EXCEL规划求解功能进行APN护理排班的方法。该方法具有使用简单，能直观显示排班情况，便于扩展约束条件，可以快速优化排班，排班结果人机交互调整方便的特点，具有很高的实用价值。文中也指出了该方法的限制条件并提出了解决思路。

关键词：APN排班 EXCEL 规划求解

中图分类号：R47 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2680 -03

APN护理排班制，是将一天分为24 小时连续不间断的三班，对患者病情进行连续观察和护理。近年来，APN排班不断得到推广。相对传统排班人员安排更为合理，护理班次减少，可以充分利用护理资源，保障患者安全，提高护理服务质量[1]。同时，实践表明APN排班利于护患沟通，提高患者满意度[2]。APN排班不仅对护理效果有益，而且由于其相对规整，利于自动化排班处理。尽管如此，APN排班难度依然很大，从优化规划角度看，护理排班模型是一个比TSP问题更难的NP组合优化问题[3][4]，传统计算方法和启发式算法往往很难得到最优解，一般采用遗传算法、变邻域搜索算法等方法改善求解效果[5][6]。

这些专业求解方法考虑了众多约束，改善了排班效果，但其操作使用超出了一般医院护理人员的知识水平，不便于实践应用。（1）一般科室护理人员对这些专业软件不熟悉；（2）其排班过程和排班结果表示与护理人员的常规认识不一致，不容易理解和接受；（3）不便于直观手工调整排班。EXCEL作为常见的表格数据处理软件，护理人员较为熟悉，在护理排班中应用较多。部分医院使用EXCEL进行冲突检查、查询统计，提高了排班和统计效率[7]。但其排班方案生成仍然是手工方式，没有充分利用EXCEL的规划功能。EXCEL内置规划求解模块，能够求解各类常见数学规划问题，可用于APN排班。该方法实现简单，能直观显示排班情况，可以快速进行排班优化。

2 使用EXCEL表达简化APN排班问题

本文仅介绍EXCEL规划求解模块在护理排班中的应用方法，相关EXCEL操作过程可参考相关文献[4]及EXCEL在线帮助。针对上述数学模型

通过以上方法，可以对简化了的APN排班模型的目标和约束进行描述。为更直观说明排班情况，还可以使用格式和条件格式等方法对不同区域、不同数值范围的单元格数据采用不同的字体颜色和背景填充颜色表示。在使用EXCEL对排班情况进行直观表示的基础上，可以结合计算公式和条件格式，进行冲突检查，并使用特殊颜色对不满足排班约束的单元格标记，以便于手工调整。具体方法本文从略。

使用上述方法进行的人机交互排班，已经在很大程度上提高了排班效率。但其方案生成仍然完全依靠人工，而且即使是对本文中简化了的APN排班问题，给出满足所有约束的排班方案依然很困难。

3 使用EXCEL规划求解模块求解简化APN排班问题

EXCEL软件内置规划求解模块，具体位置随EXCEL版本的不同存在差异，用户可以参考EXCEL在线帮助加载和启动该模块。针对本文中简化后的APN排班问题4 讨论

本文以一个简化后的APN排班问题为例，介绍了使用EXCEL规划求解模块进行APN护理排班的基本方法。使用该模块可以在EXCEL自动化表格数据处理的基础上，进一步提高护理排班工作效率，在一定程度上解决排班难题。

在使用EXCEL规划求解功能进APN排班时，由于规划方式简单、约束条件有限，可能出现一些不合理的排班。如本例中护士P2在第5天N班后直接上第6天的A班。这时可以基于EXCEL的直接显示和自动计算进行手工调整，灵活处理。在文中给出例子的基础上，也可以通过目标函数修改、约束条件增加等方法进一步丰富EXCEL规划求解在护理排班中的应用。如引入各班次的劳动强度差异和各护士的工作能力差异，使用一周劳动强度限定取代一周工作班次限定，使用实际每班工作量需求限定取代每班工作人数限定等。EXCEL毕竟不是专业的数学规划求解软件，其应用也存在一些限制。如：应用EXCEL进行规划求解时，自变量不能超过200个；规划求解模型通常采用简单的探测迭代，当模型求解过程中分支较多时效率较低。在具体实际应用中可以将护理人员分组管理，以组为单位进行规划优化，从而减少自变量数量。一些不重要的约束条件可以暂时不参与规划优化，在求解出一个排班方案后再针对这些约束进行手工调整，可以有效结合计算机快速自动处理与人类经验智慧的互补优势，更好地解决实际问题。

综上所述，APN护理排班时班次较为规则，便于规划优化；使用EXCEL规划求解模块进行APN护理排班，操作简便、展示直观、容易理解，可以提高工作效率，降低排班难度，特别适合计算机与人工相结合进行半自动排班，具有较强的实用性。

参考文献：

[1] 胡蓉，胡恒芸，旷春秀.APN排班与传统排班比较的效果调查[J].吉林医学，2013（22）：4597-4598.

[2] 胡立珍，李炼.改进的护理排班模式对护患满意度的影响[J].当代护士，2008（4）：82-83.

[3] 艾杰.基于整数规划与模拟退火算法的混合优化护士排班问题[D].广州：华南理工大学，2012.

[4] Gutjahr W J ，Rauner M S.An Aco algorithm for a dynamic regional nurse—scheduling problem in Austria [J].Computers & Operations Research，2007，34 （3）：642-666.

[5] 胡廉民，张九华，常永耘，黄翰.求解护士排班问题的可变邻域搜索遗传算法[J].计算机工程与科学，2013，35（5）：149-153.

[6] 王超，董兴业.求解护士排班问题的变邻域搜索算法[J].计算机应用，2013，33（2）：338-341，352.

[7] 陈皓雯.Excel在护理排班中的应用[J].中国护理管理，2010，10（9）：65-67.

[8] 曾乐容，周乐计.实施APN护理排班模式对减轻低年资护士工作压力的影响[J].当代护士，2010（5）：106-107.endprint