Aplicação de algoritmos de controle e balanceamento de carga a um sistema perinatal - Oliveira, Ricardo Bruno Osés de (2021)
Nesta dissertação, é considerado o processo de admissão e escalonamento de gestantes em uma rede perinatal composta por duas maternidades. São descritos os principais setores de serviços que compõem cada unidade perinatal e suas respectivas funções e recursos utilizados. Além disso, é feito um levantamento dos principais desafios e dificuldades enfrentados por essas unidades de saúde no Brasil nas últimas décadas. Assim, diante dos problemas e desafios apontados, são utilizados diferentes algoritmos de balanceamento de carga na rede perinatal proposta, a fim de encontrar a melhor política de escalonamento de tarefas no sistema que aumente a eficiência da rede. É proposta uma solução para um problema de programação linear inteira mista que utiliza um algoritmo de balanceamento de carga baseado na meta-heurística do comportamento das abelhas produtoras de mel. Além disso, são analisados alguns algoritmos onde cada um é diferenciado por uma estratégia de roteamento de tarefas projetada para reduzir o tempo médio de atendimento às gestantes que entram no sistema perinatal, equilibrando a carga de trabalho entre as maternidades. São utilizadas duas classes de roteamento, não determinística e determinística. Na classe determinística, são analisadas três políticas de roteamento que buscam diminuir o tempo médio de permanência, o tempo médio de atendimento ou melhorar a vazão no sistema. Adicionalmente, é analisada também, uma política de controle dinâmico com enfileiramento baseado em um limiar, onde um comprimento específico da fila é definido e identificado por um limite. Também é analisada a política de roteamento de junção a fila mais curta, onde cada gestante que entra no sistema é encaminhada para a maternidade com a menor fila de espera. Os resultados são apresentados e analisados variando tanto as taxas de chegada das gestantes, quanto as taxas de atendimentos nos principais setores existentes em uma maternidade. Além disso, é feito um modelo de simulação de eventos discretos para analisar o tempo de espera nas filas. Por fim, utilizando-se da fórmula de Erlang-B, é feito o cálculo da capacidade das unidades perinatais com base no tempo de permanência das gestantes no sistema obtido por meio dos algoritmos de balanceamento de carga. Os resultados obtidos confirmam que, políticas de roteamento e escalonamento que levam em consideração a taxa de chegadas de tarefas e o comprimento de fila do sistema são mais eficientes à medida que a taxa de chegadas aumenta, sendo, portanto aplicáveis em sistemas de saúde com uma crescente demanda e que com planejamento é possível obter uma descrição precisa do número de leitos ocupados e do número de leitos necessários de acordo com a demanda exigida pelas unidades perinatais tornando essas unidades mais eficientes.