Surgical procedures require a large number of consumable supplies that need to be kept in hospital inventory and transported to the operating rooms (OR) before the surgery. A surgical preference card (SPC) provides a list of items to be prepared for each surgery. For each item, a SPC also specifies how many should be taken to the OR (fill quantity). As the usage of most consumables in the OR is subject to uncertainty, the cards also specify how many of the filled items should be opened at the beginning of the surgery (open quantity). The fill and open quantities control the flow of consumables between the hospital inventory and the ORs and directly affect the wastage in ORs. In this work, we formulate the problem of determining the fill and open quantities on the preference cards as a stochastic optimization problem, where the objective is to minimize a weighted sum of the expected wastage and operational costs. We show that, as in the newsvendor problem, the optimal solution for the fill and open quantities takes the form of critical quantiles of the item usage distribution in the OR. The solution form together with historical usage data provide a data-driven approach to design of SPCs, as well as insights on the value of including an open decision. We demonstrate our approach using extensive numerical experiments and real usage data from a Canadian hospital. The results suggest a potential for significant reduction of wastage and operational costs in the ORs.

中文翻译：

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一种设计手术偏好卡的报童方法

外科手术需要大量消耗品，这些消耗品需要保存在医院库存中，并在手术前运送到手术室 (OR)。手术偏好卡 (SPC) 提供了为每次手术准备的物品清单。对于每个项目，SPC 还指定应将多少件带到 OR（填充数量）。由于手术室中大多数耗材的使用存在不确定性，卡片还指定了在手术开始时应打开多少已填充的物品（打开数量）。填充和打开数量控制着医院库存和手术室之间的消耗品流动，并直接影响手术室的浪费。在这项工作中，我们将确定偏好卡上的填充和打开数量的问题表述为随机优化问题，目标是最小化预期浪费和运营成本的加权总和。我们表明，与报童问题一样，填充和打开数量的最佳解决方案采用 OR 中项目使用分布的临界分位数的形式。解决方案表格与历史使用数据一起提供了一种数据驱动的 SPC 设计方法，以及对包括开放决策的价值的洞察。我们使用来自加拿大医院的大量数值实验和实际使用数据来展示我们的方法。结果表明，手术室可能会显着减少浪费和运营成本。填充和打开数量的最佳解决方案采用 OR 中项目使用分布的临界分位数的形式。解决方案表格与历史使用数据一起提供了一种数据驱动的 SPC 设计方法，以及对包括开放决策的价值的洞察。我们使用来自加拿大医院的大量数值实验和实际使用数据来展示我们的方法。结果表明，手术室可能会显着减少浪费和运营成本。填充和打开数量的最佳解决方案采用 OR 中项目使用分布的临界分位数的形式。解决方案表格与历史使用数据一起提供了一种数据驱动的 SPC 设计方法，以及对包括开放决策的价值的洞察。我们使用来自加拿大医院的大量数值实验和实际使用数据来展示我们的方法。结果表明，手术室可能会显着减少浪费和运营成本。