1
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari, penjadwalan merupakan masalah klasik yang paling sering ditemui. Berbagai instansi atau perusahaan dihadapkan dengan masalah penjadwalan untuk para stafnya. Salah satunya adalah masalah penjadwalan perawat di rumah sakit.
Penjadwalan perawat di rumah sakit merupakan suatu permasalahan yang sangat kompleks dan memerlukan banyak waktu dalam proses pembuatannya dikarenakan terdapat banyak batasan-batasan dan aturan yang harus dipenuhi serta tetap berusaha memenuhi preferensi setiap individu perawat. Hal tersebut menjadi beberapa faktor mengapa penjadwalan perawat sulit dilakukan, termasuk pembuatan jadwal untuk setiap perawat ke dalam jadwal shift kerja yang berbeda-beda dalam jangka waktu tertentu dan dinamisnya jumlah perawat pada setiap bulannya. Dalam setiap jadwal shift kerja harus dipastikan bahwa ada perawat yang mencukupi untuk menjalankan tugas sepanjang waktu. Berbagai macam faktor yang berbeda-beda tersebut menyebabkan masalah penjadwalan perawat begitu luas dan berbeda di setiap kasus.
Toth (2008) menyatakan bahwa penjadwalan perawat memiliki dua bentuk batasan, yaitu batasan keras (hard constraint) dan batasan lunak (soft constraint).
Hard constraint merupakan batasan yang berupa aturan-aturan yang sudah
ditetapkan dalam pembentukan jadwal perawat, sedangkan soft constraint adalah batasan yang dirancang untuk meningkatkan kualitas dari penjadwalan yang dihasilkan sehingga harus diminimalkan pelanggarannya.
Penjadwalan perawat yang dilakukan menggunakan algoritma tertentu menjadi sangat penting karena penjadwalan yang dilakukan secara manual oleh kepala perawat bisa menghabiskan waktu yang sangat lama dan karena pekerjaan ini memakan tenaga yang tidak sedikit, cenderung dilakukan tanpa mempedulikan faktor-faktor pribadi para perawat yang bisa menyebabkan menurunnya motivasi
dan meningkatkan tingkat stres perawat. Rosocha et all (2014) meneliti mengenai penjadwalan para staf medis pada departemen ginekologi dimana terdapat 60 dokter dan perawat. Waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan jadwal bulanan adalah 492 detik, lebih cepat daripada pembuatan jadwal secara manual yang membutuhkan waktu beberapa jam. Beberapa contoh penelitian lain yang membahas mengenai penjadwalan perawat (Hadwan, 2010; Cheng, 2008; dan Todorovic, 2013).
RS. Awal Bros Batam (RSAB) merupakan salah satu rumah sakit swasta di Indonesia yang belokasi di Batam, provinsi Kepulauan Riau. RSAB memiliki total 12 ruang rawat inap yaitu HCU, ICU/ICCU/PICCU, Isolasi Tekanan Negatif, Isolasi Tekanan Positif, Kelas (1, 2, dan 3), Peristi 1, Peristi 2, Peristi 3, Rawat Kebidanan, Rawat Inap Anak, Unit Kamar Operasi, VK, dan VIP & President
Suite dengan jumlah perawat yang berbeda. Ruang rawat inap kebidanan sendiri
memiliki sekitar 25 perawat yang dikepalai oleh seorang perawat berposisi sebagai koordinator ruangan. Koordinator ruangan bertugas untuk membuat jadwal kerja perawat setiap bulannya. Jadwal kerja yang dibuat harus memenuhi peraturan yang dimiliki oleh rumah sakit seperti jumlah minimal dan maksimal perawat yang bertugas untuk setiap shift, peraturan seperti ini disebut juga hard
constraint. Selain harus memenuhi hard constraint, jadwal yang dibuat juga harus
mempertimbangkan preferensi dari perawat (soft constraint) seperti jumlah shift pagi, sore, atau malam bagi seorang perawat dalam periode tertentu. Hal ini diperlukan guna meningkatkan kualitas pelayanan dari perawat tersebut mengingat banyaknya jumlah kunjungan pasien. Jumlah kunjungan pasien pada ruang rawat inap kebidanan di RS Awal Bros Batam rata-rata 152 orang pasien perbulan, dihitung berdasarkan data kunjungan pasien selama 3 bulan (Mei, Juni, Juli).
Sebagai unit yang harus siaga 24 jam setiap hari, pihak manajemen rumah sakit mengambil kebijakan untuk membagi jam kerja perawat menjadi 3 dinas jaga, yaitu dinas jaga pagi, sore, malam, dan hari libur. Namun pembagian dinas jaga ini tidak selalu menjadi solusi dari lamanya aktifitas dalam IGD. Dinas jaga yang disusun sering kali hanya mempertimbangkan peraturan-peraturan yang
berlaku di rumah sakit, kurang memperhatikan kebutuhan perawat. Dinas jaga yang ada sering tidak mempertimbangkan kelelahan fisik para perawat, contohnya adanya perawat yang bekerja pada dinas jaga pagi, sore, dan malam secara berturut-turut yang mengakibatkan mereka kurang tidur. Beban kerja yang berlebihan ini sangat berpengaruh terhadap produktifitas perawat dan tentu saja berpengaruh terhadap produktifitas rumah sakit itu sendiri (Haryani, 2008).
Adanya ketidakseimbangan dalam pembagian dinas jaga, seperti adanya perawat yang lebih banyak mendapatkan dinas jaga malam dibandingkan perawat lain dan ketidakpastian hari libur para perawat sehingga perawat tidak bisa mengatur waktu istirahat juga merupakan beban bagi para perawat. Shift kerja dapat mempengaruhi perubahan fisik dan psikologis tubuh manusia diantaranya kelelahan, dimana kelelahan kerja menunjukkan keadaan yang berbeda-beda tetapi semuanya berakibat kepada pengurangan kapasitas kerja dan ketahanan tubuh (Wijaya, 2005). Penjadwalan kerja perawat sangat penting diperhatikan demi menjaga kenyamanan perawat dan kualitas pelayanan di rumah sakit.
Penelitian ini akan mengembangkan sistem untuk penjadwalan perawat pada ruang rawat inap kebidanan RS Awal Bros Batam menggunakan metode
Simulated Annealing dengan tambahan aturan transisi state untuk pencarian solusi
baru guna memenuhi berbagai macam constraint. Permasalahan penjadwalan akan direpresentasikan ke dalam matriks berbiaya, yang kemudian akan dievaluasi menggunakan fungsi objektif. Fungsi objektif sebagai evaluasi terhadap fungsi biaya matriks jadwal untuk memodelkan tingkat keidealan suatu solusi penjadwalan yang dihasilkan berdasarkan nilai penalti yang diperoleh dari hard
constraint dan soft constraint yang tidak terpenuhi. Kemudian diterapkan aturan
transisi dengan probabilitas tertentu dengan mempertimbangkan matrik berbiaya untuk menghasilkan state baru pada jadwal yang telah terbentuk. Teknik pendinginan Probabilistic Cooling Scheme (PCS) yang memanfaatkan fitur-fitur dari jadwal pendinginan logaritmik dan eksponensial akan diterapkan pada algoritma Simulated Annealing.
Pada penelitian yang dilakukan oleh Schlunz dan Van Vuuren (2013), Kirkpatrick menyatakan bahwa, Simulated Annealing (SA) merupakan metode
metaheuristik untuk menyelesaikan permasalahan kombinatorial yang menggunakan analogi proses annealing pada zat padat. Menurut Ahmad (2002) dalam penelitiannya yang melakukan evaluasi terhadap algoritma Simulated
Annealing, Greedy, dan Tetangga Terdekat terhadap permasalahan TSP,
algoritmma Simulated Annealing menghasilkan rute perjalanan terpendek yang lebih baik dibandingkan dengan kedua algoritma lainnya.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang yang telah dikemukakan, dapat dirumuskan permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana mengimplementasikan algoritma Simulated Annealing untuk menghasilkan penjadwalan perawat yang dapat meminimalkan pelanggaran terhadap hard
constraints dan soft constraints.
1.3 Batasan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini memiliki ruang lingkup yang cukup luas, sehingga diberikan batasan-batasan yang meliputi :
1. Penjadwalan perawat dilakukan pada instalasi rawat inap kebidanan di RS. Awal Bros Batam.
2. Penjadwalan yang dibuat adalah jadwal bulanan untuk perawat sehingga hanya dapat diperbaharui secara periodik pada akhir bulan sebelum jadwal bulan berikutnya disusun.
3. Penjadwalan yang dihasilkan menggambarkan jadwal bulanan yang terbagi atas shift pagi, shift sore, shift malam, cuti, dan libur.
4. Kejadian yang tak terduga seperti sakit, dan kecelakaan tidak diperhitungkan dalam penelitian ini.
5. Pemberian bobot nilai penalti terhadap pelanggaran batasan keras dan batasan lunak diberikan oleh kepala perawat ruang rawat inap kebidanan RS. Awal Bros Batam.
6. Jadwal kerja yang dibentuk tidak mempertimbangkan hari minggu dan hari libur yang terdapat pada bulan jadwal dibentuk
1.4 Keaslian Penelitian
Penelitian mengenai penjadwalan perawat dengan menggunakan metode
Simulated Annealing telah banyak dilakukan sebelumnya. Namun berdasarkan
referensi dan kajian pustaka, penggunaan metode Simulated Annaeling dengan metode pendinginan Probabilistic Cooling Scheme (PCS) yang dikombinasikan dengan matriks berbiaya serta aturan transisi pada matrik berbiaya untuk pencarian solusi baru belum pernah dilakukan. Perbedaan lain antara penelitian ini dengan penelitian sebelumnya terletak pada jumlah batasan (constraint) yang digunakan.
1.5 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membuat sistem yang bisa mengimplementasikan algoritma Simulated Annealing agar menghasilkan penjadwalan perawat yang diharapkan dapat meminimalkan pelanggaran terhadap
hard constraints dan soft constraints dengan menggunakan aturan transisi
terhadap matriks biaya untuk menghasilkan state baru yang lebih efisien.
1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini antara lain:
1. Mengkaji penerapan algoritma Simulated Annealing untuk menghasilkan penjadwalan perawat yang tidak hanya dapat memenuhi aturan yang berlaku, tetapi juga memenuhi preferensi dari masing-masing perawat. 2. Bagi kepala ruang, penelitian ini nantinya diharapkan dapat menjadi media
pendukung dalam menyusun penjadwalan perawat dengan banyak batasan (constraint).
3. Metode dan model yang dibuat dapat digunakan dan dikembangkan lebih lanjut untuk penelitian selanjutnya mengenai penjadwalan.
1.7 Metodologi Penelitian
Tahapan kegiatan yang akah dikerjakan dalam penelitian ini terdiri dari kegiatan studi kepustakaan, pengumpulan data, analisis dan perancangan sistem, implementasi, dan pengujian. Pada Gambar 1.1 menunjukkan tahapan kegiatan diawali dengan studi kepustakaan, dilanjutkan dengan pengumpulan data, kemudian melakukan analisis terhadap data yang telah didapat. Data yang telah
dianalisis kemudian diterapkan pada algoritma Simulated Annealing pada perancangan sistem penjadwalan perawat yang selanjutnya akan diimplementasikan menjadi sebuah program penjadwalan perawat. Kemudian sistem akan diuji menggunakan data perawat yang telah didapat.
Studi Pustaka Pengumpulan Data Analisis Data Data Perawat Batasan-Batasan Dalam Membuat Jadwal (Constraint) Merepresentasikan jadwal ke dalam matriks biaya
Hitung Cost Pelanggaran Constraint
Terapkan Aturan Transisi
Rancang Algoritma Simulated Annealing untuk Penjadwalan Perawat Menggunakan
Teknik Pendinginan Probabilistic Cooling Scheme (PCS)
Implementasi Sistem
Pengujian Sistem
Gambar 1.1 Alur metodologi penelitian
Studi kepustakaan bertujuan untuk mendapatkan data sekunder yaitu berupa landasan teoritis dari para ahli maupun penulis yang berkompeten. Aktifitas ini dilakukan dengan pengumpulan bahan referensi, seperti jurnal penelitian, proceedings, tesis, buku-buku teori dan sumber-sumber lain termasuk
informasi yang diperoleh dari internet sebagai sumber data dan informasi. Orientasi penelusuran bahan referensi difokuskan kepada metode yang digunakan yaitu Simulated Annealing.
1.7.1 Pengumpulan data
Pada tahap ini akan dikumpulkan data yang akan dibutuhkan dalam pembuatan sistem penjadwalan perawat menggunakan algoritma Simulated
Annealing. Jadwal kerja perawat diatur untuk periode selama satu bulan yang
terbagi ke dalam tiga shift, yaitu shift pagi (p), sore (s), malam (m), cuti (c), dan hari libur (l). Tabel 1.1 menunjukkan contoh jadwal kerja perawat selama tujuh hari.
Tabel 1.1 Contoh jadwal shift perawat
Perawat Jadwal Perawat
Hari ke-1 Hari ke-2 Hari ke-3 Hari ke-4 Hari ke-5 Hari ke-6 Hari ke-7
Perawat 1 m m l p p s s
Perawat 2 s s p l m m m
Perawat 3 p p s s m m l
Perawat 4 l p p m s s m
Perawat 5 p l m p m s s
Pada tahap ini akan dukumpulkan data-data yang berhubungan dalam pembentukan jadwal kerja seperti aturan rumah sakit dalam membuat jadwal kerja (hard constraint) dan preferensi agar kualitas kerja dan layanan perawat tetap terjaga (soft constraint). Kesemua data-data seperti contoh yang telah dijelaskan akan diperoleh melalui tahap wawancara dan observasi, penjelasan kedua tahap sebagai berikut :
Wawancara
Wawancara dilakukan untuk mendapatkan data dan informasi yang akurat. Untuk mendapatkan data terkait mengenai batasan-batasan keras (hard
constraint), batasan-batasan lunak (soft constraint ), dan data perawat dilakukan
wawancara dengan kepala perawat ruangan dan perawat lainnya.
Observasi
Observasi dilakukan untuk mendapatkan gambaran yang jelas yang berhubungan dengan penelitian yaitu aktifitas dalam pembuatan jadwal kerja
perawat. Kegiatan secara langsung dilakukan di ruang rawat inap kebidanan pada rumah sakit terkait.
Analisis dan Perancangan
a. Analisis data
Pada tahap ini akan dilakukan representasi jadwal kerja secara acak ke dalam matrik jadwal kerja yang memiliki dimensi NxD dimana N adalah jumlah perawat dan D adalah jumlah hari kerja. Pada tahap ini juga ditentukan yang akan menjadi batasan keras dan batasan lunak beserta nilai penalti masing-masing batasan, yang kemudian diakukan perhitungan terhadap pelanggaran masing-masing batasan dari jadwal kerja yang terbentuk.
b. Perancangan algoritma Simulated Annealing penjadwalan perawat
Pada tahap ini akan dirancang algoritma Simulated Annealing untuk sistem penjadwalan perawat dengan tujuan memudahkan kepala perawat ruangan dalam membuat jadwal kerja bulanan yang bisa memenuhi hard constraint dan meminimalkan pelanggaran terhadap soft constraint. Metode pendinginan yang digunakan adalah Probabilistic Cooling Scheme (PCS).
Implementasi
Pada tahap ini dilakukan proses penulisan kode program dengan menggunakan bahasa pemrograman dan perangkat lunak pendukung lainnya sesuai rancangan yang telah dibuat. Implementasi harus selesai sampai dengan pada tahap sistem siap untuk dilakukan pengujian.
Pengujian
Pengujian sistem dilakukan menggunakan data perawat yang ada. Penilaian keberhasilan pembuatan jadwal tersebut diperoleh dari nilai fungsi objektif terhadap pelanggaran atas hard constraint dan soft constraint. Semakin kecil nilai yang didapat maka pelanggaran terhadap hard constraint dan soft
constraint dari jadwal yang telah dibuat semakin berkurang dan menghasilkan
1.7.2 Sistematika penulisan
Sistematika penulisan dalam laporan ini adalah : BAB I PENDAHULUAN
Bab ini akan menguraikan secara singkat mengenai latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, keaslian penelitian, manfaat penelitian, tujuan penelitian, tinjauan pustakan, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini akan membahas tinjauan pustaka yang digunakan sebagai bahan referensi dalam penelitian ini.
BAB III LANDASAN TEORI
Bab ini akan menguraikan teori dasar yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan dan akan menjadi dasar dalam pemecahan masalah.
BAB V ANALISA DAN PERANCANGAN
Bab ini akan menguraikan tentang analisis dan perancangan sistem yang dipergunakan sebagai acuan dalam pemecahan masalah serta desain tampilan antarmuka sebagai penghubung antara pengguna dengan sistem.
BAB VI IMPLEMENTASI
Bab ini akan menguraikan tentang implementasi kode program terhadap perancangan sistem.
BAB VII HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi uraian mengenai informasi terhadap penelitian yang telah dilakukan oleh peneliti yang disusun secara sistematis yang menjelaskan tentang alasan-alasan diperolehnya hasil penelitian yang ada.
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan dari hasil penelitian serta saran untuk melakukan penelitian lebih lanjut.
