samu 81 - Ecole Nationale d`Ingénieurs de Metz

8e Conférence Internationale de MOdélisation et SIMulation - MOSIM’10 - 10 au 12 mai 2010 - Hammamet - Tunisie
« Evaluation et optimisation des systèmes innovants de production de biens et de services »
MODELISATION ET SIMULATION DES APPELS TELEPHONIQUES D'UN
SERVICE D'AIDE MEDICALE D'URGENCE (SAMU 81)
Elyes LAMINE, Franck FONTANILI
Centre de recherche en génie industriel
Université de Toulouse – Mines d'Albi-Carmaux
Campus Jarlard, 81000 Albi, France
[email protected], [email protected]
RESUME : Chaque service d’aide médicale urgente (SAMU) comporte un Centre de Réception et de Régulation des
Appels. Il est chargé de fournir une réponse adaptée aux problèmes médicaux qui lui sont soumis et ceci dans les
meilleurs délais. Cette réponse comporte la prise en charge des appels téléphoniques pouvant aller du simple conseil
médical à l'engagement des unités d’interventions mobiles appartenant au Service Mobile d'Urgence et de
Réanimation. La maîtrise des processus de prise en charge des appels entrants est d’une importance cruciale pour de
tels centres qui se trouvent de plus en plus dans un contexte de qualité totale et de réductions majeures des dépenses de
l’Etat. L’objet de cet article consiste à décrire l'activité d'un SAMU et de vérifier l'adéquation des moyens mis à sa
disposition avec les objectifs de performance visés. Pour y parvenir, nous proposons d'utiliser des outils issus de
l'ingénierie des systèmes et du reengineering tels que la modélisation de processus et la simulation de flux
MOTS-CLES : SAMU, Modélisation de processus métier, BPMN, Simulation du trafic téléphonique, indicateurs
d’activités
1
INTRODUCTION
En France, en application de la loi n° 86-11 du 6 janvier 1986
relative à l'aide médicale urgente et aux transports sanitaires,
chaque département a mis en place un Service d'Aide Médicale Urgente (SAMU). Il s’agit d’un service hospitalier public
généralement implanté dans l'hôpital de la ville préfecture du
département. Il a pour mission de fournir une réponse adaptée
des moyens médicaux aux problèmes qui lui sont soumis et
ceci dans les meilleurs délais. Chaque SAMU comporte un
Centre de Réception et de Régulation des Appels (CRRA)
accessible par téléphone en composant le 15. Les appels proviennent de différentes origines : de particuliers, de centres de
traitement des appels des sapeurs-pompiers, de médecins libéraux ou encore de services médicaux publics et privés. Il est
aussi possible d'appeler le SAMU en composant le 112 qui est
le numéro d’appel d’urgence européen.
La facilité d’accès et la gratuité de tels appels d’une part, et la
certitude d’être entendu et pris en charge sur tout le département d’autre part, amplifient à la fois le succès du SAMU et
les excès dont il est victime. En effet, les centres de réception
et de régulation des appels 15 du SAMU ont reçu environ 10
millions d'appels en 2004, ce chiffre étant en augmentation
régulière de 10 % par an (Woynar et Moisdon, 2008). D'après
cette étude, les appelants évaluent la qualité d’un CRRA sur la
rapidité de réponse entre la composition du 15 et la prise en
charge effective de leur appel par une personne. L’efficacité
de la réponse aux demandes d’aide médicale urgente est fortement liée aux moyens qui sont mis à disposition du SAMU.
Toutefois, les différentes réformes hospitalières nécessitent
des justifications objectives pour l'octroi de moyens supplémentaires. Or, il n'est pas coutume dans ce domaine de collec-
ter des données et encore moins d'en faire une analyse permettant de mettre en évidence le manque de moyens. Le ressenti
d'une surcharge est manifeste, mais il est difficile de la quantifier de façon objective. Dans le cas d'un centre de régulation
des appels d'urgence, le problème consiste donc à maximiser
le taux d'utilisation des moyens humains tout en minimisant le
temps d'attente et de traitement des appels.
La problématique de ce travail consiste à confirmer ce ressenti
en mettant en évidence de façon objective et rigoureuse le
processus de traitement des appels et l'utilisation des moyens.
Pour y parvenir, nous proposons d'utiliser des méthodes et
outils issus de l'ingénierie des systèmes tels que la modélisation de processus et la simulation de flux, afin de choisir et de
mettre en place des indicateurs de performance adaptés.
Notre contribution est structurée en cinq sections. Après cette
introduction, la section suivante dressera un état des connaissances sur la structure organisationnelle d’un SAMU et des
flux téléphoniques associés, fruits d'une analyse de l'existant,
réalisée sur notre terrain expérimental dans le cadre d’un projet de recherche avec le SAMU 81 (TARN).
La troisième section sera consacrée à la modélisation du processus de réception et de tri des appels téléphoniques. Cette
modélisation vise à bâtir une vision commune et partagée du
fonctionnement de ce processus.
Dans la quatrième section, nous proposons d'utiliser un outil
de simulation de flux à événements discrets afin de compléter
la modélisation de processus. Le modèle de simulation permet
de faire circuler des entités (les appels entrants) au travers
d'activités desservies par des ressources (les moyens humains
du CRRA) et de files d'attentes. La simulation permet de fournir des résultats quantitatifs et rigoureux quant à l'adéquation
MOSIM’10 - 10 au 12 mai 2010 - Hammamet - Tunisie
des moyens du SAMU par rapports aux objectifs de performance recherchés sur une période significative de travail.
Nous démontrons que la simulation permet non seulement de
valider la modélisation du processus mais aussi de définir et
positionner les données à acquérir pour calculer les indicateurs
de performance. Elle permet aussi d'apporter des informations
qu'il est difficile d'obtenir dans la réalité.
Enfin, nous concluons l'article par une synthèse et des perspectives sur la poursuite des travaux.
2
ETAT DE CONNAISSANCE SUR
L’ORGANISATION DE L’AIDE MEDICALE
URGENTE
L’aide médicale urgente (AMU) est une mission de service
public. Selon l’Article L-6311-1 du Code de la santé publique,
elle « a pour objet, en relation notamment avec les dispositifs
communaux et départementaux d’organisation des secours de
faire assurer aux malades, blessés et parturientes, en quelque
endroit qu’ils se trouvent les soins d’urgence appropriés à
leur état ». Cette mission incombe au SAMU de chaque département de la république française.
La régulation médicale est réalisée par quatre fonctions principales : (1) recevoir et trier 24h/24 et 7j/7 les appels reçus, (2)
envoyer et coordonner les moyens de secours les plus adaptés
dans les délais les plus rapides, (3) vérifier la disponibilité des
lits d'hospitalisation afin d'orienter les patients dans le service
le mieux adapté à leur pathologie, (4) avertir le service receveur pour préparer l'accueil du patient.
Les moyens humains affectés à un CRRA pour assurer de telles régulations sont de trois types : (1) les Permanenciers
Auxiliaires de Régulation Médicale (PARM), (2) les Médecins
Régulateurs (MR), (3) les médecins généralistes libéraux de la
Permanence De Soins (PDS).
La figure 1 illustre l’organisation opérationnelle du SAMU 81.
SAMU 81
PARM
MR
Appels radio
Appels
téléphoniques
PDS
CRRA 15
SMUR
2.1 Le SAMU
Le SAMU est chargé de fournir une réponse adaptée aux problèmes médicaux qui lui sont soumis et ceci dans les meilleurs
délais. Cette réponse comporte la prise en charge des appels
téléphoniques pouvant aller du simple conseil médical à l'engagement des unités d’interventions mobiles appartenant au
Service Mobile d'Urgence et de Réanimation (SMUR), en
passant par l'envoi d'une ambulance privée, d'un Véhicules de
Secours aux Asphyxiés et aux Blessés (VSAB) des pompiers,
d'un médecin de ville, de la Croix-Rouge française ou de la
Protection Civile. Mais elle comporte aussi le suivi de l'intervention avec le respect des délais, le recueil des bilans, l'orientation du patient vers la structure la plus appropriée à sa pathologie, tout en respectant son choix, et en y préparant son accueil.
Le SAMU est aussi un acteur fondamental dans les situations
de crise. Il est chargé de gérer les postes médicaux mobiles
(renforts de matériel devant équiper les hôpitaux en cas de
besoin, ou bien les postes médicaux avancés) et les plans
blancs, ainsi que le poste médical avancé en cas de plan rouge.
Chaque SAMU comporte un Centre d'Enseignement des Soins
d'Urgence (CESU) chargé des formations initiale et continue
des acteurs de l'urgence et un Centre de Réception et de Régulation des Appels (CRRA) qui est associé à des unités d'intervention qui se déplacent sur le lieu où se situe le malade ou le
blessé. Le Centre de Réception et de Régulation des Appels
(CRRA) et tous les acteurs qui lui sont rattachés en un même
lieu est communément appelé « Centre 15 ».
Département
du Tarn
Décrocher
Réguler
Gérer les moyens
Interpréter les bilans
Organiser l’arrivée à l’hôpital
Interventions
d’urgence primaires
Transferts de patients
Figure 1 : Organisation opérationnelle du SAMU 81
2.2 Les différents états d'un appel entrant au SAMU
Selon les Centres 15, un nombre d’appels très important, qui
varie actuellement de quelques dizaines de milliers à plusieurs
millions, est traité chaque année et ne cesse d’augmenter d’une
année à l’autre. Il est important de mentionner, en se référant à
quelques études faites dans ce secteur d’activité (Woynar et
Moisdon, 2008), que le nombre d’appels avancé par les centres 15, bien qu'important, peut paraître parfois incohérent visvis de l’activité réelle du terrain lorsque les appels sont rapportés par exemple à la population ou au nombre de dossiers de
régulation.
Chaque appel entrant déclenche une succession d'opérations et
de changements d'état permettant d'apporter la solution la plus
adaptée à chaque situation d’urgence ou de régulation médicale. A ce propos, il s’avère utile de définir les différents états
d'un appel entrant au SAMU. Ceci permettra de mener une
analyse plus fine de l’activité téléphonique pour donner une
estimation réelle de la charge de travail induite et déduire le
plan d’action capable d’améliorer l’efficience du dispositif
global.
MOSIM’10 - 10 au 12 mai 2010 - Hammamet - Tunisie
Vis- à vis de ce secteur d’activité, le terme appel est définit
dans (Dreyfus , 2004) comme étant « une communication avec
le SAMU, aboutie ou non, utilisant un support technique de
transmission ». De même, un appelant est définit par (Dreyfus
, 2004) comme étant « la personne, témoin direct ou indirect,
qui a appelé le premier, un central d’appel d’urgence pour
l’informer de l’événement ayant abouti à la création du dossier de régulation. Il ne s’agit pas de la personne appartenant
à un central d’appel d’urgence et qui transfère l’appel au Samu ».
Dans cet article, le terme appel désigne exclusivement les appels téléphoniques composés en faisant le 15.
La figure 2 présente la chronologie des différentes étapes par
lesquelles peut transiter un appel entrant au SAMU, de sa réception jusqu'à la fin de la communication:
Durée d’appel
Durée d’attente
Temps de réponse
Temps de sonnerie
t1
t0
t2
Appel
présenté
Appel rejeté
t3
t4
Poste
Autocom
Appel
entrant
Durée de communication
Délai d’accès
Medecin
PARM
Appel
décroché
PARM
Medecin
Appel
répondu
Appel perdu
Figure 2 : les différentes étapes d’un appel émis vers un
SAMU – Centre 15
‐ Un appel entrant est un appel initié par un appelant aboutissant à l’autocommutateur du SAMU.
‐ Un appel rejeté est un appel entrant qui a été filtré automatiquement par l’autocommutateur du SAMU. Il peut s’agir
éventuellement des numéros inscrits sur la liste noire du
SAMU ou des appels raccrochés automatiquement au-delà
d’un délai fixé.
3
MODELISATION DU PROCESSUS DE
RECEPTION ET DE REGULATION DES APPELS
Dans cette section, après avoir justifié de l'intérêt de la modélisation, nous nous attachons à présenter les modèles qui nous
ont permis d'analyser l’organisation et le fonctionnement d’un
centre d’appel 15.
3.1 Apport de la modélisation d’entreprise
L’objectif recherché par le SAMU 81 est d’identifier une organisation performante pour le centre de réception et de régulation des appels urgents. Cette organisation doit être en mesure d’équilibrer les divers segments de la demande et les capacités de traitement et de prise en charge; elle doit être capable
d’acheminer cette demande de façon optimale; elle doit respecter des contraintes de qualité.
Ainsi, la maîtrise des processus de prise en charge des appels
entrants est d’une importance cruciale pour les SAMU 81 qui
se trouve de plus en plus dans un contexte de qualité totale et
de réduction majeure des dépenses de l’état. Pour y parvenir,
nous avons choisi de faire appel à la modélisation d'entreprise
(Vernadat, 1996) afin d'avoir : (1) une meilleure compréhension et communication des processus existants ainsi que leur
analyse par le biais de modèles, (2) une assistance dans
l’organisation des processus de prise en charge, les modèles
obtenus étant dans ce cas exécutables et constituent ainsi un
support d’aide à la décision pour l’optimisation de ces processus, (3) une prévision du comportement des processus et une
prise en compte des exceptions et des situations de changement pouvant survenir au cours de la prise en charge.
Dans ce travail, un autre objectif de la modélisation d'entreprise est de servir de point de départ à la construction de modèles
de simulation, sur la base de modèles de connaissance établis,
afin de valider un certain nombre d’hypothèses et de pistes
d'amélioration.
‐ Un appel perdu est un appel présenté mais qui pas n'a pas
été décroché.
‐ Un appel présenté est un appel entrant en mesure d’être
traité par un PARM.
‐ Un appel décroché est un appel présenté qui est encours de
traitement par une personne physique.
3.2 Justification du choix du langage de modélisation
La méthode et l’outil utilisés pour réaliser de telles modélisations varient énormément en fonction du point de vue que l’on
veut mettre en évidence, de l’objectif que l’on veut atteindre et
de la réutilisation que l’on veut faire de ces modèles. Les processus métier étant généralement complexes, les concepteurs
des langages de modélisation proposent différentes vues pour
la modélisation. Chacune d'elles se focalise sur un aspect du
processus. (Vernadat, 1996) identifie quatre vues:
‐ Un appel répondu est un appel décroché et traité.
‐ une vue fonctionnelle : cette vue représente les dépendances fonctionnelles entre les composants d’un processus
(activités, sous-processus. . . ). L'un des formalismes les
plus utilisé pour la vue fonctionnelle est IDEF0 (Materials
Laboratory et al, 1981);
‐ une vue dynamique ou comportementale : elle fournit
l’ordonnancement et les paramètres d’exécution d’un processus. Cette vue permet de décrire les événements tem-
‐ une vue informationnelle : cette vue inclut la description
des éléments qui sont produits, consommés ou manipulés
par le processus. Les diagrammes de classe et de séquence
d'UML sont les plus utilisés pour cette vue (Morley et al,
2008)
une vue organisationnelle : cette vue décrit l'architecture
générale fonctionnelle et physique de l’organisation. La
méthode OSSAD (Office Support Systems Analysis and
Design) peut être utilisée pour décrire cette vue (De Antonellis, 1990)
Pour ce travail, nous avons choisi de nous appuyer sur le langage BPMN (Business Process Modeling Notation). En effet,
dans des travaux précédents (Rajsiri, 2009), il a été montré une
bonne adéquation entre le pouvoir d’expression de ce langage
et les besoins de représentation d’un processus collaboratif tel
que celui de la prise en charge téléphonique par le SAMU.
C’est aussi une notation qui tend à devenir un standard reconnu par l’OMG (Watson, 2008). Il permet aux différents acteurs
participants de communiquer clairement et efficacement sur
les processus métiers en les décrivant moyennant une notation
graphiques simple. Le langage comporte plusieurs objets graphiques qui sont regroupés en quatre catégories (White, 2004)
(OMG, 2008).
3.3 Modélisation des processus métiers du centre 15 – Samu 81
Dans un premier temps, nous avons réalisé une modélisation
de l'ensemble du processus d'un centre de réception et de régulation des appels entrants en utilisant le langage BPMN. La
figure 3 présente la cartographie générale des processus métiers que nous avons décomposés ensuite en quatre couloirs
correspondant aux quatre principaux acteurs d’un centre 15.
Processus de
réception et
de Tri des appels
entrants
Processus de
réception et de
régulation des
appels décrochés
Processus de
réception et de
régulation des
appels transférés
au MR
V
Processus de
réception et de
régulation des
appels transférés
au MR PDS
Figure 3 : Cartographie générale des processus métiers
Le premier couloir présenté sur la figure 4 correspond à la
partie du processus de prise en charge par des moyens techniques de filtrage et de réception des appels entrants.
Autocom
‐ Appel téléphonique
initié
Centre 15 - CRRA
porels et logiques d'exécution des activités. On peut utiliser des formalismes tels que EPC (Event-driven Process
Chain) (Scheer,1999) ou des logigrammes (Logical flow
charts) ou Business Process Modeling Notation (BPMN)
(white,2004);
Appelant
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Appel
Entrant
Appel
rejeté
Dérouler film
d’accueil
Sonner
Appel
présenté
Appel
décroché
Figure 4 : Processus de réception et de tri des appels entrants
par l'Autocom
Les appels téléphoniques initiés vers le CRRA par un correspondant extérieur aboutissent au niveau de l’autocommutateur
du service. L’heure du signalement d’un appel entrant au Samu-Centre 15 au travers de son autocommutateur est considérée alors comme l’heure d’arrivée (t0) de cet appel. L’instant t0
est enregistré par l’autocommutateur. À la réception de l’appel
entrant, un message d’accueil est diffusé rappelant à l’appelant
qu'il va être mis en relation avec le SAMU ou lui proposant
d’accéder à d’autres services automatiques proposés par le
SAMU, tel l’obtention de la liste des pharmacies de garde. Ce
message a pour but d’éliminer une part des faux appels et
d’alléger la charge de travail des permanenciers (PARM).
Le couloir suivant (figure 5) décrit la partie du processus de
régulation des appels décrochés par le PARM entre l'événement d'entrée correspondant à un appel décroché et les événements de sortie pouvant soit mettre fin à la communication,
soit permettre de passer l'appel au médecin régulateur de l'aide
médicale urgente (MR AMU) ou au médecin libéral de la permanence de soins (MR PDS). Ainsi, comme l’illustre la figure
5, chaque appel est pris en charge tout d'abord par le PARM
qui détermine le degré d'urgence grâce à quelques questions
clés. Ces questions sont indispensables pour décider du type
de secours à mettre en œuvre. Ce n’est en aucun cas une perte
de temps. Après avoir très vite cerné la situation, il crée un
dossier de régulation dans lequel il note toutes les informations utiles à la gestion du problème posé (localisation,
contexte, gravité,…). Il établit la relation entre le demandeur
et la structure médicale: il transmet l'appel téléphonique et le
dossier de régulation médicale au médecin régulateur du
SAMU. Il est chargé de la retransmission des demandes d'intervention soit après régulation par un médecin, soit directement (départ Réflexe d’un SMUR) lors de quelques cas rares
en fonction des protocoles du service (problèmes cardiaques,
difficultés respiratoires, comas, accidents de la route avec
blessés graves, pendaison...). Parfois, les demandes ne nécessitent pas de prise en charge par un médecin. Le PARM s'emploie à calmer et rassurer l’appelant. Souvent, c'est le PARM
qui donne les premiers conseils avant de passer la communication au médecin. C'est lui seul qui détecte les appels mal orientés ou malveillants et assure leur bon acheminement (Police,
SAMU d'un département voisin, dentiste, etc.). Il est à noter
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que tout dossier de régulation ayant bénéficié d’un acte de
régulation médicale est qualifié comme un dossier de régulation médicale. Le nombre de dossiers de régulation ainsi que
celui des dossiers de régulation médicale constituent des éléments quantitatifs essentiels dans la caractérisation de
l’activité d’un Samu-Centre 15.
Appel
décroché
Renseigner
Dossier
régulation
Qualifier
Appel
PARM
Centre 15 - CRRA
Appel
rejeté
Décision
Créer Dossier
Régulation
(DR)
Clôturer
Dossier
Régulation
Lancer un
Départ réflexe
Suivre
Criticité ?
Transférer
Appel et DRM
Au medecin
Dossier régulation
médicale
Appel
transféré
au MR AMU
Appel
transféré
au PDS
Selon type
d’urgence
Figure 5 : Processus de régulation des appels décrochés par le
PARM
Les deux derniers couloirs correspondent aux processus de
régulation médicale réalisés soit par le MR AMU (figure 6),
soit par le MR PDS (figure 7).
Centre 15 - CRRA
Médecin Régulateur Hospitalier
– MR AMU -
Appel Dossier régulation
médicale
transféré
Oui
Donner
conseil
médical
Décision
« sans suite »
Clôturer
le dossier
Diagnostiquer
la situation
Nouvelle
Affaire ?
Gérer
les moyens
Décision « première
intention »
Interpréter
Les bilans
Décision « deuxième
intention »
Centre 15 - CRRA
Médecin Régulateur libéral
– PDS -
Donner
Information médicale
Envoyer
prescription
Décision
Envoyer ambulance
Clôturer
le dossier
Appel
répondu
Envoyer
Effecteur médecin
Transférer appel
Au MR AMU
A ce stade, nous disposons d'une vue dynamique ou comportementale des processus au sens de la modélisation d'entreprise. Pourtant, bien que la logique d'évolution et de changement
d'état des appels est décrite dans cette vue, les diagrammes
BPMN sont des représentations statiques du processus. Il est
ainsi très difficile de vérifier, de valider et d'analyser le processus en charge, au cours du temps. Une autre difficulté réside dans l'absence de symbole pour décrire les files d'attentes
où les entités (les appels dans notre cas) sont accumulées. La
modélisation de processus en général et le langage BPMN en
particulier présentent donc des manques pour permettre d'analyser efficacement le cheminement des entités au travers du
processus.
Dans le but d'étudier plus finement la dynamique des appels
entrants, nous proposons d'utiliser la simulation de flux à événements discrets.
4
Organiser
l’arrivée à l’hôpital
Il est à souligner que le MR AMU est le responsable de tout le
processus de régulation. Il est le pivot du système. C’est lui
qui établit le premier diagnostic dont découlera la stratégie
thérapeutique. Il engage sa responsabilité médico-légale lors
des conseils prodigués ou du choix des moyens d'intervention
utilisés. Cela l’oblige à s'assurer du respect des délais d'intervention, de la qualité de la prestation (dans le respect des règles de déontologie) et à dispenser les conseils ou avis médicaux nécessaires pour le bon déroulement de l’intervention.
Diagnostiquer
la situation
3.4 Analyse critique des limites de la modélisation du
processus de réception et de tri des appels entrants
Appel
répondu
Figure 6 : Processus de régulation des appels transférés au MR
AMU
Appel Dossier régulation
médicale
transféré
Les MR PDS interviennent en soutien des MR AMU la nuit et
le week-end et assurent la régulation médicale au même titre
que les MR AMU. Toutefois, leur rôle se limite à traiter les
cas de soins ou de bilans ressentis comme urgents par un patient mais ne nécessitant pas en réalité une aide médicale d'urgence.
Appel
transféré
au MR AMU
Figure 7 : Processus de régulation des appels transférés au MR
PDS
4.1
SIMULATION DE FLUX A EVENEMENTS
DISCRETS DU PROCESSUS
Contribution de la simulation à l'étude d'un processus
A un niveau conceptuel, la plupart des outils de simulation
fonctionne de façon très similaire. Des entités (ou articles) se
déplacent au travers d'une suite de files d'attente et d'activités
en sollicitant éventuellement des ressources. Le modèle est
contrôlé par une séquence d'événements discrets qui se produisent quand une activité commence ou se termine, correspondant à l'instant où une entité se déplace. Il est aussi possible de prendre en compte les phénomènes aléatoires et la variabilité du monde réel. De cette façon, la simulation peut se
comporter comme le processus réel qu'elle reproduit, tels
qu'une ligne de production, un centre d'appels téléphoniques
ou un système de manutention de bagages dans un aéroport
(O'Kane et al., 2000) (Waller et al., 2006).
Grâce à la simulation, il est possible d'identifier les goulets
d'étranglement et les activités en surcharge. Il est aussi possible de vérifier la capacité des files d'attente et des activités, le
nombre de ressources nécessaires, les règles de gestion des
flux, etc.
Dans cet article, nous proposons de montrer l'intérêt d'utiliser
la simulation dans le but de vérifier et de valider la modélisation du processus de réception et de tri des appels dans un
SAMU. En effet, la modélisation seule, de par son caractère
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statique, ne permet pas de garantir que tous les appels, quelle
que soit leur nature, seront bien pris en charge par des activités
du processus modélisé. Bien qu'il soit possible, sans trop de
difficulté, de suivre le cheminement d'un appel au travers du
processus modélisé, il est beaucoup moins aisé de suivre simultanément plusieurs appels ayant chacun un état d'avancement et un flux différents. Par exemple, une situation de blocage ou de bouclage récurrent d'un appel dans une activité est
difficilement prévisible avec la modélisation de processus seule. La contribution de la simulation doit permettre d'analyser le
comportement dynamique du processus et d'identifier ses possibles points faibles. Les principales raisons qui nous incitent à
faire appel à la simulation de flux pour compléter la modélisation de processus sont : (1) une meilleure compréhension des
processus complexes grâce à la représentation et à l'analyse
des flux, (2) une conception plus efficace et plus sûre des processus, (3) la possibilité d''identifier, d'implémenter et d'analyser les indicateurs de performances les mieux adaptés au processus, (4) l'optimisation des règles de pilotage, (5) l'utilisation
optimale des équipes, (6) l'identification des goulets et points
faibles, etc.
Le développement du modèle informatique de simulation de
notre processus a été réalisé à l'aide du logiciel Witness 2008
(Lanner, 2008). Witness est un logiciel de simulation à événements discrets généraliste, très utilisé dans l'industrie et la
recherche pour simuler des processus de production de biens.
Son moteur de simulation peut cependant être utilisé pour simuler des processus de production de service ou des processus
traitant des informations, comme c'est la cas de notre application.
4.2 Démarche suivie
La figure 8 présente la démarche que nous avons suivie en
faisant appel non seulement à la modélisation de processus
métier (BPM) et aussi à la simulation de flux. Elle s'apparente
à une démarche de reengineering puisqu'elle vise à restructurer
et améliorer les performances du centre d'appel du SAMU.
La démarche classique de reengineering à l'aide de la modélisation de processus correspond au cycle (Etape 1 – Etape 2 –
Etape 5). La démarche que nous proposons avec la simulation
remplace l'étape 2 du cycle classique par un cycle (Etape 2' –
Etape 3' – Etape 4') comportant à la fois la construction d'un
modèle de connaissance et la construction d'un modèle informatique de simulation. Dans l'étape 1, un modèle de processus
métier réalisé avec le langage BPMN permet de bâtir une vision commune et partagée du fonctionnement du monde réel
(le centre d'appel du SAMU dans notre cas), comme nous
l'avons présenté dans la section précédente. Mais ce modèle
n'est pas directement utilisable pour la simulation car il ne
dispose pas d'un niveau de détail suffisant pour caractériser les
flux d'appels.
L'étape 2' consiste donc à construire, à partir de ce modèle
métier, un modèle de connaissance destiné à la simulation de
flux. L'objectif est de disposer d'une représentation des flux
prenant notamment en compte les files d'attente et leurs règles
de gestion (Fifo, Lifo, etc.), ce qui n'est pas le cas des modèles
métiers réalisés avec BPMN. Ce modèle de connaissance doit
utiliser un formalisme graphique dont les éléments peuvent
être mis en correspondance aisément avec les objets manipulés
par les outils de simulation de flux. Le formalisme que nous
avons choisi s'inspire en partie des logigrammes et des diagrammes EPC. La figure 10 présente le modèle de connaissance du processus de réception et de tri des appels du SAMU 81
qui sert de support à la construction du modèle de simulation
sous Witness.
L'étape 3' permet de coder le modèle de connaissance dans
l'outil de simulation choisi. Cette étape se base sur une table
de correspondance entre les objets du modèle de connaissance
et ceux de l'outil de simulation. La figure 9 présente la table de
correspondance que nous avons utilisée pour faire le codage
du modèle informatique de simulation avec Witness.
Objet modèle de connaissance
Objet Witness
Flux
d’article
Stock
File d’attente
Monde Réel
ressource
SAMU 81
Flux appels
PARM
MR
Appels radio
PDS
Appels
téléphoniques
Etape 5 : Implémentation
Modèle de
processus
amélioré - To Be
(BPMN)
Ressource
dispo ?
oui
Loi de ressource
Machine
SMUR
CRRA 15
non
Décrocher
Réguler
Gérer les moyens
Interpréter les bilans
Organiser l’arrivée à l’hôpital
Département
du Tarn
Interventions
d’urgence primaires
Transferts de patients
Etape 1 : Modélisation
de processus métier
Modèle de
processus initial
- As Is (BPMN)
Etape 2 : Améliorations
Etape 4' :
Simulations
Etape 2' : Modélisation de
connaissance
Modèle
informatique de
simulation
(Witness)
Etape 3' :
Codage
du modèle
Machine
Activité
Modèle de
connaissance
(Logigramme)
Figure 8 : Démarche suivie
Condition
oui
Loi de sortie
Machine
non
Figure 9 : Table de correspondance modèle de connaissance/modèle de simulation Witness
Dans le cas particulier de Witness, les machines peuvent
"consommer" des articles sans nécessairement faire appel à
des ressources. Par défaut, cela implique qu'un article peut
MOSIM’10 - 10 au 12 mai 2010 - Hammamet - Tunisie
met en attente un appel pour prendre en charge un autre appel).
L'étape 4' consiste à utiliser la simulation pour évaluer et analyser le processus initial. Notre travail s'est limité à mettre en
évidence des dysfonctionnements ou des faiblesses dans le
processus initial mais dans le cadre d'une démarche de reengineering, la simulation permet aussi de tester des améliorations
avant de les implémenter sur le processus réel.
passer d'une activité à l'autre sans faire appel à une ressource.
Ce fonctionnement n'est pas adapté au cas du centre d'appel
pour lequel les ressources correspondent aux personnels
(PARM, MR AMU et MR PDS). Dès qu'un appel est décroché
par un PARM, il ne peut passer d'une activité à l'autre (et
éventuellement changer d'état) sans l'intervention d'une ressource. Une même ressource qui a pris en charge un appel le
suit au travers des différentes activités du processus jusqu'à ce
qu'une autre ressource prenne le relais. Cela implique d'inclure dans le processus des files d'attente des appels pour assurer
le relais entre deux ressources. Avec Witness, il est donc impératif d'associer les ressources aux activités en codant des lois
de ressources associées aux machines. Par ailleurs, une même
ressource peut-être sollicitée simultanément pour différentes
activités, ce qui nécessite de prendre en compte des priorités et
même des préemptions (par exemple, un médecin régulateur
PARM
Appel
entrant (15)
Appel rejeté
Appel Perdu
(liste noire, etc.)
(temps d’attente trop long, file
d’attente FA_PARM saturée, etc.)
File d’attente
AutoCom
FA_AC
Appel
présenté
Ecouter
annonce
d’accueil
File d’attente
Postes PARM
FA_PARM
PARM dispo ?
Décrocher
(en FiFo)
oui
Appel
décroché
non
Postes PARM tous occupés
AutoCom saturé : bascule vers
AutoCom hôpital
Créer Dossier
Régulation
DR
Localiser le lieu, l’âge,
le sexe de la victime
Analyser la
criticité
MR
Compléter DR
pour Dossier
Régulation
Médicale DRM
oui
MR dispo ?
Urgence
absolue ?
oui
non
non
Affecter indice
de priorité
Relever le motif
succinct de l’appel
Appel à
prendre en
compte ?
non
Fonction de la pathologie et
de la file d’attente
FA_PARM
Vide ?
oui
Régulation
médicale ?
non
oui
Qualifier
l’appel
Fin de
communication
sans RM
Renseigner et
conseiller
Donner une indication
du délai avant reprise
Reprendre les appels dans
FA_RegPARM en FIFO et en
fonction de l’indice de priorité
Mettre en attente
l’appel en cours
non
oui
File d’attente
Régulation PARM
FA_RegPARM
Lancer un
départ
« Rèflexe »
PARM dispo ET
FA_PARM vide OU
FA_RegPARM >
FA_PARM
oui
non
Informer MR
et prendre
avis
MR
Conseiller le
patient,
donner 1er
gestes
non
Aide médicale
d’urgence ?
File d’attente
Régulation PDS
FA_PDS
non
oui
non
File d’attente
Régulation MR
FA_MR
MR dispo ?
non
PDS dispo ?
PDS
oui
MR dispo ?
MR
oui
oui
Le MR prend le dossier en
priorité par rapport aux
dossiers en attente dans
FA_MR
L’appel est
passé au MR.
Fin de
communication
pour le PARM
Processus
Régulation
MR
Fin de
communication
MR avec RM
Processus
Régulation
PDS
L’appel est
passé au PDS.
Fin de
communication
pour le PARM
Fin de
communication
PDS avec RM
Figure 9 : Modèle de connaissance du processus de réception et de tri des appels
MOSIM’10 - 10 au 12 mai 2010 - Hammamet - Tunisie
4.3
Simulation du processus de réception et de tri des
appels
Pour ce travail, l'objectif de la simulation est de vérifier le
comportement dynamique du processus de réception et de tri
des appels entrants préalablement décrit par le modèle de
processus BPMN et le modèle de connaissance. L'autre objectif est de mettre en place des indicateurs permettant de
caractériser la performance du processus du point de vue de
l'appelant. Les résultats fournis par la simulation sur l'occupation des ressources humaines (PARM, MR AMU et MR
PDS) n'est donc pas la priorité de ce travail. La simulation
doit permettre de définir non seulement les données nécessaires au calcul des indicateurs mais aussi de préciser leur
implémentation dans le processus ainsi que les événements
déclencheurs.
4.3.1 Scenario et données d'entrée
L'activité d'un SAMU est relativement stable et ne présente
pas de saisonnalité annuelle. Cependant, chaque semaine
permet de mettre en évidence trois journées types : type 1
pour les journées du lundi jusqu'au vendredi, type 2 pour le
samedi et type 3 pour le dimanche ou jour férié. L'étude de
simulation a été réalisée sur une journée de type 3 (dimanche ou jour férié) car c'est celle pour laquelle le nombre
d'appels entrants est le plus important. L'autocommutateur
du centre d'appel est instrumenté de telle sorte qu'il est possible de collecter, pour chaque appel entrant, son heure d'arrivée correspondant à l'instant t0 sur le schéma de la figure 2
et à la limite amont de la modélisation de processus et de la
simulation de flux. A partir de l'ensemble des heures d'arrivée t0, nous avons défini un profil d'arrivée des appels sur
une journée de type 3 (figure 10).
12
Nombre d'appels entrants
10
l'autocommutateur (FA_AC dans le modèle de connaissance
de la figure 9).
4.3.2 Indicateurs de performance, implémentation et
événements déclencheurs
Le tableau 1 présente les indicateurs qui peuvent être calculés pour chaque appel entrant à partir des instants de changement d'état dans le processus.
Indicateurs de performance
Temps d'attente avant décroché par PARM
Temps de communication appels non régulés (seulement PARM)
Temps de communication appel régulé pris par MR AMU
Temps de communication pour appel régulé pris par MR PDS
Calcul
t2 - t1
t3 -t1
t4 - t2
t5 - t2
Tableau 1 : Indicateurs de performance de chaque appel
entrant
Pour ce travail, nous nous sommes focalisés sur l'analyse de
l'indicateur de performance qui est le plus sensible pour
l'appelant : le temps d'attente avant décroché par un PARM,
soit t2-t1.
Le tableau 2 résume les différentes données permettant de
calculer les indicateurs et devant être enregistrées dans le
processus (Quoi ?), leur implémentation (Où ? et Quel objet
?), l'événement déclencheur (Comment ?) et leur valeur à la
fin de la simulation. Par exemple, les lignes grisées dans le
tableau 2 correspondent aux données nécessaires au calcul
du temps d'attente avant décroché par un PARM. Au moment où un appel sort de la file d'attente de l'autocommutateur (sortie de FA_AC), son indice est incrémenté et l'heure
est enregistrée dans la variable t1. A chaque fois qu'un appel
est décroché par un PARM (sortie de FA_PARM), son indice est incrémenté et l'heure est enregistrée dans la variable
t2. Pour chaque appel passant à l'état décroché, il est donc
possible de calculer le temps d'attente avant décroché par
un PARM en soustrayant t1 à t2.
8
6
4
2
23:00
22:00
21:00
20:00
19:00
18:00
17:00
16:00
15:00
14:00
13:00
12:00
11:00
9:00
10:00
8:00
7:00
6:00
5:00
4:00
3:00
2:00
1:00
0:00
0
Créneaux horaires
Figure 10 : Profil d'arrivée des appels pour une journée de
type 3 (dimanche ou jour férié)
Cette répartition des appels entrants est utilisée par le modèle de simulation pour caractériser la loi d'arrivée des articles
dans le processus, plus précisément dans la file d'attente de
4.3.3 Analyse des résultats de la simulation
Grâce à la simulation, nous obtenons, pour chaque appel
entrant, les valeurs des indicateurs de performance mentionnés dans le tableau 1. Les graphiques des figures 11 et 12
montrent respectivement l'évolution de la valeur du temps
d'attente avant décroché par un PARM et la valeur du temps
de communication pour les appels régulés par un MR AMU
ou PDS.
Pour le temps d'attente avant décroché par un PARM, l'objectif fixé par le responsable du SAMU 81 est de moins de
60 secondes. Le tableau 3 présente la répartition de cet indicateur et met en évidence que le processus actuel permet
de satisfaire l'objectif pour 77% des appels. Ce résultat permet de mettre en évidence de façon objective la qualité du
décroché. Un travail de reengineering destiné à trouver des
pistes d'amélioration visant à atteindre au moins 90% des
appels décrochés en moins de 60 secondes reste à faire. La
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simulation pourra être utilisée dans cette nouvelle étape.
Pour le temps de communication pour les appels régulés par
un MR AMU ou PDS, cet indicateur est directement lié à
l'occupation et à la gestion des ressources. Le graphique de
la figure 12 met en évidence la très forte dispersion des
temps de communication dont la durée maximale peut atQuoi ?
teindre 15 minutes. Ce constat entraine une réflexion sur la
stratégie à adopter pour affecter des priorités ou pour prendre en charge des appels entrants en temps réel et si nécessaire, mettre en attente des appels en cours de communication. Il s'agit aussi d'une piste qui sera explorée dans la phase de reengineering.
Où ?
Indice appel entrant
Heure de l'appel entrant = t0
Indice appel présenté
Heure de l'appel présenté = t1
Indice appel décroché
Heure de l'appel décroché = t2
Indice appel non-régulé
Heure de fin d'appel sans régulation = t3
Indice appel avec départ réflexe
Indice appel avec Urgence Absolue
Indice appel avec AMU
Indice appel pris par MR AMU
Heure de fin d'appel pris par MR AMU
Indice appel pris par MR PDS
Heure de fin d'appel pris par MR PDS
Quel objet ?
Entrée de FA_AC (AutoCom PABX)
File d'attente
Sortie de FA_AC (AutoCom PABX)
File d'attente
Sortie de FA_PARM
File d'attente
Fin de
processus
Entrée de fin d'appel sans RM
Entrée de lancement départ réflexe
Entrée de MR AMU disponible
Entrée de FA_MR
Activité
Décision
File d'attente
Sortie du processus de régulation MR
Fin de
processus
Sortie du processus de régulation PDS
Fin de
processus
Valeur à
24:00
incrémentation à chaque appel
262
t0 = heure événement
N/A
Incrémentation quand un appel sort
262
t1 = heure événement
N/A
Incrémentation quand un appel sort
258
t2 = heure événement
N/A
Incrémentation quand un appel sort
135
t3 = heure événement
N/A
Incrémentation quand un appel arrive
2
Incrémentation quand un appel arrive
37
Incrémentation quand un appel arrive
42
Incrémentation quand un appel sort
79
t4 = heure événement
N/A
Incrémentation quand un appel sort
44
t5 = heure événement
N/A
Comment ?
Tableau 2 : Données utilisées pour calculer les indicateurs de performance
Résultats fournis par la simulation
Appels décrochés en moins de 40 sec.
Appels décrochés en moins de 60 sec.
Appels décrochés en moins de 90 sec.
Appels décrochés en plus de 90 sec.
Appels régulés en moins de 3 min.
Appels régulés en moins de 6 min.
Appels régulés en plus de 6 min.
0:05:02
Temps d'attente (h:mm:ss)
0:04:19
0:03:36
0:02:53
Valeur à 24:00
72%
77%
85%
15%
11%
65%
35%
0:02:10
Tableau 3 : Indicateurs de performance du processus de réception et de tri des appels
0:01:26
0:00:43
262
253
244
236
227
217
207
198
190
181
171
160
155
146
136
125
118
91
107
82
100
74
64
53
46
37
28
19
1
10
0:00:00
5
Appel décroché n°
Figure 11 : Evolution des temps d'attente avant décroché par
un PARM
0:17:17
Temps de communication (h:mm:ss)
0:14:24
0:11:31
0:08:38
0:05:46
0:02:53
262
253
244
236
227
217
207
198
190
181
171
160
155
146
136
125
118
107
100
91
82
74
64
53
46
37
28
19
1
10
0:00:00
Appel répondu n°
Figure 12 : Evolution des temps de communication pour les
appels régulés par un MR AMU ou PDS
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
La simulation permet de vérifier le comportement dynamique d'un processus préalablement modélisé avec le langage
BPMN; Pour l'application du centre d'appel d'un SAMU, les
files d'attente des appels peuvent être prises en compte, ce
qui n'est pas possible avec BPMN. La simulation nous a
aussi permis de définir et de mettre au point des indicateurs
permettant de mesurer la performance du processus.
Ce travail de recherche présenté dans cet article est une
première approche d'une problématique plus générale d'analyse et d'amélioration continue du fonctionnement des
SAMU. Nous avons limité notre étude à la fonction principale [Recevoir et trier des appels téléphoniques 24h/24]. Les
perspectives envisagées sont : (1) utiliser la simulation pour
optimiser les ressources humaines en rapport avec les activités du centre d'appel urgents, les plannings et l'organisation
du travail pouvant être considérés comme des variables de
décision, (2) étendre la modélisation et la simulation à toutes
les fonctions du SAMU.
MOSIM’10 - 10 au 12 mai 2010 - Hammamet - Tunisie
REMERCIEMENTS
Nous tenons à remercier le Dr. Eric Noirot (chef du service
des urgences au Centre Hospitalier d’Albi), le Dr. Stéphanie
Tibi (médecin régulateur et chef de service du SAMU81) et
le Dr. Rodolphe Maignal (médecin régulateur au SAMU81)
pour leur collaboration active et leur partage de connaissances sur le fonctionnement complexe des SAMU. Nous remercions également Adrien De serres et Romain Rouquet,
étudiants en dernière année de la formation d’ingénieurs
Informatique et Systèmes d'information (Castres, France)
pour leur participation à la phase d’observation du terrain.
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The Oaks, Clews Road,Redditch Worcestershire B98
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