En los Institutos Nacionales de Salud (NIH), una agencia federal que apoya la investigación biomédica básica, los responsables de la toma de decisiones se enfrentan al reto de identificar formas de mejorar la eficiencia y la eficacia de los servicios de apoyo a la investigación y los desafíos de hacer "más con menos" recursos. La Oficina de Servicios de Investigación (ORS), Oficina de Gestión de la Calidad (OQM) proporciona apoyo para resolver estos retos mediante el desarrollo del modelo de simulación Campus Operations Decision Support (CODS). El modelo consiste en una variedad de herramientas y técnicas de software para modelar un "mundo virtual" en 3D del campus que se puede utilizar en una variedad de aplicaciones para comprender mejor y mejorar la prestación de servicios para apoyar la misión de investigación en los NIH. El proyecto incluye submodelos que ayudan a analizar los movimientos peatonales y de tráfico en el campus y dentro de él, el control de visitantes, la red de autobuses de los NIH y proporciona una futura extensibilidad a otras actividades de apoyo a la investigación.
La Oficina de Servicios de Investigación (ORS) y la Oficina de Instalaciones de Investigación (ORF) de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) se encargan de proporcionar un apoyo fiable y con capacidad de respuesta a la misión de investigación de los NIH. ORS y ORF apoyan a los NIH en una amplia variedad de formas que son necesarias para el funcionamiento eficiente y seguro del mayor centro de investigación biomédica del mundo. La multitud de servicios que prestan ORS y ORF tienen un impacto significativo en la capacidad de todos los Institutos y Centros (ICs) de los NIH para cumplir con sus misiones de investigación.
En la actualidad, tanto ORS como ORF se enfrentan al reto de hacer más por la comunidad de los NIH con menos recursos. En los últimos años, la demanda de los servicios y la infraestructura que ORS y ORF proporcionan y mantienen se ha mantenido relativamente sin cambios, y en algunos casos, incluso ha aumentado; sin embargo, los niveles de financiación se han mantenido relativamente planos, o tienen en cuenta una modesta inflación. Existe una presión cada vez mayor para ofrecer los mismos niveles de cantidad y calidad de servicio. En consecuencia, ORS y ORF deben identificar constantemente formas de mejorar la eficiencia y la eficacia de los servicios que presta a la comunidad de los NIH ahora y en el futuro.
Para apoyar estas mejoras, la Oficina de Gestión de Calidad de ORS ha diseñado e implantado un Modelo de Apoyo a la Toma de Decisiones sobre Operaciones en el Campus utilizando tecnología de simulación. Inicialmente, este proyecto consiste en un modelo 3D del campus de los NIH en Bethesda, que incluye la red de carreteras y edificios, las ubicaciones de los aparcamientos, la red de autobuses lanzadera de los NIH, el movimiento de peatones y tráfico en el campus, y la entrada/salida de peatones y tráfico de vehículos en el campus a través de los puntos de acceso con tarjeta inteligente y de control de visitantes. La intención es que este modelo sirva para experimentar cambios en los servicios con el fin de adecuar mejor la capacidad a la demanda, contribuyendo así a un uso rentable de los limitados recursos presupuestarios.
El sistema consiste en un "mundo virtual" realista en 3D del campus de Bethesda de los NIH que puede utilizarse en diversas aplicaciones para comprender mejor y potenciar la planificación y mejorar la prestación de servicios. Desde un punto de vista visual, el modelo está diseñado para ser visualizado e interactuar con él a través de una pantalla de ordenador o hardware de RV. Además, se pueden obtener resultados cuantitativos mediante experimentos/escenarios.
El modelo también permite ejercitar con mayor detalle un escenario de emergencia o un proceso concreto de funcionamiento del campus. Los escenarios de emergencia considerados inicialmente son la evacuación de un edificio/campus y un escenario de tirador activo. El sistema está diseñado para que el usuario comprenda cómo podría desarrollarse un escenario de este tipo en un edificio concreto del campus y la forma en que el escenario afecta e interactúa con las operaciones en todo el campus.
Los sistemas operativos iniciales del campus incluidos son el acceso del personal y de los visitantes, y el sistema de autobuses lanzadera. El sistema está diseñado para representar con precisión las entradas y salidas de estos procesos y la interacción con todo el campus, y tiene la capacidad de seguir a una persona a lo largo de todo el sistema (por ejemplo, un visitante entra en el campus, pasa la inspección de seguridad, aparca, se dirige a un edificio, participa en un simulacro de evacuación, vuelve al edificio, vuelve al vehículo y sale del campus).
Este modelo se utiliza para experimentar cambios en los servicios con el fin de adecuar mejor la capacidad a la demanda, contribuyendo así a un uso rentable de los limitados recursos presupuestarios y a planificar escenarios emergentes, como el cierre de las carreteras del campus, la evacuación de edificios, de parte o de todo el campus, o un escenario de tirador activo.
Se desarrolla un modelo base de alto nivel, de modo que los procesos u operaciones particulares puedan representarse a un nivel granular y puedan añadirse mayores niveles de detalle cuando sea necesario, tanto desde una perspectiva visual como analítica. Los modelos más detallados ayudan a desarrollar e informar los parámetros de tiempo de procesamiento que se utilizarán en el modelo principal. De este modo, pueden desarrollarse y construirse modelos detallados cuando sea necesario.
Este modelo base consiste en un modelo 3D realista de la red de carreteras y de circulación peatonal del campus, así como de los edificios del campus con las entradas y salidas de los edificios representadas. Este modelo base incluye varios subsistemas del campus desarrollados previamente como modelos independientes que ahora se integran en un único modelo. Estos sistemas incluyen el acceso al campus, un sistema de autobuses lanzadera, el tráfico del campus (tanto el flujo típico como durante una evacuación) y escenarios de tiradores activos.
Por ejemplo, en el modelo básico, un edificio se representa como una "caja negra" con entradas y salidas definidas. De este modo, un edificio tiene un número definido de ubicaciones en las que los ocupantes pueden entrar/salir, y pueden desarrollarse procesos más detallados dentro del edificio en un submodelo separado que puede ejecutarse de forma independiente o interconectarse con el modelo más amplio (por ejemplo, una evacuación del edificio o un escenario de tirador activo.) El modelo actual se ha desarrollado utilizando el software de simulación Simio junto con el socio de Simio, Mosimtec, LLC. El modelado 3D se ha realizado con Trimble Sketchup y datos de ORF y Open Street Maps. Los enfoques anteriores para modelar estos subsistemas se desarrollaron en Arena.
Esta herramienta de simulación ha contribuido a evitar costes significativos en todo el NIH y ha mejorado los esfuerzos de planificación de emergencias que afectan a la vida y el bienestar en el NIH. Los proyectos realizados han permitido que la investigación continúe sin interrupciones y que se tomen decisiones informadas que afectan a la seguridad de los NIH y de la comunidad circundante.
El desarrollo y análisis de las métricas de salida proporcionadas por la simulación han permitido a los responsables de la toma de decisiones comprender mejor el impacto de los cambios en el sistema sobre la prestación de servicios, así como identificar, comprender y mitigar mejor los riesgos identificados a través de la experimentación con la amplia gama de escenarios que la simulación es capaz de proporcionar.
Mediante el uso de este enfoque escalable y modular, existe un potencial significativo para integrar otros sistemas del campus y de investigación en este modelo, y permitir que los responsables de la toma de decisiones tengan una mayor comprensión de cómo los sistemas interactúan entre sí y repercuten en objetivos más amplios. Aunque estos modelos se han desarrollado específicamente para los NIH, otras agencias y organizaciones pueden aprovechar estos enfoques para resolver retos relacionados.
El equipo de OQM desea expresar su agradecimiento a la dirección de los NIH y de ORS/ORF, así como al numeroso personal que ha apoyado este proyecto.