Aux National Institutes of Health (NIH), une agence fédérale soutenant la recherche biomédicale fondamentale, les décideurs sont confrontés au défi d'identifier des moyens d'améliorer l'efficacité et l'efficience des services de soutien à la recherche et aux défis de faire "plus avec moins" de ressources. L'Office of Research Services (ORS), Office of Quality Management (OQM) apporte son soutien à la résolution de ces problèmes en développant le modèle de simulation Campus Operations Decision Support (CODS). Le modèle consiste en une variété d'outils logiciels et de techniques pour modéliser un "monde virtuel" en 3D du campus qui peut être utilisé dans une variété d'applications pour mieux comprendre et améliorer la prestation de services pour soutenir la mission de recherche des NIH. Le projet comprend des sous-modèles qui permettent d'analyser les mouvements des piétons et de la circulation sur et dans le campus, le filtrage des visiteurs, le réseau de navettes des NIH, et prévoit une extension future à d'autres activités de soutien à la recherche.
L'Office of Research Services (ORS) et l'Office of Research Facilities (ORF) du NIH ont pour mission de fournir un soutien réactif et fiable à la mission de recherche du NIH. L'ORS et l'ORF soutiennent les NIH de diverses manières nécessaires au fonctionnement efficace et sûr du plus grand centre de recherche biomédicale au monde. La myriade de services fournis par ORS et ORF a un impact significatif sur la capacité de tous les instituts et centres (IC) du NIH à remplir leurs missions de recherche.
Aujourd'hui, l'ORS et l'ORF doivent relever le défi de faire plus pour la communauté des NIH avec moins de ressources. Au cours des dernières années, la demande de services et d'infrastructures que l'ORS et l'ORF fournissent et entretiennent est restée relativement inchangée, et dans certains cas, a même augmenté ; cependant, les niveaux de financement sont restés relativement stables, ou tiennent compte d'une inflation modeste. La pression est de plus en plus forte pour fournir les mêmes niveaux de qualité et de quantité de services. Par conséquent, l'ORS et l'ORF doivent constamment trouver des moyens d'améliorer l'efficacité et l'efficience des services qu'ils fournissent à la communauté des NIH, aujourd'hui et à l'avenir.
Pour soutenir ces améliorations, le Bureau de la gestion de la qualité de la SRO a conçu et mis en œuvre un modèle d'aide à la décision pour les opérations sur le campus en utilisant la technologie de simulation. Dans un premier temps, ce projet consiste en un modèle 3D du campus du NIH de Bethesda, comprenant le réseau routier et les bâtiments, les emplacements des parkings, le réseau de navettes du NIH, les mouvements des piétons et du trafic sur le campus, ainsi que l'entrée et la sortie des piétons et des véhicules sur le campus par le biais d'un accès par carte à puce et de points d'inspection des visiteurs. L'objectif est d'utiliser ce modèle pour expérimenter des changements dans les services afin de mieux adapter la capacité à la demande, contribuant ainsi à l'utilisation rentable de ressources budgétaires limitées.
Le système consiste en un "monde virtuel" réaliste en 3D du campus des NIH de Bethesda, qui peut être utilisé dans diverses applications pour mieux comprendre et améliorer la planification et la prestation des services. D'un point de vue visuel, le modèle est conçu pour être visualisé et pour interagir avec un écran d'ordinateur ou du matériel de RV. En outre, des résultats quantitatifs peuvent être fournis par le biais d'expériences/scénarios.
Le modèle permet également de s'exercer à un scénario d'urgence ou à un processus particulier d'exploitation du campus de manière plus détaillée. Les scénarios d'urgence envisagés initialement sont l'évacuation d'un bâtiment ou d'un campus et un scénario de tireur actif. Le système est conçu de manière à permettre à l'utilisateur de comprendre comment un tel scénario pourrait se dérouler dans un bâtiment particulier du campus et la manière dont le scénario a un impact et interagit avec les opérations sur l'ensemble du campus.
Les premiers systèmes d'exploitation du campus inclus sont l'accès du personnel et des visiteurs, et le système de bus-navette. Le système est conçu de manière à représenter avec précision les entrées et les sorties de ces processus et l'interaction avec l'ensemble du campus, et a la capacité de suivre un individu tout au long du système (par exemple, un visiteur entre en voiture sur le campus, passe l'inspection de sécurité, se gare, se rend dans un bâtiment, participe à un exercice d'évacuation, retourne au bâtiment, retourne à son véhicule et quitte le campus).
Ce modèle est utilisé pour expérimenter des changements dans les services afin de mieux adapter la capacité à la demande, contribuant ainsi à l'utilisation rentable de ressources budgétaires limitées et à la planification de scénarios émergents, tels que la fermeture des routes du campus, l'évacuation des bâtiments, d'une partie ou de l'ensemble du campus, ou un scénario de tireur actif.
Un modèle de base est développé à un niveau élevé, de sorte que des processus ou opérations particuliers puissent être représentés à un niveau granulaire et que des niveaux de détail plus importants puissent être ajoutés si nécessaire, à la fois d'un point de vue visuel et analytique. Les modèles plus détaillés permettent de développer et d'informer les paramètres de temps de traitement à utiliser dans le modèle principal. De cette manière, des modèles détaillés peuvent être développés et construits si nécessaire.
Ce modèle de base consiste en un modèle 3D réaliste du réseau routier et piétonnier du campus, des bâtiments du campus avec les entrées/sorties des bâtiments représentées. Ce modèle de base comprend plusieurs sous-systèmes du campus développés précédemment comme des modèles indépendants qui sont maintenant intégrés dans un seul modèle. Ces systèmes comprennent l'accès au campus, un système de navettes, la circulation sur le campus (à la fois en temps normal et lors d'une évacuation), et des scénarios de tirs actifs.
Par exemple, dans le modèle de base, un bâtiment est représenté comme une "boîte noire" avec des entrées et des sorties définies. De cette façon, un bâtiment a un nombre défini d'endroits où les occupants peuvent entrer/sortir, et des processus plus détaillés à l'intérieur du bâtiment peuvent être développés dans un sous-modèle séparé qui peut être exécuté indépendamment ou interfacé avec le modèle plus large (par exemple, une évacuation de bâtiment ou un scénario de tireur actif). Le modèle actuel a été développé en utilisant le logiciel de simulation Simio en collaboration avec le partenaire de Simio, Mosimtec, LLC. La modélisation 3D a été réalisée à l'aide de Trimble Sketchup et de données provenant d'ORF et d'Open Street Maps. Des approches antérieures de modélisation de ces sous-systèmes ont été développées dans Arena.
Cet outil de simulation a permis d'éviter des coûts importants dans l'ensemble des NIH et d'améliorer les efforts de planification d'urgence ayant un impact sur la vie et le bien-être des NIH. Les projets réalisés ont permis à la recherche de se poursuivre sans interruption et à des décisions éclairées d'avoir un impact sur la sécurité et la sûreté des NIH et de la communauté environnante.
Le développement et l'analyse des mesures de sortie fournies par la simulation ont permis aux décideurs de mieux comprendre l'impact des changements apportés au système sur la prestation de services, ainsi que de mieux identifier, comprendre et atténuer les risques identifiés grâce à l'expérimentation du large éventail de scénarios que la simulation est capable de fournir.
Grâce à cette approche modulaire et évolutive, il est possible d'intégrer d'autres systèmes de campus et de recherche dans ce modèle et de permettre aux décideurs de mieux comprendre comment les systèmes interagissent les uns avec les autres et ont un impact sur des objectifs plus larges. Bien que ces modèles aient été développés spécifiquement pour les NIH, d'autres agences et organisations peuvent tirer parti de ces approches pour résoudre des problèmes similaires.
L'équipe de l'OQM tient à remercier les responsables des NIH et de l'ORS/ORF ainsi que les nombreux membres du personnel qui ont soutenu ce projet.