Prof. Pepino – Digital Twin: modellizzazione e simulazione dei processi come Strumento di Supporto

Quindi adesso introduco il professor Pepino che da sempre si occupa di temi, in particolare quello di oggi è il tema della simulazione, quindi quello che ci permette di simulare in modo molto realistico e puntuale un ambiente, un laboratorio di analisi, un blocco operatorio eccetera e quindi prendere e testare delle decisioni, non lo posso fare, aspettate che chiudo una sala operatoria, la riapro, ne costruisco una eccetera, magari svuoto il reparto con dentro i pazienti, ma lo posso riprodurre in un ambiente protetto.

Lo fa da anni, anch'io l'ho fatto anni fa, adesso è più modaiolo dire che si chiamano Digital Twin, ma sempre quello è.

E quindi sono strumenti di supporto alla decisione.

Grazie prof.

Grazie, tra l'altro ringrazio Matteo perché mi ha dato un bel assist per introdurre la mia relazione e mi fa risparmiare un po' di tempo.

perché credo che abbiamo abbastanza capito che cos'è un processo, quindi a questo punto è quanto sia importante descrivere un'attività in un modo formale.

questo è fondamentale perché deve partire anche nella testa degli infermieri

che c'è il concetto, il problema della misurazione

della descrizione quantitativa

e il passaggio successivo alla descrizione del processo è la simulazione

la simulazione è quella tecnica che ci fa vedere il processo mentre funziona

e quindi non ci limitiamo a descriverlo o a misurarlo

ma lo usiamo e questo è importante perché ci permette di prevedere quello che accade,

ci permette in caso di formazione di dare un contenuto più vivo.

La simulazione fa vivere il processo, quindi sostanzialmente la simulazione è qualcosa che è una rappresentazione di un sistema reale.

Questo è tutto. Ora andiamo avanti rapidamente. Perché usare la simulazione? Perché io voglio poter testare qualcosa senza doverla avere fisicamente? Perché la voglio usare per fare formazione? Perché voglio vedere come migliorarla? Come migliorare il processo reale?

vado rapidamente

ed è indispensabile

quando il sistema che io adopero

è un sistema costoso

su quale io non lo posso mettere in mano agli studenti

non posso farci le prove

i settori di applicazione

sono i più ampi

naturalmente la simulazione si usa da sempre

in settori, ad esempio, dei simulatori di volo

in industria

adesso da una decina d'anni

una quindicina d'anni la usiamo molto

anche per le applicazioni mediche. Ora in questo momento parliamo di simulazione organizzativa

perché voi la simulazione la conoscete come i manichini, anche lì invece di avere una persona in carne e ossa

posso usare il manichino. La simulazione organizzativa significa invece di andare a giocare sul sistema organizzativo

perché dove se sposto un infermiere o cambio qualcosa nell'organizzazione succedono danni

quindi io devo provare prima in modo da poter verificare quali sono i benefici dei miei cambiamenti.

E li chiamiamo digital twin di processo perché possiamo trovare dove alla fine diremmo come si può agganciare una simulazione al sistema reale

in modo che il simulatore diventa una descrizione viva di quello che è il sistema reale.

Io vado di fretta ma spero che mi riuscite a seguire.

Non vi devo spiegare cosa sono i modelli organizzativi, è quello che in buona sostanza, in parole diverse, Matteo ci ha descritto per le sale operatori,

quindi sostanzialmente è una descrizione di quello che accade. Il punto e il limite della descrizione di un modello organizzativo è che per l'appunto il modello organizzativo è scritto su carta,

C'è degli indicatori ma non vive, non funziona e quindi è un grosso problema, non è che è il punto base per tutto quello che è la sfida della sanità, che la stragrande maggioranza dei modelli organizzativi sono frutto delle consuetudini, cioè un gruppo di saloperatori ha funzionato quello in passato, è sempre andato bene così, nessuno si è mai lamentato perché mi devo porre il problema.

Ma questa è la vera questione e quindi non si è nemmeno creata la cultura di affrontare i processi sanitari nell'ottica della modellizzazione e quindi il punto di partenza è proprio cominciare a capire questo perché i modelli organizzativi vanno progettati, non sono frutto di una consuetudine.

e quando ci poniamo questo cerchiamo di capire anche come migliorarlo un modello

e io comincio a descriverlo, comincio a studiarlo perché comincio a toccare con mano

ma questa è una cosa relativamente recente

che le organizzazioni sanitarie, perché prima quando era l'epoca Matteo Pantalone paga

di fatto non ci ponevamo il problema

ma quando cominciamo ad andare in problemi di controlli, misurazioni

limitatezze di risorse, misurazione di rischio clinico eccetera eccetera

allora quindi mi pongo il problema che io devo migliorarlo perché ho degli

indicatori che cominciano ad allarmarmi. Il principio base è sempre questo

qualunque azione di miglioramento va vista come un'ottica iterativa cioè non

c'è un processo che inizia e finisce, i processi sono continui. Quando noi

capiamo che occorre migliorare noi poi entriamo in un loop dove l'ottica

sicuramente è quello di migliorare un poco alla volta ma continuamente

senza pensare di riuscire a fare operazioni drastiche

e questo in analisi dei processi lo si è capito da tempo

qual è il principio di lavoro base?

che io prima parte devo analizzarlo e quindi qui gioco nel lavoro dei bioingegneri

che devono capire come descrivere il processo

devo creare il modello e poi qui la novità che lo metto in simulazione

cioè lo faccio funzionare

quando io sono riuscito a far funzionare questo modello

e poi vedremo degli esempi semplici

io posso ipotizzare un cambiamento

però quegli indicatori, quelle misurazioni

che prima diventavano un fatto statico

se io le applico sul modello di simulazione

vedo anche come posso cambiare

quindi io posso fare tutte quelle prove

e verificare come il mio sistema migliora

e solo quando io ho trovato che i miei cambiamenti

sono effettivamente efficaci

io li trasferisco sul sistema reale

quindi questo

mi permette di evitare

di avere

uno strumento con cui

gioco per vedere cosa devo fare

per migliorare

la tecnica

io parto da un modello che è la fotografia

di quello che è il mio modello attuale

che è il modello esistente, io faccio la simulazione

dopodiché

una volta che io

ho validato la simulazione

Questo è un aspetto molto delicato, molto complesso, perché io devo alimentarlo con dati reali e verificare se il mio modello corrisponde alla realtà.

Quindi solo quando ho verificato che il mio simulatore riproduce in modo accurato, ragionevolmente accurato, la realtà, posso provare a fare le mie modifiche.

Io da decina d'anni vi confesso candidamente che gran parte di queste esperienze le ho fatte in ambito didattico,

anche attraverso una serie di tesi di laurea, perché l'utilizzo della simulazione organizzativa

all'interno delle strutture sanitarie è ancora una promessa.

Questo prodotto Simulet viene adoperato nel mondo anglosassone in tantissimi ospedali.

In Italia siamo ancora in ritardo, devo dire la verità.

Io mi sono reso conto ieri, ho fatto una verifica, che l'unico corso di laurea in Italia

dove la simulazione organizzativa viene insegnata, la simulazione di eventi discreti,

in un corso di studi di ingegneria biomedica, è Napoli, perché questi temi non vengono affrontati

in nessun'altra università in Italia.

Questa è una cosa che naturalmente non agevola il fatto che questa cultura possa andare avanti.

Cos'è un modello di simulazione di eventi discreti?

È un insieme di variabili di stato che cambiano a diversi stati.

Questa è una definizione matematica che a voi non vi dice perfettamente niente, per cui vi faccio vedere come si presenta.

La cosa importante è che, poiché è un modello che evolve nel tempo, io un'attività che ad esempio prende sei mesi posso farla durare due minuti.

Il che significa che io posso vedere quali sono le rigatute organizzative nel breve, nel medio e nel lungo termine,

grazie al fatto che ho proprio questa possibilità di elaborare il tempo.

gli oggetti di cui è costituito un modello di simulazione sono molto semplici

sono le attività, gli entry points

vi dicono queste cose, forse la cosa più semplice

è che vi faccio vedere un modello di simulazione molto semplice

si basa su questo, noi abbiamo lo start point

che genera dei work items, sono delle unità di lavoro

che è quello meno, che vanno nelle attività

quando arrivano nelle attività, le attività reclutano le risorse

e quindi trascorre del tempo legato a quel tempo che è stato programmato.

E poi quando il work item arriva alla fine io posso contabilizzare quello che è stato l'attività nel modello.

E' più semplice anche, vi faccio vedere un video molto semplice che, ecco, se potete cliccare per farlo partire questo video, grazie,

comunque vi faceva vedere

come praticamente i work item transitava

si pigliava la risorsa

eccetera eccetera

e questo dà il senso visivo

di come funziona il processo

che questo è anche un aspetto importante

perché quando faccio un modello di simulazione

che mi dà dei numeri

perché mi dice quanto tempo stanno in attesa

quanti elementi stanno in coda

quanto tempo ci mette a fare tutta l'attività eccetera eccetera. Io questo modello per capire se funziona o no devo condividere con lo stakeholder. Lo stakeholder per dirmi che il modello risponde alla realtà deve vederlo visivamente, non glielo posso raccontare, né glielo posso descrivere attraverso il foglio Excel, perché il foglio Excel è una cosa perfettamente sconosciuta da maggior parte di voi, viceversa se voi vedete una cosa che nella sua animazione ti produce quello che succede nella realtà, dice sì, succede questo.

E' proprio in questa dinamica che si sviluppa tra l'ingegnere biomedico che è colui che realizza il modello e lo stakeholder e riusciamo ad avere quel team che riesce a poi riprodurre effettivamente quello che succede nella realtà.

Questo è un altro modello ovviamente di tipo commerciale che riproduce ad esempio il funzionamento di un pronto soccorso.

Anche qua avevo messo dei video ma questi purtroppo non si possono vedere.

è chiaro che nella realizzazione di un modello di simulazione

è fondamentale analizzare il sistema

e anche questa analisi è l'aspetto che io cerco di insegnare

e poi vi farò vedere come ai miei studenti

come un modello di simulazione diventa un digital twin

banalmente diventa un digital twin

quando io creo un modello che è la fotografia

che poi posso trasformare in un what if

però io questo modello lo alimento con i dati che vengono dal sistema informativo aziendale.

In questa maniera questo ESIS diventa una fotografia vivente di quello che è il mio modello,

che è il mio sistema organizzativo, sul quale io lavoro come se lavorassi sul mio sistema organizzativo.

E questo da un punto di vista gestionale è il valore in più di questo tipo di tecniche.

Ora, questo tema si aggancia su quest'ultima cosa che vi faccio vedere, i digital twin per la formazione degli ingegneri biomedici, questi virtual secondary agents, cosa sono?

Il problema è molto semplice, nei corsi di ingegneria biomedica io ho una classe più o meno pari al numero di persone che sono in quest'aula, a quale io spiego che loro devono imparare a avere questa relazione con il caposala, col primario, col direttore sanitario, che però non è un mio collaboratore, né una persona disponibile.

Quindi loro questa dinamica, questa relazione, come l'imparano? Allora loro devono imparare a fare questa mediazione che sostanzialmente consiste nel capire come fare le domande e interpretare le risposte.

Ma questa è una competenza che va addestrata. Come faccio ad addestrarla? Mi sono inventato questi virtual second intelligence. Cosa sono? Sostanzialmente sono dei bot che io ho profilato in maniera che loro diano le risposte come se fossero il direttore sanitario, il caposala, il chirurgo, il radiologo, eccetera.

e questi sono profilati, naturalmente non è che posso dare risposte clinicamente, devono dare risposte cliniche assolutamente, ma devono dare delle risposte che nell'impostazione siano sovrapponibili a quello che darebbe un stakeholder reale.

in maniera che gli studenti nell'addestrarsi per fare i modelli di simulazione interrogano questi stakeholder e quindi questo è il bot che sta sulla piattaforma Moodle che io uso e che supporto al mio corso e che vengono interrogati dagli studenti.

Quindi vi dico rapidamente, questo ad esempio è un po' di dati che ho tirato fuori, ovviamente il medico di direzione sanitaria è quello più consultato e questi mediamente sono i feedback di valutazione che hanno dato su diversi parametri gli studenti che hanno adottato questi stakeholder virtuali per poter realizzare i modelli di simulazione che dovevano presentare all'esame.

Quindi questo è diciamo un po' quello che vi volevo dire, speriamo che

naturalmente tutti questi studenti adesso ne partoriamo, sappiate

che ne partoriamo un centinaio all'anno, che hanno un po' di queste competenze

quindi se li chiamate può darsi che vi possano dare una mano nelle vostre realtà.

Grazie, grazie professore. Ecco questo discorso della tesi l'ho citato anch'io

prima i ragazzi

in realtà

in generale tutti, però l'ingegnere

gestionale che si è preso

e buttato in un ospedale, quello che ormai è la figura

che potenzialmente è più vicina

quindi non è biomedico

è un ingegnere gestionale

che razzisticamente

io dico non sono neanche ingegneri gestionali

però in realtà sono interessanti

perché se hanno questi modelli o questi

strumenti e lavorano a fianco

a voi, fanno una bellissima esperienza

perché quanto è complessa

Non c'è nessuna fabbrichetta che tenga. Dal loro punto di vista in fabbrica per migliorare il 2-3% c'è da ammazzarsi, in sanità si riesce a migliorare anche a botte del 10% in un colpo solo con questi strumenti e con la collaborazione del personale.

per cui il fatto anche di aprirsi o cercare di chiedere di avere tesisti vi porta via un po' di tempo, però rimangono dei pilot, delle sperimentazioni, dei risultati che poi possono essere portati al capodipartimento, alla direzione, per scalare, quindi questo è molto interessante, gli dovete dedicare un po' di tempo o dargli dati.

Quello che dico è che noi facciamo continuamente tirocini e tra l'altro i tirocini sono abbastanza severi, nel senso che i ragazzi che vanno a fare il tirocino in ospedale sanno che lo devono fare per lo meno per sei mesi, nel quale portano avanti questo lavoro di sviluppo.

Però quello che ho verificato negli anni è che queste esperienze poi sono formative per loro, ma sono molto formative anche per il personale che ci lavora insieme. Perché lavorando insieme a un ingegnere biomedico, un ingegnere gestionale, a qualcuno che porta avanti un problema di innovazione di processo, insegna agli stakeholder, quindi ai medici, agli infermieri, la cultura della misurazione, la cultura della descrizione delle proprie attività in processo.

quella cultura, tra virgolette, manageriale, che è fondamentale, che certamente non trasforma nessuno di voi, sarebbe grave se lo facesse un ingegnere gestionario, un ingegnere biomedico, ma crea la premessa perché questo binomio, questa mediazione sia efficace,

ed è un qualcosa che entra nelle vostre teste e vi guida nel vostro lavoro quotidiano

migliorando e ponendovi una serie di domande che migliorano il vostro lavoro.