Planejamento colaborativo de layout hospitalar: um framework integrando realidade virtual imersiva e o método MACBETH

O projeto do layout hospitalar desempenha um papel fundamental na otimização da eficiência operacional, da segurança do paciente e do fluxo de trabalho da equipe. No entanto, o PLH é um problema complexo que exige colaboração interdisciplinar para conciliar os objetivos conflitantes de diversas partes interessadas. Aprimorar o codesign no PLH é frequentemente dificultado pela dificuldade que não especialistas enfrentam na interpretação de representações 2D tradicionais, além disso, o processo de tomada de decisão, muitas vezes é negligenciado, deixando de avaliar layouts pela ótica de critérios qualitativos e quantitativos. Para superar essas limitações de engajamento, este estudo propõe uma nova abordagem colaborativa para o planejamento de layout hospitalar por meio da integração de tecnologias de Realidade Virtual Imersiva (RVI). Para atingir esse objetivo, conduzimos uma pesquisa multimétodo em três etapas, cada uma resultando em um artigo específico. A primeira etapa envolveu uma revisão sistemática da literatura (RSL) para explorar qualitativamente as fases dos estudos de PLH e identificar os pontos fortes e fracos dos métodos, técnicas e ferramentas empregados nas duas principais fases de um estudo PLH (geração e avaliação de layout). Os resultados revelaram uma lacuna significativa nas abordagens que envolvem efetivamente equipes interdisciplinares, além de apontar que na maioria dos estudos o processo de avaliação dos layouts era negligenciado. A segunda etapa empregou uma pesquisa com 93 stakeholders envolvidos na unidade cirúrgica para avaliar a aceitação do ambiente de design que foi denominado em inglês como Collaborative Layout Planning-Immersive Virtual Reality (COLAPLAN-IVR). Nesta etapa, a pesquisa foi conduzida por meio de um modelo ampliado da Teoria Unificada da Aceitação e Uso da Tecnologia (UTAUT), incorporando construtos que representam atributos e barreiras à adoção da RV em projetos colaborativos de alta complexidade. A análise confirmatória do modelo ampliado demonstrou que a compreensão espacial, a imaginação colaborativa e a interação influenciam significativamente a expectativa de desempenho no uso do sistema de RV. A expectativa de esforço também foi confirmada como um fator determinante, além disso, tanto a expectativa de desempenho quanto a expectativa de esforço emergiram como fortes preditores da intenção comportamental de usar o sistema. Esses achados destacam o papel central dos fatores cognitivos e experienciais na formação da aceitação do usuário da realidade virtual imersiva para o planejamento do layout hospitalar. A terceira etapa concentrou-se no desenvolvimento e demonstração de um framework estruturado, fundamentada no rigor da Design Science Research (DSR). O framework proposto compreende quatro etapas: desenvolver o layout atual; visualizar e analisar o layout atual; gerar layouts alternativos; e, avaliar os layouts alternativos. O framework foi demonstrado por meio de um experimento controlado na unidade cirúrgica do Hospital Universitário da Universidade Federal da Grande Dourados (HU-UFGD). Este processo resultou em um framework robusto que não apenas estrutura workshops de codesign, mas também orienta a coleta, classificação e conversão das contribuições das partes interessadas, derivadas do Pensamento Focado em Valor (ou Value-Focused Thinking, VFT), em propostas de layout. Essas propostas foram então avaliadas utilizando critérios quantitativos e qualitativos, conduzido pelo método de Auxílio à Decisão Multicritério (ADM) MACBETH (Measuring Attractiveness by a Categorical Based Evaluation Technique). Os resultados reforçam a importância da participação da equipe da linha de frente no processo de design para gerar alternativas de layout. Além disso, comprova a necessidade de utilizar métodos MDA adequados como o VFT para definição de objetivos fundamentais e o MACBETH para avaliação estruturada e orientada. De modo geral, esta tese de doutorado contribui para a literatura de gestão de operações e pesquisa operacional em saúde ao examinar as dimensões teóricas e práticas do aprimoramento do codesign no planejamento do layout hospitalar por meio da realidade virtual imersiva, potencializando a geração de layout. E, na área de pesquisa operacional, contribui no processo de geração de layout orientado por objetivos identificados pelo VFT e avaliação estruturada das alternativas de layout pelo método MACBETH.

Resumo (inglês)

Hospital facility layout planning (HFLP) performances a pivotal role in optimizing operational efficiency, patient safety, and team workflows. Yet, HFLP is inherently complex, requiring interdisciplinary collaboration to reconcile the conflicting objectives of multiple stakeholders. Enhancing codesign within PLH is frequently hindered by the difficulty non-experts face in interpreting traditional 2D representations; moreover, the decision-making process is often neglected, failing to assess layouts through combined qualitative and quantitative criteria. To address these engagement limitations, this study proposes a novel collaborative approach to hospital layout planning through the integration of Immersive Virtual Reality (IVR) technologies. To achieve this, we conducted a three-stage multi-method investigation, each stage culminating in a specific article. The first stage comprised a Systematic Literature Review (SLR) to qualitatively explore the phases of HFLP studies and to identify the strengths and weaknesses of methods, techniques, and tools employed across the two principal phases of HFLP studies (layout generation and layout evaluation). The results revealed a substantial gap in approaches that effectively engage interdisciplinary teams and showed that, in most studies, layout evaluation processes were neglected. The third stage focused on the development and demonstration of a structured framework grounded in the rigor of Design Science Research (DSR). The proposed framework comprises four steps: develop the current layout; visualize and analyze the current layout; generate alternative layouts; and evaluate the alternative layouts. The framework was demonstrated via a controlled experiment in the surgical unit of the University Hospital of the Federal University of Grande Dourados (UH-UFGD). This process produced a robust framework that not only structures codesign workshops but also guides the collection, categorization, and conversion of stakeholder contributions, derived from Value-Focused Thinking (VFT), into layout proposals. These proposals were then evaluated using quantitative and qualitative criteria, supported by the Multicriteria Decision Aid (ADM) method MACBETH (Measuring Attractiveness by a Categorical Based Evaluation Technique). The results underscore the importance of frontline team participation in the design process to generate layout alternatives. In addition, they demonstrate the need to employ appropriate MDA methods such as VFT for the definition of fundamental objectives and MACBETH for structured, guided evaluation. Overall, this PhD thesis contributes to the operations management and operations research in healthcare literature by examining the theoretical and practical dimensions of enhancing codesign in hospital layout planning through immersive virtual reality, thereby strengthening layout generation. In the field of operations research, it contributes by advancing goal-oriented layout generation guided by objectives identified via VFT and the structured evaluation of layout alternatives using the MACBETH method.

Palavras-chave

Planejamento de layout hospitalar, Realidade virtual imersiva, Design Science Research, Framework, MACBETH, Hospital Facility Layout Planning (HFLP), Immersive Virtual Reality (IVR), Framework, MACBETH

Idioma

Português

Citação

SANTOS, Vinícius Carrijo dos. Planejamento colaborativo de layout hospitalar: um framework integrando realidade virtual imersiva e o método MACBETH. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção) – Faculdade de Engenharia de Bauru, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru, 2025.