İtfaiye Erlerinin Vardiya Çizelgeleme Sorununun Çözümünde Tamsayılı Programlama Yaklaşımı

Abstract

Günümüzde hem özel sektörde hem de kamu sektöründe birçok kurum ve kuruluş vardiya usulüne göre çalışmaktadır. Bu kurum ve kuruluşlarda çalışan personellerin verimli bir şekilde faaliyetlerini sürdürebilmeleri için vardiyalarının etkin bir biçimde planlanması gerekmektedir. Etkin bir biçimde planlanmayan vardiyalarda çalışan personellerde, uyku bozukluğu, yorgunluk, kanser, kalp ve damar hastalıkları, ailevi ve psikolojik problemler gibi sorunlar meydana gelebilmektedir. Bu tür sorunları ortadan kaldırmak amacıyla, çalışanların vardiyalarının etkin bir şekilde planlanması gerekmektedir. Ayrıca, çalışan personelin isteklerini dikkate alarak oluşturulan planlamalar, işyerinde verimlilik artışı ve rekabet avantajı sağlanması beklenir. Bu çalışmada itfaiye teşkilatında çalışan itfaiye erlerinin vardiya planlama problemi ele alınmıştır. Planlanmanın çözümü için tamsayılı programlama modeli oluşturulmuş ve oluşturulan model GAMS paket programı ile çözülmüştür. Bu yöntem ile birlikte itfaiye erlerinin ve idarenin istekleri tam yerine getirilmiş ve optimal sonuca ulaşılmıştır.

Keywords

• Vardiya Planlaması
• Tamsayılı Programlama
• İtfaiye Teşkilat

Integer Programming Approach For Solution of Fire Fighters Schedule Problems

Abstract

Nowadays, a lot of organizations and institutions both in private and public sectors operate on a shift basis. For the personnel employed in these organizations and institutions perform their tasks in a productive manner, their shifts must be planned efficiently. Problems such as sleep disorder, fatigue, cancer, heart, and vascular diseases, as well as domestic and psychological problems may emerge for the personnel working shifts that have not been planned efficiently. In order to eliminate such problems, employees’ departments need to be actively planned. In addition, it is expected that the plans created by taking into consideration the requests of the working personnel provide productivity increase and competitive advantage in the workplace. In this study, the problem of scheduling for the fire fighters working at the fire department is discussed. For the solution of scheduling, integer programming model is formed, and this model is solved using GAMS software. With this method, all the requests from both the fire fighters and the administration are fulfilled and an optimal result is achieved.

Keywords

• Shift Scheduling
• Integer Programming
• Fire Fighter

References

1. Akay, D. (2009). Filo Ataması Problemi ve Karmaşık Tam Sayı Programlama ile En İyileme Yöntemleri, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
2. Akyol Güner, T. (2010). Çalışma Yaşamında Vardiya Çalışması ve Uyku ile İlgili Özelliklerin Değerlendirilmesi, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Zonguldak.
3. Al-Yakoob, S. M. & Sherali, H. D. (2007). Mixed-integer programming models for an employee scheduling problem with multiple shifts and work locations. Annals of Operations Research, 155/1, 119- 142.
4. Andrade, C. E., Ahmed, S, Nemhauser, G. L. & Shao, Y. (2017). A hybrid primal heuristic for finding feasible solutions to mixed ınteger programs. Europan Journal of Operational Research, 263/1, 62- 71.
5. Ang, S. Y., Razali, M., Asyikin, S. N. & Kek, S. L. (2019). Optimized preference of security staff scheduling using integer linear programming approach. An International Journal of Advanced Computer Technology, 8(4), 3103- 3111.
6. Arpacı, F. (2007). Vardiya Usulü Çalışmanın Hemşirelerin Sosyal Yaşamı ve Ev Yaşamı Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi, NWSA: Life Sciences, 2/4, 71- 79.
7. Azaiez, M. N. & Al Sharif, S. S. (2005). A 0-1 goal programming model for nurse scheduling. Computers & Operations Research, 32/3, 491- 507.
8. Badri, M. A. (1996). A two-stage multiobjective scheduling model for [faculty-course-time] assignments. European Journal of Operational Research, 94(1), 16-28.

9. Bailey, R. N., Garner, K. M. & Hobbs, M. F. (1997). Using simulated annealing and genetic algorithms to solve staff-scheduling problems. Asia-Pacific Journal of Operational Research, 14/2.
10. Bambra, C. L., Whitehead, M. M., Sowden, A. J., Akers, J. & Petticrew, M. P. (2008). Shifting schedules: The healt effects of reorganizing shift work. American Journal of Preventive Medicine, 34/5, 427- 434.
11. Barton, J., Folkard, S., Smith, L. & Poole, C. (1994). Effects on health of a change from a delaying to an advancing shift system. Occupational and Environmental Medicine, 51/11, 749- 755.
12. Bhulai, S., Koole, G. & Pot, A. (2008). Simple methods for shift scheduling in multiskill call centers. Manufacturing & Service Operations Management, 10/3 411–420.
13. Brunner, J. O., Bard, J. F. & Kolisch, R. (2009). Flexible shift scheduling of physicians. Health Care Management Science, 12/3, 285- 305.
14. Choobineh, A., Soltanzadeh, A., Tabatabaee, H., Jahangiri, M. & Khavaji, S. (2012). Health effects associated with shift work in 12-hour shift schedule among ıranian petrochemical employees. International Journal of Occupational Safety and Ergonomics, 18/3, 419- 427.
15. Chu, S. C. (2007). Generating, scheduling and rostering of shift crew-duties: applications at the hong kong ınternational airport. European Journal of Operational Research, 177/3, 1764- 1778.
16. Ciritcioğlu, C., Akgün, S., Varlı, E. ve Tamer, E. (2017). Kırıkkale Üniversitesi Güvenlik Görevlileri İçin Vardiya Çizelgeleme Problemine Bir Çözüm Önerisi. Uluslararası Mühendislik Araştırma ve Geliştirme Dergisi, 9/2, 1- 23
17. De Bruecker, P., Beliën, J., Van den Bergh, J. & Demeulemeester, E. (2018). A three-stage mixed ınteger programming approach for optimizing the skill mix and training schedules for aircraft maintenance. European Journal of Operational Research, 267/2, 439- 452.
18. Demirbilek, T. (2004). Vardiyalı Çalışmanın Kadının Aile ve Sosyal Yaşamına Etkisi”. Sosyal ve Ekonomik Araştırmalar Dergisi, 1/7, 77- 98.
19. Dinçer, D. (2006) Benzetim Tekniği ile Çağrı Merkezlerinde Vardiya Planlama (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
20. Ergülen, A., Kazan, H. ve Kaplan, M. (2005). İşletmelerde Dağıtım Sistemi Maliyetleri Minimizasyonu İçin Çözüm Modeli: Bir Firma Uygulaması. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 13, 163- 172.
21. Finn, P. (1981). Hhe Effects of Shift Work on The Lives of Employees, Monthly Lab. Rev., 104, 31- 35.
22. Fry, M. J., Magazine, M. J. & Rao, U. S. (2006). Firefighter staffing ıncluding temporary absences and wastage. Operations research, 54(2), 353-365.
23. Gerz, M. (2017). Vardiya Usulü Çalışan Ebe ve Hemşirelerde Beslenme Durumunun Saptanması ve Obezite ile İlişkilendirilmesi, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Okan Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
24. Gupta, A., Babu, A., Vrushabhendra, L., Purwar, S. & Doosa, S. (2018). Shift Scheduling Optimization for PSU Library, 1-16.
25. Güler, M. G., İdi, K. & Güler, E. Y. (2013). A goal programming model for scheduling residents in an anesthesia and reanimation department. Expert Systems with Applications, 40/6, 2117- 2126.
26. Gürbüz, H. ve Cömert, E. (2015). Bakım Planlama Faaliyetlerinde Tamsayılı Doğrusal Programlama ve Bir Uygulama. Karadeniz Sosyal Bilimler Dergisi, 4/7, 101- 122.
27. Hung, E. W. M., Aronson, K. J., Leung, M., Day, A. & Tranmer, J. (2016). Shift work parameters and disruption of diurnal cortisol production in female hospital employees. Chronobiology International, 3/8, 1045- 1055. İlkuçar, M. (2011). Sınav Gözetmenlik Çizelgeleme Probleminin Optimizasyonu ve Bir Uygulama Yazılımı, XIII. Akademik Bilişim Konferansı, 2-4.
28. İncir, G. (1998). Çoklu Vardiya Çalışmasının Ergonomik Tasarımı, Milli Prodüktivite Merkezi Yayınları, Ankara. Kassa, B. A. & Tizazu, A. E. (2013). Personnel scheduling using an ınteger programming model-an application at avanti blue-nile hotels. SpringerPlus, 2/1, 333.
29. Katrancı, A. (2018). Tamsayılı Programlama Tekniği ile Vardiya Planlaması: İtfaiye Teşkilatı Örneği, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Pamukkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Denizli.
30. Kazancı Yabanova, E. (2016). Gece Vardiyasının İşçiler Üzerinde Yarattığı Fizyolojik, Psikolojik, Sosyolojik ve İş Kazası Etkilerine İlişkin Bir Alan Araştırması, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Çanakkale.
31. Korkusuz, R. (2005). Vardiyalı (Postalar Halinde) Çalışma ve Türk İş Hukukundaki Düzenlemesi. Gazi Üniversitesi Hukuk Fakültesi Dergisi, 9/1-2, 1- 18.
32. Koruca, H. İ. (2010). Simülasyon Destekli Vardiya Planlama Modülü Geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 25/3, 469-482.
33. Küçüksille, E. U. ve Tokmak, M. (2011). Yapay Arı Kolonisi Algoritması Kullanarak Otomatik Ders Çizelgeleme. Journal of Natural & Applied Sciences, 15(3).
34. Landsman, D., Ma, H., Knight, J., Gough, K. & Mishra, S. (2019). A flexible ınteger linear programming formulation for scheduling clinician on-call service in hospitals, arXiv preprint arXiv:1910.08526.
35. Leeftink, A. G., Vliegen, I. M. H. & Hans, E. W. (2019). Stochastic ınteger programming for multi-disciplinary outpatient clinic planning. Health care management science, 22/1, 53- 67.
36. Li, J. & Kwan, R. S. (2003). A fuzzy genetic algorithm for driver scheduling. European Journal of Operational Research, 147/2, 334- 344.
37. Maenhout, B. & Vanhoucke, M. (2013), An ıntegrated nurse staffing and scheduling analysis for longer-term nursing staff allocation problems. Omega, 41/2, 485- 499.
38. Milano M. (2003). Constraint and Integer Programming: Toward a Unified Methodology, Kluwer Academic Publısher, The Netherlands.
39. Muğaoğlu, T. (1987). Tamsayılı Programlama Problemlerinin Çözümüne Sezgisel Bir Yaklaşım, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Erciyes Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Kayseri.
40. Özpeynirci, Ö. & Ağlamaz, E. (2016). Pharmacy duty scheduling problem. International Transactions in Operational Research, 23(3), 459-480.
41. Öztürk, A. (2005). Yöneylem Araştırması, Ekin Yayınevi, Bursa.
42. Pati, A.K., Chandrawanshi, A. & Reinberg, A. (2001). Shift Work: Consequences And Management, Current Science, 81/1, 32- 52.
43. Pease, E. C. & Raether, K. A. (2003). Shift working and wellbeing: a physiological and psychological analysis of shift workers. UW-L J Under Research, 1-5.
44. Pekşen Arı, Ö. (2013). Vardiyalı Çalışma Düzeninin İş Göreninin İşten Ayrılma Niyetine Etkisi, Bursa’daki Beş Yıldızlı Şehir Otellerinde Bir Uygulama, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Afyon Kocatepe Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Afyon.
45. Sadjadi, S. J. & Esboei, A. A. (2012). A multi-objective programming to ıncrease labor efficiency of a truck hub: a case study. International Journal of Industrial Engineering, 23/2, 155- 162.
46. Selvi, Y., Özdemir, P. G., Özdemir, O., Aydın, A. ve Beşiroğlu, L. (2010). “Sağlık Çalışanlarında Vardiyalı Çalışma Sisteminin Sebep Olduğu Genel Ruhsal Belirtiler ve Yaşam Kalitesi Üzerine Etkisi”, Düşünen Adam Psikiyatri ve Nörolojik Bilimler Dergisi, 23/4, 238- 243.
47. Sezgin, T. (2013). Çalışma Süresi Modellerindeki Değişim ve Çalışan Sağlığı Üzerine Etkileri. Çalışma Dünyası Dergisi, 1/1, 137- 143.
48. Sierksma, G. (2001). Linear and Integer Programming: Theory and Practice, Marcel Dekker Inc., New York.
49. Sizane, N. F. & Van Rensburg, E. (2011). Night shift working mothers: mutual perceptions with adolescent children. Journal of Psychology in Africa, 21/1, 71- 78.
50. Stevanović, O., Kekić, D., Kónya, V. & Milenković, M. (2016). The use of linear programming for determining number of fire-fighters on shifts in case of special events. Acta polytechnica hungarica, 13(5), 155-167.
51. Sungur, B. (2009). Hiyerarşik İşgücü Çizelgeleme Problemi İçin Tamsayılı Programlama Modeli. Dokuz Eylül Üniversitesi İktisadi İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 24/2, 23- 31.
52. Şengül, Ü. (2010). Tersine Lojistik Ağ Tasarımında Karma Tamsayılı Programlama Modeli ve Ambalaj Atıkları Geri Dönüşümü İçin Bir Uygulama, (Basılmamış Doktora Tezi), Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Erzurum.
53. Tan, M., Gan, J. & Ren, Q. (2019). Scheduling emergency physicians based on a multiobjective programming approach: A case study of west China hospital of sichuan university. Journal of healthcare engineering, 1-9.
54. Todovic, D., Makajic-Nikolic, D., Kostic-Stankovic, M. and Martic, M. (2015). Police officer scheduling using goal programming. Policing: An International Journal of Police Strategies & Management, 38/2, 295- 313.
55. Tütek, H. H. ve Gümüşoğlu, Ş. (2008). Sayısal Yöntemler Yönetsel Yaklaşımlar, Beta Yayınevi, İstanbul. Varlı, E. ve Eren, T. (2017). Vardiya Çizelgeleme Problemi ve Bir Örnek Uygulama. Bilişim Teknolojileri Dergisi, 10/2, 185- 197.
56. Wren, A. & Wren, D. O. (1995). A genetic algorithm for public transport driver scheduling, Computers & Operations Research, 22/1, 101- 110.
57. Wu, P., Cheng, J. & Feng, C. (2019). Resource‐constrained emergency scheduling for forest fires with priority areas: An efficient ınteger‐programming approach. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 14(2), 261- 270.
58. Yelek, A., Eren, T., Gür, Ş. ve Alakaş, H. M. (2019). Metro İstasyon İşletme Şeflerinin Vardiyalarının Hedef Programlama ile Çizelgelenmesi. Demiryolu Mühendisliği, 10, 17-30.
59. Yıldız, A. N., Gedikli, F. G. ve Küçükbiçer, B. (2012). Vardiyalı Çalışmalarda İş Sağlığı ve Güvenliği Konuları, Türkiye İşçi Sendikaları Konfederasyonu Yayını, Aydoğdu Ofset, Ankara.
60. Yüksel, İ. (2002). Vardiyalı ve Vardiyasız Çalışan Hemşirelerin İş Güçlüğünün Ayırt Edici Değişkenlerinin Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 7/1, 199- 210.
61. Yüksel, S. (2006). Vardiyalı Çalışma Sistemi ve Türk İş Mevzuatındaki Yeri, (Basılmamış Yüksek Lisans Tezi), Çağ Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü, Mersin.