Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı

Şeyda Topaloğlu Yıldız; Mustafa Avcı; Gökalp Yıldız

doi:10.17341/gazimmfd.660960

Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı

Öz

Müşteri talebinin gün içinde ve iş günleri arasında değiştiği hastane, banka, restoran, havaalanı, süpermarket, çağrı merkezi gibi hizmet sistemlerinde, çalışan personelin nasıl çizelgeleneceği konusu büyük önem taşımaktadır. Bu tür sistemlerde personel çizelgelemenin amacı, personeli, belli bir hizmet seviyesini sağlayacak şekilde, istenilen zamanda ve gereksinim duyulan minimum sayıda / minimum maliyet ile görevlendirebilmektir. Bu personel çizelgeleme problemi, ilgili literatürde personel Tur Çizelgeleme Problemi (TÇP) olarak adlandırılmaktadır. TÇP çözüldüğünde, ilgili çizelgeleme döneminde, gün içinde ve iş günleri arasında değişen müşteri talebine göre personel gereksinimini karşılayacak olan personel çalışma programları, yani tur çizelgeleri, elde edilmektedir. Hizmet sistemleri, daha düşük maliyetli personel çizelgeleri oluşturabilmek için, Esnek Vardiya Başlangıç Zamanları (EVBZ), Vardiya Başlangıç Zamanı Bandı (VBZB), Mola Zamanı Pencereleri (MZP), Farklı Vardiya Uzunlukları (FVU) / Çalışma Günü Kalıpları (ÇGK), Yarı Zamanlı Personel (YZP) gibi esnek çizelgeleme politikaları uygulamaktadır. Bu çalışmanın ana amacı, bu esnek çizelgeleme politikalarını aynı anda ele alan TÇP için genel bir çözüm yöntemi geliştirmektir. Bu amaca yönelik olarak bahsi geçen özellikleri taşıyan TÇP için, uygun hesaplama sürelerinde iyi çözümler üretebilen matematiksel programlama tabanlı bir meta-sezgisel algoritma (mat-sezgisel) geliştirilmiştir. Sonrasında, önerilen çözüm yönteminin etkinliği sayısal analizler ile test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, geliştirilen yöntemin, bu tip problemlerin çözümünde etkin bir biçimde kullanılabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Tur çizelgeleme problemi,meta-sezgisel,mat-sezgisel,esnek çizelgeleme politikaları

Destekleyen Kurum

Dokuz Eylül Üniversitesi

Proje Numarası

2017.KB.FEN.024

Kaynakça

Dantzig, G., Scheduling toll collectors, Operations Research, 2(3), 339-341, 1954.
Alfares, H.K., Survey, categorization, and comparison of recent tour scheduling literature, Annals of Operations Research, 127(1-4), 145-175, 2004.
Van den Bergh, J., Beliën, J., De Bruecker, P., Demeulemeester, E., De Boeck, L., Personnel scheduling: A literature review, European Journal of Operational Research, 226(3), 367-385, 2013.
Beaumont, N., Scheduling staff using mixed integer programming, European Journal of Operational Research, 98(3), 473-484, 1997.
Mason, A.J., Ryan, D.M., Panton, D.M., Integrated simulation, heuristic and optimisation approaches to staff scheduling, Operations Research, 46(2), 161-175, 1998.
Alfares, H.K., Aircraft maintenance workforce scheduling A case study, Journal of Quality in Maintenance Engineering, 5(2), 78-89, 1999.
Lin, C.K.Y., Lai, K.F., Hung, S.L., Development of a workforce management system for a customer hotline service. Computers & Operations Research, 27(10), 987-1004, 2000.
Burns, R.N., Carter, M.W., Work force size and single shift schedules with variable demands, Management Science, 31(5), 599-607, 1985.

Brusco, M.J., Jacobs, L.W., Starting-time decisions in labor tour scheduling: An experimental analysis and case study, European Journal of Operational Research, 131(3), 459-475, 2001.
Bard, J.F., Staff scheduling in high volume service facilities with downgrading, IIE Transactions, 36(10), 985-997, 2004.
Stolletz, R., Operational workforce planning for check-in counters at airports. Transportation Research Part E: Logistics and Transportation Review, 46(3), 414-425, 2000.
Rocha, M., Oliveira, J.F., Carravilla, M.A., Cyclic staff scheduling: optimization models for some real-life problems, Journal of Scheduling, 16(2), 231-242, 2013.
Bailey, J., Integrated days off and shift personnel scheduling. Computers & Industrial Engineering, 9(4), 395-404, 1985.
Bechtold, S.E., Jacobs, L.W., Implicit modeling of flexible break assignments in optimal shift scheduling. Management Science, 36(11), 1339-1351, 1990.
Addou, I., Soumis, F., Bechtold-jacobs generalized model for shift scheduling with extraordinary overlap, Annals of Operations Research, 155(1), 177-205, 2007.
Thompson, G.M., Improving the utilization of front-line service delivery system personnel, Decision Sciences, 23(5), 1072-1098, 1992.
Jacobs, L.W., Bechtold, S.E., Microcomputer-based workforce scheduling, International Journal of Service Industry Management, 4(1), 36-48, 1993.
Jacobs, L.W., Bechtold, S.E., Labor utilization effects of labor scheduling flexibility alternatives in a tour scheduling environment, Decision Sciences, 24(1), 148-166, 1993.
Jarrah, A.I., Bard, J.F., deSilva, A.H., Solving large-scale tour scheduling problems, Management Science, 40(9), 1124-1144, 1994.
Jacobs, L.W., Brusco, M.J., Overlapping start-time bands in implicit tour scheduling, Management Science, 42(9), 1247-1259, 1996.
Brusco, M.J., Jacobs, L.W., Optimal models for meal-break and start-time flexibility in continuous tour scheduling, Management Science, 46(12), 1630-1641, 2000.
Topaloglu, S., Ozkarahan, I., Implicit optimal tour scheduling with flexible break assignments, Computers & Industrial Engineering, 44(1), 75-89, 2003.
Rekik, M., Cordeau, J.F., Soumis, F., Using benders decomposition to implicitly model tour scheduling, Annals of Operations Research, 128(1-4), 111-133, 2004.
Isken, M.W., An implicit tour scheduling model with applications in healthcare, Annals of Operations Research, 128(1-4), 91-109, 2004.
Rong, A., Monthly tour scheduling models with mixed skills considering weekend off requirements, Computers & Industrial Engineering, 59(2), 334-343, 2010.
Rekik, M., Cordeau, J.F., Soumis, F., Implicit shift scheduling with multiple breaks and work stretch duration restrictions, Journal of scheduling, 13(1), 49-75, 2010.
Loucks, J.S., Jacobs, F.R.Tour scheduling and task assignment of a heterogeneous work, Decision Sciences, 22(4), 719, 1991.
Bechtold, S.E., Brusco, M.J., A microcomputer-based heuristic for tour scheduling of a mixed workforce, Computers & Operations research, 21(9), 1001-1009, 1994.
Bechtold, S.E., Implicit optimal and heuristic labor staffing in a multiobjective, multilocation environment, Decision Sciences, 19(2), 353-372, 1988.
Bechtold, S.E., Showalter, M.J, A methodology for labor scheduling in a service operating system, Decision Sciences, 18(1), 89-107, 1987.
Brusco, M.J., Johns, T.R., Improving the dispersion of surplus labor in personnel scheduling solutions, Computers & Industrial Engineering, 28(4), 745-754, 1995.
Easton, F.F., Rossin, D.F., A stochastic goal program for employee scheduling, Decision Sciences, 27(3), 541-568, 1996.
Mathirajan, M., Ramanathan, R.A., (0–1) goal programming model for scheduling the tour of a marketing executive, European Journal of Operational Research, 179(2), 554-566, 2007.
Topaloglu, S., Ozkarahan, I., An implicit goal programming model for the tour scheduling problem considering the employee work preferences, Annals of Operations Research, 128(1-4), 135-158, 2004.
Easton, F.F., Rossin, D.F., Sufficient working subsets for the tour scheduling problem, Management Science, 37(11), 1441-1451, 1991.
Love, R.R., Hoey, J.M., Management science improves fast-food operations, Interfaces, 20(2), 21-29, 1990.
Brusco, M.J., Solving personnel tour scheduling problems using the dual all-integer cutting plane, IIE Transactions, 30(9), 835-844, 1998.
Brusco, M.J., Jacobs, L.W., Eliminating redundant columns in continuous tour scheduling problems, European Journal of Operational Research, 111(3), 518-525, 1998.
Ni, H., Abeledo, H., A branch-and-price approach for large-scale employee tour scheduling problems, Annals of Operations Research, 155(1), 167-176, 2007.
Brunner, J.O., Bard, J.F., Flexible weekly tour scheduling for postal service workers using a branch and price, Journal of Scheduling, 16(1), 129-149, 2013.
Brunner, J.O., Stolletz, R., Stabilized branch and price with dynamic parameter updating for discontinuous tour scheduling, Computers & Operations research, 44, 137-145, 2014.
Henderson, W.B., Berry, W.L., Heuristic methods for telephone operator shift scheduling: an experimental analysis, Management Science, 22(12), 1372-1380, 1976.
Keith, E. G., Operator scheduling, AIIE Transactions, 11(1), 37-41, 1979.
Morris, J.G., Showalter, M.J., Simple approaches to shift, days-off and tour scheduling problems, Management Science, 29(8), 942-950, 1983.
Brusco, J.M. Johns, T.R., A sequential integer programming method for discontinuous labor tour scheduling, European Journal of Operational Research, 95(3), 537-548, 1996.
Cezik, T., Günlük, O., Luss, H., An integer programming model for the weekly tour scheduling problem, Naval Research Logistics, 48(7), 607-624, 2001.
Goodale, J.C., Thompson, G.M., A comparison of heuristics for assigning individual employees to labor tour schedules, Annals of Operations Research, 128(1-4), 47-63, 2004.
Mabert, V.A., Showalter, M.J., Measuring the impact of part-time workers in service organizations, Journal of Operations Management, 9(2), 209-229, 1990.
Thompson, G.M., Representing employee requirements in labour tour scheduling, Omega, 21(6), 657-671, 1993.
Gopalakrishnan, M., Gopalakrishnan, S., Miller, D.M., A decision support system for scheduling personnel in a newspaper publishing environment, Interfaces, 23(4), 104-115, 1993.
Bechtold, S.E., Brusco, M.J., Working set generation methods for labor tour scheduling, European Journal of Operational Research, 74(3), 540-551, 1994.
Rocha, M., Oliveira, J. F., Carravilla, M.A., A constructive heuristic for staff scheduling in the glass industry, Annals of Operations Research, 217(1), 463-478, 2014.
Van der Veen, E., Hans, E.W., Post, G.F., Veltman, B., Shift rostering using decomposition: assign weekend shifts first, Journal of Scheduling, 18(1), 29-43, 2015.
Brusco, M.J., Jacobs, L.W., A simulated annealing approach to the cyclic staff‐scheduling problem, Naval Research Logistics, 40(1), 69-84, 1993.
Brusco, M.J., Jacobs, L.W., A simulated annealing approach to the solution of flexible labour scheduling problems, Journal of the Operational Research Society, 1191-1200, 1993.
Thompson, G.M., Labor scheduling using NPV estimates of the marginal benefit of additional labor capacity. Journal of Operations Management, 13(1), 67-86, 1995.
Goodale, J.C., Tunc, E., Labor Scheduling with Learning Effects, 27th Annual Meeting of the Decision Science Institute, Atlanta, GA, 432, 24–26 Kasım, 1996.
Easton, F., Mansour, N., A Distributed Genetic Algorithm for Employee Scheduling Problems, Editör: Forest S., Genetic Algorithms: Proceedings of the 5th International Conference, San Mateo, CA: Morgan Kaufmann, pp. 360–367, 1993.
Tanomaru, J., Staff scheduling by a genetic algorithm with heuristic operators, IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, Vancouver, BC, Canada, 1951-1956, 1995. Brusco, M.J., Jacobs, L.W., Developing flexible personnel schedules using a microcomputer, Work Study, 42(5), 5-8, 1993.
Goodale, J.C., Tunc, E., Tour scheduling with dynamic service rates, International Journal of Service Industry Management, 9(3), 226-247, 1998.
Easton, F.F., Rossin, D.F., Overtime schedules for full-time service workers, Omega, 25(3), 285-299, 1997.
Brusco, M.J., Johns, T.R., An integrated approach to shift-starting time selection and tour-schedule construction, Journal of the Operational Research Society, 62(7), 1357-1364, 2011.
Dahmen, S., Rekik, M., Solving multi-activity multi-day shift scheduling problems with a hybrid heuristic, Journal of Scheduling, 18(2), 207-223, 2014.
Alvarez-Valdes, R., Crespo, E., Tamarit, J.M., Labour scheduling at an airport refuelling installation, Journal of the Operational Research Society, 50(3), 211-218, 1999.
Gartner, J., Musliu, N., Slany, W., Rota: a research project on algorithms for workforce scheduling and shift design optimization, Aicommunications, 14(2), 83-92, 2001.
Mladenović, N., Hansen, P., Variable neighborhood search, Computers & Operations Research, 24(11), 1097-1100, 1997.
McGinnis, L.F., Culver, W.D., Deane, R.H., One- and two-phase heuristics for workforce scheduling. Computers & Industrial Engineering, 2, 7-15, 1978.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Şeyda Topaloğlu Yıldız ^*
0000-0001-6827-126X
Türkiye

Mustafa Avcı
0000-0001-9049-8292
Türkiye

Gökalp Yıldız
0000-0003-3962-7604
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

5 Mart 2021

Gönderilme Tarihi

18 Aralık 2019

Kabul Tarihi

20 Ekim 2020

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2021 Cilt: 36 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.660960

IZ

https://izlik.org/JA25NU57ZK

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Topaloğlu Yıldız, Ş., Avcı, M., & Yıldız, G. (2021). Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 36(2), 823-840. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.660960

AMA

1.Topaloğlu Yıldız Ş, Avcı M, Yıldız G. Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı. GUMMFD. 2021;36(2):823-840. doi:10.17341/gazimmfd.660960

Chicago

Topaloğlu Yıldız, Şeyda, Mustafa Avcı, ve Gökalp Yıldız. 2021. “Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 (2): 823-40. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.660960.

EndNote

Topaloğlu Yıldız Ş, Avcı M, Yıldız G (01 Mart 2021) Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36 2 823–840.

IEEE

[1]Ş. Topaloğlu Yıldız, M. Avcı, ve G. Yıldız, “Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı”, GUMMFD, c. 36, sy 2, ss. 823–840, Mar. 2021, doi: 10.17341/gazimmfd.660960.

ISNAD

Topaloğlu Yıldız, Şeyda - Avcı, Mustafa - Yıldız, Gökalp. “Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 36/2 (01 Mart 2021): 823-840. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.660960.

JAMA

1.Topaloğlu Yıldız Ş, Avcı M, Yıldız G. Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı. GUMMFD. 2021;36:823–840.

MLA

Topaloğlu Yıldız, Şeyda, vd. “Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı”. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 36, sy 2, Mart 2021, ss. 823-40, doi:10.17341/gazimmfd.660960.

Vancouver

1.Şeyda Topaloğlu Yıldız, Mustafa Avcı, Gökalp Yıldız. Esnek çizelgeleme politikalarını içeren tur çizelgeleme problemleri için matematiksel programlama tabanlı meta-sezgisel bir çözüm yaklaşımı. GUMMFD. 01 Mart 2021;36(2):823-40. doi:10.17341/gazimmfd.660960