Cost-efficient vacation planning with variable workforce demand and manpower

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Punkka, Antti
dc.contributor.author Kinnunen, Teemu
dc.date.accessioned 2016-11-02T09:30:17Z
dc.date.available 2016-11-02T09:30:17Z
dc.date.issued 2016-10-25
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/23255
dc.description.abstract Vacation planning can be a complicated process as multiple law and contract based rules must be respected, while at the same time the wishes of employees must be taken into account. The problem is especially difficult in transit industry, where demand and available manpower can vary and the products of transit industry have no shelf life. Also, temporary workers cannot be recruited as long training is needed. In this thesis, a constraint programming formulation for solving vacation planning problems is developed. Constraint programming allows modeling each vacation as a single interval variable. This makes the approach more effective than modeling the problem as MILP, which would require a large amount of additional constraints and variables to model the problem, especially the consecutiveness of vacations. The objective of vacation planning is to find a solution, which has as large as possible minimum reserve of employees after all vacations are assigned. An additional objective of minimizing maximum reserve is introduced to even out the distribution of reserve. The problem is solved to optimality with a commercial optimization solver with running times varying from a few seconds to three minutes. The results of two real world cases of a transportation company show that the model provides improvement in solution quality and the planning time needed is reduced considerably. The issue of planning vacations has received little attention in literature. In many cases the vacations are planned by mutual agreement or a named employee assigns vacations by hand. This can result in a lot of manual labor after which the solution quality might still be poor. This thesis presents the first constraint programming based approach for planning employees’ vacations. It allows the modeling of multiple constraints that are used to improve solution quality, and takes into account the preferences of the employees, the planning personnel and the company. en
dc.description.abstract Lomien suunnittelu voi olla hankala prosessi, koska lain ja työehtosopimuksen asettamia rajoitteita pitää kunnioittaa ja samalla työntekijöiden toiveet pitää ottaa huomioon. Ongelma on erityisen hankala kuljetusalalla, koska kysyntä ja työvoiman määrä voivat vaihdella, ja kuljetuksia ei voi laittaa varastoon. Lisäksi väliaikaisia työntekijöitä ei voida palkata vaadittavan pitkän koulutuksen vuoksi. Tässä työssä kehitetään rajoiteohjelmointimalli (engl. constraint programming), jota käytetään lomien suunnitteluongelman ratkaisemiseen. Rajoiteohjelmointi mahdollistaa yksittäisen loman mallintamisen yhtenä intervallimuuttujana. Tämä tekee lähestymistavasta paljon tehokkaamman kuin ongelman mallintaminen MILP-tehtävänä, mikä vaatii monia lisärajoitteita ja –muuttujia, erityisesti lomien yhdenjaksoisuuden mallintamiseksi. Lomien suunnittelussa on tavoitteena tuottaa ratkaisu, jossa on mahdollisimman suuri minimityöntekijäreservi lomien kiinnittämisen jälkeen. Lisätavoitteena otetaan käyttöön suurimman reservin minimointi, mikä tasoittaa reservin ajallista jakautumista. Ongelma ratkaistaan optimiin kaupallisella optimointiohjelmistolla ja ratkaisuajat vaihtelevat muutamista sekunneista kolmeen minuuttiin. Kaksi oikeaan dataan perustuvaa esimerkkitapausta näyttävät, että kehitetty malli parantaa tulosten laatua ja vähentää huomattavasti lomien suunnitteluun tarvittavia työtunteja. Lomien suunnittelu on saanut vain vähän huomiota kirjallisuudessa. Monissa tapauksissa lomat suunnitellaan yhteisellä sopimisella tai yksi työntekijä suunnittelee käsin kaikkien lomien ajankohdat. Tämä voi vaatia paljon manuaalista työtä ja silti tulosten laatu voi olla huono. Tässä tutkielmassa esitetään ensimmäinen rajoiteohjelmointiin perustuva lähestymistapa työntekijöiden lomien suunnitteluun, mikä mahdollistaa useiden ratkaisujen laatua parantavien rajoitteiden mallintamisen, ottaen huomioon työntekijöiden, henkilöstösuunnittelijoiden ja työnantajan preferenssit. fi
dc.format.extent 60 + 4
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Cost-efficient vacation planning with variable workforce demand and manpower en
dc.title Lomien kustannustehokas suunnittelu vaihtelevan kysynnän ja vaihtelevan työvoiman määrän tilanteessa fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö fi
dc.contributor.school Perustieteiden korkeakoulu fi
dc.subject.keyword vacation planning en
dc.subject.keyword scheduling en
dc.subject.keyword constraint programming en
dc.subject.keyword variable demand en
dc.subject.keyword rail transportation en
dc.subject.keyword interval variable en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201611025356
dc.programme.major Systeemi- ja operaatiotutkimus fi
dc.programme.mcode F3008 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Bartolini, Enrico
dc.programme Teknillisen fysiikan ja matematiikan koulutusohjelma fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account