Computational models for evaluating contract structures under uncertainty
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Science |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
70
Series
Abstract
The retail sector utilizes a lot of part-time employees due to uncertainty in employee availability and variability in work demand. As many different contract structure configurations can have the same total work capacity, evaluating contract structures requires balancing cost and flexibility. Resourcing decisions should also consider operational needs, labor regulations, and the fixed cost of employees, costs independent of the number of hours worked. Existing research on workforce planning in the retail sector predominantly focuses on short-term scheduling for fixed contract structures, with limited attention to long-term design and evaluation of alternative contract structures. Few approaches adequately capture the variable nature of work demand and the stochastic nature of staff availability, while adhering to the constraints of Finnish labor regulations. This thesis develops computational models for evaluating contract structures under uncertainty. These models form a framework that consists of four phases: generation, planning, realization, and evaluation. Contract structures are generated using Dirichlet-distributed proportions for different contract types and filtered with constraints defined by the decision-maker. Contract structures are then scheduled algorithmically and tested in agent-based simulations that incorporate stochastic sickness and replacement processes. The resulting outputs are evaluated using cost and flexibility metrics, visualized using a Pareto front to highlight trade-offs between objectives. The results indicate that cost-efficient contract structures rely primarily on mid-sized contracts of 15–20 hours per week. Moreover, contract structures with identical employee counts can differ substantially in flexibility, highlighting the importance of resource planning beyond simply adjusting staffing to demand. The results also show that neither an overreliance on large nor small contract types seems to be the best solution.Detaljhandelssektorn använder många deltidsanställda, på grund av osäkerheten i tillgänglighet av anställda samt variationen i arbetsmängd. Eftersom olika kontraktstrukturer kan ha samma totala arbetskapacitet, kräver utvärderingen av kontrakt strukturer att man balanserar flexibilitet och kostnader. Beslut om resursplanering borde också beakta operativa behov, arbetslagar, fackregler samt anställdas fasta kostnader, kostnader som inte beror på mängden arbetstimmar. Existerande forskning i personalplanering fokuserar huvudsakligen på korttids schemaläggning, för en given kontraktstruktur. Långtidsplanering och utvärdering av kontraktstrukturer har fått relativt lite uppmärksamhet. Få modeller lyckas på ett tillfredställande sätt inkludera arbetsmängdens variation samt anställdas stokastiska beteende, samtidigt som de följer de begränsningar som finska arbetslagar och fackregler kräver. I denna avhandling utvecklar vi beräkningsmodeller, som utvärderar kontraktstrukturer under osäkerhet. Modellerna skapar ett ramverk som består av fyra olika faser: generering, planering, utvärdering och utvärdering. Vi skapar kontraktstukturer på basis av Dirichlet-fördelade proportioner motsvarande kontrakttyper, som sedan filtreras enligt beslutsfattarens direktiv. Vi fördelar sedan arbetsturer till anställda i kontraktstrukturen med en algoritm. Det skapade schemat testar vi med en agent baserad simuleringsmodell. Simuleringsmodellen inkorporerar stokastiska sjukdomsprocesser samt ersättningsprocesser. Sjukdomsprocesserna beskriver hur anställda insjuknar och tillfrisknar, ersättningsprocesserna hur sjuka arbetares arbetsturer ersätts. Kontraktstrukturerna jämförs med två nyckeltal, flexibilitet och kostnad, vilket visualiseras med en Pareto front, som framhäver Pareto optimala kontraktstrukturer. Resultaten visar att mellanstora kontrakt, mellan 15–20 timmar i veckan, är de mest lönsamma. Kontraktstrukturer med exakt lika många anställda kan skilja sig markant då det gäller flexibilitet, vilket framhäver värdet av en resursplanering som går utöver att enbart säkerhetsställa att mängden anställda är anpassad efter arbetsmängd. Därtill visar resultaten att varken för många små eller stora kontrakt verkar vara den bästa lösningen.Description
Supervisor
Salo, AhtiThesis advisor
Punkka, AnttiKinnunen, Teemu