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Konzeptionierung und Implementierung einer (Meta-) Heuristik für das Problem der Dienstreihenfolgeplanug (duty rostering) mit Berücksichtigung von Präferenzen

Betreuer: Lena Wolbeck, Prof. Dr. Natalia Kliewer

Zielgruppe: Masterstudierende

Voraussetzungen: Programmierkenntnisse

Art der Arbeit: konzeptionell; methodisch

Kurzbeschreibung: Die Erstellung des Dienstplanes ist eine der aufwändigsten und wichtigsten Aufgaben für Unternehmen, in denen die Angestellten im Schichtdienst arbeiten. Ausgehend von vordefinierten Schichten werden die Dienste an die Mitarbeiter verteilt, so dass bei diesem Planungsschritt Dienstreihenfolgen gebildet werden. Die zunehmende Wichtigkeit des Personals führt dazu, dass die Berücksichtigung von individuellen Wünschen für die Verteilung der Schichten in den letzten Jahren sehr relevant geworden ist. Aufgrund der Berücksichtigung von Präferenzen erhöht sich die Komplexität dieses Optimierungsproblems rapide, so dass es bisher kaum exakte mathematische Lösungsverfahren gibt.

Ziel der Arbeit ist die Konzeptionierung und prototypische Implementierung einer Heuristik zur Konstruktion eines gültigen Dienstplanes. Je nach Umfang der Arbeit und Vorkenntnissen des Studierenden kann zusätzlich eine Verbesserungsheuristik entworfen werden, die vorzugsweise eine geeignete Metaheuristik darstellt. Die Funktionsfähigkeit der entwickelten Algorithmen bzw. Softwarekomponenten werden an realen Instanzen getestet, so dass mit Hilfe der Ergebnisse die Heuristiken evaluiert und bewertet werden können.

Literaturhinweise:

  1. Van den Bergh, J., Beliën, J., De Bruecker, P., Demeulemeester, E., & De Boeck, L. (2013). Personnel scheduling: A literature review. European Journal of Operational Research, 226(3), 367-385.
  2. Petrowski, J., Dreo, A., Taillard, P., & Siarry, E. (2006). Metaheuristics for hard optimization: Methods and Case Studies: Springer.
  3. Michalewicz, Z., & Fogel, D. B. (2004). How to solve it: modern heuristics. Springer.

 

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