مساله زمان‌بندی شیفت‌های کاری پرستاران با در نظر گرفتن هزینه‌های مستقیم و غیرمستقیم: الگوریتم تفاضل تکاملی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی صنایع، دانشکده مهندسی ، دانشگاه بوعلی سینا ، همدان، ایران

10.22054/jims.2021.41042.2296

چکیده

مساله زمان‌بندی کارکنان به دنبال یافتن یک برنامه کاری بهینه برای برنامه‌ریزی کارکنان با توجه به میزان تقاضا (حجم کار)، میزان در دسترس بودن کارکنان، قانون کار، قراردادهای کاری و... می‌باشند. اهمیت این مساله در بهبود کیفیت خدمت‌دهی، سلامت و رضایت کارکنان و کاهش هزینه‌‌ها از جمله در بیمارستان‌ها، مراکز نظامی، خدماتی یا امدادی، پژوهشگران را ترغیب به بررسی هر چه بیشتر آن نموده است. در این بین مساله‌ی زمان‌بندی شیفت‌های کاری پرستاران، به دنبال یافتن یک برنامه‌ی زمان‌بندی است که مشخص‌کننده‌ی تعداد پرستار مورد نیاز با مهارت‌های مختلف و زمان ارایه خدمت آن‌ها در افق برنامه‌ریزی است. در این تحقیق با افزودن محدودیت‌های ترجیحات شیفتی پرستاران و محدودیت تعداد روز کاری متوالی سعی شده مساله نسبت به تحقیقات گذشته شرایط واقعی‌تر به خود گیرد. تابع هدف مساله مورد بررسی شامل حداقل‌سازی مجموع هزینه‌های تخصیص شیفت‌های کاری به پرستاران، هزینه‌ی تعداد پرستاران ذخیره لازم، هزینه‌ی اضافه‌کاری از یک نوع شیفت خاص، هزینه‌ی کم‌کاری از یک نوع شیفت خاص، هزینه‌ی اضافه‌کاری در افق برنامه‌ریزی، هزینه‌ی کم‌کاری در افق برنامه‌ریزی و هزینه‌ی عدم اعمال شیفت-روزهای کاری و غیرکاری ترجیحی پرستاران است. برای حل مساله، پس از مدلسازی مساله در قالب برنامه عددی صحیح مختلط و به دلیل پچیدگی ذاتی مساله از الگوریتم تفاضل تکاملی با ابتکار در عملگر تقاطع استفاده شده است. به منظور اعتبارسنجی کیفیت الگوریتم پیشنهادی، خروجی آن با خروجی الگوریتم ژنتیک مقایسه گردید. نتایج نشان می‌دهد که الگوریتم تفاضل تکاملی دارای کارایی مناسبی در حل مساله است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nurse rostering problem considering direct and indirect costs: Deferential evolution algorithm

نویسندگان [English]

  • M. R. Hassani 1
  • Javad Behnamian 2
1 Industrial Engineering Department, Bu-Ali Sina University, Hamadan, Iran
2 Department of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina University
چکیده [English]

The employee scheduling seeks to find an optimal schedule for employees according to the amount of demand (workload), employee availability, labor law, employment contracts, etc. The importance of this problem in improving the quality of service, health and satisfaction of employees and reducing costs, including in hospitals, military or service centers, has encouraged researchers to study. In this regard, nurse rostering problem is a scheduling that determines the number of nurses required with different skills and the time of their services on the planning horizon. In this research, by adding the nurses' shift preferences and number of consecutive working days constraints, an attempt has been made to make the problem more realistic. The objective function of the problem is to minimize the total cost of allocating work shifts to nurses, the cost of the number of nurses required to reserve, the cost of overtime from a particular shift, the cost of underemployment from a particular shift, the cost of overtime on the planning horizon, the cost of underemployment on the planning horizon and the cost of absence shift-working and non-working days preferred by nurses. To solve problem, after modeling the problem as a mixed-nteger program and due to the complexity of the problem, the differential evolutionary algorithm is used with innovation in its crossover operator. To validate the proposed algorithm, its output was compared with the genetic algorithm. The results show that the differential evolutionary algorithm has good performance in problem-solving.

Keywords: Nurse Rostering Problem, Deferential Evolution Algorithm

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nurse Rostering Problem
  • Healthcare
  • Deferential Evolution Algorithm