Heurística de calendarización para el problema de asignación de turnos para enfermeras de la competencia internacional 2014

El problema que se aborda en este trabajo es el de la automatización de la programación de turnos para enfermeras una actividad manual que existe en los hospitales. El estudio en las Ciencias Computacionales de este problema lleva más de cuarenta años, además debido a crisis económicas, falta de personal, o alguna otra circunstancia es necesario implementar métodos que ayuden a su entendimiento y solución. En este documento se realizó una recopilación de información y métodos que datan del año 1972 hasta el año 2019, donde se describe que algunos de los problemas principales abordados en la literatura especializada. Cada hospital tiene restricciones particulares, equipos de trabajo con grandes diferencias de contratos, habilidades, horarios y necesidades, el problema ha sido clasificado como NP-Duro en distintas variantes. El problema que se aborda en este documento es el presentado en el Second International Nurse Rostering Competition 2014, que cuenta con cuatro restricciones duras y siete restricciones suaves, el cual se resolvió desarrollando dos métodos para encontrar soluciones iniciales de distintas calidades y tiempos. En esta tesis se logró implementar una heurística ad-hoc de calendarización de enfermeras tomando en cuenta todas las restricciones duras, restricciones suaves, contratos, fuerza laboral para cada instancia, ordenamientos y la implementación de un criterio donde se consideran las restricciones suaves como duras a las que se les aplica una relajación creciente y aleatoria en los límites de los contratos esto permitió encontrar soluciones factibles de mejor calidad comparadas con un método determinista, estas soluciones iniciales tambien permiten la aplicación de vecindarios deterministas o aleatorios respetando las cuatro restricciones duras y las siete restricciones suaves es así que se logra mejorar las soluciones iniciales del método no determinista. En este trabajo se logró encontrar soluciones factibles para todas las instancias que componen el benchmark del INRC-II en tiempos razonables.

The problem addressed in this work is the automation of shift scheduling for nurses, a manual activity that exists in hospitals. The study in Computer Science of this problem takes more than forty years, also due to economic crisis, lack of personnel, or some other circumstance it is necessary to implement methods that help to understand and solve it. In this document, a compilation of information and methods dating from 1972 to 2019 was made, which describes some of the main problems addressed in the specialized literature. Where each hospital has particular restrictions, work teams with great differences in contracts, skills, schedules and needs, the problem has been classified as NP-Hard in their different variants. The problem addressed in this document is the one presented in the Second International Nurse Rostering Competition 2014, which has four hard restrictions and seven soft restrictions, this problem was resolved by developing two methods to find initial solutions of different qualities and times. In this thesis, it was possible to implement an ad-hoc heuristic for nursing scheduling, taking into account all the hard restrictions, soft restrictions, contracts, workforce for each instance, regulations and the implementation of a criterion where soft restrictions are considered as hard to those that are applied an increasing and random relaxation in the limits of the contracts, this allowed finding feasible solutions of better quality compared to a deterministic method, these initial solutions also allow the application of deterministic or random neighborhoods respecting the four hard restrictions and the seven soft constraints are thus able to improve the initial solutions of the non-deterministic method. In this work, it was possible to find feasible solutions for all the instances that make up the INRC-II benchmark in reasonable times.