Metody efektivního prohledávání stavového prostoru v rozvrhování zdravotních sester s využitím branch-and-price přístupu

Abstract

Tato práce popisuje exaktní algoritmus pro problem rozvrhování zdravotních sester založený na obecné dekompoziční metodě Branch and Price. Popsaný přístup zvládá širokou škálu měkkých omezení a je vhodný pro nasazení v reálných prostředích, což je doloženo testováním na veřejných instancí problému z reálných prostředích. Mimo jiné jsme ukázali, jak řešení příbuzných těžkých optimalizačních úloh mohou pomoci pro řešení těchto problémů v budoucnu. Studovány byly také vlastnosti problému, na základě kterých jsme navrhli vylepšení, které vedly k dosažitelnosti prokazování optimality na instancích střední velikosti.

This thesis introduces an exact algorithm for Nurse Rostering Problem based on general decomposition method called Branch and Price. Proposed method handles expressive set of soft constraints and is suitable for real-world personnel rostering problems, which is shown by evaluation on publicly available benchmark instances collected from real-world environments. Furthermore, we have shown, how solutions of related hard optimization problems can be used for future ones. Moreover, we studied problem in details and proposed number of improvements, that made proving optimality of solutions tractable for medium-sized instances.