Asignación de turnos y ruteo para el personal de una aerolínea mediante hibridación de programación lineal entera mixta, búsqueda tabú y algoritmos voraces
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Date
2023-06-02Authors
Navarro Velasquez, CamiloValencia Salazar, Paula
Aissa Molano, Salim Abdell
Prada Barrios, Juan Pablo
Directors
Zambrano Rey, Gabriel MauricioPublisher
Pontificia Universidad Javeriana
Faculty
Facultad de Ingeniería
Program
Ingeniería Industrial
Obtained title
Ingeniero (a) Industrial
Type
Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Metadata
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English Title
Routing and shift scheduling for airline staff through hybridization of mixed integer linear programming, tabu search, and greedy algorithmsResumen
En una aerolínea, para generar un balance entre alta calidad de servicio al cliente y altos niveles de bienestar de los agentes, se debe buscar una solución óptima que integre la asignación de los turnos de los agentes y el ruteo de los mismos. Tanto el problema de asignación de la fuerza de trabajo (SSP: Shift Scheduling Problem) como el de ruteo (VRP: Vehicle Routing Problem) son problemas de complejidad NP-Hard, los cuales han sido abordados en la literatura con métodos como MILP (Programación Lineal Entera Mixta) y con el uso de heurísticas y metaheurísticas. En el caso de LATAM Airlines, se busca optimizar la programación del SSP-VRP, para lograr minimizar la demanda no atendida y maximizar el bienestar de los agentes, por medio de la hibridación de un MILP, una búsqueda Tabú con enfoque de mejora aleatoria y un algoritmo voraz. En este proyecto se busca abordar estos problemas mediante una estrategia de orden secuencial, donde se utiliza una primera solución del problema de asignación de la fuerza de trabajo como insumo para solucionar el problema de ruteo. Los resultados de este diseño propuesto demuestran una mejora de métricas propias de LATAM en términos de nivel de servicio y bienestar, como lo son los faltantes en la demanda de actividades, número de rutas asignadas y la cantidad de días libres extras asignados a los agentes.
Abstract
In an airline, in order to generate a balance between high quality customer service and high levels of agent well-being, an optimal solution must be sought that integrates the assignment of agent shifts and their routing. Both the shift scheduling problem (SSP) and the Vehicle Routing Problem (VRP) are NP-Hard complexity problems, which have been addressed in the literature with methods such as MILP (Mixed Integer Linear Programming) and with the use of heuristics and metaheuristics. In the case of LATAM Airlines, the goal is to optimize the programming of the SSP-VRP, in order to minimize the unmet demand and maximize the well-being of the agents, through the hybridization of a MILP model, a tabu search algorithm with a random improvement approach and a greedy algorithm. This project seeks to address these problems through a sequential order strategy, where a first solution of the workforce assignment problem is used as an input to solve the routing problem. The results of this proposed design demonstrate an improvement in LATAM's own metrics in terms of level of service and well-being, such as gaps in the demand for activities, number of routes assigned, and the number of extra days off assigned to agents.
Keywords
Asignación de la fuerza de trabajoRuteo
NP-Hard
Heurísticas
Metaheurísticas
Programación lineal entera mixta
Busqueda tabu
Algoritmos voraces
Keywords
Shift schedulingVehicle routing
NP-Hard
Heuristics
Metaheuristics
Mixed integer linear programming
Tabu search
Greedy algorithms
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