Operations Research en efficiënte planning

Operations Research (OR) is een term die de laatste jaren steeds vaker te horen is. Maar wat houdt het eigenlijk in? In het Nederlands wordt het ook wel vertaald naar besliskunde wat al meer een richting geeft, door middel van onderzoek binnen operaties bepaalde beslissingen maken. Samengevat door Wikipedia: ‘Operations research richt zich op de toepassing van wiskundige technieken en modellen om processen binnen organisaties te verbeteren of te optimaliseren.’ Deze technieken kunnen ook goed toegepast worden bij het maken van een efficiënte planning voor personeel.

Een van de bekendste problemen binnen OR is het handelsreizigersprobleem (travelling salesman problem). Gegeven een X aantal steden, vind de kortste route die al deze X steden exact 1 keer bezoekt en ook weer uit komt in de stad waar is gestart. Voor X steden zijn er X-faculteit (X!) verschillende opties om een route te maken die voldoet aan de voorwaarden. Bij 3 steden zijn er dus 6 (3!=3x2x1=6) mogelijke routes. Dit loopt echter heel hard op, bij 10 steden zijn er al 3.628.800 mogelijke routes.

De kortste route vinden voor een beperkt aantal steden is dus nog wel op te lossen. Het is simpel om te controleren of een gegeven route alle steden bezoekt en wat de afstand van de route is. Daarom is het ook makkelijk om de twee oplossingen te vergelijken en te kijken welke beter is. Echter voor een groot aantal steden zijn er zoveel mogelijkheden dat het, op dit moment, onmogelijk is om binnen een redelijke tijd te bewijzen dat een gevonden route de optimale route is.

In 2000 zijn er zeven wiskundige milleniumprijsproblemen benoemd, het oplossen van een van deze problemen levert een miljoen dollar op. Kortgezegd, wanneer je kan bewijzen dat je het handelsreizigersprobleem voor een willekeurig aantal steden binnen een fatsoenlijke tijd kan oplossen OF wanneer je kan bewijzen dat er nooit een oplossing zal komen die dat kan, dan krijg je het geld. Het feit dat dit probleem echter al zo lang bestaat geeft wel aan hoe moeilijk het is en roept de vraag op of het ooit opgelost zal worden. https://www.businessinsider.in/If-You-Can-Solve-This-Math-Problem-Youll-Get-A-1-Million-Prize-And-Change-Internet-Security-As-We-Know-It/articleshow/41633401.cms

Maar wat heeft het bovenstaande probleem met planning en roostering te maken. De meeste praktische plannings- en roosteringsvraagstukken vallen in dezelfde categorie problemen als het handelsreizigersprobleem. Zo gauw ze relatief groot worden is het onmogelijk om ‘de beste planning’ te garanderen door een (of meerdere) computers. Laat staan dat planners het zouden kunnen doen.

Maar is OR dan nutteloos voor planning en roostering? Gelukkig niet! Het niet kunnen bewijzen dat een oplossing optimaal is, betekent natuurlijk niet dat er geen hele goede oplossingen gevonden kunnen worden. In de praktijk heeft een planningsprobleem niet als doel om de optimale oplossing te vinden, maar om een zo goed mogelijke oplossing te creëren. De laatste jaren zijn er diverse algoritmes en heuristieken ontwikkeld om deze problemen efficiënt op te lossen.

De vraag welke heuristiek of algoritme voor welk type probleem het beste te gebruiken is kan niet eenduidig beantwoord worden. In de praktijk zijn de karakteristieken van de planning voor elk bedrijf anders. Denk bijvoorbeeld aan de volgende aspecten:

• Vraagpatronen
• Verplichte pauzepatronen
• Gefixeerde of flexibele dienstlengtes
• Gefixeerde of flexibele starttijden
• Wel/geen gebroken diensten
• Vakanties
• Volgorde van diensten over een langere periode
• Voorwaarden aan nachtdiensten

Deze kenmerken, en vele anderen, hebben direct invloed op de planning. Verder karakteriseren deze aspecten ook waar de moeilijkheden in de planning zitten voor een heuristische aanpak. Er is dan ook geen eenduidige oplossing om een efficiënte planning te maken. Echter met een goede kennis van de verschillende technieken die binnen Operations Research gebruikt en ontwikkeld worden, kunnen deze technieken goed gebruikt worden voor de planning.

Voor bijvoorbeeld alleen al het roosteren van verpleegsters, het Nurse Scheduling Problem (NSP), zijn al meer dan tien technieken om efficiënte oplossingen te maken. Het samenpakken van verschillende technieken geeft vaak de beste oplossingen. Welke methode voor welk probleem werkt is een kwestie van ervaring.

Bij Syntro hebben we een hoop kennis over de technieken binnen OR. Voor klanten hebben we diverse tools gebouwd waarin deze kennis ingebouwd zit, bijvoorbeeld voor de beveiliging op Schiphol. Deze tools geven handvaten aan planners om de planning te vergemakkelijken. De tools zijn vanuit verschillende invalshoeken te maken. Bij enkele ziekenhuizen koppelen we daadwerkelijk chirurgen met verschillende specialismes aan operatiekamers, terwijl we voor beveiligingsbedrijven efficiënte diensten maken waar planners zelf het personeel aan koppelen.

Als u hierover vragen heeft. Of dit leest en denkt, mogelijk kan Syntro ons helpen in de planning. Neem dan contact met ons op!

Heeft u vragen over de wachtrijtheorie, of bent u benieuwd of wij u kunnen helpen bij het capaciteitsmanagement van uw bedrijf? Neem dan contact met ons op!