O Problema de programação de horários de trabalho considerando preferências e hierarquia : aplicação a uma escala de plantão militares

Abstract

Resumo: O objetivo deste trabalho é resolver o problema de escala de soldados da aeronáutica para o serviço de plantão, chamado serviço de guarda, procurando-se facilitar o trabalho do responsável pela confecção dessas escalas, que o faz manualmente. Para realizar o trabalho, primeiramente foi necessário compreender a hierarquia militar, pesquisando sobre leis e normas militares, e sobre as funções dos militares. Em seguida, como se propõe a modelar o problema como um PPLI, fez-se uma revisão sobre os modelos gerais de Programação Linear Inteira Binária e de alguns métodos específicos para resolução de destes problemas como alguns trabalhos realizados em relação a rostering e scheduling. Para resolver o PPLIB modelado para a escala de plantão dos militares foi desenvolvido um programa em Visual Basic para estabelecer as regras e parâmetros do problema, e utilizado o software LINGO para a resolução do mesmo. Para compreensão de como utilizar o LINGO dentro de um programa executável foi descrito um exemplo utilizando este software. Os resultado apresentados foram analisados em relação ao tempo para obter uma lista de escalas; o quanto foi possível atender às preferências dos militares e, no caso de alterações, como possibilitar as mudanças de escala para o menor número de militares, sempre respeitando a hierarquia. A grande maioria dos militares considerados teve as suas preferências atendidas. Vários testes foram executados considerando diferentes quantidades de militares e diferentes demandas diárias, através de simulações, e foi possível observar a validade da formulação através de aplicações práticas, comparando com tabelas já existentes. Foram efetuadas variações nos pesos atribuídos à antiguidade de cada militar e foi observado que a diferença de pesos é significativa somente quando a quantidade de dias para escolha de cada militar é próxima da demanda necessária deste militar. A idéia de ter-se militares de "sobreaviso" para cobrir as faltas, quando o número de militares disponíveis é muito pequeno torna-se inviável, pois não existe folga suficiente para o atendimento da demanda criada. Neste caso a solução do problema é feita pelo modelo sem sobreaviso e no caso de faltas o modelo é "executado" novamente para o período restante; no entanto os resultados apresentados (movimentação de muitos militares para outros dias diferentes dos originalmente indicados) não foram bons, pelo fato das alterações serem muito grandes. Com um número suficiente de militares, porém, o "sobreaviso" mostrou-se extremamente interessante para o gerenciamento do pessoal, evitando atropelos de chamada de novos militares nos dias de faltas

Abstract: The objective of this work is to solve the aeronautic soldier scale problem for the duty call, facilitating the work of the responsible for the confection of these scales; which is nowadays made by hand. First it was neeessary to understand the military hierarchy, searching on laws and military norms, and the functions of the military. Sinee it has been chosen to consider the problem an Integer Programming, a revision was made upon the general models of Zero-one Linear Programming and some specifíc methods for the resolution of these problems as well as some works carried through in rostering and scheduling. To solve the Zero-one Linear Programming shape for the military duty scale a program in Visual Basic was developed to establish the rules and parameters for the problem using the LINGO software for the resolution of the problem. For the understanding of how to use the LINGO software inside an executable program an example was described using this software. The result presented had been analyzed in relation to the time to get a list of scales; respecting as long as it was possible the preferences of the military, and in the case of alterations to turn possible the scale changes so that the lesser number of military on duty, always respecting the hierarchy. The great majority of the military preferences had been taken care of. Some tests had been executed considering different amounts of military and different daily demands; through simulation it was possible to observe the validity of the formulation through practical applications, if compared with the existing tables. Variations in the weights attributed to the time of Service of each military man had been effected and were observed that the difference of weights is significant only when the amount of days for choice of each military man is next to the neeessary demand of this military man. The idea of having cautioned military men to cover the lacks, when the number of available military man is very small the software becomes unable to perform the task; therefore does not are enough recess for the attendance of the demand. In this case the solution of the problem is made by the cautioned military men model, and in the case of lacks the model is remade for the remaining period; however the presented results (movement of many military for other different days from the originally indicated) had not been good, for the fact that there are many alterations. However if there are enough number of military men, on wait the program revealed as being extremely interesting for the management of the staff, improving the call of new military men for the days of lacks