Työvuorojen optimoinninmahdollisuudet palvelujen

tehostamisessa

Cimmo NurmiSatakunnan ammattikorkeakoulu

LASKENNALLISEN ÄLYKKYYDEN TUTKIMUSTUTKIMUSKOHTEITAMME

Henkilöstön työaikojen ja työvuorojen yksilöllinen optimointi

Reittien, ajosarjojen ja töiden allokoinnin optimointi

Ammattilaisliigojen sarjaohjelmien optimointi

Teollisuuden tuotantolinjojen optimointi

Pelihahmojen älykäs opettaminen

Informaatiotulvan hallitseminen – yksilölliset hakukoneet

YHTEISTYÖKUMPPANEITAMME

TUTKIMUSYHTEISTYÖ

MIKSI HENKILÖSTÖN TYÖVUOROJEN OPTIMOINTI KIINNOSTAA VUONNA 2011?

1) Yritykset ja yhteisöt ymmärtävät toiminnanohjausjärjestelmien mahdollisuudet kilpailukyvyn edistäjänä.

2) Henkilöstöresurssien optimointi voi johtaa huomattavaan palvelujen tehostamiseen ja tuottavuuden lisääntymiseen.

3) Hyvin laaditut työvuorot lisäävät työtyytyväisyyttä javähentävät sairaspoissaoloja eli lisäävät työhyvinvointia

4) Työvuorojen tekemiseen käytetään paljon työaikaa.

MIKSI LASKENNALLINEN ÄLYKKYYS JAOPTIMOINTI TOIMIVAT VUONNA 2011?

1) Algoritmit (tietokoneelle ohjelmoitavat ratkaisumenetelmät) ovat kehittyneet viimeisen kymmenen vuoden aikana selvästi paremmiksi.

2) Tieteellisesti ansioituneet tutkijat ovat kiinnostuneita myös käytännön ongelmien ratkaisemisesta.

3) Tietokoneiden teho on saavuttanut tason, joka mahdollistaa vaativien käytännön ongelmien ratkaisemisen.

Jos 50 henkilön työvuorojen optimointi kolmelle viikolle kestää nykyisillä tehokkailla tietokoneilla yön yli,vuoden 2005 tietokoneilla aikaa olisi kulunut kolme viikkoa ja vuonna 2000 noin vuoden päivät.

MIKSI TYÖVUOROJEN LAATIMINENON HAASTAVA TEHTÄVÄ?

Otetaan esimerkkinä 50 henkilöntyövuorojen laatiminen 3 viikolle.

Jokaisena päivänä on 50 työtä suoritettavana.

1. hlölle 1. päivän työ voidaan valita 50 tavalla1. hlölle 2. päivän työ voidaan valita 50 tavalla…1. hlölle 21. päivän työ voidaan valita 50 tavalla

Eli 1. henkilölle työt voidaan valita yhteensä

5021 eri tavalla =

476837000000000000000000000000000000 eri tavalla

MIKSI TYÖVUOROJEN LAATIMINENON HAASTAVA TEHTÄVÄ?

2. hlölle 1. päivän työ voidaan valita 49 tavalla2. hlölle 21. päivän työ voidaan valita 49 tavalla

21. hlölle 1. päivän työ voidaan valita 1 tavalla21. hlölle 21. päivän työ voidaan valita 1 tavalla

Eli 50 henkilölle työt voidaan valita yhteensä

(50 × 49 × 48 × … × 1)21 eri tavalla =

101344 eri tavalla =

10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 eri tavalla

ENTÄPÄ JOS ...

yksi protoni pystyisi laskemaan yhden tavan

hyvyyden biljoonasosa sekunnissa (10-12 sekuntia),

se pystyisi vuodessa laskemaan 1020 eri tapaa

Maailmankaikkeudessa on arvioitu olevan 1080 protonia.

Kaikki maailmankaikkeuden protonit

kykenisivät näin ollen vuodessa laskemaan

yhteensä 10100 eri tapaa

kaikki maailmankaikkeuden protonit olisi valjastettu vuoden ajaksi

etsimään parasta mahdollista työvuorolistaa 50 henkilön 3 viikon

työjaksolle, tarvitsisimme 101344 / 10100 = …

JOS SIIS ...

10000000000000 maailmankaikkeutta lisää!

KEHITTÄMÄMME RATKAISUMENETELMÄT PERUSTUVAT LUONNON KEHITTÄMÄÄN ÄLYYN

Näitä luonnon ratkaisuja sovelletaankeinotekoisessa tietokonemaailmassa

Miten lisääntyminen ja luonnonvalinta toimivat

Miten aivojen neuroniverkosto toimiii

Miten muurahaiset löytävät yhteisen polun

Miten kalojen liikkuminen parvissa tapahtuu

LISÄÄNTYMINEN JA LUONNONVALINTA

Käyttää joukkoa (= populaatio)rinnakkaisia ratkaisuehdotelmia (= sukupolvi)

Ratkaisuehdotelmista valitaan, parhaita jotenkinsuosien, osa (yleensä kaksi) käsiteltäväksi

Valittuja ratkaisuehdotelmia yhdistellään japarannellaan (risteytyksillä ja mutaatioilla)

Näin saadaan uusia ratkaisuehdotelmia, joista uuteen sukupolveen pääsevät todennäköisimmin arvoltaan parhaat eli ”the fittest will survive”

Miten muurahaiset löytävät parhaan reitin? erittävät feromonia mennään sinne missä eniten!

Pesä Ruoka Pesä Ruoka

Este

Pesä Ruoka Pesä Ruoka

MUURAHAISTEN JOUKKOÄLY

• Jokainen kala pyrkii lähimpien naapuriensa keskustaan

Mitä sääntöjä kalaparvet noudattavat?

• Jokainen kala pyrkii pitämäänsaman suunnan kuin lähimmätnaapurit keskimäärin

• Jokainen kala pyrkii liikkumaanpoispäin lähimmistä naapureista,jos ne tulevat liian lähelle

KALOJEN JOUKKOÄLY

TAKAISIN TYÖVUOROJEN OPTIMOINTIIN

Täydellisesti onnistunut työvuorojen optimoinninkäyttöönotto edellyttää viiden tahon yhteisymmärrystä:

1) Henkilöstö

2) Työvuorojen laatijat

3) Omistajat

4) Toiminnanohjausjärjestelmäntoimittaja

5) Optimointiasiantuntijat

Kaupallisia optimointituotteita löytyy, mutta ne eivät ole suoraan käyttökelpoisia, eivätkä ne kykene ratkaisemaan isoja ongelmia.

OPTIMOINNIN PERUSTANA HENKILÖSTÖTARVE

OPTIMOITAVIA ASIOITA ESIMERKKEINÄ 1/2

Varmistetaan tietyn osaamistason työntekijöiden riittävyys jokaisessatyövuorossa (esim. vähintään 4 huippuosaajaa ja 7 keskitason osaajaa sekä vähintään 1 kipsaustaitoinen ja 1 iv-luvan haltija)

Tasoitetaan ylimääräisten työntekijöiden määrä jokaista työpäivääkohti (ylimiehitetyistä siirretään henkilökuntaa esim. Sairaslomien aiheuttamiin vajaan miehityksen päiviin)

Jokaisella työntekijälle on tasan se työkuorma (esim. 153h / 4 viikkoa), joka on työehtosopimuksessa määritelty

Kahden työvuoron välissä on riittävä lepoaika (esim. 9 tai 11 tuntia)

Työjaksossa on riittävästi vapaapäiviä ja lepoaikaa

Työntekijöillä on tasaisesti viikonloppuvapaita

OPTIMOITAVIA ASIOITA ESIMERKKEINÄ 2/2

Peräkkäisten työpäivien määrä ei ylitä maksimia (esim. 6 päivää)

Yksittäiset työpäivät tai vapaapäivät on minimoitu

Työntekijöillä on tasaisesti tiettyjä työvuoroja (esim. yö)

Tietyt työvuorot eivät voi esiintyä peräkkän (esim. ilta + aamu)

Vapaata ennen/jälkeen ei voi olla tiettyjä työvuoroja (esim. yö)

Työntekijöillä on mahdollisimman paljon heidän toivomustensa mukaisia työvuoroja ja vapaita (esim. pienten lasten äidit huomioitu, SatSHP:llä erilaisia toivekohteita on noin 20 kpl)

Ali- ja ylitöiden kokonaismäärä on minimoitu

KOKEMUKSEMME OPTIMOINNIN HYÖDYISTÄ

Optimoinnilla (työvuorot, reitit, tuotantolinjat, sarjaohjelmat)on tyypillisesti yli 10% tehokkuusvaikutus

Optimointi on tasapuolista

Optimointia voi käyttää työkaluna suunniteltaessa tulevaisuudenvaihtoehtoisia toimintamalleja ja toimintatapoja

Optimoinnilla saadaan useita vaihtoehtoisia ratkaisuja

Kiitos mielenkiinnosta