Routing and scheduling of employees with different skills in multiple working locations

Diese Arbeit stellt ein Lösungsverfahren für ein reales Tourenplanungsproblem vor. Das Problem entstand durch die Schwierigkeiten in der österreichischen Tourismusbranche. In unserer Lösung werden die Mitarbeiter flexibel unterschiedlichen Standorten zugeteilt und in verschiedene Schichten mit unterschiedlichen Qualifikationen eingeteilt. Jeglicher Transport der dadurch entsteht muss durch Shuttlebusse sichergestellt werden. Alle Dienstpläne erfüllen strikte zeitliche Auflagen bezüglich der Verfügbarkeit der Arbeitnehmer und der Erfordernisse der Arbeitgeber. Arbeitgeber legen zusätzlich ein Personenlimit für jede Schicht fest. Die Tourenplanung wird als Dial-a-Ride-Problem modelliert. Dieses beinhaltet Nebenbedingungen bezogen auf Unannehmlichkeiten die den transportierten Personen durch lange Wartezeiten entstehen, Zeitfenster und eine Beschränkung der maximalen Routendauer. Die Transportaufträge werden von den erzeugten Dienstplänen vorgegeben. Der Transport selbst erfolgt mit einer Vielzahl von homogenen Fahrzeugen die in einem gemeinsamen Depot stationiert sind. Das übergeordnete Ziel des Problems besteht darin, geeignete Dienstpläne für die Mitarbeiter zu erstellen, die eine effiziente Tourenplanung ermöglichen, während die Erfüllung der Anforderungen der Arbeitgeber sichergestellt ist. Das Problem wird mithilfe von Metaheuristiken gelöst. Zwei unterschiedliche Planungsansätze werden gelöst und verglichen. Der restriktive Ansatz entspricht einem starren Arbeitszeitenmodell mit fixen Zeiten für den Arbeitsbeginn und das Arbeitsende. Der flexible Ansatz entspricht dem moderneren Gleitzeitmodell, dass eine individuellere Arbeitszeiteinteilung ermöglicht. Die Ergebnisse beider Ansätze werden präsentiert und gegenübergestellt.This work provides a solution procedure for a real-world routing and scheduling problem motivated by the difficulties in the Austrian tourism sector. Employees are flexibly scheduled to work in shifts of different skills and locations while all necessary transportation is provided. All schedules comply with detailed time constraint requirements of both employees and employers. Employers additionally define a specific person range for each shift. The routing is modeled as dial-a-ride problem comprising inconvenience constraints, time windows, and route duration constraints. The transport requests are given by the generated schedule and transportation is provided by multiple homogeneous vehicles that share a common depot. The overall objective of the problem is to create appropriate schedules for the employees that comply with an efficient transportation, while fulfilling the requirements of the employers. The problem is solved by metaheuristics. Two types of instances are solved and compared. Restrictive instances correspond to the traditional approach with rigid person and hour requirements per shift. Flexible instances correspond to a more modern approach using gliding work hours, and using person and hour range requirements. The results of both instance types are presented and compared