Dissertação

{en_GB=Planning home health care services – a routing and scheduling problem} {} EVALUATED

{pt=O aumento da população idosa, gera a necessidade de Serviços de Apoio ao Domicílio (SAD), tendência mais significativa em países desenvolvidos. Estando as atividades das instituições limitadas por orçamentos torna-se imperativo otimizar o planeamento de recursos humanos, emergindo a optimização do desenho e planeamento de rotas como uma área de relevo. Esta dissertação visa introduzir um modelo matemático cuja finalidade é auxiliar prestadores de SAD no desenho e planeamento das suas rotas a domicílios. O modelo assenta na extensão da formulação de um MPVRPTW. Para além das características típicas de um VRP a formulação modela: 1) hard time constraints, 2) regulações laborais e 3) continuidade dos cuidados, durante o dia e a semana. A continuidade de cuidados diária é assegurada recorrendo a uma soft-constraint. A optimização foca duas FO diferentes: uma diz respeito à minimização do tempo de viagem, enquanto que a segunda optimiza a distribuição de carga laboral. Apesar de o modelo ser exato, é proposta uma heurística para obter uma solução dentro um intervalo de tempo razoável. O modelo foi testado com dados reais de uma IPSS em Portugal. A diminuição do tempo de viagem verificada na solução da primeira função objetivo (FO) foi de 7%, em comparação com a solução atual. Focando solução da segunda FO, verifica-se que existe uma diminuição do desequilíbrio da carga laboral entre equipas. Para a primeira FO a desigualdade máxima é de 158 minutos, enquanto que para a segunda FO o valor é 80 minutos, uma redução de 50%, validando o modelo. , en=This thesis proposes a mathematical model that aims at helping a HHC provider to plan the routes associated to domiciliary services. The model is an extension of a MPVRPTW formulation. Beyond the typical VRP characteristics, the most relevant features of HHC services addressed are: 1) hard time windows, 2) work and break regulations and 3) continuity of care, both within a day and throughout the week. The daily continuity of care is modeled as a soft-constraint. The optimization can be performed focusing on two separate objective functions. The first permits the minimization of the travelling time, whereas the second aims at optimizing the workload balance amongst caregivers teams. In spite of introducing an exact model, a solution heuristic is also presented required to solve large instances in a reasonable amount of time. The model was tested with the instances of a Portuguese institution of social solidarity, APOIO. Respecting all constraints, the minimization of travelling time yield a reduction, per week, of about 7%. In turn, when workload balance is concerned, there is a decrease of imbalances verified in the solution associated to the travelling time minimization. For the first objective function the maximum imbalance between teams is of 158 minutes, whereas for the second the same criteria assumes the value of 80 minutes. This is a reduction of about 50%. The results presented solidly validate the model. }
{pt=Optimização, Serviços de Apoio Domiciliário, Desenho e planeamento de rotas, MPVRPTW, Modelo matemático, MILP, en=Home Health Care, Routing and Scheduling, MPVRPTW, Mathematical Modelling, MILP}

Junho 21, 2017, 10:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Maria Isabel Azevedo Rodrigues Gomes

CMA – Centro de Matemática Aplicada, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Tânia Rodrigues Pereira Ramos

Departamento de Engenharia e Gestão (DEG)

Professor Auxiliar