Lade Inhalt...

Ein XML-Format für die Personaleinsatzplanung inkl. untertägiger Personaleinsatzplanung

Wissenschaftlicher Aufsatz 2008 26 Seiten

Informatik - Wirtschaftsinformatik

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Besonderheiten der untertägigen Personaleinsatzplanung
2.1 Planungsvarianten
2.2 Planungshorizont
2.3 Nebenbedingungen

3 Existierende Datenformate
3.1 Allgemeiner Überblick
3.2 TTML: Timetabling Markup Language
3.3 Format der ASAP

4 Anforderungen an ein Datenformat

5 Erweiterung des Datenformats der ASAP
5.1 Zusatzinformationen
5.2 Zeit
5.3 Arbeitsplätze
5.4 Sondertage
5.5 Nebenbedingungen
5.6 Qualifikationen
5.7 Personalbedarf
5.8 Präferenzen
5.9 Ganztägige Zuweisungen

6 Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

Anhang A: Beispiel

1 Einleitung

Das Vorhandensein eines Datenformates ist für eine intensive Forschung mit Echtdaten unabdingbar. Nur so ist es möglich, Planungsprobleme einer breiten Masse zugänglich zu machen, sodass an ihnen vielfältige Benchmarktests vorgenommen werden können. Betrachtet man die Vielzahl an Veröffentlichungen der letzten Dekaden zum Thema Personaleinsatzplanung, zeigt sich, dass Vergleiche der vorgestellten Lösungsverfahren wegen der Verschiedenartigkeit der Problemstellungen nur schwerlich möglich sind.

Reis und Oliveira [ReOl01, 328] fordern, dass mit einen Datenformat für das Time- tabling School, Exam und University Timetabling Probleme abbildbar sein müssen. Diese Forderung steht beispielhaft für die aktuelle Situation der Datenformate im Timetabling. Bislang liegt der Fokus dieser Formate auf dem Educational Timetabling. Zwar wird zumeist eine Allgemeingültigkeit der Datenformate gefordert, doch die Besonderheiten der Personaleinsatzplanung - gerade der untertägigen Personaleinsatz- planung - blieben weitestgehend unberücksichtigt. Mit dieser Arbeit soll daher ein Datenformat für die Abbildung von ganztägigen sowie untertägigen Personaleinsatzpla- nungsproblemen vorgestellt werden. Dabei soll kein komplett neues Format erstellt werden. Vielmehr hat es sich gezeigt, dass das Format der ASAP[1] (Automated Schedu- ling, Optimisation and Planning Ressearch Group) bereits recht gut geeignet ist, sodass es erweitert wird.

Im folgenden Kapitel wird zunächst die untertägige Personaleinsatzplanung beleuchtet, da dort einige Besonderheiten zu berücksichtigen sind, die das Datenformat unterstützen soll. Anschließend wird in Kapitel drei ein Überblick über verschiedene Datenformate gegeben, die bisher entwickelt wurden, wobei gesondert auf TTML und das Format der ASAP eingegangen wird. Das neue Datenformat für die ganztägige und untertägige Personaleinsatzplanung soll gewissen Anforderungen genügen. Diese werden in Kapitel vier vorgestellt. Anschließend werden im fünften Kapitel die Modifikationen am Format der ASAP beschrieben. Mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick endet diese Arbeit, wobei in Anhang A eine Problemstellung beispielhaft im hier vorgestellten Format aufgeführt ist.

2 Besonderheiten der untertägigen Personaleinsatzplanung

In diesem Kapitel wird die Problemstellung der untertägigen Personaleinsatzplanung näher erläutert. Es werden die wesentlichen Eigenschaften der untertägigen Personal- einsatzplanung beleuchtet, wobei besonders auf die Unterschiede zur ganztägigen Personaleinsatzplanung eingegangen wird. Für nähere Erläuterungen zur ganztägigen Personaleinsatzplanung sei auf die einschlägige Literatur zu diesem Thema verwiesen [HeZa05, Scher05, MeSc03].

2.1 Planungsvarianten

Personaleinsatzplanung mit untertägiger Planung kann auf zwei verschiedenen Wegen erfolgen. Das Datenmodell zur Abbildung von Planungsproblemen soll beide Varianten unterstützen:

- Zur Komplexitätsreduzierung wird das Planungsproblem zerlegt. Zunächst wird im Rahmen der ganztägigen Personaleinsatzplanung ein Wochen- oder Monats- plan erstellt. Dort werden den Mitarbeitern Arbeitszeitmodelle (mit Kern-, Rahmen- und Normalarbeitszeiten sowie erlaubte Anwesenheitszeiten) und Stammarbeitsplätze für die einzelnen Tage zugewiesen. Anschließend werden die Mitarbeiter in einem zweiten Planungsschritt untertägig auf einzelne Ar- beitsplätze verplant, wobei die Informationen der ganztägigen Einsatzplanung genutzt werden.
- Der zu planende Zeitraum (z.B. eine Woche oder ein Monat) wird in einem einzigen Planungsschritt komplett untertägig geplant. Es erfolgt somit keine Zer- legung der Problemstellung in Teilprobleme. Dies macht selbstverständlich leistungsfähige Lösungsverfahren erforderlich, da Timetabling-Probleme NP- vollständig sind [CoKi96; KrKa98, 12-15]. Laut [TiKa82] ist die Problemstel- lung der Personaleinsatzplanung sogar komplexer als das Traveling Salesman Problem.

2.2 Planungshorizont

Bei der ganztägigen Personaleinsatzplanung erfolgt die Zuweisung eines Mitarbeiters bzgl. Arbeitsplatz und Arbeitszeitmodell für den kompletten Tag. Oft werden bei der Planung gleich mehrere Tage gemeinsam geplant (Wochenplan, Monatsplan). Klassi- sche Beispiele sind die Dienstplanung im Krankenhaus und die Schichtplanung in einem Produktionsunternehmen. Im Gegensatz dazu werden Mitarbeiter bei der unter- tägigen Personaleinsatzplanung nicht mehr fest auf einen Arbeitsplatz pro Tag geplant. Sie können ihren Arbeitsplatz beliebig oft wechseln. Dies ist eine Anforderung, die im Dienstleistungsbereich häufig gefordert ist, da dort gewöhnlich kurzzeitige Bedarfe an Arbeitskräften auf den verschiedenen Arbeitsplätzen auftreten. So arbeitet ein Mitarbei- ter beispielsweise von 8.00-10.30 Uhr in der Warenannahme und von 10.30-13.15 Uhr an Kasse. Die Zeitintervalle, in denen ein Mitarbeiter auf einem Arbeitsplatz eingeplant ist, können beliebig klein sein. Aus praktischen Gründen machen jedoch Zeitintervalle kleiner als 15 Minuten wenig Sinn, wobei es hier auch Ausnahmen gibt.

2.3 Nebenbedingungen

Welche Nebenbedingungen relevant sind, hängen von den Planungsvarianten ab, die in Kapitel 2.1 beschrieben wurden. Wird die Planung in einem einzigen Schritt vollzogen, so sind zusätzlich zu den Nebenbedingungen der untertägigen Planung auch die der ganztägigen Planung zu berücksichtigen. Die Nebenbedingungen im Rahmen der ganz- tägigen Planung können äußerst komplex und umfangreich sein, wie die Arbeit von Vanden Berghe zum Nurse Rostering beispielhaft zeigt [Vand02, 34-66].

Sollte das Planungsproblem zur Komplexitätsreduzierung zunächst ganztägig und anschließend untertägig gelöst werden, so sind für die untertägige Personaleinsatzpla- nung die folgenden Nebenbedingungen zu berücksichtigen: Es kann erforderlich sein, die Anzahl der Arbeitsplatzwechsel pro Planungshorizont zu begrenzen. Unabhängig davon, ob es sich um eine ganztägige oder untertägige Personalseinsatzplanung handelt, sind zu häufige Arbeitsplatzwechsel nicht arbeitsergonomisch und werden von Mitar- beitern als störend und belastend empfunden. Daher ist jedem Mitarbeiter nur eine maximale Anzahl an Arbeitsplatzwechseln zuzumuten. Zudem würden sich bei zu vielen Wechseln organisatorische Probleme ergeben. Es ist z.B. nicht sinnvoll, dass ein Mitarbeiter zehn Mal am Tag den Arbeitsplatz wechselt. Dies ist einerseits schwer zu realisieren und stellt aufgrund möglicher Wegzeiten und eventueller Einarbeitungszei- ten eine Ressourcenverschwendung dar. Eine weitere Nebenbedingung besteht in der Minimierung möglicher Abweichungen von den Besetzungsvorgaben. Eine Überde ckung an eingesetzten Mitarbeitern wirkt langfristig negativ auf die Mitarbeitermotivation und führt zu unnötigen Kosten. Mitarbeiter werden bezahlt, obwohl sie nicht gebraucht werden. Unterbesetzungen führen zu möglichen Umsatzverlusten, mindern die Mitarbeitermotivation und führen u.U. zu Überstunden bei den anwesenden Mitarbeitern und somit zu Mehrkosten. Zudem muss gewährleistet werden, dass die verplanten Mitarbeiter die erforderlichen Qualifikationen besitzen, um auf einem bestimmten Arbeitsplatz zu arbeiten. Dabei kann auch der Ausprägungsgrad einer Qualifikation von Relevanz sein - entweder muss eine Mindestqualifikation vorhanden sein oder ein Experte soll keine niederen Tätigkeiten ausführen.

3 Existierende Datenformate

In diesem Kapitel wird ein Überblick über die verschiedenen Datenformate gegeben, wobei besonders auf zwei der vielversprechendsten Formate eingegangen wird.

3.1 Allgemeiner Überblick

In der Vergangenheit wurde eine Vielzahl an Formaten entwickelt, doch bisher hat sich keine universelle Sprache zur Abbildung von Timetabling-Problemen durchgesetzt ReOl01, 323]. Anfangs verwendete man kommaseparierte oder tabellarische Formaten, die aus mehreren Dateien bestehen [MeSc98, 11-19]. Im Rahmen von Bestrebungen zur Schaffung eines einheitlichen Formates wurden einfache Grammatiken formuliert [BKP98; CoKi96]. Weitere Entwicklungen zeigen einen Trend hin zu XML-Formaten wie Tablix [Šolc08; Tabl08], TTML [Özca05] oder das Format der ASAP [Curt08]. Zumeist liegt der Fokus dieser Formate auf dem Educational Timetabling. Nachfolgend eine Auflistung verschiedener Datenformaten inkl. Quellen, die bisher besondere Beachtung fanden:

- TTL [CoKi96]
- UniLang [ReOl01]
- STTL [King01; RaAh06]
- TTML [Özca05]
- Tablix [Šolc08; Tabl08]
- Format der ASAP [Curt08]

In den beiden folgenden Kapiteln wird etwas tiefer auf TTML und das Format der ASAP geblickt, da sie am besten geeignet für die Abbildung von ganztägigen und untertägigen Personaleinsatzplanungsproblemen erscheinen.

3.2 TTML: Timetabling Markup Language

TTML [Özca05] ist ein sehr flexibles Datenformat in XML, das auf MathML [Sand02] basiert. Obwohl es vornehmlich auf Educational Timetabling fokussiert, können auch Personaleinsatzplanungsprobleme abgebildet werden. Die Struktur von TTML setzt ein gewisses Problem- und Modellierungswissen des Anwenders voraus. Es genügt nicht, einfach Mitarbeiter, Qualifikationen, Bedarfe, usw. anzugeben. Vielmehr muss auch exakt spezifiziert werden, was Variablen und Ressourcen sind und wie die Zeit abgebildet werden soll. Des Weiteren werden Nebenbedingungen sehr detailliert hinterlegt. Zum einen schließt dies Missverständnisse zwischen Anwendern aus. Zum anderen sind sie auf den ersten Blick nicht leicht verständlich und deren Formulierung ist mit erheblichem Aufwand verbunden. Obwohl dieses Datenformat bereits in 2003 erstmalig vorgestellt wurde, hat es bisher kaum Anwendung gefunden. In der Praxis zeigt sich, dass die Abbildung einer Problemstellung in TTML etwa doppelt so lange dauert wie mit dem Format der ASAP, dass nachfolgend beschrieben wird.

3.3 Format der ASAP

Die Wurzeln dieses Datenformates liegen im Nurse Rostering [Bruc07 u. a., 8-9; Vand02]. Aus diesem Grund weißt es einige Schwächen in Bezug auf eine arbeitsplatz- bezogene und untertägige Personaleinsatzplanung auf. Mit einigen Modifikationen kann das XML-Format jedoch leicht erweitert werden, sodass diese Mängel abgestellt werden. Das Datenformat ist leicht verständlich und neue Problemstellungen lassen sich relativ einfach abbilden. Besonders positiv fallen das Softwaresysteme sowie die umfangreichen Dokumentationen, Publikationen und Echtdaten ins Gewicht, die für dieses Datenformat zur Verfügung stehen [Curt08]. Des Weiteren werden diese Ressourcen von der ASAP gepflegt, sodass eine langfristige Betreuung und ein großer Bekanntheitsgrad gewährleistet ist. Aus den genannten Gründen wird dieses Format für die Abbildung von ganztägigen und untertägigen Personaleinsatzplanungsproblemen präferiert. In Kapitel fünf werden die Modifikationen beschrieben, um eine arbeitsplatz- bezogene und untertägige Personaleinsatzplanung zu ermöglichen. Zunächst werden jedoch die Anforderungen an das neue Datenformat in Kapitel vier dargestellt.

4 Anforderungen an ein Datenformat

In dieser Arbeit wird ein Datenformat vorgestellt, dass für die Abbildung von Personal- einsatzplanungsproblemen (ganztägig sowie untertägig) geeignet ist. Selbstverständlich muss dieses Format bestimmten Anforderungen genügen, die nun erläutert werden Die Anforderungen, denen das Datenformat genügen soll, sind nachfolgend aufgeführt und wurden z.T. schon in [BKP98, 214-215; CuPa95; ReOl01, 327-328] gefordert:

- Unabhängigkeit von Implementierungsdetails und Lösungsverfahren
- Allgemeingültigkeit
- Leichte Überführung existierender Problemstellungen in das neue Format
- Leichte Erweiterbarkeit
- Erweiterungen des Datenformats sollen die Abwärtskompatibilität nicht ein- schränken
- Leicht lesbar und verständlich für den Anwender
- Einfache Syntax
- So präzise wie möglich
- Große Bekanntheit

Die Allgemeingültigkeit des Formates, wie sie bereits in [BKP98, 214-215] gefordert wird, soll für Problemstellungen aus dem Bereich der Personaleinsatzplanung bestehen. Eine Ausweitung auf alle Formen des Timetablings ist nicht angedacht. Dies würde die Komplexität deutlich erhöhen, da sich die verschiedenen Arten des Timetablings stark unterscheiden können.

Ein großer Bekanntheitsgrad des Datenformates soll durch verschiedene Maßnahmen erreicht werden. Ein zentraler Punkt ist die Veröffentlichung einer Suite mit Beispiel- problemen im Internet. Diese Suite wird die verschiedensten Probleme beinhalten, die sich hinsichtlich Nebenbedingungen, Branchen, Anzahl Mitarbeiter und Arbeitsplätze unterscheiden. Zudem wird ein Softwaresystem bereitgestellt, mit dem die Problemstel- lungen gelesen und gelöst werden können. Durch die Erweiterung dieses Softwaresys- tems um weitere Lösungsmethoden, können leicht verschiedene Benchmarktests vorgenommen werden.

[...]


[1] Erstaunlicher Weise existiert für das Format der ASAP kein Eigenname und daher auch keine Abkürzung wie z.B. TTL, TTML, GTML, STML. An dieser Stelle soll auch kein neuer Name kreiert werden. Daher wird im Folgenden vom Format der ASAP bzw. Datenformat der ASAP gesprochen.

Details

Seiten
26
Jahr
2008
ISBN (eBook)
9783640911172
ISBN (Buch)
9783640909360
Dateigröße
519 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v171544
Note
Schlagworte
Datenformat Personaleinsatzplanung XML Workforce Management

Autor

Teilen

Zurück

Titel: Ein XML-Format für die Personaleinsatzplanung inkl. untertägiger Personaleinsatzplanung