Models and optimization approaches for logistic problems in health care systems and services sector
Modèles et méthodes pour la gestion logistique optimisée dans le domaine des services et de la santé
Résumé
This work addresses the vehicle routing problem (VRP) including timing constraints: time windows (TW), synchronization (S) and precedence (P), applied in Home Health Care sector; giving the VRPTW-SP. This problem consists in establishing a daily caregivers planning to patients' homes asking for one or several services. We have started by considering the problem as a single objective case. Then, a bi-objective version of the problem is introduced. For solving the single-objective problem, a Mixed Integer Linear Program (MILP), two constructive heuristics, local search procedures and three local search based metaheuristics are proposed : a Greedy Randomized Adaptive Search procedure (GRASP), an Iterated Local Search (ILS) and a hybrid approach (GRASP × ILS). Regarding the bi-objective VRPTW-SP, different versions of multi-objective evolutionary algorithm, including various local research strategies are proposed: the Non-dominated Sorting Genetic Algorithm version 2 (NSGAII), a generalized version of this latter with multiple restarts (MS-NSGAII) and an Iterated Local Search combined with the Non-dominated Sorting concept (NSILS). All these algorithms have been tested and validated on appropriate instances adapted from the literature. Finally, we extended the VRPTW-SP on a multi-period planning horizon and then proposed a MILP and a matheuristic approach
Cette thèse aborde le problème de tournées de véhicules (VRP) intégrant des contraintes temporelles : fenêtres de temps (TW), synchronisation (S) et précédence (P), appliqué au secteur de soins à domicile, donnant le VRPTW-SP. Il s’agit d’établir un plan de visite journalier des soignants, aux domiciles des patients ayant besoin d’un ou plusieurs services. Tout d’abord, nous avons abordé ce problème sous angle mono-objectif. Ensuite, le cas bi-objectif est considéré. Pour la version mono-objectif, un Programme Linéaire à Variables Mixtes Entières (PLME), deux heuristiques constructives, deux procédures de recherches locales et trois métaheuristiques à base de voisinages sont proposés : une procédure de recherche constructive adaptative randomisée (GRASP), une recherche locale itérée (ILS) et une approche hybride (GRASP × ILS). Concernant le cas bi-objectif, différentes versions de métaheuristiques évolutionnaires multi-objectifs sont proposées, intégrant différentes recherches locales : l’algorithme génétique avec tri par non-dominance version 2 (NSGAII), une version généralisée de ce dernier avec démarrages multiples (MS-NSGAII) et une recherche locale itérée avec tri par non-dominance (NSILS). Ces algorithmes ont été testés et validés sur des instances adaptées de la littérature. Enfin, nous avons étendu le VRPTW-SP sur un horizon de planification, donnant le VRPTW-SP multi-période. Pour résoudre cette extension, un PLME ainsi qu’une matheuristique sont proposés
Origine : Version validée par le jury (STAR)