Systèmes interactifs d'aide à l'élaboration de plannings de travail de personnel : contraintes, aide à la décision, représentation combinatoire des préférences, équité et résolution par décomposition arborescente et par consistance

par Rémy-Robert Joseph

Thèse de doctorat en Méthodes et instrumentation pour la médecine et la biologie

Sous la direction de Georges Weil et de Gerd Finke.

Soutenue en 2003

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015) , en partenariat avec Techniques de l’ingénierie médicale et de la complexité - Informatique, mathématiques et applications (Grenoble) (laboratoire) .

mots clés

• Programmation par contraintes
• Systèmes d'aide à la décision
• Équité
• Organisation du travail

Résumé

L'élaboration de plannings de travail de personnel représente un problème majeur auquel sont confrontées la plupart des organisations. Nous nous préoccupons ici de l'automatisation de cette tâche, liant négociation et calcul combinatoire. Les modèles préférentiels sur lesquels se base l'évaluation des plannings sont complètement révisés. Une nouvelle représentation combinatoire des préférences est proposée, couplant le concept de relation binaire de préférence à celui de contrainte souple. Elle est mieux adaptée à la formulation des opinions de chaque acteur et intègre la notion d'aide à la décision et d'interactivité en admettant l'incomparabilité et l'intransitivité. Ensuite, l'agrégation des préférences individuelles est réalisée par la méthode axiomatique en usant de plusieurs principes éthiques : l'équité (Pigou-Dalton, Suppes-Sen) et l'efficacité (Pareto). Divers algorithmes de filtrage et de recherche de solution adaptés à la forme particulière des préférences et critères sont conçus. Un système interactif d'élaboration de plannings infirmiers est décrit.

Titre traduit

Personnel timetables design support systems : constraints, decision support, combinatorial preference elicitation, equity and solving by way of branch and bound procedures and consistency

Résumé

Personnel timetabling is a major problem which concerns most of the organisations. We are focusing here on the automatisation of this task combining heavy computation and bargaining between the different actors (workers, managers and customers). A complete review of usual timetabling preference models is performed. We propose a new model, preference constraint, combining preference binary relation from decision theory and soft constraint from constraint programming. By admitting incomparability and intransitivity, this model is more fitted to actors' preference elicitation, interaction and decision support. New methods for individual preference aggregation are introduced including ethical principles: equity (Pigou-Dalton, Suppes-Sen) and efficiency (Pareto). These principles are used to define generic compromise criteria as quality of work life induced by schedules. Next, filtering and search algorithms have been designed for some preference constraints dedicated to previously defined criteria. Finally a nurse scheduling decision support system is described.