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Schichtmustergenerierung für die Personaleinsatzplanung bei heterogenen Leistungen
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- 1. Schichtmustergenerierung für die Personaleinsatzplanung bei heterogenen Leistungen Entwurf und Analyse eines Lösungsansatzes PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT
- 2. Gliederung o Problemstellung o Lösungsansatz • Konzeption neuer Elemente • Lösungsverfahren o Analyse des Verfahrens o Fazit 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 2
- 3. Problemstellung Bedarfsermittlung Schichtmustergenerierung Personaleinsatzplanung Dienstplan 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 3
- 4. Problemstellung 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT Wie wirkt sich die Berücksichtigung heterogener Leistungen auf die SMG aus ? • Haben heterogene Leistungen einen signifikanten Einfluss auf die SMG ? • Welche Elemente sind dafür entscheidend? • Liefert deren Berücksichtigung in der SMG relevante Vorteile? Wie muss ein Lösungsverfahren zur Berücksichtigung von heterogenen Leistungen aufgebaut werden? • Welche Elemente müssen in das Verfahren einfließen? 4
- 5. Lösungsansatz o Anforderungen an einen neuen Lösungsansatz • Ergebnisse sind zulässig • Zeit- und Kostenaufwand ist angemessen • Objektiv messbare Gütekriterien o Grundannahmen • Daten zu Personalkapazität und –bedarf sind gegeben • Allgemeine Restriktionen werden berücksichtigt • Planung für 24 Stunden mit stündlichem Intervall 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 5
- 6. Konzeption neuer Elemente 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT o Leistungen • Vor- und Nachbereitungszeit • Geplante Leistungszeit • Produktivitätsfaktor • Reale Leistungszeit und Minimale Leistungsdauer • Anforderungen o Qualifikationen o Personalarten 𝑚 = max( 𝑃 ; 2 𝑄 − 1 ) 𝑎𝑙.𝑞 𝑞 = 1; … ; 𝑄 𝑚 = 1; … ; 𝑀 𝑘𝑙 𝑟𝑒𝑎𝑙 = 𝑘𝑙 𝑝𝑙𝑎𝑛 ∗ 1 𝛾 𝑙 = 1; … ; 𝐿 6
- 7. Konzeption neuer Elemente 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT o Binäre Eignungsmatrix der Personalarten o Normierte Personalbedarfsmatrix 𝑐𝑧𝑙.𝑚 = 𝑞( 𝑎𝑙.𝑞∗ 𝑚𝑎 𝑞.𝑚 ) 𝑞 𝑎𝑙.𝑞 𝑏𝑧𝑡.𝑚 = min 1 ; 𝑙 𝑏𝑡.𝑙 ∗ 𝑐𝑧𝑙.𝑚 7
- 8. Konzeption neuer Elemente o Gegebener, antizipierter Personalbedarf o Annahme an die Kausalität des Personalbedarfs 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 8 𝑏𝑡.𝑙 = 𝜇 𝑡.𝑙 + 𝜎𝑡.𝑙 ≥ 0
- 9. Lösungsverfahren 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 9 Schichtmusterplan TSMP TSMP TSMP SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM
- 10. 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 10
- 11. Lösungsverfahren Entscheidungsfragen 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 𝑖 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 ≥ 𝑏𝑧𝑡.𝑚 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 = 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡−1 + 𝑥 𝑚𝑖.𝑡 𝐵 − 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 𝐸 − 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 𝑃 + 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡−1 𝑃 𝐴𝑍 𝑚𝑖𝑛 ≤ 𝑡 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 + 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 𝑃 ≤ 𝐴𝑍 𝑚𝑎𝑥 𝑡 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 − 𝑥 𝑚´.𝑖´.𝑡 > 0 11
- 12. Lösungsverfahren Entscheidungsziel 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 𝛷 𝐻 = 𝑖 𝑡 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 − 𝑥 𝑚.𝑖´.𝑡 𝐼 ∗ 𝐼 − 1 ∗ 𝑇 𝛷𝑡 𝐷 = 1 𝑀 𝑚 𝑙 max 0 ; 𝐿 − 𝑏𝑡.𝑙 ∗ 𝑐𝑧𝑙.𝑚 𝑦𝑙 ∗ 1 + 𝑖 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 𝐼 𝛷 𝐷 = Max! 𝑡 𝛷𝑡 𝐷 𝑀𝑎𝑥! min 𝜔 ∗ 𝛷 𝐷 ; 1 − 𝜔 ∗ 𝛷 𝐻ZF 12
- 13. Darstellung der Software 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 13
- 14. Analyse des Verfahrens Auswirkungen von Veränderungen der Grundparameter … • Anzahl Personalart, Anzahl Schichtmuster, Anzahl Personal und minimale Leistungszeit … auf die Indikatoren … • Heterogenität, Deckung und Lösungszeit … bei konstanten Rahmenbedingungen. • Produktivitätsfaktor, Parameter Omega, Arbeitszeitgrenzen, minimale/restriktive Leistungszeit und Personalbedarfsverhältnis 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 14
- 15. Analyse des Verfahrens 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 15
- 16. Analyse des Verfahrens 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 16
- 17. Analyse des Verfahrens 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 17 kmin = 2 kmin = 4 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
- 18. Analyse des Verfahrens 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 18
- 19. Analyse des Verfahrens Abwandlung zur Steigerung der Lösbarkeit 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 19 𝑡 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 − 𝒙 𝒎´.𝒊´.𝒕 > 0 𝑡 𝑥 𝑚.𝑖.𝑡 − 𝒙 𝒎.𝒊´.𝒕 > 0
- 20. Analyse des Verfahrens 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 20 𝛷 𝐻𝛷 𝐷
- 21. Fazit Zulässigkeit, Aufwand, Qualität o Das vorgeschlagene Verfahren bildet entscheidende Richtlinien des Arbeitskräfteeinsatzes ab, um Schichtmuster zu erzeugen und so brauchbare Ergebnisse für die PEP bereitzustellen. o Verglichen mit der Verwendungszeit eines SMP ist die notwendige Dauer der Dateneingabe und Rechenzeit angemessen kurz. o Gegenüber einer Planung ohne die Verwendung einer geeigneten SMG bei heterogenen Leistungen können deutliche Verbesserungen des Flexibilitätsangebots erreicht werden. 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 21
- 22. Fazit Optionen zum Detaillierungsgrad des Verfahrens o Planungshorizont o Periodenlänge o Pausenregelungen o Ausschuss o Wegzeiten o Unterdeckungsoption 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 22
- 23. Fazit Folgerungen aus der numerischen Analyse o Eignung der Zielfunktions-Indikatoren • Insbesondere „Deckung“ o Lösbarkeit großer Schichtmusterpläne • Abwandlung der Unterschiedlichkeits-Bedingung • Automatischer Wechsel zur geeignetsten Restriktion 05.05.2015 - D. Baumeister PRÄSENTATION ZUR BACHELOR-ARBEIT 23
- 24. VIELEN DANK
Hinweis der Redaktion
- Herzlich Willkommen!
- Gliederung orientiert sich in gekürzter Form an der vollständigen Arbeit
- Kurz zur Einordnung der Schichtmustergenerierung in einen möglichen Planungskontext
- Ausgerichtet wurde die Arbeit anhand der gezeigten Fragestellungen
- Zunächst habe ich einige Grundüberlegungen vorangestellt. Wie muss ein guter Lösungsansatz sein? Welche Gegebenheiten setze ich voraus?
- Einleuchtend ist die Erfassung von heterogenen Leistungen Zunächst gibt es Zeitdaten zu jeder Leistung Der Produktivitätsfaktor dient zur Anpassung der Daten auf reale Situationen Viele weitere Daten können natürlich zugeordnet werden: Leistungsort, Werkzeuge, Zulagen etc. ZENTRAL FÜR PEP verfügt jede Leistung über eine bestimmte Anforderung an die ausführende Arbeitskraft, also eine oder mehrere Qualifikationen Diese Qualifikationen müssen also auch erfasst werden. Dahinter verbergen sich die für das betrachtete Unternehmen relevanten Ausbildungen, Fort- und Weiterbildungen Anhand der Qualifikationen kann das Personal in PersonalARTEN eingeteilt werden. Jede vorhandene Kombination von Qualifikationen bildet eine Personalart. Maximal sind demnach m-Dach Personalarten möglich (Ohne berücksichtigung Personal Ohne Qualifikation)
- OB eine Personalart qualifiziert ist, eine Leistung auszuüben, entscheidet sich in der Eignungsmatrix CZ Nur wenn alle Anforderungen durch die Personalart erfüllt werden, erfolgt ein positiver Eintrag So kann weiterhin gewährleistet werden, dass eine Personalart mehrere Leistungen verrichten kann Und eine Leistung durch verschiedene Personalarten abgedeckt werden kann. Da in der SMG der Anspruch verfolgt wird, einen Personalbedarf grundsätzlich decken zu KÖNNEN, Muss ein Schichtmuster für die Personalart bestehen, sobald sie zur Erfüllung herangezogen werden könnte.
- Der Personalbedarf wird als gegeben angenommen. Er kann stochastisch oder absolut gegeben sein – oder gemischt, je nach Gegebenheit der Unternehmung. Wichtig: es gibt separate Bedarfszahlen pro Zeitintervall und Leistung Die logische Folge des Bedarfs bei Leistungen mit längerer Dauer sind hier beispielhaft gezeigt, wird aber für das Modell nicht zwingend benötigt.
- LÖSUNGSVERFAHREN – Was wollen wir erreichen? << Erklärung der hierarchischen Beziehung >> << Erklärung der Heuristik >> Für jede Personalart SM generieren bis die geforderte Anzahl erreicht ist. Dabei in erster Schleife jeden Bedarf decken und In zweiter Schleife die Heterogenität erhöhen. Bis alle Personalarten einen TSMP zugeordnet bekommen haben.
- „Problem bei der Darstellung von EPK….“ << Erklärung der Heuristik >> Für jede Personalart SM generieren bis die geforderte Anzahl erreicht ist. Dabei in erster Schleife jeden Bedarf decken und In zweiter Schleife die Heterogenität erhöhen. Bis alle Personalarten einen TSMP zugeordnet bekommen haben.
- SM-Einträge sind die vorrangige Entscheidungsvariable der Generierung Einträge innerhalb eines Schichtmusters sind binär und hängen voneinander ab. Arbeit Beginn Ende Pause Wesentliche Restriktionen: Es existiert für jeden zuzuordnenden Bedarf ein SM im TSMP Die Arbeitszeitgrenzen werden eingehalten. <- hier tritt übrigens der chinesische Fehler Nummer 1 auf! Die Schichtmuster unterscheiden sich voneinander*** *** Starke Eingrenzung: später Abwandlung „innerhalb TSMP“
- Wesentliche Abweichungen vom Quell-Modell: 2) Formel wurde zur Anwendung über alle TSMP und Leistungen erweitert (SUM) Als Obergrenze wurde nun die Leistungszahl statt „1“ genommen, da eine Personalart durchaus mehrere Leistungen abdecken kann. Der Bedarf wird nur berücksichtigt, wenn die angesprochene PersArt in Frage kommt Y_L gibt die bewertete Anzahl an Qualifiziertem Personal an
- Kommen wir zur numerischen ANALYSE des Lösungsansatzes
- Untersuchung der Lösungszeit als Kriterium zur stetigen „flüssigen“ Arbeit des Modells Lösungszeit bei Erhöhung der Schichtmusterzahl Und nur EINER Personalart ( = nur eine Leistung) Tendenziell proportionaler Anstieg der Lösungszeit.
- Bei schrittweiser Erhöhung der Personalarten und SM-Anzahl Ähnlich proportionaler Zusammenhang Erste Lücken bei einer Gesamtzahl SM von 50 (vgl. Unterschiedlichkeitsbedingung)
- Eine noch bessere Sicht auf das Problem der Lösbarkeit zeigt die Erhöhung der minimalen Leistungszeit für alle PersArten Während vorher bis zu 45 SM lösbar waren Sind jetzt nur noch 15 SM lösbar Vergleich der möglichen SM-Schemata
- Abbildung zeigt den binären Parameter „Mindest-Abdeckung“ Bei dieser Testreihe gab es 6 Personalarten. Die Anzahl SM wurde schrittweise erhöht und es zeigt sich dass bereits bei 4 SM einzelne TSMP die Bedarfserfüllung erreichen. bei 5 SM wird das in jedem TSMP erreicht.
- Während zuvor die Unterschiedlichkeit ALLER SM im SMP gefordert wurde, Wird nun die Heterogenität auf den TSMP begrenzt. Auf diese Weise konnten Testreihen mit einer SMP-Weite von 150 Schichtmustern Bei 10 Personalarten Je 15 SM Erfolgreich gelöst werden.
- Heterogenität Phi H Scheint geeigneter Indikator Deckung Phi D Legt eine exponentielle Steigung nahe Scheint in dieser Form ungeeignet Heterogenität Phi H Stufenweiser Anstieg durch Erhöhung der TSMP-Zahl = Leistungszahl
- Zu Beginn wurden allgemeine Ansprüche an das Modell formuliert, die hier reflektiert werden sollen.
- Das Modell bietet bereits die Anpassung an verschiedene Situationen, die im praktischen Umfeld der SMG bei heterogenen Leistungen anfallen können. Einige Einflüsse sollten in weiteren Überlegungen aufgegriffen werden… Planungshorizont zu kurz!! i.d.R. Schwankungen über die Wochentage., MA brauchen Ruhezeit und freie Tage Periodenlänge genauere Planung durch feinere Intervalle (30 oder 15 Minuten) Pausenregelungen Möglichkeit der Aufteilung der Pausenzeit nutzen um „Zeitüberschuss“ von Leistungen zu nutzen Ausschuss in Verbindung mit Produktivitätsfaktor – Anteil „erfolgloser“ Arbeiten Wegzeiten bei Arbeitsplatzwechsel (Skaleneffekt von Wiederholungen der Leistung) Unterdeckungsoption „Servicegrad“
- Zuletzt….
- Zur Diskussion: Aus dem Fazit >> 24-Stunden Planung nicht sinnvoll !? Informationsverlust des Verfahrens zu hoch: - Welche Leistung wird durch die MA wahrgenommen? Berücksichtigung von Kostenwerten nicht gegeben: - Lohnwerte bereits in der SMG einbeziehen?