Skip to main content

2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Nurse Scheduling via Answer Set Programming

verfasst von : Carmine Dodaro, Marco Maratea

Erschienen in: Logic Programming and Nonmonotonic Reasoning

Verlag: Springer International Publishing

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The Nurse Scheduling problem (NSP) is a combinatorial problem that consists of assigning nurses to shifts according to given practical constraints. In previous years, several approaches have been proposed to solve different variants of the NSP. In this paper, an ASP encoding for one of these variants is presented, whose requirements have been provided by an Italian hospital. We also design a second encoding for the computation of “optimal” schedules. Finally, an experimental analysis has been conducted on real data provided by the Italian hospital using both encodings. Results are very positive: the state-of-the-art ASP system clingo is able to compute one year schedules in few minutes, and it scales well even when more than one hundred nurses are considered.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat Bard, J.F., Purnomo, H.W.: Preference scheduling for nurses using column generation. Eur. J. Oper. Res. 164(2), 510–534 (2005)CrossRefMATH Bard, J.F., Purnomo, H.W.: Preference scheduling for nurses using column generation. Eur. J. Oper. Res. 164(2), 510–534 (2005)CrossRefMATH
3.
Zurück zum Zitat Aickelin, U., Dowsland, K.A.: An indirect genetic algorithm for a nurse-scheduling problem. Comput. OR 31(5), 761–778 (2004)CrossRefMATH Aickelin, U., Dowsland, K.A.: An indirect genetic algorithm for a nurse-scheduling problem. Comput. OR 31(5), 761–778 (2004)CrossRefMATH
5.
Zurück zum Zitat Gutjahr, W.J., Rauner, M.S.: An ACO algorithm for a dynamic regional nurse-scheduling problem in Austria. Comput. OR 34(3), 642–666 (2007)CrossRefMATH Gutjahr, W.J., Rauner, M.S.: An ACO algorithm for a dynamic regional nurse-scheduling problem in Austria. Comput. OR 34(3), 642–666 (2007)CrossRefMATH
6.
Zurück zum Zitat Millar, H.H., Kiragu, M.: Cyclic and non-cyclic scheduling of 12 h shift nurses by network programming. Eur. J. Oper. Res. 104(3), 582–592 (1998)CrossRefMATH Millar, H.H., Kiragu, M.: Cyclic and non-cyclic scheduling of 12 h shift nurses by network programming. Eur. J. Oper. Res. 104(3), 582–592 (1998)CrossRefMATH
7.
Zurück zum Zitat Burke, E.K., Causmaecker, P.D., Berghe, G.V., Landeghem, H.V.: The state of the art of nurse rostering. J. Sched. 7(6), 441–499 (2004)MathSciNetCrossRefMATH Burke, E.K., Causmaecker, P.D., Berghe, G.V., Landeghem, H.V.: The state of the art of nurse rostering. J. Sched. 7(6), 441–499 (2004)MathSciNetCrossRefMATH
8.
Zurück zum Zitat Cheang, B., Li, H., Lim, A., Rodrigues, B.: Nurse rostering problems - a bibliographic survey. Eur. J. Oper. Res. 151(3), 447–460 (2003)MathSciNetCrossRefMATH Cheang, B., Li, H., Lim, A., Rodrigues, B.: Nurse rostering problems - a bibliographic survey. Eur. J. Oper. Res. 151(3), 447–460 (2003)MathSciNetCrossRefMATH
10.
Zurück zum Zitat Gelfond, M., Lifschitz, V.: Classical negation in logic programs and disjunctive databases. New Gener. Comput. 9(3/4), 365–386 (1991)CrossRefMATH Gelfond, M., Lifschitz, V.: Classical negation in logic programs and disjunctive databases. New Gener. Comput. 9(3/4), 365–386 (1991)CrossRefMATH
11.
Zurück zum Zitat Alviano, M., Dodaro, C.: Anytime answer set optimization via unsatisfiable core shrinking. TPLP 16(5–6), 533–551 (2016)MathSciNet Alviano, M., Dodaro, C.: Anytime answer set optimization via unsatisfiable core shrinking. TPLP 16(5–6), 533–551 (2016)MathSciNet
12.
Zurück zum Zitat Gebser, M., Kaufmann, B., Kaminski, R., Ostrowski, M., Schaub, T., Schneider, M.T.: Potassco: the potsdam answer set solving collection. AI Commun. 24(2), 107–124 (2011)MathSciNetMATH Gebser, M., Kaufmann, B., Kaminski, R., Ostrowski, M., Schaub, T., Schneider, M.T.: Potassco: the potsdam answer set solving collection. AI Commun. 24(2), 107–124 (2011)MathSciNetMATH
13.
Zurück zum Zitat Balduccini, M., Gelfond, M., Watson, R., Nogueira, M.: The USA-Advisor: a case study in answer set planning. In: Eiter, T., Faber, W., Truszczyński, M. (eds.) LPNMR 2001. LNCS (LNAI), vol. 2173, pp. 439–442. Springer, Heidelberg (2001). doi:10.1007/3-540-45402-0_39 CrossRef Balduccini, M., Gelfond, M., Watson, R., Nogueira, M.: The USA-Advisor: a case study in answer set planning. In: Eiter, T., Faber, W., Truszczyński, M. (eds.) LPNMR 2001. LNCS (LNAI), vol. 2173, pp. 439–442. Springer, Heidelberg (2001). doi:10.​1007/​3-540-45402-0_​39 CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Erdem, E., Öztok, U.: Generating explanations for biomedical queries. TPLP 15(1), 35–78 (2015)MathSciNet Erdem, E., Öztok, U.: Generating explanations for biomedical queries. TPLP 15(1), 35–78 (2015)MathSciNet
15.
Zurück zum Zitat Koponen, L., Oikarinen, E., Janhunen, T., Säilä, L.: Optimizing phylogenetic supertrees using answer set programming. TPLP 15(4–5), 604–619 (2015)MathSciNet Koponen, L., Oikarinen, E., Janhunen, T., Säilä, L.: Optimizing phylogenetic supertrees using answer set programming. TPLP 15(4–5), 604–619 (2015)MathSciNet
16.
Zurück zum Zitat Marileo, M.C., Bertossi, L.E.: The consistency extractor system: Answer set programs for consistent query answering in databases. Data Knowl. Eng. 69(6), 545–572 (2010)CrossRef Marileo, M.C., Bertossi, L.E.: The consistency extractor system: Answer set programs for consistent query answering in databases. Data Knowl. Eng. 69(6), 545–572 (2010)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Abseher, M., Gebser, M., Musliu, N., Schaub, T., Woltran, S.: Shift design with answer set programming. Fundam. Inform. 147(1), 1–25 (2016)MathSciNetCrossRefMATH Abseher, M., Gebser, M., Musliu, N., Schaub, T., Woltran, S.: Shift design with answer set programming. Fundam. Inform. 147(1), 1–25 (2016)MathSciNetCrossRefMATH
18.
Zurück zum Zitat Dodaro, C., Gasteiger, P., Leone, N., Musitsch, B., Ricca, F., Schekotihin, K.: Combining answer set programming and domain heuristics for solving hard industrial problems (application paper). TPLP 16(5–6), 653–669 (2016)MathSciNet Dodaro, C., Gasteiger, P., Leone, N., Musitsch, B., Ricca, F., Schekotihin, K.: Combining answer set programming and domain heuristics for solving hard industrial problems (application paper). TPLP 16(5–6), 653–669 (2016)MathSciNet
19.
Zurück zum Zitat Dodaro, C., Leone, N., Nardi, B., Ricca, F.: Allotment problem in travel industry: a solution based on ASP. In: Cate, B., Mileo, A. (eds.) RR 2015. LNCS, vol. 9209, pp. 77–92. Springer, Cham (2015). doi:10.1007/978-3-319-22002-4_7 CrossRef Dodaro, C., Leone, N., Nardi, B., Ricca, F.: Allotment problem in travel industry: a solution based on ASP. In: Cate, B., Mileo, A. (eds.) RR 2015. LNCS, vol. 9209, pp. 77–92. Springer, Cham (2015). doi:10.​1007/​978-3-319-22002-4_​7 CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Alviano, M., Dodaro, C., Leone, N., Ricca, F.: Advances in WASP. In: Calimeri, F., Ianni, G., Truszczynski, M. (eds.) LPNMR 2015. LNCS (LNAI), vol. 9345, pp. 40–54. Springer, Cham (2015). doi:10.1007/978-3-319-23264-5_5 CrossRef Alviano, M., Dodaro, C., Leone, N., Ricca, F.: Advances in WASP. In: Calimeri, F., Ianni, G., Truszczynski, M. (eds.) LPNMR 2015. LNCS (LNAI), vol. 9345, pp. 40–54. Springer, Cham (2015). doi:10.​1007/​978-3-319-23264-5_​5 CrossRef
Metadaten
Titel
Nurse Scheduling via Answer Set Programming
verfasst von
Carmine Dodaro
Marco Maratea
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-61660-5_27