Decision Support Systems for Scheduling and Routing Problems in a Home Care Business

Abstract

[Abstract] Home care services aim to help elderly, sick or dependent people in maintain their quality of life without having to leave their homes. This type of problem is denoted as Home Care Scheduling Problem (HCSP) and the goal is to obtain the routes that the company’s caregivers must follow, as well as the timeframe in which each service should be carried out. That is, a HCSP can be seen as a routing and scheduling problem. This thesis studies a real HCSP presented by a company called Mayores. First, the original problem proposed by the company is presented, which consists in updating the weekly schedules of the caregivers in order to solve a set of possible incidents. This problem is tackled using the Simulated Annealing method embedded inside a custom heuristic algorithm. Second, a more general version of the problem is described, which aims to obtain the best possible schedules of the caregivers from scratch, considering two objectives: the welfare of the users and the cost of the schedule. The problem is solved considering three approaches: two hierarchical ones (prioritizing the welfare or prioritizing the cost) and a biobjective one. Finally, a computational study is presented in order to evaluate the resolution approaches, using instances from the literature and real data from the company

[Resumen] Los servicios de atención a domicilio tienen como objetivo ayudar a personas mayores o dependientes a mantener o mejorar su calidad de vida sin necesidad de abandonar sus hogares. Esta clase de problema se denomina Home Care Scheduling Problem (HCSP) y su objetivo es obtener las rutas que deben seguir las auxiliares de la empresa, así como los horarios en los que debe realizarse cada servicio. Es decir, los HCSP pueden ser considerados como problemas de planificación de rutas y horarios. En esta tesis se estudia un HCSP real presentado por una empresa llamada Mayores. En primer lugar, se presenta el problema original propuesto por la empresa, que consiste en actualizar los horarios semanales de las auxiliares con el fin de resolver un conjunto de incidencias. En segundo lugar, se describe una versión más general del problema, cuyo objetivo es obtener, partiendo desde cero, las mejores planificaciones para las auxiliares, considerando dos objetivos: el bienestar de los usuarios y el coste de la planificación. El problema se resuelve considerando tres enfoques: dos jerárquicos (dando prioridad al bienestar o al coste) y uno biobjetivo. Por último, se presenta un estudio computacional para evaluar los enfoques de resolución propuestos, utilizando instancias de la literatura y datos reales proporcionados por la empresa.

[Resumo] Os servizos de atención a domicilio teñen como obxectivo axudar a persoas maiores ou dependentes a manter ou mellorar a súa calidade de vida sen necesidade de abandonar os seus fogares. Esta clase de problema denomínase Home Care Scheduling Problem (HCSP) e o seu obxectivo é obter as rutas que deben seguir as auxiliares da empresa, así como os horarios nos que debe realizarse cada servizo. É dicir, os HCSP poden ser considerados como problemas de planificación de rutas e horarios. Nesta tese estúdase un HCSP real presentado por unha empresa chamada Mayores. En primeiro lugar, preséntase o problema orixinal proposto pola empresa, que consiste en actualizar os horarios semanais das auxiliares co fin de resolver un conxunto de incidencias. En segundo lugar, descríbese unha versión máis xeral do problema, cuxo obxectivo é obter, partindo desde cero, as mellores planificacións para as auxiliares, considerando dous obxectivos: o benestar dos usuarios e o custo da planificación. O problema resólvese considerando tres enfoques: dous xerárquicos (dando prioridade ao benestar ou ao custo) e un biobxetivo. Por último, preséntase un estudo computacional para avaliar os enfoques de resolución propostos, empregando instancias da literatura e datos reais proporcionados pola empresa.