[发明专利]基于参数化的弹性服务工作制排班系统和方法

摘要

本发明公开了一种基于参数化的弹性服务工作制排班系统和方法，包括用户及工作人员管理模块、历史同期数据管理模块、算法参数管理模块、排班时段管理模块、单位时间定义管理模块、窗口数生成模块以及新建排班模块以及排班管理模块。本发明还提供一种基于参数化的弹性服务工作制排班方法。本排班系统能够通过预测得到排班表，从而生成排班结果；本排班系统能够通过对窗口工作人员登录限制和各种状态的监控和数据分析，有效地实现对窗口工作人员的管理功能，窗口工作人员可以直接在该系统上请假及调班，申请成功后系统可调整排班计划和可查询窗口工作人员各种统计数据，为科学排班提供依据。

主权项

一种基于参数化的弹性服务工作制排班方法，其特征在于，包括如下步骤：根据历史同期业务数据预测下一工作时间段开放的窗口数，下一工作时间段开放的最少窗口数由如下公式得出：$\begin{array}{c}{W}_q=\frac{L_q}{\mathrm{\λ}}=\frac{{\left(c\mathrm{\ρ}\right)}^c\mathrm{\ρ}}{c!{(1-\mathrm{\ρ})}^2}{P}_0=\\ \frac{{\left(c\mathrm{\ρ}\right)}^c\mathrm{\ρ}}{c!{(1-\mathrm{\ρ})}^2}{\[\underset{k=0}{\overset{c-1}{\Σ}}\frac{{\left(c\mathrm{\ρ}\right)}^k}{k!}+\frac{{\left(c\mathrm{\ρ}\right)}^c}{c!(1-\mathrm{\ρ})}\]}^{-1}.\end{array}---\left(1\right)$其中，W_q表示客户平均等待时间；c表示服务厅所需开放最少窗口数；表示服务强度；λ表示平均每小时到达服务厅的客户人数；μ表示平均每一窗口每小时可以服务的客户人数；t₀表示客户能够容忍的平均等待时间上限，针对公式(1)，计算步骤如下：步骤1：令步骤2：根据公式(1)计算W_q，若W_q≤t₀，则结束算法，此时的c即为所需的最少窗口数；若W_q＞t₀则转步骤3；步骤3：令c＝c+1，转步骤2；根据修正后的预测窗口数数据生成每个时间段的窗口工作人员排班数据，窗口工作人员排班数据由如下目标函数得出；窗口工作人员在窗口服务的时间参数化：窗口的工作人员一旦开始工作就至少连续工作时间段为startmintimeslot，简记为ST，默认值为1；休息后再服务的最小连续服务时间数为middlemintimeslot，简记为MI，默认值为3，最大连续服务时间数为maxtimeslot，简记为MA，默认值为5；窗口工作人员上午或下午下班前最少工作时间段为endmintimeslot，简记为EN，默认值为2；全天所占时段数参数化；上午所占时段数为morningtimeslot，简记为MO，默认值为14；中午所占时段数为noontimeslot，简记为NO，默认值为8；下午所占时段数为afternoontimeslot，简记为AF，默认值为12；窗口工作人员之间在一个周期内总工作时间长度最大差距参数化为allowinterval，简记为AL，默认值为4；目标函数为：$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{minz}}_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{k=1}{\overset{MO+AF+1}{\Σ}}{x}_{ijk}+(NO-1)\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{T}{\Σ}}{x}_{ij(MO+1)};\\ {\mathrm{minz}}_2=n.\end{array}\right.$其中：T表示排班计划期总天数；n代表窗口工作人员的总数；c_jk表示排班计划期内满足客户服务要求第j天k时刻所需的最少窗口数；决策变量x_ijk表示某个窗口工作人员每天在窗口工作时段的工作状态，当窗口工作人员某天某时刻在窗口工作时，取值为1，否则为0；约束条件：$(ST-1)(1-x_{ij,k})(1-x_{ij,k+1})x_{ij,k+2}\≤\underset{n=k+3}{\overset{k+1+ST}{\Σ}}{x}_{ijn},$$\∀i,j,k=1,2,...,MO-1-ST,MO+2,...,MO+AF-ST;$$(ST-1)(1-x_{ij1})x_{ij2}\≤\underset{n=3}{\overset{1+ST}{\Σ}}{x}_{ijn},\∀i,j;$$(ST-1)x_{ij1}\≤\underset{n=2}{\overset{ST}{\Σ}}{x}_{ijn},\∀i,j;$上式保证了窗口的工作人员一旦开始工作就至少连续工作ST个时间段，ST≤MI；$x_{ijk}(1-x_{ij,k+1})(1-x_{ij,k+2})\≤\underset{n=k+3}{\overset{MO}{\Π}}(1-x_{ijn}),$$\∀i,j,k=1,2,...,MO-3;$$x_{ijk}(1-x_{ij,k+1})(1-x_{ij,k+2})\≤\underset{n=k+3}{\overset{MO+1+AF}{\Π}}(1-x_{ijn}),$$\∀i,j,k=MO+2,...,MO+AF-2;$上式证了窗口的工作人员工作后如果再休息2个时间段后，则到当天上午或当天下午下班前全部休息；$(EN-1)x_{ijk}(1-x_{ij,k+1})x_{ij,k+2}\≤\underset{n=k+3}{\overset{k+1+EN}{\Σ}}{x}_{ijn},$$\∀i,j,k=ST,...,MO-1-EN,MO+1+ST,...,MO+AF-EN;$上式保证了窗口的工作人员休息1个时间段后一旦再开始工作就至少连续工作EN个时间段，EN≤MI；$x_{ijk}(1-x_{ij,k+1})\underset{n=k+2}{\overset{k+1+EN}{\Π}}{x}_{ijn}\left(\underset{m=k+2+EN}{\overset{MO-EN}{\Σ}}\right(1-x_{ijm}\left)x_{ij,m+1}\right)\≤(MO-2EN-k-1)\underset{l=k+2+EN}{\overset{k+1+MI}{\Π}}{x}_{ijl},$$\∀i,j,k=ST,...,MO-2-2EN;$$x_{ijk}(1-x_{ij,k+1})\underset{n=k+2}{\overset{k+1+EN}{\Π}}{x}_{ijn}\left(\underset{m=k+2+EN}{\overset{MO+AF+1-EN}{\Σ}}\right(1-x_{ijm}\left)x_{ij,m+1}\right)\≤(MO+AF-2EN-k)\underset{l=k+2+EN}{\overset{k+1+MI}{\Π}}{x}_{ijl},$$\∀i,j,k=MO+1+ST,...,MO+AF-2EN-1;$上式保证了窗口的工作人员休息1个时间段后一旦再开始工作且不是当天上午或下午下班前的最后工作时间段就至少连续工作MI个时间段；$\underset{d=k}{\overset{k+MA}{\Σ}}{x}_{ijd}\≤MA,\∀i,j,k=1,2,...,MO-MA,MO+2,...,MO+AF+1-MA$上式保证了窗口工作人员一旦开始工作至多连续工作MA个时间段；$1\<\[\underset{k=1}{\overset{MO}{\Π}}(1-x_{ijk})+(1-x_{ij,MO+1})+\underset{k=MO+2}{\overset{MO+1+AF}{\Π}}(1-x_{ijk})\]\≤2,\∀i,j$上式保证了窗口工作人员工作日中的任意一天，即上午、中午、下午，只工作2个时间段或1个时间段，一天工作时间不超过8个小时；$\frac{1}{2}(x_{ij,MO-1}+x_{ij,MO})\≤1-x_{ij,MO+1},\∀i,j$上式保证了窗口工作人员若某天中午值班，则他(她)在值班前2个时间段内不在窗口服务，这样保证中午值班前有时间吃午饭和有中午值班的准备时间；$x_{ijMO}\≤x_{ij,MO-1},x_{ij,MO+1+AF}\≤x_{ij,MO+AF}\∀i,j$上式保证了窗口工作人员上午或下午下班前不能只工作1个时间段；(1‑x_ij，MO‑2)x_ij，MO‑1≤x_ij，MO，$(1-x_{ij,MO+AF-1})x_{ij,MO+AF}\≤x_{ij,MO+AF+1}\∀i,j$上式保证了窗口工作人员在上午或下午下班前可以只工作2个时间段；$x_{ijMO}\left(\underset{k=MO+1}{\overset{MO+AF}{\Σ}}{x}_{ijk}\right)=0,\∀j,i,$上式保证窗口工作人员若中午值班，则下午他(她)不在窗口工作；$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_{ijk}\≥c_{jk},\∀j,k$上式保证了第j天任意时间段k满负荷工作；$\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{x}_{ij,MO+1}=1,\∀j$上式保证了第j天中午有且仅有1个窗口工作人员值班；$|\underset{j=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{k=1}{\overset{MO+AF+1}{\Σ}}{x}_{ljk}+(NO-1)\underset{j=1}{\overset{T}{\Σ}}{x}_{lj,MO+1}-\underset{j=1}{\overset{T}{\Σ}}\underset{k=1}{\overset{MO+AF+1}{\Σ}}{x}_{mjk}-(NO-1)\underset{j=1}{\overset{T}{\Σ}}{x}_{mj,MO+1}|\≤AL,\∀l,m$上式保证窗口工作人员之间在一个周期内总工作时间长度不超过AL个时间段。