Return to search

A Column Generation Method for Minimization of Shift Costs at an Airport

This thesis addresses the problem with minimizing the cost of labor shifts for the workforce at an airport. The cost of idle time is specifically a difficulty for the employer. With idle time means time that it is not a break at the same time as there is no work task to be performed. This originates from big variations in the traffic flow which lead to the workload to be characterized by peaks and valleys. This situation has increased the demand among airport service companies for efficient staff schedules. Even small reductions of the idle time mean considerable savings for the employer. This thesis uses authentic data from an international airport in Europe. The method used to solve the task is an algorithm based on column generation. The mathematical model used has a high flexibility and handles breaks, multi-activity, such as boarding, and non-splittable tasks, in other words tasks that has to be performed by one employee in one shift. The subproblem is a binary integer program that generates feasible shifts following certain rules and is solved using a commercial solver. The results have shown possible improvements. In the best test scenario, the idle time is reduced to 4.7 percent of the total worktime. There is room for improvement of the model and the results. One possible improvement is to reduce the running time of the program which also could lead to improved results. / Det här arbetet adresserar problemet med att minimera skiftkostnaderna för arbetskraften på flygplatser. Speciellt är det tom arbetstid som innebär kostnader för arbetsgivaren. Med tom arbetstid menas att det inte är rast samtidigt som ingen arbetsuppgift finns att utföra. Detta är en följd av stora variationer i trafikflödet vilket leder till att arbetsbördan utmärks av toppar och dalar. Av den anledningen är efterfrågan hög på effektiva scheman för de anställda hos de aktörer som sysslar med service på flygplatser. Även en liten minskning av tomtiden innebär betydande besparingar för arbetsgivaren. Arbetet bygger på autentiska data om arbetsuppgifter och personal vid en europeisk storflygplats. Metoden som används för att lösa uppgiften är en algoritm baserad på kolumngenerering i en matematisk modell med hög flexibilitet. Den hanterar raster, flera aktiviteter, som boarding, samt odelbara uppgifter, det vill säga uppgifter som måste utföras av en person under ett skift. Underproblemet är skrivet som ett binärt heltalsprogram och genererar tillåtna skift enligt ett antal regler och löses med ett kommersiellt lösningsprogram. Resultaten har visat på möjliga effektiviseringar. I det bästa testscenariot reduceras tomtiden till 4,7 procent av den totala arbetstiden. Det finns utrymme att förbättra modellen och resultaten, bland annat genom att förkorta tiden att köra programmet vilket också i sin tur kan förbättra resultaten.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-241917
Date January 2019
CreatorsSundqvist Swahn, Lars
PublisherKTH, Optimeringslära och systemteori
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageSwedish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
RelationTRITA-SCI-GRU ; 2019:005

Page generated in 0.0012 seconds