Gedistribueerde Planning Patrick De Causmaecker Gedistribueerde
Dataverwerking, Informatieverwerking en Beslissingsondersteuning
(GDIB) K.U. Leuven Campus Kortrijk
Dia 2
K.U.Leuven Campus Kortrijk: Groep GDIB ZAP(Statistiek, Data,
Beslissingsondersteuning) O.A. onderzoek naar Combinatorische
Planningsproblemen Datamining in Bioinformatica en Geografische
Informatiesystemen Modellen en metrieken voor grote gedistribueerde
systemen (Agents) Binnen Associatie K.U.Leuven, nauwe samenwerking
met IT-groep KaHo St.-Lieven en het departement
Computerwetenschappen
Dia 3
DINGODINGO OCAPIOCAPICOALACOALA MultiTr@ns Quality Gate IBBT/
VRT/ PISA BIOPTRAIN/ Marie Curie/ EST Metrics in Distributed
Optimisation
Dia 4
Inhoud Planning? Complexiteit van planning Gedistribueerde
planning Een oplossing via multiagentensystemen?
Dia 5
Planning XTremisWeb: web- based personnel planning and job
loading we develop a model for distributed personnel planning. We
want to build a generic model that allows to optimise the time
plans of the personnel over department boundaries, to discover
win-win situations in which an interchange of personnel can render
a better global result. which was developed for personnel-planning
in laboratories related to health care. We describe the
characteristics of these world-class patient logistics software,
designed to support generic planning and management processes
related to the patient's stay in hospital. tussen productieplanning
en -controle met MES Time & Attendance, Access Control,
Personnel Planning & Cost center management.
Dia 6
Werkdruk, onderbemanning, technologie kan werk niet verlichten
Op elk ogenblik voldoende gekwalificeerd personeel voorzien
Werkroosters benvloeden de organisatie en het privleven van het
personeel Flexibele werkroosters, deeltijds werk, persoonlijke
wensen Schadelijke (onvoorspelbare, sterk fluctuerende) en
ongezonde werkroosters vermijden Interactief systeem dat assisteert
bij objectief opstellen van de roosters Personeelsplanning Greet
Vanden Berghe
Dia 7
Strategische personeelsplanning Bemannen van diensten Opstellen
van werkroosters per dienst: korte termijnplanning
Personeelsplanning
Dia 8
Cyclische werkroosters Centraal / per dienst plannen Manueel of
automatisch opstellen van werkroosters Personeelsplanning Greet
Vanden Berghe
Harde beperkingen KWALIFICATIE vervanging enkel door mensen met
alternatieve kwalificaties hirarchische vervangingen Greet Vanden
Berghe
Dia 11
Zachte beperkingen WETTELIJKE BEPERKINGEN Tijd tussen
opeenvolgende opkomsten Alternatieve kwalificaties Greet Vanden
Berghe
Dia 12
Zachte beperkingen PERSOONLIJKE WENSEN Vrije dag Vrij
dienstrooster Voorkeur voor dienstrooster op een dag Samenwerken /
niet samenwerken Greet Vanden Berghe
Dia 13
KWALITEIT VAN EEN WERKROOSTER som voor alle personeelsleden van
de som van alle overtredingen op zachte beperkingen,
vermenigvuldigd met de overeenkomstige kostparameter Overtredingen
op zachte beperkingen Kostparameter per zachte beperking Evaluatie
werkroosters Greet Vanden Berghe
opstellen initile planning Vorige planning Bestaande planning
Leeg plan manipuleren tot een oplossing Willekeurig dienstroosters
toevoegen/verwijderen tot op elke dag aan de harde beperkingen
voldaan is INITIALISATIE
Dia 18
PLANNINGSOPTIES Voor de planning Minimum bezetting Gewenste
bezetting Na de planning Aanvullen naar gewenste bezetting
Aanvullen uren
Dia 19
Optimalisatieprobleem Vind een rooster dat aan alle harde
beperkingen voldoet met een zo laag mogelijke kost voor de
overtredingen op de zachte beperkingen
Dia 20
Lokaal zoeken : Tabu search Metaheuristiek : een
algoritmeschema met ruimte voor probleemgebonden informatie. Lokale
optima verlaten door het verbieden van recent gebruikte (soorten)
zetten. Brede exploratie afwisselen met intens onderzoek Door het
landschap bewegen via verschillende nabuurschapsrelaties (VNHS) Er
is geen garantie dat het optimum gevonden is.
Dia 21
Gebruikersinterface complex model -> complexe
gebruikersinterface. Onmogelijk alle verwachtingen uit te drukken -
> geavanceerde grafische hulpmiddelen. Visueel onderzoek en
manueel aanpassen van automatisch gegenereerde roosters
Rapportering ! Integrating human abilities and automated systems
for timetabling: a competition using STARK and HuSSH
Representations at the PATAT 2002 Conference S.Ahmadi, R. Barone,
E.K. Burke, P. Cheng, P. Cowling, B. McCollum
Dia 22
Gedistribueerde personeelsscheduling Voorbeelden Voorbeeld :
Waterloo University (Canada) Verantwoordelijken in de verschillende
departementen onderhandelen op specifieke ogenblikken in het
proces. Zie Carter, M.W., A Comprehensive Course Timetabling and
Student Scheduling System at the University of WaterlooA
Comprehensive Course Timetabling and Student Scheduling System at
the University of Waterloo
Dia 23
Gedistribueerde personeelsscheduling Voorbeelden Taakmanagement
in British Telecom ( RECONET, Tsang, MISTA 2005 ) Autonome groepen
(Managers, Buyers, Sellers) Competitief model, Financieel en
organisatorisch Uitwisseling van middelen wordt genegocieerd
Management ageert als opdrachtgever Diensten in een hospitaal
Collaboratief model Autonomie is organisatorisch
Dia 24
Waarom gedistribueerd? Intrinsiek gedistribueerd: partijen
beheren eigen middelen Implementeren eigen voorkeuren
Gedistribueerd algoritme: Kan gebruik maken van parallelle
rekenkracht.
Dia 25
Voorbeeld: Werkschikkingen in een ziekenhuis roosters voor n
ziekenhuisafdeling personeeltekorten: Ziekte Overbezetting
Mogelijke oplossing: Uitwisselingen van personeel door
onderhandeling
Dia 26
Eigenschappen Lokale autonomie Zeer gedetailleerd
Persoonsgebonden, gevoelig Zeer reactief, lokale optimalisatie
brengt veel bij Risico op eilandjes Globale vereisten
Kosteneffectief, taakgedreven, flexibiliteit, snelheid, slank
Dia 27
Een goed model Een probleem met autonome componenten die door
te interageren een coherent werkende gemeenschap moeten vormen
wordt goed beschreven als een Multi Agenten Systeem
Dia 28
Intelligente Agenten Agenten hebben hun oorsprong in artificile
intelligentie, maar het domein heeft zijn eigen dynamiek
ontwikkeld. Technieken en benaderingen uit de artificile
intelligentie worden er gecombineerd met parallel rekenen,
declaratieve talen, logica, emergent gedrag, automatisch plannen
Hun belangrijkste kenmerk is hun autonomie om het doel waarvoor ze
ontworpen zijn na te streven.
Dia 29
Drie elementen Agententechnologie is een relatief jonge
discipline in computerwetenschappen Verzamelt veel technieken en
ideeen uit andere gebieden (bijv. Artificiele intelligentie). We
beperken ons tot Onderhandelen Speltheorie Optimalisatie
Dia 30
Onderhandelen Veilingen, contractnetprotocols, monotone
procedures, Door samen te werken kunnen soms betere evenwichten
gevonden worden. Dit wordt ingebouwd in de
onderhandelingsprocedure. Andere aspecten: privacy vertrouwen First
price, open cry, descending Second price, open cry, ascending
(proxy Vickrey)
Dia 31
Speltheorie: The Prisoners Dilemma Twee mannen zijn beschuldigd
van een misdaad en zitten in afzondering Men zegt ze dat 1. Indien
n van hen bekent en de andere niet, dan komt degene die bekent
vrij, en de ander gaat in de cel voor 3 jaar 2. Indien beide
bekennen gaan ze in de cel voor 2 jaar. Ze weten dat, indien geen
van hen bekent, ze allebei voor 1 jaar in de cel gaan.
Dia 32
Speltheorie: The Prisoners Dilemma Twee mannen zijn beschuldigd
van een misdaad en zitten in afzondering. Indien 1.n van hen bekent
en de andere niet, dan komt degene die bekent vrij, en de ander
gaat in de cel voor 3 jaar 2.beide bekennen gaan ze in de cel voor
2 jaar. 3.geen van hen bekent, ze allebei voor 1 jaar in de cel
gaan.
Dia 33
Nash evenwicht Wat mijn tegenstrever ook kiest, ik bereik In
het voorbeeld is het Nash evenwicht (verraad,verraad) Gevangene B
zwijgtGevangene B verraadt Gevangene A zwijgtBeide zitten n jaar
Gevangene A zit drie jaar Gevangene B komt vrij Gevangene A
verraadt Gevangene A komt vrij Gevangene B zit drie jaar Beide
zitten twee jaar
Dia 34
De schaduw van de toekomst Iterated Prisoners Dilemma Het spel
wordt verschillende keren gespeeld, verschillende ronden. Laten we
veronderstellen zeer lang of oneindig lang. Als ik nu verraad, dan
kan mijn tegenstrever me straffen door straks ook te verraden. Als
ik nu eens probeer, door mee te werken, dan kan ik niet zo heel
veel verliezen, en misschien komen we tot samenwerking.
Dia 35
Optimalisatie en Collaboratie Agenten laten toe om dieper in de
organisatie door te dringen Efficientere informatiegaring Er is
meer controle over vertrouwelijke informatie Bij het onderhandelen
wordt de informatie geaggregeerd Het resulterende proces is
suboptimaal ten opzichte van een centrale benadering Hoe kunnen
deze aspecten tegen mekaar afgewogen worden?
Dia 36
Conclusie The proof of the pudding is in the eating so Come
again!