Algoritmo de colonia de abejas artificiales con método Nelder-Mead para resolver el problema de programación de enfermeras
Autores: Muniyan, Rajeswari; Ramalingam, Rajakumar; Alshamrani, Sultan S.; Gangodkar, Durgaprasad; Dumka, Ankur; Singh, Rajesh; Gehlot, Anita; Rashid, Mamoon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Algoritmo de colonia de abejas artificiales con método Nelder-Mead para resolver el problema de programación de enfermeras
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Problema de programación de enfermeras
NP-Difícil
Optimización combinatoria
Enfoque metaheurístico
Algoritmo de colonia de abejas artificiales
Método Nelder-Mead
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
El problema de programación de enfermeras (NSP) es un problema de programación de optimización combinatoria NP-Difícil que asigna un conjunto de turnos al grupo de enfermeras con respecto al período de programación sujeto a las restricciones. El objetivo del NSP es crear un horario que cumpla con restricciones tanto duras como blandas sugeridas por la gestión de la atención médica. Este trabajo explora el enfoque metaheurístico de un algoritmo de colonia de abejas artificiales con el método Nelder-Mead (NM-ABC) para realizar una programación eficiente de enfermeras. El método Nelder-Mead (NM) se utiliza como búsqueda local en la fase de abeja observadora de ABC para mejorar el proceso de intensificación de ABC. Por lo tanto, el autor propuso una estrategia de solución improvisada en la fase de abeja observadora con los beneficios del método NM. El algoritmo propuesto NM-ABC se evalúa utilizando el conjunto de datos estándar NSPLib, y los experimentos se realizan en instancias de NSP de varios tamaños. El rendimiento del NM-ABC se mide utilizando ocho métricas de rendimiento: mejor tiempo, desviación estándar, menor tasa de error, porcentaje de éxito, reducción de costos, brecha y análisis de viabilidad. Los resultados de nuestro experimento revelan que el algoritmo NM-ABC propuesto logra logros muy significativos en comparación con otros algoritmos existentes. El costo de nuestro algoritmo se reduce en un 0,66%, y el porcentaje de brecha para acercarse al valor óptimo es del 94,30%. Las instancias se han resuelto con éxito para obtener la mejor solución con el valor óptimo conocido registrado en NSPLib.
Descripción
El problema de programación de enfermeras (NSP) es un problema de programación de optimización combinatoria NP-Difícil que asigna un conjunto de turnos al grupo de enfermeras con respecto al período de programación sujeto a las restricciones. El objetivo del NSP es crear un horario que cumpla con restricciones tanto duras como blandas sugeridas por la gestión de la atención médica. Este trabajo explora el enfoque metaheurístico de un algoritmo de colonia de abejas artificiales con el método Nelder-Mead (NM-ABC) para realizar una programación eficiente de enfermeras. El método Nelder-Mead (NM) se utiliza como búsqueda local en la fase de abeja observadora de ABC para mejorar el proceso de intensificación de ABC. Por lo tanto, el autor propuso una estrategia de solución improvisada en la fase de abeja observadora con los beneficios del método NM. El algoritmo propuesto NM-ABC se evalúa utilizando el conjunto de datos estándar NSPLib, y los experimentos se realizan en instancias de NSP de varios tamaños. El rendimiento del NM-ABC se mide utilizando ocho métricas de rendimiento: mejor tiempo, desviación estándar, menor tasa de error, porcentaje de éxito, reducción de costos, brecha y análisis de viabilidad. Los resultados de nuestro experimento revelan que el algoritmo NM-ABC propuesto logra logros muy significativos en comparación con otros algoritmos existentes. El costo de nuestro algoritmo se reduce en un 0,66%, y el porcentaje de brecha para acercarse al valor óptimo es del 94,30%. Las instancias se han resuelto con éxito para obtener la mejor solución con el valor óptimo conocido registrado en NSPLib.