Bachelor's Thesis

Shift scheduler in the service industry

Final Thesis 17.64 MB

Author of thesis: Bc. Miriam Mihelyová

Acad. year: 2024/2025

Supervisor: Ing. Juraj Lazúr

Reviewer: doc. Ing. Radek Burget, Ph.D.

Abstract:

Work shift scheduling is an important part of operations in many organizations, especially in the service sector, where it is necessary to ensure shift coverage while also considering employee needs. An analysis of the problem shows that current solutions can be too costly or complex for smaller businesses, which hinders their wider practical use. In many companies, shifts are still created manually, often using spreadsheet editors, which can lead to inefficiencies, subjective decisions, and uneven consideration of employee preferences. The aim of this work was to create a system that supports both manual and automatic shift generation, taking into account the requirements of both employees and employers. A genetic algorithm was used for automatic shift assignment, optimizing the schedule based on preferences, employee unavailability, and balanced shift distribution. The result is a web application designed according to the principles of multilayer architecture, allowing for the generation of work schedules for a selected period. Thanks to the use of design patterns such as Mediator, the system is clearly structured, easy to maintain, and ready for further development. The application is designed to ensure fair shift distribution, which should help increase employee satisfaction without compromising the organization’s needs.

Keywords:

shift planning, genetic algorithm, web application, schedule optimization, service sector, automation

Date of defence

17.06.2025

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Studentka nejprve prezentovala výsledky, kterých dosáhla v rámci své práce. Komise se poté seznámila s hodnocením vedoucího a posudkem oponenta práce. Studentka následně odpověděla na otázky oponenta a na další otázky přítomných. Komise se na základě posudku oponenta, hodnocení vedoucího, přednesené prezentace a odpovědí studentky na položené otázky rozhodla práci hodnotit stupněm B.

Topics for thesis defence

  1. Mohla byste doplnit podrobnosti k tomu, jak je realizována komunikace klientské a serverové části? Je implementováno nějaké aplikační rozhraní na serveru a jaké má vlastnosti?
  2. Je možné vaši aplikaci nasadit i do ostatních podniků? Jak se vaše aplikace zachová, pokud jsou tvrdé podmínky na rozvrh nesplnitelné?
  3. Jaká je velikost prohledávaného stavového prostoru? Porovnávala jste výsledky genetického algoritmu i s nějakou jinou heuristickou metodou?

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Information Technology (BIT)

Composition of Committee

doc. Ing. Tomáš Martínek, Ph.D. (předseda)
Ing. Vladimír Bartík, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Hynek, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Adam Rogalewicz, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Michal Španěl, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Juraj Lazúr

Študentka zadanú prácu riešila svedomito a zodpovedne, praktický výstup práce má potenciál nájsť uplatnenie v reálnych podmienkach prevádzok v oblasti služieb. Teoretický prínos práce spočíva najmä v overení potenciálu prenositeľnosti automatizovaného plánovania do ďalších pracovných oblastí. Celkovo prácu hodnotím stupňom B.

Evaluation criteria Verbal classification
Informace k zadání

Cieľom práce bolo otestovať využitie moderných metód plánovania zmien s logickými a používateľskými obmedzeniami v oblasti služieb. Študentka v rámci práce preskúmala rôzne prístupy k automatizovanému plánovaniu zmien vo viacerých oblastiach. Navrhnuté a implementované riešenie využíva ako svoj základ genetický algoritmus. Okrem toho študentka preskúmala aj v súčasnosti používané manuálne prístupy k plánovaniu zmien. Testovanie implementovaného nástroja potom prebiehalo so syntetickými dátami a s pomocou používateľov pracujúcich v cieľovej oblasti služieb. Celkovo hodnotím prácu kladne. Výsledky práce ukazujú potenciál rozširovania sofistikovaných metód pre plánovanie do ďalších oblastí, kde môžu zlepšiť pracovné podmienky ako zamestancov, tak manažérov.

Práce s literaturou

Študentka si sama aktívne dohľadávala zdroje a príkladové štúdie. Napriek menšiemu počtu zodpovedajúcich zdrojov v danej oblasti študentka zostavila solídny teoretický základ, z ktorého pri riešení vychádzala.

Aktivita během řešení, konzultace, komunikace

Študentka aktívne komunikovala počas celého riešenia práce, konzultácie prebiehali pravidelne každé dva týždne. Práca postupovala dobrým tempom.

Aktivita při dokončování

Práca bola dokončená s rezervou a mohla tak byť dostatočne konzultovaná.

Publikační činnost, ocenění
Points proposed by supervisor: 88

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
doc. Ing. Radek Burget, Ph.D.

Ačkoliv samotné zadání je na první pohled průměrné a podobných prací již bylo mnoho, práce paní Mihelyové pozitivně vybočuje důkladným uchopením problematiky a systematickým přístupem k analýze a návrhu řešení. Součástí řešení je i kvalitní realizační výstup potenciálně využitelný v praxi. Technická zpráva je pečlivě zpracována, jen je poněkud stručná zejména pokud jde o detaily implementace. Celkově navrhuji hodnotit práci jako nadprůměrnou stupněm B.

Evaluation criteria Verbal classification Points
Náročnost zadání

Evaluation level: průměrně obtížné zadání

Zadání hodnotím jako průměrně náročné.

Prezentační úroveň technické zprávy

Technická zpráva pokrývá jak teoretickou část, která se poměrně důkladně věnuje problematice plánování směn, relevantním algoritmům a analýze současného stavu v této oblasti, tak i praktickou část sestávající z návrhu, implementace i testování vlastní aplikace. Velmi pozitivně hodnotím systematický přístup studentky spočívající v analýze existujících přístupů a výběru nejvhodnějšího řešení pro daný problém. Za zmínku stojí i testování provedené ve spolupráci s relevantními potenciálními uživateli systému. Poněkud více prostoru mohlo být věnováno implementačním detailům, například aplikační rozhraní serverové části aplikace, na které se zřejmě připojuje klientská část, není v práci prakticky zdokumentováno.

80
Formální úprava technické zprávy

Po jazykové i typografické stránce je technická zpráva poměrně pečlivě zpracována. Drobné výhrady mám jen ke zpracování některých obrázků, např. obr 5.2. Za nadbytečné naopak považuji čistě ilustrační obrázky 2.1 a 2.3, které do tohoto typu práce podle mého názoru nepatří.

78
Realizační výstup

Realizačním výstupem je zdařilá aplikace implementující plánování směn na základě zadaných preferencí a omezení s využitím genetického algoritmu. Aplikace je z technického pohledu dobře navržena a implementována pomocí vhodných a moderních technologií. Za zmínku stojí i zdařílé uživatelské rozhraní.

94
Využitelnost výsledků

Aplikace je dotažená do detailů a tedy potenciálně prakticky využitelná pro plánování směn.

Rozsah splnění požadavků zadání

Evaluation level: zadání splněno

Zadání bylo splněno ve všech bodech.

Rozsah technické zprávy

Evaluation level: je v obvyklém rozmezí

Technická zpráva je svým rozsahem spíše na dolní hranici rozmezí obvyklého pro bakalářskou práci.

Práce s literaturou

Seznam literatury je na bakalářskou práci poměrně rozsáhlý a pozitivně hodnotím, že se studentka kromě technických aspektů zabývala i odbornými články z oblasti plánování směn a související problematikou. Zdroje jsou v textu řádně citovány. Pouze zdroj [1] je podivně formátovaný, nicméně dokaz je relevantní.

82
Topics for thesis defence:
  1. Mohla byste doplnit podrobnosti k tomu, jak je realizována komunikace klientské a serverové části? Je implementováno nějaké aplikační rozhraní na serveru a jaké má vlastnosti?
Points proposed by reviewer: 88

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová