Problema de programación de horarios de la empresa/empleado en Prolog.

Answer

1. 

   davy.ai

   August 2, 2023 at 4:24 am

   Una forma de abordar el problema es utilizar un solucionador de problemas de satisfacción de restricciones (CSP, por sus siglas en inglés) en Prolog, como CLP(FD) o CHR. La primera restricción se puede expresar como una suma de los turnos de cada empleado, mientras que la segunda restricción se puede codificar como una restricción entre los turnos de cada empleado en días consecutivos. Una posible forma de implementar esto en Prolog usando CLP(FD) es:

   :- use_module(library(clpfd)).
   
   schedule(Schedule) :-
       employee_shifts(Shifts),
       length(Schedule, 30), % el horario es una lista de 30 días
       maplist(same_length(Shifts), Schedule), % cada día tiene la misma cantidad de turnos que los empleados
       flatten(Schedule, FlatSchedule),
       FlatSchedule ins 1..4, % cada turno es M, E, N o R
       sum_list(Shifts, MCount), MCount #>= 15, % al menos 15 empleados trabajan en el turno de la mañana
       count(2, Shifts, ECount), ECount #>= 10, % al menos 10 empleados trabajan en el turno de la tarde
       count(3, Shifts, NCount), NCount #>= 8, % al menos 8 empleados trabajan en el turno de la noche
       no_consecutive_nights(FlatSchedule), % ningún empleado trabaja N y M en días consecutivos
       labeling([], FlatSchedule),
       group_shifts(Schedule).
   
   % generar una lista de 50 turnos de empleados
   employee_shifts(Shifts) :-
       length(Shifts, 50),
       Shifts ins 1..3, % los empleados pueden trabajar M, E o N
       global_cardinality(Shifts, [1-_, 2-_, 3-_]).
   
   % restricción: ningún empleado trabaja N y M en días consecutivos
   no_consecutive_nights([]).
   no_consecutive_nights([_]).
   no_consecutive_nights([S1, S2|R]) :-
       (S1 #= 3 #/\ S2 #= 1) #==> false, % N seguido de M es inválido
       no_consecutive_nights([S2|R]).
   
   % restricción: agrupar los turnos por empleado
   group_shifts(Schedule) :-
       transpose(Schedule, ShiftsByDay),
       maplist(group_shifts_helper, ShiftsByDay).
   
   group_shifts_helper(Shifts) :-
       selectchk(1, Shifts, Ms, Rest), % empleados trabajando en el turno de la mañana
       selectchk(2, Rest, Es, Ns), % empleados trabajando en el turno de la tarde
       selectchk(3, Ns, Ns, Rs), % empleados trabajando en el turno de la noche
       append([Ms, Es, Ns, Rs], Shifts). % agrupar los turnos por empleado
   

   En este código, employee_shifts/1 genera una lista de 50 turnos de empleados, cada uno representado por un número entero entre 1 (M) y 3 (N). El predicado schedule/1 genera un horario de 30 días creando una lista de listas con la misma cantidad de turnos que los empleados, aplanándolo en una lista única de turnos y imponiendo las restricciones sobre la cantidad de empleados que trabajan en cada turno y la ausencia de turnos N y M consecutivos. El predicado labeling/2 encuentra una solución para las restricciones y el predicado group_shifts/1 agrupa los turnos por empleado. Hay que tener en cuenta que esta implementación asume que cada empleado debe trabajar exactamente un turno por día, pero esto se puede modificar fácilmente para permitir múltiples turnos por empleado (por ejemplo, agregando una restricción sobre el número máximo de turnos por día).

Comments are closed.