Affectation d'activités et de tâches à des quarts de travail fixés

Résumé Pour les moyennes ou grandes entreprises, construire des horaires de travail réalisables à faible coût pour leurs employés n'est pas chose facile. Selon le type d'entreprises, trouver seulement un horaire réalisable peut relever du défi. Néanmoins, les techniques modernes de modélisation et d'optimisation permettent de proposer des méthodes efficaces pour plusieurs classes de problèmes d'horaires de personnel. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur trois problèmes d'horaires de personnel dans lesquels les employés travaillent durant des quarts, par exemple dans des magasins à grande surface. Ces quarts doivent répondre à une demande en clients variable, à satisfaire le plus rapidement possible. Cette demande n'est pas exactement connue lorsque les quarts sont créés et a aussi un caractère périssable. Cela signifie que les compagnies peuvent perdre leurs clients immédiatement s'ils ne sont pas satisfaits du service offert. L'horaire d'un employé est composé de jours ouvrés et de jours vacants. Pour chaque jour ouvré, l'employé est affecté à un quart de travail défini par des temps de début et des temps de fin, et pouvant aussi contenir une ou plusieurs pauses. Dans notre cas d'étude, les temps de début et de fin, ainsi que le nombre idéal d'employés pour satisfaire la demande en clients, sont déterminés à l'avance par un module de prévision. Le travail d'un employé est catégorisé entre les tâches et les activités. Les activités correspondent au service des clients en temps réel, alors que les tâches n'impliquent pas un rapport direct avec les clients, bien que celles-ci soient en général cruciales. Dans les faits, une tâche est un travail non interruptible, tel que mettre en place une vitrine, tandis qu'une activité est facilement interruptible à tout moment, en remplaçant un employé par un autre, par exemple pour les caissiers. Les tâches ont une nature unique, isolée, sont effectuées par un employé qualifié avant une date limite, et requièrent éventuellement la complétion d'autres tâches avant leur temps de début. Les activités ont un caractère récurrent et continu. Leur contexte est le cas général d'activités multiples, dans lequel il est possible d'affecter plusieurs activités dans le quart d'un employé. Finalement, chaque quart de travail doit être rempli avec des activités ou des tâches à accomplir. Les conventions collectives restreignent, en général, la réalisabilité d'un horaire. De plus, les employés possèdent des qualifications et ne peuvent pas être affectés à des activités ou des tâches pour lesquelles ils ne sont pas qualifiés. Lors de la construction des horaires des employés, l'objectif principal de l'entreprise est de réduire ses coûts de personnel, tout en maintenant une satisfaction élevée chez sa clientèle. Un objectif secondaire est d'offrir à ses employés des horaires plaisants à travailler. Cette thèse traite en premier du problème d'affectation d'activités multiples, qui implique uniquement des activités. Trois modèles en nombres entiers et plusieurs méthodes de résolution sont proposées, mais la plus efficace reste une heuristique de type horizon fuyant basée sur un programme en nombres entiers. Le modèle sous-jacent est résolu par un algorithme de génération de colonnes encapsulé dans un schéma heuristique d'énumération implicite. Une comparaison avec les autres méthodes de résolution a été effectuée sur des instances générées aléatoirement, simulant des instances réalistes. Le deuxième sujet traité est le problème d'affectation de tâches et d'activités multiples. Le concept de tâche individuelle - qui est effectuée par un seul employé pendant une durée fixe - a été introduit dans la définition du problème précédent. Une décomposition en deux étapes est proposée pour s'attaquer aux instances de grande taille, sur lesquelles la résolution directe du modèle global proposé échoue. La première étape de la décomposition consiste à affecter les tâches a priori grâce à un modèle d'approximation, résolu heuristiquement. La deuxième étape produit alors une solution complète pour l'instance en affectant les activités, tout en s'autorisant à réaffecter les tâches. Des tests numériques ont montré que les quatre stratégies de réaffectation proposées sont surclassées par l'une d'entre elles. Ces tests valident également notre méthode et suggèrent que la réaffectation des tâches améliore la qualité des solutions obtenues au coût raisonnable d'un petit temps de calcul supplémentaire. Le dernier problème est une extension du précédent, par l'introduction des tâches en équipe, ce qui conduit au problème d'affectation de tâches en équipe et d'activités multiples. Le concept des tâches en équipe est une extension naturelle de celui des tâches individuelles et permet de considérer des pièces de travail non interruptibles, effectuées par plusieurs employés simultanément. Les relations entre le nombre d'employés contribuant à une tâche en équipe et le temps qu'ils y contribuent sont appelés patrons d'équipes. Inspirée de l'approche en deux étapes utilisée dans l'affectation de tâches individuelles, la méthode de résolution est basée sur deux modules d'affectation impliqués dans une descente à voisinages variables. Le premier module est un modèle d'approximation pour affecter les tâches en ne tenant que partiellement compte des activités. Le deuxième module consiste à affecter les activités en réaffectant les tâches. Des expérimentations numériques ont été réalisées et montrent que, premièrement, scinder les tâches peut améliorer la qualité des horaires, et deuxièmement, la méthode de résolution peut affecter des tâches en équipe, même si elles n'apparaissent pas dans la solution initiale de la descente. De plus, l'heuristique d'amélioration confirme l'efficacité de la décomposition en deux étapes pour l'affectation des tâches individuelles uniquement.----------Abstract For most medium- to large-sized companies, building a low-cost feasible working schedule for their employees is not an easy task. Depending on the business type, just finding a feasible schedule might even be a challenge. Nevertheless, modern modeling and optimization techniques allow to propose efficient solution methods for several personnel scheduling problems. In this thesis, we focus on three planning scheduling problems that arise in companies where the employees work shifts, such as retail stores. Those shifts should respond to a varying customer demand that must be fulfilled as soon as possible. The demand for each so-called activity is not exactly known when shifts are built and is also perishable. That means companies might lose clients immediately if they are not satisfied of the service. The schedule of an employee is composed of working days and days off. For each working day, the employee is assigned to a work shift that is defined by a start and an end time. It may also contain one or several specified break periods. For our concern, those start and end times are pre-determined by previous modules, as well as the ideal number of employees required to satisfy the customer demand, which is determined by a forecasting algorithm. The work of an employee is categorized between tasks and activities. Activities correspond to servicing customers in real-time, whereas tasks do not involve a direct contact with them, though they are crucial work. Actually, a task is an uninterruptible piece of work, such as setting up a display, whereas an activity can easily be interrupted at any time by replacing one employee with another, such as cashiers. The former has an isolated and unique nature and is performed by a skilled employee before a due date and may require the completion of some other tasks prior to its start. The latter has a continuous and recurrent nature. The context is the general multi-activity case, where it is possible to assign several activities to an employee shift. Finally, each work shift must be filled with activities or tasks to accomplish. Labor and collective agreement rules restrict the feasibility of a schedule. Furthermore, the employees possess skills and cannot be assigned to an activity or a task for which they are not qualified. When building the employee schedules, the primary objective of the company is to reduce personnel costs while maintaining customer satisfaction high. A secondary objective might be to offer as much as possible pleasant schedules to the employees. The thesis deals first with the multi-activity assignment problem, which implies only activities. Three integer models and several solution methods are proposed, but the best one is a rolling horizon heuristic based on an integer programming model. This model is solved by a column generation algorithm embedded in a heuristic branch-and-bound framework. Comparison with several other methods have been performed on randomly generated instances mimicing real-life instances. The next subject studied is the multi-activity and task assignment problem. Single tasks - which are performed each by only one employee during a fixed time length - are introduced in the definition of the previous problem. A two-stage decomposition is proposed to tackle large-sized instances on which the direct solving of the global model fails. This first stage of the decomposition consists of assigning tasks a priori thanks to an approximation model, solved by a heuristic, and then the second stage produces a complete solution by assigning activities with possible task reassignments. Numerical experiments show that the four proposed strategies for reassigning tasks are outclassed by one of them and validate our method. The results suggest also that reassigning tasks improve the solution quality a lot at the reasonable cost of a small extra computational time

Qualität im Transfer

Derzeit wird in der deutschen Hochschullandschaft viel mit dem Etikett „Innovative Hochschule“ jongliert. Politisches Ziel ist, dass Hochschulen die Entwicklung der Regionen, in denen sie verortet sind, vorantreiben. Zivilgesellschaftliche Verantwortung vor Ort zu übernehmen kann natürlich nur gelingen, wenn Hochschulen stärker in einen Prozess der Selbstreflexion eintreten. Vorliegender Text versucht dazu einen Aufschlag: Darin wird weniger auf Ergebnisse und Folgen, sondern eher auf wichtige Grundlagen und Ausgangspunkte von Transfer und Kooperation eingegangen. Deutlich wird außerdem gemacht, dass zunächst weniger die strukturellen und prozessualen Kooperationsquantitäten als vielmehr die Kooperationsqualitäten in den Blick genommen werden müssen

Ecosystem recharge by volcanic dust drives broad-scale variation in bird abundance

Across the globe, deserts and volcanic eruptions produce large volumes of atmospheric dust, and the amount of dust is predicted to increase with global warming. The effects of long-distance airborne dust inputs on ecosystem productivity are potentially far-reaching but have primarily been measured in soil and plants. Airborne dust could also drive distribution and abundance at higher trophic levels, but opportunities to explore these relationships are rare. Here we use Iceland's steep dust deposition gradients to assess the influence of dust on the distribution and abundance of internationally important ground-nesting bird populations. Surveys of the abundance of breeding birds at 729 locations throughout lowland Iceland were used to explore the influence of dust deposition on bird abundance in agricultural, dry, and wet habitats. Dust deposition had a strong positive effect on bird abundance across Iceland in dry and wet habitats, but not in agricultural land where nutrient levels are managed. The abundance of breeding waders, the dominant group of terrestrial birds in Iceland, tripled on average between the lowest and highest dust deposition classes in both wet and dry habitats. The deposition and redistribution of volcanic materials can have powerful impacts in terrestrial ecosystems and can be a major driver of the abundance of higher trophic-level organisms at broad spatial scales. The impacts of volcanic ash deposition during eruptions and subsequent redistribution of unstable volcanic materials are strong enough to override effects of underlying variation in organic matter and clay content on ecosystem fertility. Global rates of atmospheric dust deposition are likely to increase with increasing desertification and glacier retreat, and this study demonstrates that the effects on ecosystems are likely to be far-reaching, both in terms of spatial scales and ecosystem components

Climate change and Saharan dust drive recent cladoceran and primary production changes in remote alpine lakes of Sierra Nevada, Spain

Recent anthropogenic climate change and the exponential increase over the past few decades of Saharan dust deposition, containing ecologically important inputs of phosphorus (P) and calcium (Ca), are potentially affecting remote aquatic ecosystems. In this study, we examine changes in cladoceran assemblage composition and chlorophyll-a concentrations over the past ~150 years from high-resolution, welldated sediment cores retrieved from six remote high mountain lakes in the Sierra Nevada Mountains of Southern Spain, a region affected by Saharan dust deposition. In each lake, marked shifts in cladoceran assemblages and chlorophyll-a concentrations in recent decades indicate a regional-scale response to climate and Saharan dust deposition. Chlorophyll-a concentrations have increased since the 1970s, consistent with a response to rising air temperatures and the intensification of atmospheric deposition of Saharan P. Similar shifts in cladoceran taxa across lakes began over a century ago, but have intensified over the past ~50 years, concurrent with trends in regional air temperature, precipitation, and increased Saharan dust deposition. An abrupt increase in the relative abundance of the benthic cladoceran Alona quadrangularis at the expense of Chydorus sphaericus, and a significant increase in Daphnia pulex gr. was a common trend in these softwater lakes. Differences in the magnitude and timing of these changes are likely due to catchment and lake-specific differences. In contrast with other alpine lakes that are often affected by acid deposition, atmospheric Ca deposition appears to be a significant explanatory factor, among others, for the changes in the lake biota of Sierra Nevada that has not been previously considered. The effects observed in Sierra Nevada are likely occurring in other Mediterranean lake districts, especially in softwater, oligotrophic lakes. The predicted increases in global temperature and Saharan dust deposition in the future will further impact the ecological condition of these ecosystemsMinisterio de Educación y Ciencia (MEC), Grant/Award Number: AP2007-00352; Programa Nacional de Movilidad de Recursos Humanos de Investigaci on (MICINN); Ministerio de Medio Ambiente (MMA), Grant/Award Number: 87/2007; Ministerio de Econom ıa, Industria y Competitividad (MINECO), Grant/Award Number: CGL2011-23483; Natural Sciences and Engineering Research Council of Canad

ECLAIRE: Effects of Climate Change on Air Pollution Impacts and Response Strategies for European Ecosystems. Project final report

The central goal of ECLAIRE is to assess how climate change will alter the extent to which air pollutants threaten terrestrial ecosystems. Particular attention has been given to nitrogen compounds, especially nitrogen oxides (NOx) and ammonia (NH3), as well as Biogenic Volatile Organic Compounds (BVOCs) in relation to tropospheric ozone (O3) formation, including their interactions with aerosol components. ECLAIRE has combined a broad program of field and laboratory experimentation and modelling of pollution fluxes and ecosystem impacts, advancing both mechanistic understanding and providing support to European policy makers. The central finding of ECLAIRE is that future climate change is expected to worsen the threat of air pollutants on Europe’s ecosystems. Firstly, climate warming is expected to increase the emissions of many trace gases, such as agricultural NH3, the soil component of NOx emissions and key BVOCs. Experimental data and numerical models show how these effects will tend to increase atmospheric N deposition in future. By contrast, the net effect on tropospheric O3 is less clear. This is because parallel increases in atmospheric CO2 concentrations will offset the temperature-driven increase for some BVOCs, such as isoprene. By contrast, there is currently insufficient evidence to be confident that CO2 will offset anticipated climate increases in monoterpene emissions. Secondly, climate warming is found to be likely to increase the vulnerability of ecosystems towards air pollutant exposure or atmospheric deposition. Such effects may occur as a consequence of combined perturbation, as well as through specific interactions, such as between drought, O3, N and aerosol exposure. These combined effects of climate change are expected to offset part of the benefit of current emissions control policies. Unless decisive mitigation actions are taken, it is anticipated that ongoing climate warming will increase agricultural and other biogenic emissions, posing a challenge for national emissions ceilings and air quality objectives related to nitrogen and ozone pollution. The O3 effects will be further worsened if progress is not made to curb increases in methane (CH4) emissions in the northern hemisphere. Other key findings of ECLAIRE are that: 1) N deposition and O3 have adverse synergistic effects. Exposure to ambient O3 concentrations was shown to reduce the Nitrogen Use Efficiency of plants, both decreasing agricultural production and posing an increased risk of other forms of nitrogen pollution, such as nitrate leaching (NO3-) and the greenhouse gas nitrous oxide (N2O); 2) within-canopy dynamics for volatile aerosol can increase dry deposition and shorten atmospheric lifetimes; 3) ambient aerosol levels reduce the ability of plants to conserve water under drought conditions; 4) low-resolution mapping studies tend to underestimate the extent of local critical loads exceedance; 5) new dose-response functions can be used to improve the assessment of costs, including estimation of the value of damage due to air pollution effects on ecosystems, 6) scenarios can be constructed that combine technical mitigation measures with dietary change options (reducing livestock products in food down to recommended levels for health criteria), with the balance between the two strategies being a matter for future societal discussion. ECLAIRE has supported the revision process for the National Emissions Ceilings Directive and will continue to deliver scientific underpinning into the future for the UNECE Convention on Long-range Transboundary Air Pollution

ECLAIRE third periodic report

The ÉCLAIRE project (Effects of Climate Change on Air Pollution Impacts and Response Strategies for European Ecosystems) is a four year (2011-2015) project funded by the EU's Seventh Framework Programme for Research and Technological Development (FP7)

Dépôts atmosphériques particulaires sur les écosystèmes forestiers de la moitié Nord de la France : influence sur les cycles biogéochimiques

Quantifying the little-known inputs of atmospheric particulate deposition (APD) is critically important for a sustainable management of forest ecosystems. Indeed, harvesting and subsequent nutrient losses are going to increase so as to meet the demand in renewable energy, including fuel-wood. This work aims at filling this gap by (i) describing the deposition rate, mineralogical and chemical compositions of APD and (ii) evaluating the influence of APD nutrient inputs on forest biogeochemical cycles. To do so, 4 beech stands in North French forests were equipped for a 4-week sampling. After a metrological development, samplers out of and below canopy were used for a 2-year sampling, as well as methods to separate APD from atmospheric dissolved deposition. These methods were conceived to separate the organic and mineral fractions of APD according to the conceptual model designed in this work. My results validated this model and indicated (i) a quite constant deposition rate of 19±3 kg.ha-1.year-1 of hardly soluble minerals over the North of France, made of various minerals suggesting heterogeneous sources of particles, (ii) nutrient inputs inferior to those of atmospheric dissolved deposition and soil weathering, but improving ecosystem fertility, (iii) an interception effect of the canopy, and (iv) the dissolution of mineral particles in the atmosphere which enriched atmospheric dissolved deposition in nutrients. Extending and optimizing the sampling would allow confirming and clarifying these results, especially concerning high atmospheric load periods and APD below canopyQuantifier la totalité des apports atmosphériques, notamment particulaires, est nécessaire pour mieux comprendre les cycles biogéochimiques en vue d'une gestion durable des écosystèmes forestiers. En effet, l'intensification des récoltes de bois-énergie induit une pression nutritive supplémentaire sur les forêts. Le but de ce travail est de combler les lacunes concernant le dépôt atmosphérique particulaire (taux de dépôt, composition minéralogique et chimique), ainsi que d'étudier son influence sur les cycles biogéochimiques forestiers. Pour ce faire, un échantillonnage de 2 ans a été mis en place dans 4 hêtraies de la moitié Nord de la France. Un développement métrologique a été nécessaire pour concevoir les capteurs hors et sous canopée et pour séparer les particules de la phase dissoute puis compartimenter le dépôt particulaire en fonction du modèle conceptuel organo-minéral établi dans cette étude. Les résultats obtenus valident ce modèle et montrent (i) un taux de dépôt annuel de 19±3 kg.ha-1.an-1 de minéraux peu solubles témoignant d'origines diverses, (ii) des flux de nutriments inférieurs à ceux des dépôts dissous et de l'altération des minéraux du sol mais qui contribuent à améliorer la fertilité des forêts, (iii) un captage supplémentaire induit par la canopée et (iv) une dissolution des particules minérales lors de leur transport atmosphérique qui enrichit les précipitations en nutriments. Un échantillonnage optimisé sur le long terme est indispensable pour confirmer et préciser les tendances observées, en particulier concernant les épisodes de très fort dépôt particulaire et le dépôt sous la canopé

L'agriculture algérienne de 1954 à 1962

Lequy Roger. L'agriculture algérienne de 1954 à 1962. In: Revue de l'Occident musulman et de la Méditerranée, n°8, 1970. pp. 41-99