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Enregistrement W4417247349 · doi:10.1142/s0218194025501025

Machine Learning and Constraint Programming for Efficient Healthcare Scheduling

2025· article· en· W4417247349 sur OpenAlexaff
Aymen Ben Said, Malek Mouhoub

Notice bibliographique

RevueInternational Journal of Software Engineering and Knowledge Engineering · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineDecision Sciences
ThématiqueScheduling and Timetabling Solutions
Établissements canadiensUniversity of Regina
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésConstraint programmingHeuristicsScheduling (production processes)Job shop schedulingConstraint satisfactionWorkloadComputationConstraint logic programming

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Solving combinatorial optimization problems involves satisfying hard constraints while optimizing one or more objectives. Although exact methods always return the optimal solution(s), they are usually associated with an exponential time complexity. Alternatively, approximate methods optimize the computations by trading the solution(s)’ quality in exchange for improved execution time. In this paper, we tackle the Nurse Scheduling Problem (NSP). Solving the NSP involves assigning weekly shifts to nurses in a way that satisfies workload coverage constraints while optimizing both nurses’ preferences and hospital costs. In this context, we introduce implicit and explicit approaches to solve the NSP. In the implicit approach, we employ machine learning methods through historical data (assuming that they are optimal) to learn patterns and simulate new scheduling solutions given the constraints and objectives incorporated in the data. To measure the effectiveness of our implicit approach in capturing the underlying constraints and objectives, we use the Frobenius norm, a metric that calculates the mean error between historical data and the obtained solutions. To make up for the lack of visibility of constraints and objectives in the implicit approach, we propose two alternative explicit methods. In the first one, we model the NSP from ground constraints and objectives using the Constraint Satisfaction Problem (CSP) formalism. The latter is consequently solved using Stochastic Local Search and Branch and Bound augmented with variable/value ordering heuristics and constraint propagation. The second explicit method uses a data-driven approach to acquire constraints and objectives in the form of a CSP.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,009
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,022

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,009
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,003
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,029
Tête enseignante GPT0,348
Écart entre enseignants0,319 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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