Optimization of training programs for competency-based training - COMFORT model description

Luftforsvaret er i ferd med å fase inn nye kampfly av typen F-35, som skal fylle et vidt spekter av roller. Et effektivt treningsopplegg for pilotene er avgjørende for å få fullt utbytte av denne investeringen. Simulatortrening kommer til å bli en integrert del av treningsprogrammet til F-35-pilotene. Simulatorene gir muligheter for å tilpasse treningen bedre etter pilotenes behov. En mulig framgangsmåte for å effektivisere treningsopplegget er kompetansebasert trening, hvor treningen planlegges ut fra kompetansekrav i stedet for krav om å gjennomføre spesifikke oppdrag. Kompetansebasert trening er en lovende framgangsmåte som kan forbedre treningsutbyttet og redusere kostnadene. Samtidig kan tidsplanleggingen og ressursallokeringen bli utfordrende på grunn av den store fleksibiliteten som kreves. I denne rapporten bruker vi optimeringsalgoritmer for å se på disse utfordringene. Vi ser på et regime der det er kjent hvilke treningsoppdrag pilotene skal gjennomføre og hvilke ferdigheter de må opprettholde. Målet er å minimere kostnaden av treningen ut fra en gitt kostnadsfunksjon og samtidig sikre at pilotene trener på hver ferdighet et gitt antall ganger per år. Vi ser på to varianter av dette problemet: en hvor treningsutbyttet for hvert oppdrag er fast, og en hvor det kan variere mellom ulike repetisjoner av oppdraget. Begge problemene formuleres som føringsbaserte optimeringsproblemer (COP-er). For tilfellet hvor treningsutbyttet kan variere, sammenligner vi to ekvivalente formuleringer. Vi implementerer et Java-verktøy kalt COmpetency-Mission Frequency Optimizer for Readiness Training (COMFORT) som løser COP-ene ved hjelp av programvarepakken OR-Tools. OR-Tools inneholder implementasjoner av tre ulike løsningsalgoritmer for COP-er. Vi sammenligner beregningstiden som brukes med de ulike algoritmene for et sett med eksempelparametre, og trekker fram noen generelle styrker og svakheter ved hver algoritme.