مسئله تعيين جدول زماني دروس دانشگاهي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي صنايع

كارشناسي ارشد

مسئله جدول‌زماني دروس دانشگاهي به تخصيص دانشجويان به كلاس‌ها و تخصيص اتاق‌ها و زمان‌ها به كلاس‌ها مي‌پردازد، به گونه‌اي كه تمامي محدوديت‌هاي سخت، رعايت شده و هزينه‌هاي ناشي از نقض محدوديت‌هاي نرم به حداقل برسد. اين مسئله به دليل پيچيدگي‌هاي ساختاري، تنوع محدوديت‌ها و ابعاد بزرگ، يكي از چالش‌برانگيزترين مسائل در مديريت منابع آموزشي است. هدف از اين پژوهش، طراحي مدلي كارآمد براي مسئله جدول زماني دروس دانشگاهي مسابقه ITC-2019 و ارائه روشي بهينه براي حل آن است كه بتواند پاسخ‌هايي با كيفيت بالا در زمان منطقي ارائه دهد. اين مسئله با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي متعدد به دنبال دستيابي به تخصيص بهينه منابع آموزشي است .مدل ارائه‌شده بر پايه برنامه‌ريزي عدد صحيح مختلط طراحي شده است. در اين مدل، به‌منظور كاهش پيچيدگي و افزايش كارايي، تعداد متغيرها و محدوديت‌ها از طريق حذف انديس‌هاي غيرضروري و همچنين بازنويسي روابط محدوديت ها به شكل كارآمدتر، كاهش يافته است. همچنين از رويكرد هرس كردن متغيرها و محدوديت‌ها استفاده شده است كه متغيرها و محدوديت‌هاي غيرضروري را شناسايي و از مدل حذف مي‌كند. اين اقدام، ابعاد مدل را به‌طور قابل توجهي كوچك‌تر كرده و امكان حل آن را در زمان كوتاه‌تر فراهم مي‌سازد. براي حل اين مدل، از يك الگوريتم ابتكاري دو مرحله‌اي استفاده شده است. در مرحله اول، يك جواب شدني اوليه به دست مي‌آيد كه تمامي محدوديت‌هاي سخت را برآورده مي‌كند. سپس در مرحله دوم، با استفاده از جستجوي همسايگي و بهينه‌سازي تكرارشونده، كيفيت اين جواب بهبود مي‌يابد. در اين مرحله، از استراتژي‌هاي متنوع تثبيت متغيرها استفاده شده است تا فضاي جستجو به‌صورت مؤثرتري مديريت شود و الگوريتم بتواند به جواب‌هاي با كيفيت بالاتر دست يابد. نتايج عددي به‌دست‌آمده از اجراي مدل و الگوريتم پيشنهادي بر روي نمونه‌هاي مسابقه ITC-2019 نشان مي‌دهد كه روش ارائه‌شده توانسته است در موارد خوبي به نتايج رقابتي در مقايسه با بهترين جواب‌هاي شناخته‌شده دست يابد. در پنج نمونه از 30 نمونه، نتايج اين پژوهش تقريباً به بهترين جواب‌ شناخته شده رسيده و در 11 نمونه، عملكرد بهتري نسبت به مدل ارائه‌شده توسط مقاله پايه داشته است. اين پژوهش با ارائه مدلي اصلاح‌شده و استفاده از رويكردهاي تركيبي، گامي مؤثر در حل مسائل پيچيده زمان‌بندي دروس دانشگاهي برداشته است و مي‌تواند به‌عنوان پايه‌اي براي پژوهش‌هاي آينده در اين حوزه مورد استفاده قرار گيرد.

233256

سيستم‌هاي كلان

مهندسي صنايع و سيستم ها

دانشگاه صنعتي اصفهان