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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37395| Título: | Um modelo de programação matemática para o problema de atribuição dos horários de aulas dos professores de um curso |
| Título(s) alternativo(s): | A mathematical programming model for the problem of assigning class schedules to professors on a course |
| Autor(es): | Silva, Camila Beatriz da |
| Orientador(es): | Baldo, Tamara Angélica |
| Palavras-chave: | Pesquisa operacional Modelos matemáticos Otimização matemática Operations research Mathematical models Mathematical optimization |
| Data do documento: | 17-Jun-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Apucarana |
| Citação: | SILVA, Camila Beatriz da. Um modelo de programação matemática para o problema de atribuição dos horários de aulas dos professores de um curso. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Computação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Apucarana, 2024. |
| Resumo: | A Pesquisa Operacional é a área de conhecimento que estuda, desenvolve e utiliza métodos analíticos para auxiliar o processo de tomada de decisões e a resolução de problemas complexos em diversos âmbitos. A modelagem matemática tem sido promissora como uma abordagem para auxiliar a representação de um problema real, cuja resolução encontra soluções de problemas complexos. Nesse contexto, este trabalho se dedica a propor e solucionar um modelo matemático de programação linear inteira mista, que é implementado e resolvido com o auxílio do solver de otimização Gurobi. Esse modelo visa otimizar o processo de alocação de horários de aulas para os professores do curso de Engenharia de Computação da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campus Apucarana. Atualmente, esse processo é realizado manualmente pelo coordenador do curso, apresentando limitações em termos de otimização e atendimento às necessidades individuais dos professores. Para o desenvolvimento deste estudo de caso é proposto um mecanismo para coleta de informações necessárias oportunizando ser atendida as preferências e necessidades de cada professor do curso. A coleta de informação é personalizada permitindo reunir sistematicamente os dados sobre as necessidades e prioridades de cada professor em relação à distribuição de horários de aulas. Além disso, os pesos atribuídos a essas necessidades serão ajustados semestralmente. O objetivo principal deste trabalho consistem em modelar matematicamente a alocação de horários de aulas e encontrar a solução desse modelo com o uso do solver Gurobi. Os resultados obtidos com o modelo proposto demonstraram uma redução significativa no tempo necessário para a geração de horários de aulas. Utilizando o solver Gurobi, o tempo de execução do modelo variou entre 10 e 16 segundos, em contraste com o processo manual, que pode levar até duas semanas. Essa eficiência permite uma rápida adaptação a mudanças e uma melhor utilização dos recursos disponíveis. Além disso, os cenários propostos para a validação do modelo indicaram que ele atende às exigências e preferências dos professores, contribuindo para a satisfação geral e uma distribuição mais equitativa das responsabilidades. |
| Abstract: | Operational Research is the area of knowledge that studies, develops and uses analytical methods to assist the decision-making process and the resolution of complex problems in different areas. Mathematical modeling has been promising as an approach to recommend resolution a real problem, the resolution of which finds solutions to complex problems. In this context, this research is dedicated to proposing and solving a mathematical model of mixed integer linear programming, which is implemented and solved with the help of the Gurobi optimization solver. This model aims to optimize the process of allocating class times for professors of the Computer Engineering course at the Federal Technological University of Paraná, Campus Apucarana. Currently, this process is carried out manually by the course coordinator, presenting limitations in terms of optimization and meeting the individual needs of teachers. For the development of this case study, a mechanism is proposed to collect the necessary information, providing the opportunity to meet the preferences and needs of each course teacher. The collection of information is personalized, allowing you to systematically gather data on the needs and priorities of each teacher in relation to the distribution of class schedules. Furthermore, the weights assigned to these needs will be adjusted every six months. The main objective of this work is to mathematically model the allocation of class times and find the solution to this model using the Gurobi solver. The results obtained with the proposed model demonstrated a significant reduction in the time required to generate class schedules. Using the Gurobi solver, the model execution time varied between 10 and 16 seconds, in contrast to the manual process, which can take up to two weeks. This efficiency allows for rapid adaptation to changes and better use of available resources. Furthermore, the scenarios proposed to validate the model indicated that it meets teachers’ demands and preferences, contributing to general satisfaction and a more equitable distribution of responsibilities. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37395 |
| Aparece nas coleções: | AP - Engenharia de Computação |
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