Modellierung und Implementierung des Kursplanungsproblems
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Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird das Kursplanungsproblem vorgestellt. Das Problem wird seit letztem Jahrhundert untersucht. Die Kursplanung und deren Schwerpunkte ändern sich schnell mit der Zeit. Viele Fragen werden bei der Forschung gestellt, wie zum Beispiel die Aufstellung eines Kursplanes mit dem Schwerpunkt auf Präferenzen der Studierenden, Optimierung der Kapazitäten eines Universitätscampus während einer Pandemie und viele weitere.
In einem Kursplan sollen die Schulungseinheiten zu Zeitperioden (Zeitslots), Dozenten und Räumen zugewiesen werden. Diese Schulungseinheiten sind als Unterrichten eines Faches definiert. Darüber hinaus wird jedes Fach einem oder mehreren Lehrgängen zugeordnet.
Das primäre Ziel bei der Ausstellung eines Kursplans ist, die Konflikte zu vermeiden. Unter diesen Konflikten sind die zeitlichen und örtlichen Überlappungen zwischen einzelnen Schulungseinheiten eines Lehrganges zu verstehen. Zum Beispiel finden mehrere Schulungseinheiten von einem Fach eines Lehrganges während eines Zeitslots statt. Das entspricht einem Konflikt.
Die zur Verfügung stehenden Dozenten und Räume besitzen einige Beschränkungen, wie zum Beispiel örtliche Präferenzen eines Dozenten oder zeitliche Verfügbarkeit eines Raums. Diese Beschränkungen führen zur möglichen Knappheit dieser Ressourcen. In diesem Fall wird eine Schulungseinheit im künstlichen Raum oder vom künstlichen Dozenten unterrichtet.
Im mathematischen Modell wird die Vorrangbedingung (engl. „Precedence“) präsentiert. Diese Vorrangbedingung behauptet, dass die Fächer eines Lehrganges in einer vordefinierten Reihenfolge unterrichtet werden sollen. Das bedeutet, dass ein Fach erst abgeschlossen werden muss, bevor die Schulung des nächsten Faches angefangen werden kann.
Das Modell wird als gemischt-ganzzahliges Problem aufgestellt, in Java implementiert und schließlich evaluiert. Das Ziel der Evaluierung ist, die Laufzeiten der Solver SCIP und CBC anhand 100 unterschiedlichen Probleminstanzen zu untersuchen.