Universität-Gesamthochschule Siegen Fachbereich Elektrotechnik und Informatik Fachgruppe Technische Informatik

 

   

 

Zielgruppe

 Stundenplaner an Universitäten und Hochschulen

Problem

 Eine Bedarfsanalyse zur Stundenplanung an Hochschulen hat ergeben, daß nur mit Mühe die wichtigsten Anforderungen erfüllbar sind, wie zum Beispiel das überlappungsfreie Plazieren von Pflicht- und Wahlveranstaltungen. Ein hochwertiger Stundenplan muß aber alle Ansprüche erfüllen: der Dozenten, Studierenden und der Prüfungsordnung. Stundenplanung zählt zu den klassischen Zeitplanungsproblemen der Informatik und ist in der Regel "NP-vollständig", das heißt es ist kein Algorithmus bekannt, der in akzeptabler Zeit ein Ergebnis liefert.

Lösung

 Im UniPlaner haben wir den innovativen Ansatz der Constraint-Programmierung gewählt: Der kombinatorische Suchraum wird entsprechend den Anforderungen (Constraints) schrittweise eingeschränkt, um so in kürzester Zeit ein Ergebnis zu erhalten, das möglichst vielen Ansprüchen genügt. Falls es eine – im Sinne der Anforderungen – gute Lösung gibt, so findet der UniPlaner diese oder zeigt an, daß mit dem Raumkontingent eine solche unmöglich ist.

Fakten

 Komplexes Beispiel: 225 Veranstaltungen von 129 Dozenten, verplant auf 257 freie Zeitfenster (verteilt über 16 Räume und 3 Grundstücke) unter Berücksichtigung aller Randbedingungen (siehe Rückseite), in weniger als 3 Stunden. Windows-Rechner: 200-MHz-Pentium, 64 MB RAM.
Referenzen: International ILOG Solver and ILOG Schedule Users' Conference, 1996 in Paris;
International Conference on the Practical Application of Constraint Technology, 1997 in London.

Ihr Nutzen

 Zeitgewinn: Sie können jetzt verschiedene Szenarien durchspielen – in Minuten statt Wochen!
Welche Anforderungen sind mit welchem Raumkontingent erfüllbar? Was wäre, wenn …?
Sicherheit: Die Qualität des Stundenplans wird objektiv meß- und einstellbar.

 

UniPlaner berücksichtigt folgende Randbedingungen:

Rand-
bedingungen

(Vergabe der Prioritäten 1-24
am Beispiel des Fachbereichs Elektrotechnik
und Informatik
der Uni Siegen)
  1. Keine Überschneidung der Pflichtfächer eines Semesters
  2. Keine Überschneidung der Pflichtfächer nach Wahl
  3. Termine der Service-Veranstaltungen anderer Fachbereiche
  4. Kapazität des Raumes ³ Anforderung des Dozenten
  5. Ausschlußzeiten der Dozenten
  6. Semesterübergreifende Fächer, die im aktuellen Semester gemeinsam gehört werden können, auch in den folgenden Semestern so legen
  7. Erhebungsbogen-Priorität 1*
  8. Veranstaltungen nicht auf 18-20 Uhr oder später legen
  9. Erhebungsbogen-Priorität 2*
  10. Keine Überschneidung der Wahlpflichtfächer eines Fachgebiets
  11. Kapazität des Raumes £ 2-fache Anforderung des Dozenten
  12. Gewünschte Raumausstattung
  13. Terminwünsche der Dozenten
  14. Übung nach zugehöriger Vorlesung
  15. Erhebungsbogen-Priorität 3*
  16. Zahl der täglichen Veranstaltungen Î {0, 2, 3, 4} für Studenten im Grundstudium
  17. Keine Überschneidung der Brückenkurse mit Pflichtfächern (Grundstudium)
  18. Keine Überschneidung von Fächern mit niedriger Erfolgsquote im 1./2. Semester mit Pflichtveranstaltungen des 3./4. Semesters
  19. Sprechzeiten der Dozenten und wichtiger Hochschulinstitutionen
  20. Veranstaltungen nicht auf 16-18 Uhr legen
  21. Erhebungsbogen-Priorität 4*
  22. Anzahl der Veranstaltungen pro Semester (viele Feiertage im Sommersemester!)
  23. Fachbereichs-interne Kolloquien
  24. Fachbereichsrats-Sitzungen

* Erhebungsbogen-Prioritäten: Der Dozent kann persönliche Ansprüche an den Stundenplan stellen und diese individuell gewichten: Veranstaltungen zeitlich unmittelbar hintereinander oder nicht, Veranstaltungen an wie vielen hintereinander liegenden Tagen, wie viele Veranstaltungen pro Tag, kürzester Weg zwischen Büro und Veranstaltungsort sowie zwischen zwei aufeinanderfolgenden Veranstaltungen.

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