Otimização de grades horárias no ensino superior : um modelo matemático para minimizar atrasos na conclusão de cursos

Abstract

Resumo: A construção de grades horárias é um problema recorrente no ambiente das instituições de ensino superior. Trata-se de um problema complexo, uma vez que a qualidade da grade impacta diretamente na vida dos professores e discentes. A oferta de disciplinas sem um processo de otimização pode gerar limitações aos discentes no momento de definir quais disciplinas irão cursar, contribuindo para possíveis atrasos na conclusão de seus cursos. O presente trabalho descreve um modelo matemático de programação linear inteira mista (PLIM) baseado no University Course Timetabling Problem (UCTTP) que possibilita encontrar os melhores horários para oferta de disciplinas de modo a minimizar o número de períodos necessários para que um discente conclua a sua graduação. Diferentemente dos trabalhos já apresentados na literatura, focados nos docentes, esse modelo prioriza as necessidades dos discentes em sua construção. Para realizar a validação do modelo e testar a sua aplicabilidade utilizou-se de dados anônimos reais de uma universidade pública brasileira. Os resultados obtidos apontam que o modelo apresentou bom desempenho quando implementado, atingindo o objetivo proposto.

Abstract: The construction of schedules is a recurring problem in higher education institutions. It is a complex problem since the quality of the schedule directly impacts the lives of teachers and students. The offer of courses without an optimization process can generate limitations to students when defining which subjects, they will take, contributing to possible delays in the conclusion of their courses. This paper presents a mathematical model of mixed integer linear programming (PLIM) based on the University Course Timetabling Problem (UCTTP) that makes it possible to find the best times to offer courses to minimize the number of periods required for a student to complete his/her undergraduate degree. Unlike the papers already presented in the literature, which focus on teachers, this model prioritizes the needs of students in its construction. To validate the model and test its applicability, real anonymous data from a public Brazilian university was used. The results obtained indicate that the model presented good performance when implemented, reaching the proposed objective.