Stundenplanung an Hochschulen Klaus Quibeldey-Cirkel Uni-GH Siegen, Technische Informatik

2 Überblick n Stundenplanung – ein Problem? –Was sagt die Konkurrenz, was die Informatik? KonkurrenzInformatikKonkurrenzInformatik n UniPlaner: Prototyp Prototyp –Dialoge & Web-Client n UniPlaner: NextGeneration –Neue Funktionen n Interessenten gesucht! –Alpha- & Beta-Kunden n Offene Fragen

Stundenplanung – ein Problem?  Web-Planspiel Web-Planspiel

4 Überblick n Stundenplanung am Beispiel n Lösungsansatz: Brute-Force-Methode n Lösungsansatz: Constraint-Technik

5 Stundenplanung Gegeben Veranstaltungen, Räume, Beschränkungen Ziel Verteilung der Veranstaltungen auf die Räume über der Zeit unter Berücksichtigung der Beschränkungen. Salvador Dali: „Zerrinnende Zeit“ (1931)

6 Beispiel: Räume & Zeitfenster

7 Angebotene Veranstaltungen

8 Studienordnung 2 Pflichtfächer (C  E) 2 Pflichtfächer (C  E) 1 Pflichtfach nach Wahl (A  D) 1 Pflichtfach nach Wahl (A  D) n Wahlfach B  Pflichtbelegungen: (C   )  (C  E  D)

9 Nebenbedingungen Dozenten: (Unteilbarkeit der Person) Dozent Y: (B C1)  (B C2)  (C1 C2) Dozent Z: (D E1)  (D E2)  (E1 E2) Studienordnung: (C  E  A)  (C E)  (C A)  (E A) (C  E  D)  (C E)  (C D)  (E D) Ausschlußzeiten: l Fach A:nur mittwochs l Fächer B, C:nicht montags l Fächer D, E:nicht montags Uhr

10 Brute-Force-Methode Naiver Lösungsansatz: systematisches Testen aller möglichen Verteilungen der Veranstaltungen auf die Räume

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12 Schritt: 1 Nicht erfüllte Nebenbedingung: Dozent X: Vorlesung A nur mittwochs

13 Schritt: 2 Nicht erfüllte Nebenbedingung: Dozent X: Vorlesung A nur mittwochs

14 Schritt: 3 Nicht erfüllte Nebenbedingung: Dozent X: Vorlesung A nur mittwochs

Ein wenig später...

16 Schritt: Nicht erfüllte Nebenbedingung: Vorlesung E1 nicht zeitgleich mit Übung E2

17 Schritt: Alle Nebenbedingungen erfüllt!

18 Mögliche Verteilungen Insgesamt:

19 Vergleichszahlen n 230 Veranstaltungen auf 250 freie Termine: verschiedene Verteilungen n Schachspiel: Partien n Weltall: Atome n Lotto 6 aus 49: 10 7 Zahlenkombinationen

20 Stundenplanung in Siegen (FB 12) n Verteilungs-Möglichkeiten: Virtueller Rechner: Test von 1 Billion (  ) Kombinationen pro Sekunde Virtueller Rechner: Test von 1 Billion (  ) Kombinationen pro Sekunde n Warten auf Ergebnis: max Jahre

21 Constraint-Technik Vorgehensweise: ausgehend von den Beschränkungen wird im voraus ein Großteil der Kombinationen ausgeschlossen

22 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2 Raum 1Raum 2

23 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2 Raum 1Raum 2

24 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2

25 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2 Raum 1Raum 2 Schritt: 1       

26 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2 Raum 1Raum 2 Schritt: 1     

27 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 1 

28 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 2  

29 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 3   

30 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 4    

31 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 5    

32 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Raum 1Raum 2 Schritt: 6     

33 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Die Veranstaltung E1 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Die Veranstaltung E1 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Raum 1Raum 2 Schritt: 6    

34 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 6    

35 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 7     

36 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Raum 1Raum 2 Schritt: 8      

37 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Die Veranstaltung E1 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Die Veranstaltung E1 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Raum 1Raum 2 Schritt: 8     

38 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 8    

39 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 9     

40 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Raum 1Raum 2 Schritt: 10      

41 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 10     

42 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Die Veranstaltung E2 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Raum 1Raum 2 Schritt: 11      

43 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Die Veranstaltung E1 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Die Veranstaltung E1 kann nicht plaziert werden  Backtracking! Raum 1Raum 2 Schritt: 11     

44 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 11    

45 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 12     

46 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2   Raum 1Raum 2 Schritt: 13      

47 VL A VL B VL C1 Ü C2 VL D VL E1 Ü E2  Raum 1Raum 2 Schritt: 13      

48 Ein Stundenplan nach nur 13 Schritten!

49 Web-Planspiel

UniPlaner-Prototyp: Dialoge & Web-Client Klaus Quibeldey-Cirkel Uni-GH Siegen, Technische Informatik (eingesetzt im FB 12 der Uni-GH Siegen seit WS 1996/97)

51 Raum- Verzeichnis

52 Dozenten-Verzeichnis

53 Erhebungsbogen I

54 Erhebungsbogen II

55 Erhebungsbogen III

56 Prioritätenliste

57 Web-Client n Erhebungsbögen im Internet –Kennwort-Schutz –Erster Einsatz im SS 1999 n Rückmeldungen per –Aktuelle Erhebungsdaten –Dozentenpläne n Demo: Java-Applet Java-Applet

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UniPlaner NextGeneration: Neue Funktionen Klaus Quibeldey-Cirkel Uni-GH Siegen, Technische Informatik

60 CeBIT-Feedback n Flexible Voreinstellungen –Zeitfenster, Veranstaltungstage, Studiengänge n Manuelles Einplanen von Ad-hoc- Veranstaltungen –Anzeigen der konfliktfreien Zeitfenster n Frei konfigurierbare Reports –SQL-Datenabfragen n Web-Publikation –Semesterpläne, Vorlesungsverzeichnis Semesterpläne

61 Look `n` Feel

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64 Neuer Arbeitsmodus

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66 Interessentenliste „UniPlaner NextGeneration“