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Metodologia para definição das características relevantes, tipificação de problemas de elaboração de escala de professores e escolha do algoritmo adequado para resolução

Processo: 15/08967-3
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de agosto de 2016 - 30 de abril de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Produção - Pesquisa Operacional
Pesquisador responsável:Rodrigo Carareto
Beneficiário:Rodrigo Carareto
Empresa:Brunoro e Orsatti Pesquisa e Desenvolvimento Ltda
Município: São Paulo
Pesquisadores principais:Guilherme Barroso Mainieri
Bolsa(s) vinculada(s):16/17958-0 - Pesquisa e desenvolvimento de algoritmos para resolução de problemas de escala de professores aplicados a instituições de ensino do Brasil, BP.TT
16/09334-7 - Metodologia para definição das características relevantes, tipificação de problemas de elaboração de escala de professores e escolha do algoritmo adequado para resolução, BP.PIPE
Assunto(s):Otimização combinatória  Otimização  Modelos matemáticos  Algoritmos  Pesquisa Tabu  Problemas de timetabling  Professores 

Resumo

Muitas instituições de ensino brasileiras procuram soluções para elaborar e gerir a escala de aulas dos professores com o objetivo de substituir um processo que é realizado manualmente, gastando excessivas horas de recursos humanos e que pode, inclusive, gerar custos adicionais por conta de horários de professores com aulas vagas (janelas). Além disso, nem sempre é possível garantir manualmente uma distribuição uniforme de aulas de uma mesma disciplina ou de uma mesma área (disciplinas de exatas, por exemplo) para uma turma. Há no mercado softwares dedicados para a resolução deste tipo de problema (timetabling problem), que é um caso de problema de alocação de recursos com restrições (de espaço físico, temporal e de pessoas). Estes softwares utilizam, em geral, algoritmos já difundidos na literatura. No entanto, por focarem em casos específicos, e pelo fato das escolas brasileiras apresentarem diferentes características que impactam a possibilidade de resolução do problema, estes algoritmos nem sempre se mostram individualmente adequados para situações particulares. Apesar de ser possível resolver estas situações valendo-se destes softwares, muitas vezes elas tornam-se inviáveis. Por exemplo, quando uma escola possui duas unidades que compartilham alguns professores, é possível considerar cada unidade como um problema separado em que, para os professores compartilhados pelas unidades, o usuário divide manualmente as disponibilidades destes professores para não alocar aulas concomitantes de um mesmo professor. No entanto, testar todas as opções para obter uma solução otimizada torna-se um trabalho contraproducente. Ou, ainda, quando há muitos professores compartilhados, esta tarefa se mostra inviável. Além disso, sendo um dos objetivos principais destes softwares automatizar o processo de elaboração da escala, minimizando o trabalho do usuário, esta estratégia se mostra contrária a este objetivo principal. Desta forma, do ponto de vista científico, o desafio deste projeto de pesquisa é desenvolver uma metodologia que: 1) identifique as características relevantes para o problema de elaboração de escala; 2) propicie a identificação do tipo de problema a ser resolvido de acordo as características da instituição e, consequentemente; 3) estabeleça a escolha do algoritmo mais adequado (ou da combinação de algoritmos para cada estágio do problema) e sua respectiva parametrização. (AU)

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