Diseño e implementación de herramientas de optimización para la programación de exámenes en la ETSII

Abstract

[ES] En el presente TFG se desarrollan herramientas de optimización como soporte a la toma de decisiones en la ordenación académica de organizaciones universitarias con un volumen importante de titulaciones y asignaturas que comparten recursos comunes. El TFG se deriva de las oportunidades de mejora detectadas en los actuales procesos de asignación de fechas y aulas a los exámenes parciales, finales y extraordinarios en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (ETSII) de la UPV. Se trata de problemas complejos de asignación de recursos a actividades que requiere de un elevado tiempo de recursos de gestión y para los que los modelos de programación matemática resultan adecuados. Es por ello que, con objeto de conseguir soluciones óptimas y reducir el tiempo de gestión invertido en los anteriores procesos, se propone el diseño e implementación en Python de dos modelos de programación lineal entera mixta: uno para la programación de fechas de exámenes extraordinarios y otro para la asignación de exámenes parciales y finales a fechas y aulas. Ambos modelos presentan diversas variantes que se diferencian en los objetivos perseguidos y las restricciones activadas, lo que permite que el/la decisor/a genere diversas soluciones, seleccionando finalmente aquella que mejor se adapte a sus preferencias en cada momento. Una vez formulados, se procede a la validación de los modelos para posteriormente resolverlos con datos reales de la ETSII. Se analizan también las diferentes soluciones obtenidas, así como la eficiencia computacional. Finalmente, se puede afirmar que se han diseñado dos herramientas capaces de generar soluciones óptimas para la problemática objeto, tanto para los exámenes extraordinarios como ordinarios.

[CAT] En el present TFG es desenvolupen eines d'optimització com a suport a la presa de decisions en l'ordenació acadèmica d'organitzacions universitàries amb un volum important de titulacions i assignatures que comparteixen recursos comuns. El TFG es deriva de les oportunitats de millora detectades en els actuals processos d'assignació de dates i aules als exàmens parcials, finals i extraordinaris en l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial (ETSEI). Es tracta de problemes complexos d'assignació de recursos a activitats que requereix d'un elevat temps de recursos de gestió i per als quals els models de programació matemàtica resulten adequats. És per això que, a fi d'aconseguir solucions òptimes i reduir el temps de gestió invertit en els anteriors processos, es proposa el disseny i implementació en *Python de dos models de programació matemàtica lineal sencera mixta: un per a la programació de dates d'exàmens extraordinaris i un altre per a l'assignació d'exàmens parcials i finals a dates i aules. Tots dos models presenten diverses variants que es diferencien en els objectius perseguits i les restriccions activades, la qual cosa permet que el/la *decisor/a genere diverses solucions, seleccionant finalment aquella que millor s'adapte a les seues preferències a cada moment. Una vegada formulats, es procedeix a la validació dels models per a posteriorment resoldre'ls amb dades reals de l’ETSEI. S'analitzen també les diferents solucions obtingudes, així com l'eficiència computacional. Finalment, es pot afirmar que s'han dissenyat dues eines capaces de generar solucions òptimes per a la problemàtica objecte, tant per als exàmens extraordinaris com ordinaris.

[EN] This TFG develops optimisation tools to support decision-making in the academic organisation of university organisations with a large number of degrees and subjects that share common resources. The TFG is derived from the opportunities for improvement detected in the current processes of assigning dates and classrooms for mid-term, final and extraordinary exams in the School of Industrial Engineering (ETSII). These are complex problems of assigning resources to activities that require a high level of management resources and for which mathematical programming models are suitable. For this reason, in order to achieve optimal solutions and reduce the management time invested in the above processes, we propose the design and implementation in Python of two mixed integer linear mathematical programming models: one model for the scheduling of dates of extraordinary exams and another for the assignment of mid-term and final exams to dates and classrooms. Both models have several variants that differ in the objectives pursued and the constraints activated, allowing the decision-maker to generate several solutions, finally selecting the one that best suits his/her preferences at any given time. Once the models have been formulated, they are validated and then solved with real data from the ETSII. The different solutions obtained are also analysed, as well as the computational efficiency. Finally, it can be stated that two tools have been designed capable of generating optimal solutions for the problem in question, both for the extraordinary and ordinary exams.