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研究生: 王江山
Wang, Jiang-Shan
論文名稱: 以多標規劃求解大學教師排課最佳化之研究
指導教授: 蔡長鈞
Tsai, Chang-Chun
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 管理學院 - 工業與資訊管理學系碩士在職專班
Department of Industrial and Information Management (on the job class)
論文出版年: 2004
畢業學年度: 92
語文別: 中文
論文頁數: 63
中文關鍵詞: 模糊多目標規劃非線性整數規排程問題限制滿足條件
外文關鍵詞: Non-linear integer programming, Fuzzy multiple objective programming, Schedule problem, Restricted condition
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  •   排課作業是一種複雜的排程問題,亦為NP-Complete(Non-deterministic Polynomial Time,非決定論多項式時間函數,即目前所知之求最佳解方法,其解題所需時間均是指數函數)的問題,同時也是一個多重限制滿足的問題。其問題本身為如何找出教師、學生、教學設施、規定習慣、選修與重(補)修、教育計劃、短期班次及上課時間等複雜限制條件下的最佳解。
      排課作業就是在滿足各種限制條件下適當的排出課表,本論文將限制滿足條件分成兩種模式,第一種是硬限制條件:指此限制是必須(Must)被滿足,且不可違背(例如每位老師可訂出某些時段不得排課等等)。第二種是軟限制條件:指最好(Prefer)能被滿足,盡量不要違背(例如同一班級可多開選修課,但選修課程的時段盡量不要相衝堂等等)。一個時段排課的可行解必須能滿足所有硬限制條件,並滿足越多的軟限制條件。
      本論文將考量教師偏好及衝堂懲罰值等因素建構一個模糊多目標規劃模式,目標分別為:(1)最小化衝堂懲罰值及(2)最大化教師偏好係數。並以專門解決非線性整數規劃問題之軟體LINGO,來求得該排課模式之最佳解(Optimum)。
      本研究配合LINGO軟體求解多限制、多目標的排課問題,非但節省排課管理人員的時間,而且在針對不同的個案時,僅須按照個案的不同的偏好度去更換目標函數之權重設定即可,不需要重新撰寫演算法之核心程式,具高度的適用性。

      Schedule-arranging is a very complicated schedule problem. It also a NP-Complete (Non-deterministic Polynomial Time) problem. So far, the NP-Complete is a function is a kind of exponential function which is best way to solve multiple restrictions, including the restrictions of teachers, students, teaching facility, rules, elected courses and make-up courses, educational plans, brief-class, course time. All the restrictions try to be satisfied in order to get the optimum.
      Schedule-arranging is to arrange suitable schedules which could satisfy every restricted conditions. The paper was divided restricted conditions into two models. The first one is hard restricted condition. The restrictions must be satisfied and without any violations, eg., teachers can ask no class in some time section. The second one is soft restricted condition. The restrictions prefer to being satisfied and better not to have any violations, eg., the class had better have some selected courses in different time sections. The Schedule-arranging function must satisfy all hard restricted conditions and satisfy the soft restricted conditions as many as possible.
      The study concerned about teachers’ preference and time-confliction punishment value to construct a fuzzy multiple objective programming model. The objectives are the minimum of time-confliction punishment value and the maximum of teachers’ preference coefficient. Also, the software LINGO what is used to solve non-linear integer programming was used in order to get the optimum of schedule-arranging model.
      The study used software LINGO to solve multiple-restriction and multiple-objective schedule problem could not only save schedule-arranging time. It was also highly applicable. It only needed to change the weight of objective function if the teachers’ preference varied, instead of rewriting the core function.

    中文摘要------------------------------------------------------Ⅰ 英文摘要------------------------------------------------------Ⅱ 致謝詞--------------------------------------------------------Ⅲ 目錄一覽表----------------------------------------------------Ⅳ 表目錄--------------------------------------------------------Ⅵ 圖目錄--------------------------------------------------------Ⅶ 第一章 緒論 1.1 研究背景與動機----------------------------------------1 1.2 研究目的----------------------------------------------2 1.3 研究內容與流程----------------------------------------2 1.4 結論--------------------------------------------------4 第二章 文獻回顧與探討 2.1 對排課問題之探討-------------------------------------5 2.2影響排課的因素---------------------------------------14 2.3排課問題的解決方法-----------------------------------16 2.4 排課之限制條件 2.4.1 硬限制條件-------------------------------------19 2.4.2 軟限制條件-------------------------------------19 2.5非線性整數規劃---------------------------------------20 2.6 模糊多目標規劃法 2.6.1 多目標規劃-------------------------------------20 2.6.2 模糊多目標規劃---------------------------------22 2.7 結論------------------------------------------------24 第三章 研究方法 3.1 研究限制與基本假設----------------------------------25 3.2 數學模式之建立--------------------------------------25 3.2.1 多目標模式之建構------------------------------25 3.2.2 原始多目標模式之建立--------------------------26 3.2.3 模糊多目標函數之建立--------------------------27 3.3 結論------------------------------------------------31 第四章 實證研究與分析 4.1 實例介紹與参數假設----------------------------------32 4.2 現況分析--------------------------------------------34 4.3 實證結果與分析--------------------------------------41 4.4 衝堂的解決方式--------------------------------------44 4.5 結論------------------------------------------------44 第五章 結論與建議 5.1 結論------------------------------------------------46 5.2 建議及未來研究方向----------------------------------47 參考文獻 中文部分------------------------------------------------48 英文部分------------------------------------------------50 附錄A-------------------------------------------------------52 附錄B-------------------------------------------------------55 附錄C-------------------------------------------------------58 附錄D-------------------------------------------------------61 附錄E-------------------------------------------------------62 附錄F-------------------------------------------------------63

    中文部分
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    下載圖示 校內:立即公開
    校外:2004-07-05公開
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