Lesson scheduling-assignment problem optimization and the application

Year 2025, Volume: 8 Issue: 2, 103 - 118, 31.07.2025

Mehmet Taşkıran , Mehmet Fatih Demiral

https://doi.org/10.58308/bemarej.1659912

Abstract

Lesson and time scheduling problems in educational institutions ensure that courses, classrooms and teachers, that is, necessary constraints, are organized appropriately by dividing them into appropriate time periods with weekly scheduling. The advancement of technology and the provision of many conveniences can also facilitate the manual problem-solving system. Thus, administrators can save time and the requirements can be met easily. In this study, lesson scheduling and time problems of some secondary schools, high schools, universities and the scheduling problems studied for assigning teachers and classrooms to appropriate courses, time slots in weekly scheduling were examined and compared in the literature. In the light of all these studies, a new program model has been developed. The model was first created using the data of a school and its solution was made real. In the time required to solve the problem, the solutions were examined and information about the model was given. New constraints have been added for the different schedules and the solution has been created in two stages in order to use it in every period. As a result, the most suitable solution was given within the acceptable time.

Keywords

Lesson Scheduling Problem , Constraints , Modelling , Scheduling

Ders çizelgeleme-atama problemi optimizasyonu ve bir uygulama

Abstract

Eğitim öğretim kurumları ders çizelgeleme problemleri, haftalık çizelgeleme ile derslerin, dersliklerin ve öğretmenlerin gerekli kısıtlamalara karşılık, saat dilimlerine bölünerek uygun şekilde düzenlenmesini sağlar. Teknolojinin ilerlemesi ve birçok kolaylığın sağlanması problemin manuel yolla çözülmesi sistemini geride bırakmıştır. Böylece yöneticilerin zamandan tasarruf etmesini ve gereksinimleri kolayca karşılamasını sağlar. Bu çalışma için, ortaokullar, liseler ve üniversitelerin ders planlaması ve zamanlaması sorunları araştırılmıştır. Planlamalarda öğretmenin ve sınıfların uygun olan ders ve zaman dilimlerine atanmasına yönelik sorunları incelenmiş ve literatürde karşılaştırma yapılmıştır. Bu çalışmalar ışığında yeni bir program modeli çalışılmıştır. Model ilk olarak bir okuldan alınan veriler kullanılarak oluşturulmuştur. Problemin çözümünde gereken süre içinde bulunan çözümler üzerinde çalışılmış ve model hakkında bilgi edinilmiştir. Farklı çizelgeler için yeni kısıtlar eklenmiş ve her dönemde kullanılabilecek iki aşamalı çözüm verilmiştir. Sonuç olarak kabul edilebilir süre içerisinde en uygun çözüm sağlanmıştır.

Keywords

Ders planlama , Kısıtlamalar , Modelleme , Çizelgeleme

Ethical Statement

Bu makale etik kurallara uygun olarak hazırlanmıştır.

Thanks

Bu makalenin yazarları yayın editörlerine ve hakemlerine teşekkür eder.

References

• Altunay, H., & Eren, T. (2017). Ders programı çizelgeleme problemi için bir literatür taraması-A literature review for course scheduling problem. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(1), 55-70.
• Burke, E. K., MacCarthy, B., Petrovic, S., & Qui, R. (2001). Case-based reasoning in course timetabling: An attribute graph approach. Case-based reasoning research and development. Proceedings of the 4th International Conference on Case Based Reasoning, 90-104, Vancouver, Canada.
• Cambazard, H., Demazeau, F., Jussien, N., & David, P. (2005). Interactively solving school timetabling problems using extensions of constraint programming. Practice and Theory of Automated Timetabling V. PATAT 2004, 5th International Conference, 190-207, Pittsburgh, PA, USA.
• Can, E. (2019). Çok amaçlı Ders Çizelgeleme Probleminin Çözümü için Metasegisel Yaklaşım Önerisi. (Yüksek Lisans Tezi). Kütahya Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kütahya, Türkiye.
• Cheng, E., & Kruk, S. (2007). A case study of an integer programming model for instructor assignments and scheduling problem. Aug 28-31, Proceedings of the 3rd Multidisciplinary International Conference on Scheduling: Theory and Applications (MISTA), 267-275, Paris, France.
• Dammak, A., Elloumi, A., & Kamoun, H. (2006). Lecture and tutorial timetabling at a Tunisian university. PATAT, 384–390.
• Daskalaki, S., Birbas, T., & Housos, E. (2004). An integer programming formulation for a case study in university timetabling. European Journal of Operational Research, 153(1), 117-135.
• Ekinci, V. (2012). Web Sayfası: http://www.scribd.com/doc/2527866/Uretim-Planlama-ve-Cizelgeleme (Erişim Tarihi: 25.01.2024)
• Emel, G. G., & Taşkın, Ç. (2002). Genetik algoritmalar ve uygulama alanları. Uludağ Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 21(1), 129-152.
• Gunawan, A., Ming, Ng, K., & Leng, P. K. (2008). A hybrid algorithm for the university course timetabling problem. Proceedings of 7th International Conference on the Practice and Theory of Automated Timetabling (PATAT), (s. 1-15).
• Gürel, Ü. B. (2012). Sınav Çizelgeleme Probleminin Optimizasyonu. (Yüksek lisans tezi). Maltepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
• Kalender, M. (2007). Ders Çizelgeleme Programı, Tmmob Elektrik Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi 2006-2007 Öğretim Yılı Proje Yarışması.
• Köçken, H. G., Özdemir, R., & Ahlatcıoğlu, M. (2014). Üniversite Ders Zaman Çizelgeleme Problemi İçin İkili Tamsayılı Bir Model ve Bir Uygulama. İstanbul Üniversitesi İşletme Fakültesi Dergisi, 43(1), 28-54.
• Mayer, A., Nothegger, C., Chwatal, A., & Raid, G.R. (2007). Solving the post enrollment course timetabling problem by ant colony optimization, PATAT, 7.
• Öner, A. (2002). Deniz Harp Okulu’nda Çizelgeleme / Atama Problemleri ve Çözüm Yöntemleri. (Doktora Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye.
• Özkan, A. (2019). Üniversite Ders Çizelgeleme Probleminin Tamsayılı Doğrusal Programlama ve Sezgisel Yaklaşımlar ile Çözümü. (Doktora tezi). Hacettepe Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• Öztürk, O. (2017). Sınav Takvimi Atama / Çizelgeleme Problemlerine Yazılımsal Bir Çözüm Denemesi. (Yüksek lisans tezi). Hitit Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Çorum, Türkiye.
• Özyandı, G. (2010). Ders Çizelgeleme Probleminin 0-1 Tamsayılı Programlama Tabanlı Uygulaması. (Yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
• Sağlam, V. (2007). İnteraktif Zaman Planlaması: Dağ Komando Okulu Örneği. (Yüksek lisans tezi). Süleyman Demirel Üniversitesi, Sosyal Bilimler Enstitüsü, Isparta, Türkiye.
• Santiago-Mozos, R., Salcedo-Sanz, S., DePrado-Cumplido, M., & Bousoño-Calzón, C. (2005). A two-phase heuristic evolutionary algorithm for personalizing course timetables: A case study in a Spanish university. Computers and Operations Research, 32(7), 1761-1776.
• Uçar, U. Ü. (2015). Belirsizlik Altında Dinamik Ders Programı Çizelgeleme: Gerçek bir uygulama. (Yüksek lisans tezi). Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, Türkiye.