Stundenplan-Constraints

Raum- und Ausstattungsrandbedingungen im Stundenplan

Fachräume als harte Randbedingungen, Kapazität und Ausstattung als Grenzen und die Raumdaten, die Sie modellieren sollten, bevor Sie den Solver beschuldigen.

Juho Isola, Gründer von Smootables

Ein freier Raum ist nicht automatisch ein nutzbarer Raum. Eine Klasse, die ein Labor braucht, kann nicht in einem Standardraum laufen, also sind Fachraumbedarfe harte Randbedingungen: Der falsche Raumtyp ist gar keine Lösung. Raumverfügbarkeit ist eine der Hauptursachen für Unlösbarkeit.

Kapazität und Ausstattung ziehen das Modell weiter zusammen: Arbeitsplätze, Werkbänke und Maschinen begrenzen, wie viele Gruppen einen Raum gleichzeitig nutzen können.

Dieser Leitfaden behandelt die Raumdaten, die sich zu modellieren lohnen, und wo jede Regel auf der Hart-weich-Linie sitzt. Für die werkstattlastige Version dieses Problems siehe Werkstatt- und Laborplanung.

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Fachraumbedarfe sind hart: Der falsche Raumtyp macht den Slot zu keiner Lösung.
  • Raumverfügbarkeit ist ein Haupttreiber von Unlösbarkeit; modellieren Sie sie vor dem ersten Lauf.
  • Arbeitsplätze, Werkbänke und Maschinen begrenzen, wie viele Gruppen sich einen Raum teilen.
  • Die meisten Raumfehler sind Datenfehler: Typen, Verfügbarkeit und Kapazität falsch erfasst.

Die Raumfakten, die zu erfassen sind

Raumfehler sind meist Datenfehler. Erfassen Sie diese, bevor Sie einen Lauf beurteilen.

  • Raumtyp: welche Stunden dieser Raum überhaupt aufnehmen kann
  • Verfügbarkeit: wann der Raum geplant werden kann
  • Kapazität: wie viele Schüler der Raum fasst
  • Ausstattung: Arbeitsplätze, Werkbänke, Maschinen und was sie begrenzen
  • Teilungsregeln: welche Gruppen oder Fächer um den Raum konkurrieren
  • Welche Stunden den Fachraum wirklich benötigen

Hart, wo die Stunde nicht stattfinden kann

Die Hart-weich-Linie für Räume ist eine einzige Frage: Kann die Stunde in diesem Raum überhaupt stattfinden? Eine Laborklasse in einem Standardraum ist kein schlechterer Stundenplan, sie ist kein Stundenplan. Diese Anforderungen sind harte Randbedingungen und gehören als solche ins Modell.

Alles oberhalb dieser Linie ist Wunsch: schönere Räume, kürzere Wege, ein Fachbereich, der auf einem Flur bleibt. Diese tragen Gewichte, keine Vetos, aus den Gründen, die harte Randbedingungen behandelt.

So geht es in Smootables: Räume, Ausstattung und erlaubte Räume

Räume und Ausstattung sind Ressourcentypen in den Ressourcen, mit derselben Regeloberfläche wie Lehrkräfte, wo sie zutrifft: Raum-Nichtverfügbarkeit wird unter Verfügbarkeit erfasst, als ganztägige Blöcke oder wiederkehrende Regeln innerhalb des Tages.

Die Typregel wird je Lerneinheit durchgesetzt: Die Einstellungen der Lerneinheit tragen die erlaubten Räume für das Fach, und der Solver behandelt sie als hart. Auf einer einzelnen Platzierung kann der Raum Beliebiger Raum, bestimmte Räume, Remote (kein Raum) oder Später zu entscheiden sein. Scheitert ein Solve an Räumen, sagt der Bericht das in typisierten Ursachen (Raumpool zu klein, Raum nicht erlaubt, Raumkapazität zu klein) mit vorgeschlagenen Aktionen wie erlaubte Räume ändern oder Räume ergänzen.

Raumrandbedingungen vorbereiten

Das Ziel ist, dass der erste Unlösbarkeitsbericht auf echte Knappheit zeigt, nicht auf fehlende Daten.

  1. Prüfen Sie die Räume: Typen, Kapazitäten und die Ausstattung in jedem.
  2. Erfassen Sie die Verfügbarkeit jedes geteilten Raums und jedes Fachraums.
  3. Hängen Sie Raumanforderungen an die Fächer, die sie wirklich haben.
  4. Lassen Sie allgemeinen Stunden die Freiheit, jeden geeigneten Raum zu nehmen.
  5. Prüfen Sie Nachfrage gegen Angebot je Raumtyp, bevor Sie generieren.
  6. Behandeln Sie wiederholte Kollisionen um einen Raum als Knappheitssignal, nicht als Planungsfehler.

Wenn das Raummodell auf die anderen trifft

Raumrandbedingungen wirken zusammen: Ein Fachraum verengt die Optionen, die Lehrkraft, die die Klasse übernehmen kann, verengt sie erneut, und die übrigen Stunden der Gruppe verengen sie ein drittes Mal. Unlösbarkeit entsteht meist aus der Schnittmenge, weshalb das Denken in einer einzelnen Randbedingung in die Irre führt.

Die Reparaturarbeit beginnt bei den Daten: Datenvorbereitung behandelt die Prüfung, und die Anleitungen für die zwei schärfsten Fälle sind Räume nach Fach einschränken und Werkstattraumkapazität.

Fragen von Planern zu Raumrandbedingungen

Warum ist der Stundenplan unlösbar, obwohl Räume sichtbar frei sind?

Frei ist nicht der Test; geeignet ist er. Wenn die verbleibenden Stunden alle dieselben Fachräume zu denselben Zeiten brauchen, sind die freien allgemeinen Räume irrelevant. Deshalb treibt Raumverfügbarkeit die Unlösbarkeit so oft.

Sollten Raumwünsche harte Randbedingungen sein?

Nur Raumanforderungen. Eine naturwissenschaftliche Klasse, die außerhalb eines Labors nicht laufen kann, ist hart. Eine Lehrkraft, die Raum 12 mag, ist weich, und diesen Wunsch hart zu machen ist ein klassischer Weg, einen Stundenplan unmöglich zu machen.

Wie unterscheidet sich Ausstattung von Räumen im Modell?

Ausstattung ist eine zählbare Ressource in oder über Räume hinweg: Arbeitsplätze, Werkbänke, Maschinen. Sie begrenzt, wie viele Gruppen gleichzeitig arbeiten können, was eine Kapazitätsregel ist und keine Ortsregel.

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