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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Uma Abordagem Matheurística baseada em Large Neighborhood Search para o Problema da Distribuição de Disciplina
Autor(es): DEIVID REINKE SCHUTZ
Primeiro orientador: EDNA AYAKO HOSHINO
Resumo: A atribuição de disciplinas a professores em instituições de ensino superior é um problema combinatório recorrente, classificado como NP-difícil por sua relação com o Generalized Assignment Problem, cuja complexidade cresce com o número de docentes, disciplinas e restrições operacionais envolvidas, tornando métodos exatos como os baseados em Programação Linear Inteira (PLI) potencialmente inviáveis em tempo computacional para instâncias de maior porte, ao passo que abordagens puramente heurísticas não oferecem garantias de qualidade. Este trabalho propõe, implementa e avalia uma matheurística baseada em Large Neighborhood Search com reotimização por PLI, em um esquema do tipo fix-and-optimize, integrada como heurística primal ao solver SCIP, para o Problema da Distribuição de Disciplinas, modelado como um PLI cuja função objetivo maximiza a qualidade da atribuição com base em preferências docentes e compatibilidade de área, sujeito a restrições de cobertura obrigatória de todas as disciplinas, carga horária mínima anual e máxima semestral por professor.
Abstract: The assignment of courses to instructors in higher education institutions is a recurring combinatorial problem, classified as NP-hard due to its relationship with the Generalized Assignment Problem. Its complexity increases with the number of instructors, courses, and operational constraints involved, making exact methods such as those based on Integer Linear Programming (ILP) potentially computationally impractical for larger instances, while purely heuristic approaches provide no quality guarantees. This work proposes, implements, and evaluates a matheuristic based on Large Neighborhood Search with ILP reoptimization, following a fix-and-optimize scheme and integrated as a primal heuristic into the SCIP solver, for the Course Distribution Problem. The problem is modeled as an ILP whose objective function maximizes assignment quality based on instructor preferences and area compatibility, subject to mandatory coverage constraints for all courses and minimum annual and maximum semester teaching loads per instructor.
Palavras-chave: Distribuição de Disciplinas
Programação Linear Inteira
Branch-and-Bound
Matheurística
Large Neighborhood Search
Fix-and-Optimize
SCIP
País: 
Editor: Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Sigla da Instituição: UFMS
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/14672
Data do documento: 2026
Aparece nas coleções:Ciência da Computação - Bacharelado (FACOM)

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