ดาวน์โหลด All Proceeding - AS Nida

ดาวน์โหลด All Proceeding - AS Nida ดาวน์โหลด All Proceeding - AS Nida

as.nida.ac.th
from as.nida.ac.th More from this publisher
30.06.2013 Views

ดัชนี (Indices) r คือ อาจารยผูสอนโดยที่ r = 1, 2, …, R s คือ กลุมนักศึกษา โดยที่ s = 1, 2, …, S i คือ รายวิชาเรียนโดยที่ i = 1, 2, …, I j คือหองเรียนโดยที่ j = 1, 2, …, J k คือ ชวงเวลาสําหรับการเรียนโดยที่ k = 1, 2, …,K พารามิเตอร (Parameters) Fj = ความจุหอง j Ni = จํานวนนักศึกษาที่ลงวิชา i Air = เซตของวิชา i ที่อาจารย r เปนผูสอน Bis = เซตของวิชา i ที่กลุมนักศึกษา s เปนผูเรียน Tk = น้ําหนักชวงเวลาพิเศษ Cj = คาใชจายตอหอง j ตัวแปรตัดสินใจ (Decision Variables) 2) สมการเปาหมาย (Objective Function)กําหนดให - คาใชจายในการใชหองเรียนต่ําสุด - การเรียนการสอนนอกชวงเวลาต่ําสุด ฟงกชันคาต่ําสุด (Minimize) เปนฟงกชันการหาคาใชจายจาก การจัดตารางสอน และการจัดตารางสอนนอกชวงเวลา โดยฟงกชัน คือคาใชจายจากการจัดวิชา i ลงหองเรียน j ในชวงเวลา k ต่ําสุด และ ฟงกชัน คือชวงเวลา k ที่ถูกจัดนอกชวงเวลาราชการต่ําสุด คา Tar เปนคาที่ต่ําสุดของสมการเปาหมายนั้นๆ เชน Tar1 มีคาเปน 1000 บาท หมายถึงคาใชจายต่ําสุดที่สามารถเปนไปไดมีคา 1000 บาท ในการหาการ จัดนอกชวงเวลาที่ต่ําสุดแตละชวงเวลาถูกกําหนดคาน้ําหนัก Tk โดย กําหนดชวงเวลานอกราชการมีน้ําหนักมากกวา กําหนดชวงเวลาของการ เรียนการสอนนอกชวงเวลาราชการใหคาน้ําหนักมากเปน 2 และชวงเวลา ของการเรียนการสอนนอกในเวลาราชการใหคาน้ําหนักนอยเปน 1 จากตัวแบบหลายวัตถุประสงค (Multi Objectives) สามารถ เขียนเปนสมการเพื่อแกปญหาโดยใชโปรแกรมเชิงเสนไดดังนี้ (3) จากสมการที่ (3) คา เปนคาถวงน้ําหนักแสดง ความสําคัญ คา เปนคาถวงน้ําหนักของคาใชจายในการใชหองเรียน เปนคาถวงน้ําหนักของการเรียนการสอนนอกชวงเวลา โดย กําหนดให = 1 (1) (2) 16 3) สมการเงื่อนไข (Constrained) - ในแตละหองเรียน ณ ชวงเวลาหนึ่งๆสามารถจัดรายวิชาลงหองเรียนได ไมเกิน 1 วิชา (4) - ในแตละรายวิชา i ตองถูกจัดใหมีการเรียนการสอนในหองเรียน j และ ชวงเวลา k (5) - จํานวนนักศึกษาที่ลงเรียนรายวิชา i ในหองเรียนที่ j ชวงเวลาที่ k จะตอง มีจํานวนไมเกินความจุของหองเรียน j ที่สามารถรับได (6) - ณ วัน-เวลาหนึ่งๆ อาจารยผูสอนจะทําการสอนไดเพียง 1 วิชา เทานั้น (7) - ณ วัน-เวลาหนึ่งๆ นักศึกษาแตละกลุมชั้นปสามารถเรียนไดเพียง 1วิชา เทานั้น (8) 4.1 กรณีศึกษา กรณีศึกษาการจัดตารางสอนของภาควิชาอุตสาหการและการ จัดการ มหาวิทยาลัยศิลปากร ปจจุบันมีหองเรียน ( j) ที่ใชในการเรียนการ สอนของภาควิชาและของทางคณะทั้งหมด 10 หอง เปนหองเรียนของ ภาควิชา 2 หอง หองเรียนของคณะมี 8 หอง มีวิชาเรียน ( i ) ทั้งหมด 48 วิชา และมีการเรียนการสอนวันจันทรถึงวันเสาร ( k ) ตั้งแตเวลา 9.25 - 18.25 น. กลุมนักศึกษาที่เรียนมีภาควิชาอุตสาหการ ภาควิชาการจัดการ และโลจิสติกส ( s ) ชั้นปที่ 1 ถึงปที่ 4 มีอาจารยผูสอน ( r ) 21 คน เพื่อ แสดงถึงการประยุกตใชตัวแบบคณิตศาสตรที่สรางขึ้นนี้ ผูวิจัยไดนํา ขอมูลที่เกี่ยวกับการจัดตารางสอนของภาควิชาอุตสาหการและการจัดการ มหาวิทยาลัยศิลปากร ในปการศึกษา 2553 ภาคเรียนที่ 2 มาใชดังนี้ ขอมูล คาใชจายของหองเรียนจากขอกําหนดของคณะวิศวกรรมศาสตรฯ มหาวิทยาลัยศิลปากรดังตารางที่ 1 ขอมูลผูสอนและกลุมนักศึกษาที่ ลงทะเบียนเรียนแตละรายวิชารายวิชาดังตารางที่ 2 เซตของอาจารยที่สอน แตละรายวิชาดังตารางที่ 3 และเซตของนักศึกษาที่เรียนแตละรายวิชาดัง ตารางที่ 4 ตารางที่ 1 ความจุของหองเรียนและคาใชจายหองเรียน หอง ( j ) ความจุของหอง F j (คน) คาใชจาย C j (บาท/คาบเรียน) 515 60 75 513 100 135 135 80 270 136 80 270 137 80 270 138 80 270 (9)

ตารางที่ 1 (ตอ) หอง( j ) ความจุของหอง F j (คน) คาใชจาย C j (บาท/คาบเรียน) 139 80 270 140-1 120 360 142-3 120 360 144-6 180 540 ตารางที่ 2 ตัวอยางรายวิชาและจํานวนกลุมนักศึกษาที่ลงทะเบียนเรียน วิชา ( i ) อาจารย ( r ) กลุมนักศึกษา ( s ) จํานวนนักศึกษา ลงทะเบียนเรียน (N i) 614442 อาจารย A อุตสาหาร ป 4 80 614352 อาจารย B อุตสาหาร ป 3 80 619352 อาจารย C การจัดการ ป 3 85 619353 อาจารย D การจัดการ ป 3 90 ตารางที่ 3 ตัวอยางเซตของอาจารยที่สอนแตละรายวิชา (Rir ) อาจารย( r ) วิชา( i ) อาจารย A 614442, 614432, 614346, 614341, 614343 อาจารย B 614352, 614351, 614212 อาจารย C 614330, 614331 อาจารย D 619353, 619492 ตารางที่ 4 ตัวอยางเซตของนักศึกษาที่เรียนแตละรายวิชา (Sis ) กลุมนักศึกษา ( s ) วิชา( i ) อุตสาหาร ป 4 614442, 614351, 614362, 614413, 614442 การจัดการ ป 3 614331, 614101, 614322, 614341, 614344, 619352, 619353, 619311 วันและชวงเวลาหรือคาบเรียน เนื่องจากปจจุบันไดจัดใหมี การเรียนการสอนทั้งหมด 6 วัน ใน 1 สัปดาห แตละวิชาถูกจัดใหมีการ เรียนการสอนทั้งหมด 3 ชั่วโมงตอ 1 คาบเรียน ในแตละวันมีการเรียนการ สอนตั้งแต 9.25 - 18.25 น. แบงออกเปน 3 คาบเรียนคือ คาบที่ 1 ตั่งแต 9.25 - 12.05 น. คาบที่ 2 ตั่งแต 13.00 - 15.40 น. และคาบที่ 3 เปนการ เรียนการสอนนอกชวงเวลาราชการตั่งแต 15.40 - 18.25 น. โดยกําหนดคา ถวงน้ําหนักของคาใชจายในการใชหองเรียนและคาการเรียนการสอน นอกชวงเวลามีคาเปน0.5 4.2 ผลการวิจัย จํานวนตัวแปรในแบบจําลองทางคณิตศาสตรที่เปนตัวแปร ตัดสินใจในปญหาการจัดตารางเรียนตารางสอนนี้มีทั้งสิ้น i×j×k = 8,640 ตัวแปร ในการศึกษาการแกปญหาการจัดตารางสอนดวยแบบจําลอง ทางคณิตศาสตร ไดนําผลการทดลองการหาคําตอบที่ดีที่สุดจาก 17 แบบจําลองทางคณิตศาสตรโดยใชโปรแกรม IBM ILOG CPLEX 12.2 ในการหาคําตอบไดตารางการเรียนการสอนโดยสรุปเปนตารางการใช หองเรียนของแตละวิชาไดดังแสดงในตารางที่ 2 - 6 ตารางที่2 ตารางการใชหอง 515 หอง 515 9.25-12.05น. 13.00-15.40น. 15.45-18.25น. จันทร 614202 619316 614323 อังคาร 29 r8 s7 614413 พุธ 614301 40 r19 s8 614432 พฤหัสบดี 614101 614432 614445 ศุกร 619314 614362 เสาร 614395 ตารางที่3 ตารางการใชหอง 513 หอง 513 9.25-12.05น. 13.00-15.40น. 15.45-18.25น. จันทร 614331 614231 619352 อังคาร 614454 614344 619313 พุธ 619353 619311 พฤหัสบดี 614203 614322 ศุกร เสาร 614101 614341 ตารางที่4 ตารางการใชหอง 135 หอง 135 9.25-12.05น. 13.00-15.40น. 15.45-18.25น. จันทร 614394 614343 อังคาร 614330 614352 พุธ 614442 พฤหัสบดี 614351 614351 ศุกร เสาร 614452 614322 ตารางที่5 ตารางการใชหอง 142-3 หอง 142-3 9.25-12.05น. 13.00-15.40น. 15.45-18.25น. จันทร 614211 อังคาร 614211 6 r11 s6 พุธ 614101 614212 พฤหัสบดี 614213 619254 ศุกร เสาร 614291 614232 ตารางที่6 ตารางการใชหอง 144-6 หอง 144-6 9.25-12.05น. 13.00-15.40น. 15.45-18.25น. จันทร 619211 อังคาร 619251 พุธ พฤหัสบดี 614111 ศุกร เสาร 619253

ดัชนี (Indices)<br />

r คือ อาจารยผูสอนโดยที่<br />

r = 1, 2, …, R<br />

s คือ กลุมนักศึกษา<br />

โดยที่<br />

s = 1, 2, …, S<br />

i คือ รายวิชาเรียนโดยที่<br />

i = 1, 2, …, I<br />

j คือหองเรียนโดยที่<br />

j = 1, 2, …, J<br />

k คือ ชวงเวลาสําหรับการเรียนโดยที่<br />

k = 1, 2, …,K<br />

พารามิเตอร (Parameters)<br />

Fj = ความจุหอง j<br />

Ni = จํานวนนักศึกษาที่ลงวิชา<br />

i<br />

Air = เซตของวิชา i ที่อาจารย<br />

r เปนผูสอน<br />

Bis = เซตของวิชา i ที่กลุมนักศึกษา<br />

s เปนผูเรียน<br />

Tk = น้ําหนักชวงเวลาพิเศษ<br />

Cj = คาใชจายตอหอง j<br />

ตัวแปรตัดสินใจ (Decision Variables)<br />

2) สมการเปาหมาย (Objective Function)กําหนดให<br />

- คาใชจายในการใชหองเรียนต่ําสุด<br />

- การเรียนการสอนนอกชวงเวลาต่ําสุด<br />

ฟงกชันคาต่ําสุด<br />

(Minimize) เปนฟงกชันการหาคาใชจายจาก<br />

การจัดตารางสอน และการจัดตารางสอนนอกชวงเวลา โดยฟงกชัน<br />

คือคาใชจายจากการจัดวิชา i ลงหองเรียน j ในชวงเวลา k ต่ําสุด<br />

และ<br />

ฟงกชัน คือชวงเวลา k ที่ถูกจัดนอกชวงเวลาราชการต่ําสุด<br />

คา Tar<br />

เปนคาที่ต่ําสุดของสมการเปาหมายนั้นๆ<br />

เชน Tar1 มีคาเปน 1000 บาท<br />

หมายถึงคาใชจายต่ําสุดที่สามารถเปนไปไดมีคา<br />

1000 บาท ในการหาการ<br />

จัดนอกชวงเวลาที่ต่ําสุดแตละชวงเวลาถูกกําหนดคาน้ําหนัก<br />

Tk โดย<br />

กําหนดชวงเวลานอกราชการมีน้ําหนักมากกวา<br />

กําหนดชวงเวลาของการ<br />

เรียนการสอนนอกชวงเวลาราชการใหคาน้ําหนักมากเปน<br />

2 และชวงเวลา<br />

ของการเรียนการสอนนอกในเวลาราชการใหคาน้ําหนักนอยเปน<br />

1<br />

จากตัวแบบหลายวัตถุประสงค (Multi Objectives) สามารถ<br />

เขียนเปนสมการเพื่อแกปญหาโดยใชโปรแกรมเชิงเสนไดดังนี้<br />

(3)<br />

จากสมการที่<br />

(3) คา เปนคาถวงน้ําหนักแสดง<br />

ความสําคัญ คา เปนคาถวงน้ําหนักของคาใชจายในการใชหองเรียน<br />

เปนคาถวงน้ําหนักของการเรียนการสอนนอกชวงเวลา<br />

โดย<br />

กําหนดให = 1<br />

(1)<br />

(2)<br />

16<br />

3) สมการเงื่อนไข<br />

(Constrained)<br />

- ในแตละหองเรียน ณ ชวงเวลาหนึ่งๆสามารถจัดรายวิชาลงหองเรียนได<br />

ไมเกิน 1 วิชา<br />

(4)<br />

- ในแตละรายวิชา i ตองถูกจัดใหมีการเรียนการสอนในหองเรียน j และ<br />

ชวงเวลา k (5)<br />

- จํานวนนักศึกษาที่ลงเรียนรายวิชา<br />

i ในหองเรียนที่<br />

j ชวงเวลาที่<br />

k จะตอง<br />

มีจํานวนไมเกินความจุของหองเรียน j ที่สามารถรับได<br />

(6)<br />

- ณ วัน-เวลาหนึ่งๆ<br />

อาจารยผูสอนจะทําการสอนไดเพียง<br />

1 วิชา<br />

เทานั้น<br />

(7)<br />

- ณ วัน-เวลาหนึ่งๆ<br />

นักศึกษาแตละกลุมชั้นปสามารถเรียนไดเพียง<br />

1วิชา<br />

เทานั้น<br />

(8)<br />

4.1 กรณีศึกษา<br />

กรณีศึกษาการจัดตารางสอนของภาควิชาอุตสาหการและการ<br />

จัดการ มหาวิทยาลัยศิลปากร ปจจุบันมีหองเรียน ( j) ที่ใชในการเรียนการ<br />

สอนของภาควิชาและของทางคณะทั้งหมด<br />

10 หอง เปนหองเรียนของ<br />

ภาควิชา 2 หอง หองเรียนของคณะมี 8 หอง มีวิชาเรียน ( i ) ทั้งหมด<br />

48<br />

วิชา และมีการเรียนการสอนวันจันทรถึงวันเสาร ( k ) ตั้งแตเวลา<br />

9.25 -<br />

18.25 น. กลุมนักศึกษาที่เรียนมีภาควิชาอุตสาหการ<br />

ภาควิชาการจัดการ<br />

และโลจิสติกส ( s ) ชั้นปที่<br />

1 ถึงปที่<br />

4 มีอาจารยผูสอน<br />

( r ) 21 คน เพื่อ<br />

แสดงถึงการประยุกตใชตัวแบบคณิตศาสตรที่สรางขึ้นนี้<br />

ผูวิจัยไดนํา<br />

ขอมูลที่เกี่ยวกับการจัดตารางสอนของภาควิชาอุตสาหการและการจัดการ<br />

มหาวิทยาลัยศิลปากร ในปการศึกษา 2553 ภาคเรียนที่<br />

2 มาใชดังนี้<br />

ขอมูล<br />

คาใชจายของหองเรียนจากขอกําหนดของคณะวิศวกรรมศาสตรฯ<br />

มหาวิทยาลัยศิลปากรดังตารางที่<br />

1 ขอมูลผูสอนและกลุมนักศึกษาที่<br />

ลงทะเบียนเรียนแตละรายวิชารายวิชาดังตารางที่<br />

2 เซตของอาจารยที่สอน<br />

แตละรายวิชาดังตารางที่<br />

3 และเซตของนักศึกษาที่เรียนแตละรายวิชาดัง<br />

ตารางที่<br />

4<br />

ตารางที่<br />

1 ความจุของหองเรียนและคาใชจายหองเรียน<br />

หอง ( j ) ความจุของหอง F j (คน) คาใชจาย C j (บาท/คาบเรียน)<br />

515 60 75<br />

513 100 135<br />

135 80 270<br />

136 80 270<br />

137 80 270<br />

138 80 270<br />

(9)

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!