3. Trabajo de Campo 3
Reasignación Áulica y Distribución de Espacios en la UTN-FRT
Reasignación Áulica y Distribución de Espacios en la Universidad Tecnológica
Nacional – Facultad Regional Tucumán
Hernan Antoni -
Javier Caniparoli – javier.caniparoli@gmail.com
Martin Rojas -
Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Tucumán
Catedra de Investigación Operativa
1 Introducción:
1.1 Resumen:
La Facultad Regional Tucumán cuenta con 38 aulas, 64 comisiones de Ingeniería, 20
comisiones de tecnicaturas/licenciaturas y aproximadamente 2800 alumnos. Este proyecto
busca distribuir de manera equitativa los recursos minimizando el espacio desperdiciado.
El planteo del problema requiere que se utilicen aproximadamente:
38 * 84 = 2352 Variables. Este cálculo se debe a la multiplicación del total de aulas por
el total de comisiones. Debido a que forzamos el modelo para que las comisiones de 1er
año de todas las carreras ocupen preferentemente la planta baja entonces se disminuyo
mucho ese número de variables a 1264.
El modelo dispone de aproximadamente 160 restricciones que representan:
─ Cada aula podrá ser ocupada por una sola comisión en cada turno.
─ Cada comisión podrá ocupar solo un aula.
─ Restricciones del tipo Horario para evitar choque de turnos.
La función objetivo dará un resultado expresado en alumnos que quiere decir la
cantidad de alumnos que estarán sobrando en todas las aulas (todos los turnos).
1.2 Definición del Problema:
La organización de las Aulas en nuestra facultad tiene serios Problemas. Los alumnos
somos los principales afectados ya que no podemos gozar completamente de los
beneficios que son otorgados por nuestra facultad. Existen diversos problemas, entre los
más importantes se encuentran la superposición horaria y asignación de Aulas Espaciosas
a los cursos que poseen pocos alumnos.
El problema de asignación de aulas y optimización de espacios ha sido desarrollado e
investigado hasta el día de hoy utilizando diversas herramientas y tecnologías.
Actualmente, este proceso es llevado a cabo manualmente, estimando y seleccionando
las aulas como mejor parecen ajustarse. Este procedimiento descuida muchos aspectos, es
por ello que buscamos una mejor manera de realizar esta tarea abarcando la mayor
cantidad de criterios posibles.
En este trabajo se propone encontrar una solución óptima al problema de asignación de
aulas utilizando la programación lineal. Dada la esencia de esta problemática, nuestra
investigación se centra en un Modelo de asignación que busca minimizar el espacio
desperdiciado en cada aula, otorgando donde estará ubicada físicamente cada comisión.
4. 4 Cátedra: Investigación Operativa
2 Justificación
Decidimos aplicar un modelo de asignación, caso especial de Programación Lineal para
encarar esta problemática ya que creemos que dará una solución que podría beneficiar a
todos las personas que usan los espacios de la Facultad Regional Tucumán, tanto
profesores como estudiantes. Con frecuencia nos vemos afectados a algún tipo de
inconveniente. En ciertas ocasiones, tenemos que salir antes de que finalice el horario de
clases para poder dar lugar a otro grupo que está esperando que el aula se desocupe. El
desafío planteado para encontrar una solución fue visualizado al decidir cuál sería el tema
de nuestro proyecto ya que éramos consientes de que sería un arduo trabajo. Además,
hablando con profesores, comprendimos que podríamos colaborar enormemente para que
nuestra Facultad siga creciendo.
3 Objetivo
El problema que tratamos en este proyecto, es la optimización del uso de los recursos
necesarios en la UTN-FRT, por lo tanto nuestros objetivos principales son:
1. Optimizar el espacio disponible asignado a cada comisión teniendo en cuenta la
demanda de alumnos por comisión y la capacidad de cada aula.
2. Evitar el solapamiento de horarios en la ocupación de los espacios físicos destinados a
las actividades áulicas.
3. Conseguir una propuesta de distribución de aulas, considerando comisiones y horarios
para cada turno (Mañana, tarde y Noche).
4 Hipótesis y Supuestos
─ Las comisiones de 1er año ocuparan las aulas de planta baja para una mayor
comodidad.
─ Los cursos numerosos ocuparan las aulas de planta baja y 1er piso ya que son las
más grandes.
─ Las comisiones de los primeros años ocuparan las aulas más espaciosas debido a la
cantidad de gente que concurre a ellas.
─ El solapamiento de ocupaciones de aulas entre los turnos tarde y noche afectan el
cursado de una materia.
─ Las comisiones con una cantidad de alumnos superior a 70 serán ubicadas en las
aulas 300 y 301 del 2do Piso y en el aula más grande de Posgrado.
5. Trabajo de Campo 5
Reasignación Áulica y Distribución de Espacios en la UTN-FRT
5 Información Recopilada
5.1 Distribución de Aulas:
La distribución de aulas es como están actualmente asignadas las comisiones a los
espacios físicos. Están separadas por turnos. Cada aula es ocupada por una comisión
diferente en cada turno. La distribución se encuentra en el Anexo 1 adjunto al final del
trabajo.
5.2 Planos
Nos muestran como están organizados los espacios en cada piso. Cada habitación esta
numerada y su referencia se encuentran debajo de cada plano. En total hay 3 planos, planta
baja, 1er piso y 2do piso.
5.3 Horarios por Comisión
Esta planilla nos enumera cada materia con sus respectivas cantidades por comisión.
Además muestra la duración y que día de la semana se dicta cada una.
5.4 Horarios que ocasionan choque de turnos
Es una tabla que detalla que comisiones tienen problemas con los horarios. Los problemas
se dan cuando alguna comisión termina luego del horario establecido (Turno tarde, 19 hs)
o empieza antes de tiempo (Turno noche, 18.30 hs).
5.5 Cantidades de alumnos por comisión
Tabla elaborada por nosotros que muestra la cantidad de alumnos que utilizaremos por
comisión, es decir, el número promedio de alumnos que concurren a esa comisión. Estos
números son sumamente necesarios para poder determinar qué espacio áulico será
destinado.
6 Método
Para obtener gran parte de la información fue necesario realizar consultas a la Base de
Datos del Sysacad, “sistema de administración académica” utilizado por FRT. De estas
consultas pudimos obtener cuantos alumnos por materia y comisión hay, que horarios
tiene cada Materia.
Mediante entrevistas pudimos obtener donde está ubicada cada comisión, es decir donde
se dicta el cursado para cada una.
Los planos nos pertenecen a nosotros y fueron confeccionados con anticipación.
Para modelar la información se utilizó la Programación Lineal Binaria, caso especial de la
Prog Lineal Entera. Esta decisión llego luego de evaluar la posibilidad de resolverlo
mediante un Modelo de Redes pero pudimos descubrir que de esa forma habríamos dejado
de lado muchos puntos interesantes que harán que los resultados sean más exactos.
6. 6 Cátedra: Investigación Operativa
Asumimos que esta decisión acarrea la responsabilidad de cometer errores de tipeo y de
esta manera no obtener los resultados esperados.
6.1 Identificación de Variables:
Las variables son del tipo Binaria y representaran que comisión tomara cierta aula
Estructura:
ComisiónNroAula
La declaración de las variables puede ser leída en los siguientes anexos.
1. Anexo 6: Variables Turno Mañana
(2)
2. Anexo 7: Variables Turno Tarde
(3)
3. Anexo 8: Variables Turno Noche
(4)
6.2 Identificación de la Función Objetivo:
La función objetivo tiene la siguiente estructura:
Espacio Sobrante*Variable1 + Espacio Sobrante*Variable2 + Espacio
Sobrante*Variable3 + …. + Espacio Sobrante*Variablen ; (1)
Espacio Sobrante = Capacidad del Aula – Cant. De Alumnos por comisión.
La función Objetivo se encuentra en el Anexo 9: FUNCION OBJETIVO.
6.3 Identificación de las Limitaciones o Restricciones:
Restricciones de Espacio Turno Mañana: Anexo 10
adadasdasdas
Restricciones de Espacio Turno Tarde: Anexo 11
asdadasdasdasd
Restricciones de Espacio Turno Noche: Anexo 12
Kasjkasjsjakajsk
Restricciones de Pertenencia: Anexo 13
Askjasjjsakjaskjs
Restricciones de Horarios: Anexo 14
asdadasdassadas
7. Trabajo de Campo 7
Reasignación Áulica y Distribución de Espacios en la UTN-FRT
7 Formulación en LINGO
7.1 Solución en LINGO
8 Resultados obtenidos
9 Anexos
9.1 Anexo 1: Distribución de aulas Año 2011
Planta Baja
Cant. Cant. Cant.
Aula L M M J V S Aula L M M J V S Aula L M M J V S
108 30 108 30 108 30 3Q1
107 30 107 30 107 30 5Q1
110 30 110 30 110 30 4Q1
112 60 1K1 112 60 1K2 112 60 1M1
114 60 1K5 114 60 1K6 114 60 1M2
F. F.
115 60 1K4 1LTE2 115 60 Inf 4k4 Inf 115 60 1K3
116 60 1K8 2LTE2 116 60 INGLES 116 60 1K10
117 60 1K7 117 60 2K4 117 60 1S1
118 60 1K9 118 60 2K5 118 60 1S2
119 60 INGRESO 119 60 4K1 119 60 1S3
121 60 INGRESO 121 60 4K2 121 60 1Q1
Primer Piso
Cant. Cant. Aula Cant.
Aula L M M J V S Aula L M M J V S L M M J V S
212 60 2K2 212 60 3K1 212 60 1R1
214 60 2K3 214 60 3K2 214 60 1R2
216 60 2K1 216 60 3K3 216 60 5K2
218 60 3TSHyST5 218 60 5K1 218 60 2K7
225 60 3TSHyST1 225 60 1TSM2 225 60 3R1
226 30 226 30 INGRESO 226 30 5S1
227 60 3TSHyST3 227 60 3TSHyST2 227 60 4R1
229 60 2TSHyST1 229 60 1TSHyST2 229 60 3K4
231 60 2TSHyST3 231 60 1TSHyST4 231 60 2R2
232 30 232 30 232 30 6M1
234 30 234 30 234 30 5M1
235 60 DIBUJO 235 60 DIBUJO 235 60 2R1
236 60 DIBUJO 236 60 DIBUJO 236 60 2M1
237 40 DIBUJO 237 40 DIBUJO 237 40 4M1
238 30 2TMEC2 238 30 INGRESO 238 30 5R1
8. 8 Cátedra: Investigación Operativa
241 40 INGLES 241 40 INGLES 241 40 3M1
243 30 243 30 243 30 6R1 - 6R2
Segundo Piso
Cant. Cant. Aula Cant.
Aula L M M J V S Aula L M M J V S L M M J V S
300 80 1TSHyST1 300 80 2S2 300 80 2S1
Calc. Prob y Calc.
301 80 1TSHyST3 301 80 Av Est Av 301 80 2K6
302 40 2TSMI1 302 40 302 40 2Q1
303 50 2TSHyST5 303 50 2LGET2 303 50 4K3
304 40 2TSM1 304 40 304 40 3TSHyST10
307 60 1TSMI1 307 60 1LGET2 307 60 4S1
309 60 1TSM1 309 60 3M1 3S1 309 60 3S1
Posgrado
Aula L M M J V S Aula L M M J V S Aula L M M J V S
1 1 1 3R2
2 2 2
9. Trabajo de Campo 9
Reasignación Áulica y Distribución de Espacios en la UTN-FRT
9.2 Anexo 2: Planos
Planta Baja
REFERENCIAS PLANTA BAJA
A – Hall Central
B – Dirección Académica
C – Cuarto de los serenos
D – Feti-Unete
E – Centro de estudiantes (Franja Morada)
F – Fotocopiadora
G – Vinculación Tecnológica (3PC)
I – Feti ()
J – Cooperadora - Rett
K – Biblioteca Dpto. Mecánica
L – Laboratorio CISCO
M – Laboratorio de Civil – Sueldos (2 PC – 1 conectada a la red y comparten
impresora)
N – Laboratorio Secretaria Extensión Universitaria
O – Aula de Posgrado
P – Aula de Posgrado
Q – Centro de Formación y Capacitación Continua (2PC)
R – Dirección de Posgrado (1PC)
10. 10 Cátedra: Investigación Operativa
T – CIASUR
100 – Mesa de Entrada (1PC)
101 – Personal y Recursos Humanos (3PC con Internet y 1PC sin internet)
102 – Dpto. Legajos y Actas (3PC)
103 – Dpto. de Concursos (1PC)
104 – Dpto. Alumnos (3PC)
105 – Laboratorio B
106 – Dpto. Títulos y Egresados (3PC – 1 con internet)
107 – Aula Ing. Electrónica
108 – Aula Ing. Electrónica (1PC)
109 – Dpto. Ing. Electrónica (2PC)
110 – Aula Ing. Electrónica (1PC)
111/113 – Laboratorio Electrónica (1PC)
112 / 114 / 115 / 116 / 117 / 118 / 119 / 121 - Aulas
120 – Laboratorio Mecánica
122 – Laboratorio Mecánica
123 – Dpto. Ciencias Básicas (1PC)
124 – Dpto. Mecánica (3PC – 2 conectadas en red y compartiendo 1 impresora)
125 – Laboratorio de Civil (“Estudio y ensayo de materiales”)
126 – Dpto. Sistemas (2 PC)
127 – Cisco (23 PC)
128 – Dpto. Civil
129 / 131 / 133 – Laboratorios de Física.
130 – Imprenta
132 – Consultorio Medico
134 – Secretaria de Coordinación Técnica (2PC)
135 – Centro de Capacitación FAGDUT (12 PC)
136 – Dirección de Higiene y Seguridad Laboral
138 – Consultorio del Dentista
140 – Aula Magna
Primer Piso
11. Trabajo de Campo 11
Reasignación Áulica y Distribución de Espacios en la UTN-FRT
REFERENCIAS PRIMER PISO
200 - Dpto. de Patrimonios y Rendición de Cuentas (6 PC'S.- 3 conectadas a la red)
201 - Subsecretaría de Asuntos Estudiantiles (1 PC)
202 - Biblioteca (1 PC)
203 - Tesorería (2 PC)
204 - Sala de Reuniones
205 - Secretaria Administrativa
206 - Despacho del Decano
207 -Secretaria del Decano (1 PC)
208 - Dpto. de Apoyo Administrativo al Consejo Académico
209 - Secretaria de Extensión Universitaria (4 PC'S)
210 - Consejo Académico
211 -Secretaria de Planeamiento
212/225/214/227/216/229/218/231 - Aulas
213- Secretaria Académica (1 PC)
215 - Secretaria de Ciencias y Tecnologías
217 - Dpto. de Compras y Dpto. Presupuestos (4 PC'S.- 3 conectadas a la red)
219 - Oficina del Director de Compras
220 - Laboratorio A
221 - DASUTEN (2 PC'S)
222 - APUNT
223 - Laboratorio de Contaminación Ambiental
224 - Gabinete de Informática (28 PC'S.- 23 conectadas a la red)
226-Aulas
12. 12 Cátedra: Investigación Operativa
230 - Franja Morada (7 PC'S)
232 - Aulas de Civil
233-PROIMES (5 PC'S)
234/235/236/237/241 - Aulas
236-Bedelía (Dpto. Electrónica) {6PC'S)
238 - Dpto. de Electrónica (1 PC)
239 - Biblioteca de Civil
240 - Taller de Electrónica (1 PC)
241 -Aulas
242/244/246 - Laboratorio de Química
243 - Aula Taller de Comunicaciones y Control (1 PC}
245 - Laboratorio de Técnicas Digitales e Informática Aplicada (5 PC'S)
247 - Laboratorio de Electrónica Analógica (2 PC'S)
A - Telefonista
B - Informe Curso a la Comunidad
(a) - Baño
C - Rampa
D-Bar
E-FAGDUT
G - Planeamiento (7 PC'S)
Segundo piso
3 Z Z 30 304 30
00 2 6
3
08
3
01
3
3 3 3
A 07
03 05 09
Referencias Segundo Piso
300/301 – Aula
302/303/307/309 – Aulas
305 – Laboratorio de Computación
306 – Laboratorio de Programación
308 – Aula Multimedia
A – Depto.de Tecnicaturas y Licenciaturas
Z – Baños
13. Trabajo de Campo 13
Reasignación Áulica y Distribución de Espacios en la UTN-FRT
9.3 Anexo 3: Horarios por Comisión
CANT
AÑO PLAN NOMBRE MATERIA ALMN COMISION HORARIO DURACION DIA
2011 2008 Álgebra y Geometría Analítica 49 1K01 930 90 2
2011 2008 Álgebra y Geometría Analítica 49 1K01 800 135 5
2011 2008 Análisis Matemático I 54 1K01 800 135 1
2011 2008 Análisis Matemático I 54 1K01 800 90 4
2011 2008 Ingeniería y Sociedad 63 1K01 1230 90 4
2011 2008 Inglés I 41 2K01 1400 90 1
2011 95 Inglés Técnico I 1 2K01
2011 2008 Sistemas de Representación 65 1K01 1400 135 2
2011 2008 Matemática Discreta 76 1K01 1015 135 1
Algoritmos y Estructuras de
2011 2008 Datos 71 1K01 800 90 2
Algoritmos y Estructuras de
2011 2008 Datos 71 1K01 1015 135 5
2011 2008 Arquitectura de Computadoras 75 1K01 1015 90 3
2011 2008 Arquitectura de Computadoras 75 1K01 1100 90 4
2011 2008 Química 41 2K01 800 135 4
2011 2008 Sistemas y Organizaciones 70 1K01 800 135 3
2011 2008 Física I 73 1K01 1100 135 2
2011 2008 Física I 73 1K01 930 90 4
2011 95 Análisis Matemático II 2 2K01 800 90 1
2011 95 Análisis Matemático II 2 2K01 1015 135 4
2011 2008 Análisis Matemático II 42 2K01 800 90 1
2011 2008 Análisis Matemático II 42 2K01 1015 135 4
2011 2008 Probabilidades y Estadísticas 42 3K01 1400 135 3
2011 2008 Probabilidades y Estadísticas 42 3K01 1315 135 4
2011 95 Probabilidades y Estadística 6 3K01 1400 135 3
2011 95 Probabilidades y Estadística 6 3K01 1315 135 4
2011 95 Inglés Técnico II 4 3K01 930 90 3
2011 2008 Inglés II 23 3K01 930 90 3
2011 2008 Física II 60 2K01 800 135 3
2011 2008 Física II 60 2K01 800 90 5
2011 2008 Análisis de Sistemas 35 2K01 1015 135 2
2011 2008 Análisis de Sistemas 35 2K01 1015 135 3
2011 2008 Paradigmas de Programación 48 2K01 1100 135 1
2011 2008 Paradigmas de Programación 48 2K01 800 135 2
2011 2008 Paradigmas de Programación 48 2K01 930 90 5
2011 2008 Sistemas Operativos 37 2K01 930 90 1
2011 2008 Sistemas Operativos 37 2K01 1100 90 5
2011 2008 Diseño de Sistemas 16 3K01 1400 180 1
2011 2008 Diseño de Sistemas 16 3K01 1700 90 5
2011 95 Diseño de Sistemas 2 3K01 1400 180 1
2011 95 Diseño de Sistemas 2 3K01 1700 90 5
2011 95 Comunicaciones 2 3K01 1700 135 3
2011 95 Comunicaciones 2 3K01 1530 135 4
2011 95 Comunicaciones 2 3K01 1530 90 5