Otimização de grades horárias acadêmicas com GRASP e Simulated Annealing: um estudo de caso em um Instituto Federal

dc.contributor.advisorGomes, Bruno Nonato
dc.contributor.authorSantos, João Vítor de Melo
dc.contributor.coadvisorSilva, Carlos Alexandre
dc.contributor.refereeN/A
dc.date.accessioned2026-07-08T23:01:32Z
dc.date.created2026-06-26
dc.descriptionEste artigo apresenta um solver híbrido para o problema de timetabling acadêmico em um Instituto Federal. A abordagem combina uma heurística construtiva inspirada no GRASP com Simulated Annealing, operadores de vizinhança e calibração automática de hiperparâmetros. O problema foi modelado por uma função objetivo baseada em penalidades para restrições fortes e fracas, contemplando conflitos de professores e turmas, indisponibilidades, limites pedagógicos e critérios de qualidade da grade. Foram avaliadas três instâncias derivadas de dados reais, com 127, 255 e 382 blocos semanais de aula, em 30 repetições computacionais com sementes pseudoaleatórias distintas. Os resultados indicaram geração de soluções viáveis, sem violações de restrições fortes, com baixa variação dos custos finais e tempos compatíveis com o uso institucional. O software comercial utilizado como referência operacional não produziu, nas configurações testadas, grades completas sem intervenção manual substancial, reforçando a necessidade de soluções customizadas.
dc.description.abstractThis paper presents a hybrid solver for the academic timetabling problem in a Federal Institute. The proposed approach combines a GRASP-inspired constructive heuristic with Simulated Annealing, neighborhood operators, and automatic hyperparameter calibration. The problem is modeled through a penalty-based objective function that accounts for hard and soft constraints, including teacher and class conflicts, unavailability, pedagogical limits, and timetable quality criteria. Three real-data-based instances with 127, 255, and 382 weekly class blocks were evaluated through 30 computational repetitions using distinct pseudorandom seeds. The results indicate that the solver generated feasible timetables without hard-constraint violations, with low variation in final costs and execution times compatible with institutional use. The commercial software adopted as an operational reference did not produce, under the tested configurations, complete timetables without substantial manual intervention, highlighting the relevance of customized optimization tools.
dc.identifier.advisorLattes2168580286534316
dc.identifier.advisorOrcid0000-0001-8134-9105
dc.identifier.authorLattes0889365323723180
dc.identifier.authorOrcid0009-0003-0158-794X
dc.identifier.coadvisorLattes8465270749629421
dc.identifier.coadvisorOrcid0000-0002-5597-4254
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.14387/3251
dc.language.isopor
dc.publisher.campiSabará
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.institutionInstituto Federal de Minas Gerais
dc.publisher.programBacharelado em Sistemas de Informação
dc.rightsAcesso aberto
dc.subject.cnpqCiências Exatas e da Terra
dc.subject.keywordsSoftware - Desenvolvimento
dc.subject.keywordsMétodos orientados a objetos (Computação)
dc.subject.keywordsOtimização combinatória
dc.subject.keywordsProgramação heurística
dc.subject.keywordsTecnologia educacional
dc.titleOtimização de grades horárias acadêmicas com GRASP e Simulated Annealing: um estudo de caso em um Instituto Federal
dc.title.alternativeAcademic timetabling optimization using GRASP and Simulated Annealing: a case study at a Federal Institute
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso

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