Auf dieser Seite finden Sie Hintergrundinformationen zur zentralen Raum- und Stundenplanung der Technischen Fakultät. Allgemeine Hinweise und einen Zeitplan für die nächste Planung finden Sie hier.

Notwendigkeit und Herausforderungen einer zentralen Planung

Seit dem Sommersemester 2011 werden die Zeitfenster und Raumbelegungen für Lehrveranstaltungen der Technischen Fakultät zentral geplant. Notwendig wurde dies vor allem aufgrund der unzureichenden Kapazität an großen Hörsälen, die eine Optimierung erforderlich machte. Darüber hinaus wurde in diesem Semester fast flächendeckend ein Studienbeginn in den Bachelor-Studiengängen als Maßnahme zur Abwicklung des doppelten Abiturjahrgangs 2011 ermöglicht. Aufgrund der engen Verflechtungen der Studiengänge der Fakultät untereinander und nun auch noch semesterübergreifend war in Anbetracht der knappen Raumressourcen eine Unterstützung durch ein IT-basiertes Planungstool, das seit 2009 am Department Informatik entwickelt wurde, notwendig geworden. Bisher wurden Zeitfenster in Hörsälen nach dem Kriterium der Belegung im Vorsemester vergeben, was zur Folge hatte, dass Lehrveranstaltungen mit stark angewachsenen Hörerzahlen in zu kleinen Räumen bleiben mussten und für neue Lehrveranstaltungen nur ungünstige Randtermine möglich waren oder das Ausweichen in Räume anderer Fakultäten außerhalb des Südgeländes.

Mit der zentralen Planung wurde es möglich Räume anhand der Kriterien einer ausreichenden Raumgröße, einer optimalen Position in den Stundenplänen aller beteiligten Studiengänge und Studiensemester und der bevorzugten Zeitfenster des Dozenten zu vergeben.

Besondere Herausforderungen sind zum einen die derzeitige Notwendigkeit Lehrveranstaltungen (v.a. große Vorlesungen) in externen Räumen außerhalb des Südgeländes und (v.a. große Übungen und Tutorien) im Zeitfenster von 18-20 Uhr unterzubringen, die von den Betroffenen als große Belastung empfunden wird. Zum anderen wissen die Lehrenden nun erst knapp drei Monate vor Vorlesungsbeginn die Zeiten für ihre Lehrveranstaltungen, was im Vergleich zum bisherigen Zustand, in dem sich Vorlesungstermine semesterweise wiederholten, eine Verschlechterung darstellt.

 

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Informationen zum Planungstool

Das Planungstool entwickelt Dipl.-Inf. M. Mühlenthaler seit 2009 am Lehrstuhl Informatik 12 unter Leitung von Prof. Dr.-Ing. R. Wanka im Rahmen einer Promotionsarbeit. Sie finden hier einige Hintergrundinformationen zur automatischen Planung selbst. Für die reine Nutzung des Planungstools durch Dozenten bzw. UnivIS-Beauftragte sind diese Informationen nicht relevant.

Daten fuer Raumplanung

Bevor die eigentliche Planung durchgeführt wird, muss für jede Lehrveranstaltung ermittelt werden, welche Zeitslots und Räume prinzipiell geeignet sind. Zusätzlich muss ermittelt werden, welche Lehrveranstaltungen auf keinen Fall gleichzeitig stattfinden dürfen. Die relevanten Daten werden aus dem UnivIS-Vorlesungsverzeichnis und den für die automatische Planung entwickelten Tools TimeslotManager und RoomManager zusammengeführt.

Das Ziel der Optimierung ist es, unter der riesigen Anzahl möglicher Stundenpläne einen möglichst guten zu finden. Die Qualität eines Stundenplans wird dabei anhand verschiedener Kriterien gemessen, die in die Kategorien hart und weich eingeteilt werden. Harte Kriterien sind als Mindestanforderungen zu verstehen, d.h. jeder Stundenplan, der nicht alle harten Kriterien erfüllt, gilt als unbrauchbar. Die harten Kriterien sind:

  • Kein Dozent hat mehr als eine Veranstaltung gleichzeitig.
  • Kein Student hat zwei Veranstaltungen gleichzeitig von denen eine in der entsprechenden Studienrichtung eine Pflichtveranstaltung ist (etwas vereinfacht dargestellt).
  • Keine zwei Lehrveranstaltungen finden im selben Raum zur selben Zeit statt.
  • Jeder Veranstaltung wird die erforderliche Anzahl an Terminen zugewiesen.

Anhand der weichen Kriterien wird gemessen, wie gut sich die zugewiesenen Räume und Zeitslots für die Lehrveranstaltungen eignen und wie günstig oder ungünstig die Lehrveranstaltungen in den einzelnen Studienrichtungen verteilt sind. Beispiele für weiche Kriterien sind:

  • Räume sollen ausreichend groß und wenn möglich am eigenen Lehrstuhl/Department angesiedelt sein.
  • Die Zeitslots sollen möglichst so gewählt werden, dass mehrere Einzeltermine einer Veranstaltungen auf mehrere Tage verteilt werden, Termine von 18:00 - 20:00 Uhr vermieden werden und von den Dozenten als „bevorzugt“ markierte Zeitslots auch so behandelt werden.
  • Die Stundenpläne der einzelnen Studienrichtungen sollen möglichst wenige Lücken aufweisen und lange Tage (8:00 - 20:00 Uhr) vermieden werden.

Die verschiedenen weichen Kriterien können sich gegenläufig verhalten, d.h. dass z.B. ein Raum am eigenen Lehrstuhl zwar bevorzugt würde, aber nicht ausreichend groß ist. Das Ergebnis der Optimierung ist daher immer ein Kompromiss. Das angestrebte Ergebnis ist ein Stundenplan, der alle harten Kriterien erfüllt und bei dem die Verstöße gegen die weichen Kriterien in der Summe minimal sind. Daher kann die Verteilung der Vorlesungen für einzelne Akteure ungünstig sein. In der aktuellen Forschungsarbeit wir der Blick auf die faire Behandlung der einzelnen Akteure gerichtet, nicht nur auf die Verstöße gegen die weichen Kriterien insgesamt.

Kennzahlen der Planung WS 2011/12

Für die Raum- und Stundenplanung des Wintersemesters 2011/12 wurden

  • 756 Lehrveranstaltungen (Vorlesung, Übung, Praktikum, Tutorium)

  • 176 Räume

  • 317 Dozenten

  • 144 einzelne Stundenpläne

durch das Planungstool verarbeitet.


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Datenbasis und Kommunikationsmittel UnivIS

UnivIS ist das Informationssystem der FAU, in dem Daten über Personen, Einrichtungen, Räume, Lehrveranstaltungen, Module, sonstige Veranstaltungen und Termine, Forschungsprojekte und Stellenanzeigen verwaltet werden. Die Dateneingabe erfolgt durch den UnivIS-Beauftragten jeder Einrichtung, der normalerweise Schreibrechte für einen Teilbereich (z.B. Lehrstuhl) besitzt. Seit dem Wegfall des gedruckten Vorlesungsverzeichnisses ist UnivIS auch das Vorlesungsverzeichnis der FAU, wobei es durch die Lehrstühle der Technischen Fakultät zur Bekanntgabe von Daten zu Modulen und Lehrveranstaltungen an die Studierenden bisher schon hauptsächlich genutzt wurde.  Aus diesem Grund und weil die betreibende Firma Config Informationstechnik eG personell eng mit der FAU verknüpft ist, wurde UnivIS sowohl zur Eingabe der Rohdaten für die Planung als auch zur Überprüfung des Planungsstandes und zur Ausgabe des Planungsergebnis genutzt. Die notwendigen Anpassungen dazu konnten schnell und kostengünstig realisiert werden.

Das UnivIS-Vorlesungsverzeichnis beinhaltet sämtliche für die Planung relevanten Daten über die Lehrveranstaltungen. Dazu gehören einerseits Daten über die Veranstaltung selbst, z.B. wie viele Termine pro Woche für eine Veranstaltung eingeplant werden müssen, als auch Informationen  darüber, welche Beziehungen zwischen verschiedenen Lehrveranstaltungen bestehen. Die für die automatische Planung wesentliche Information, welche Veranstaltungen nicht gleichzeitig stattfinden dürfen, wird aus den verschiedenen Feldern in den Vorlesungsdatensätzen bestimmt (siehe Abschnitt „Informationen für UnivIS-Beauftragte“). Ein großer Vorteil der durch die Verwendung von UnivIS für die automatische Raumplanung entsteht ist, dass die Daten im Vorlesungsverzeichnis dezentral (i.d.R. von den Lehrstühlen) verwaltet werden und somit bei der Datenpflege für die Planung ein geringer zusätzlicher Aufwand anfällt.

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Hinweise für beauftragte Raumplaner der Studiengänge/Departments

Raumplaner sind Beauftragte der Studiengänge und Departments, die vor allem während der Phase der Optimierung (siehe Zeitplan) entscheidenden Anteil am reibungslosen Ablauf der Raumplanung haben. Sie überprüfen die Dateneingabe der Lehrstühle in UnivIS auf Übereinstimmung mit dem in der FPO vorgesehenen Studienplan. Insbesondere ergänzen Sie die Eintragungen der Lehrenden zu Studienfachkürzeln und –semestern.

Dazu sind sie mit Schreibrechten in UnivIS ausgestattet, die über das eigene Department hinausgehen und weitere Funktionen von UnivIS zur Raumplanung verfügbar machen. Diese Funktionen sind unter der Überschrift „Zusätzliche Kriterien für die zentrale Raumplanung der Technischen Fakultät“ im Änderungsmodus für Lehrveranstaltungen bearbeitbar und umfassen im Einzelnen:

  • „Diese Veranstaltung soll bei der zentralen Raumplanung nicht berücksichtigt werden.“: Falls das Kriterium aktiviert ist, erscheint in der Innenansicht der LV vor Zeit und Ort „keine zentrale Raumplanung“. Dann wird diese LV nicht mitgeplant, d. h. weder wird ein Zeitfenster und Raum zugewiesen noch wird der momentan angegebene Raum freigehalten oder das derzeit angegebene Zeitfenster im Stundenplan der beteiligten Studiengänge berücksichtigt. Der gleiche Effekt wird erzielt, wenn Ort und Raum nicht genannt werden also bei Zeit und Ort „n.V.“ erscheint.
  • Die angegeben Zeiten dürfen von der zentralen Raumplanung nicht geändert werden.“ Falls das Merkmal aktiviert ist, wird die angegeben Zeit als fixiert behandelt, der Raum kann sich durch die Planung noch ändern. LV mit dieser Markierung beeinflussen den weiteren Fortgang und die Qualität der Optimierung sehr stark. Insbesondere wenn LV im Wahlpflichtbereich so markiert sind, muss dieses Zeitfenster in oft mehreren Studiengängen von allen Pflichtveranstaltungen freigehalten werden. Eine Anwendung sollte sich also auf die weniger problematischen Wahlfächer, die von sich sowohl mit Pflicht- als auch Wahlpflicht-LV zeitlich überschneiden dürfen, beschränken oder ersetzt werden, durch die Freigabe mehrerer Zeitfenster im Time-slot-manager des Lehrenden (z. B. wenn dieser Lehrbeauftragter ist). Bei Aktivierung des Merkmals erscheint in der Innenansicht von UnivIS hinter Zeit und Raum „ [Z]“.
  • „Die angegeben Räume dürfen von der zentralen Raumplanung nicht geändert werden.“ Diese Markierung kann angewendet werden, wenn Lehrende für ihre LV nur einen Raum nutzen können, beispielsweise wegen einer besonderen technischen Ausstattung oder des Transports von Vorführexperimenten. Bei Aktivierung des Merkmals erscheint in der Innenansicht von UnivIS hinter Zeit und Raum „ [R]“.
  • „Neben Konflikten mit anderen Pflichtfächern soll die Lehrveranstaltung außerdem nicht parallel zu folgenden Lehrveranstaltungen geplant werden:“ Dieses Merkmal wurde geschaffen, um aus der für manche Studiengänge vorhandenen Fülle an Wahlpflichtfächern einzelne zeitliche Überlappungen auszuschließen. Das kann für besonders häufig gewählte Kombinationen geschehen oder um auszuschließen, dass LV zeitgleich stattfinden, die in Konkurrenz zueinander stehen, weil sie den gleichen Hörerkreis ansprechen. Es ist die Eingabe von bis zu fünf Lehrveranstaltungen möglich, eine höhere Anzahl von LV, die nicht parallel stattfinden sollen, schränkt die Optimierung zu sehr ein.

Die Kontrolle der LV in UnivIS auf Übereinstimmung mit dem vorgesehenen Studienplan für die Studiengänge umfasst auch LV anderer Fakultäten. LV der Angewandten Mathematik (Vorlesungen und Übungen Mathematik 1 bis 4, Vorlesung und Übung Numerik I und II für Ingenieure, Vorlesung und Übung Optimierung für Ingenieure), die ausschließlich für die Studiengänge der Technischen Fakultät angeboten werden, sind in die zentrale Planung einbezogen und werden wie LV der Fakultät behandelt. LV anderer Fakultäten werden als zeitlich (und räumlich) fixiert behandelt. Dazu ist notwendig, dass zum einen ein Zeitfenster in UnivIS eingetragen ist (das freigehalten werden soll) und zum anderen die beteiligten Studiengänge durch das richtige Kürzel dokumentiert sind. Falls dies nicht möglich ist, kann das Zeitfenster auch im Planungstool selbst blockiert werden. 

Die korrekte Einpassung von LV in Stundenpläne beruht auf der Angabe der Studienfachkürzel in UnivIS unter „Studienfächer / Studienrichtungen“. Die Raumplaner überprüfen die Angaben der Lehrstühle zu welchem Studiengang (bei einigen Studiengängen auch Studienrichtung) in welchem Semester, zu welchem Studienbeginn (WS oder SS) und dort ob als Pflicht, Wahlpflicht oder Wahlfach vorgesehen ihre Lehrveranstaltungen zuzuordnen sind. Sie korrigieren Kürzel (Übersicht über alle Kürzel) und mahnen fehlende LV bei den Lehrstühlen an. Zur Überprüfung der Stundenpläne können diese wie auf der Seite Stundenplan für Studierende beschrieben erzeugt werden. Es sollte neben der Liste von LV immer auch die Stundenplanübersicht überprüft werden, weil nur so Überschneidungen von fixierten LV entdeckt werden können oder LV, bei denen kein Zeitfenster eingetragen wurde (die somit also nicht geplant würden).

Während der Phase der Optimierung werden zunächst im Planungstool mehrere Planungsläufe durchgeführt und das Ergebnis in ein Test-UnivIS übertragen. Die Raumplaner überprüfen die Planung für ihre Studiengänge und führen notwendige Korrekturen (v.a. der Kürzel) im Produktiv-UnivIS durch. Alle bis zum letzten Planungsdurchlauf in UnivIS durchgeführten Änderungen werden in die Planung einbezogen.

Nachdem alle Daten zu LV in UnivIS richtig gestellt wurden und alle weiteren Daten für die Planung vollständig vorliegen (Einträge aus dem TimeslotManager, Einträge aus dem RoomManager) wird ein finaler Durchlauf des Planungstools durchgeführt und dieser in ein Test-UnivIS übertragen. Nun können im Rahmen der „Handoptimierung“ noch Änderungen in diesem Test-UnivIS durchgeführt werden, bevor der link darauf an alle Lehrenden zur Überprüfung der Planung versendet wird. Die Handoptimierung ist notwendig zur  Korrektur der Auslastung von Seminarräumen und für Anpassungen im Wahlpflichtbereich. Nachdem der Planungsvorschlag in Form des Links auf das Test-UnivIS an die Lehrenden versendet wurde ist eine Änderung an  Zeit und Ort einer LV nur noch nach Rücksprache mit dem Dozenten/der Dozentin möglich.

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