Предметная область: Разработка системы управления расписанием занятий в университете
\
Описание предметной области
Миссия организации
Высшее учебное заведение (ВУЗ), представляет собой многопрофильное государственное учреждение. Одной из целей ВУЗа, согласно статье 69 федерального закона №273-ФЗ, является обеспечение подготовки высококвалифицированных кадров по всем основным направлениям общественно полезной деятельности в соответствии с потребностями общества и государства, удовлетворение потребностей личности в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии, углублении и расширении образования, научно-педагогической квалификации. Помимо этой задачи, ВУЗы могут осуществлять другие виды деятельности, включающие в себя:
развитие наук и искусств посредством научных исследований и творческой деятельности научно-педагогических работников и обучающихся, использование полученных результатов в образовательном процессе;
подготовка, переподготовка и повышение квалификации работников с высшим образованием и научно-педагогических работников высшей квалификации;
формирование у обучающихся гражданской позиции, способности к труду и жизни в условиях современной цивилизации и демократии;
сохранение и приумножение нравственных, культурных и научных ценностей общества;
распространение знаний среди населения, повышение его образовательного и культурного уровня.
Уникальной миссией Российского государственного гидрометеорологического университета можно назвать подготовку специалистов гидрометеорологического профиля подготовки, а также специалистов иных дисциплин, владеющих начальными знаниями, связанными с гидрометеорологией и её ответвлениями географического, экономического и иных характеров.
В рамках имеющегося задания, исследование задач организации будет происходить преимущественно в сфере его образовательной деятельности, в частности организации учебного процесса. Прочие задачи ВУЗа, могут быть частично освещены в данной работе, при их весомом воздействии на основную цель исследования.
Управленческая структура ВУЗа
Типовая организационная структура управления ВУЗом представлена в виде линейной модели управления. Структура ВУЗа представлена на рис 1.
Рисунок 1 – Структура управления ВУЗом
В организации, ректор является главной фигурой управления, под непосредственным управлением которого находиться администрация ВУЗа, включающая в себя различные отделы, возглавляемые либо Проректорами конкретных направлений, либо иными уполномоченными лицами. В тоже время, структура организации предусматривает наличие совещательного органа при ректоре – учёного совета. В должностные обязанности ректора входит:
организация финансово-хозяйственной и производственной деятельности вуза (установка оклада сотрудников, размера стипендии учащихся и пр.);
руководство образовательной деятельностью;
выработка стратегии развития вуза;
руководство, работой всех подразделений вуза, включая учебную и научно-исследовательскую часть;
издание приказов, утверждение правил приема абитуриентов в вуз;
прием и увольнение сотрудников, определение их должностных обязанностей;
утверждение расписания, структуры вуза;
обеспечение охраны труда и пожарной безопасности;
подготовка финансовых и иных отчетов о работе вуза и пр.
Под непосредственным управлением ректором находятся все проректора ВУЗа, а также главы всех департаментов, осуществляющих обслуживание организации.
В задачи проректора по учебной работе, входит управление библиотечным фондом, а также осуществления контроля выполнения задач, связанных с осуществлением мероприятий, связанных с образовательным процессом:
приём студентов;
составления расписания;
составления учебных программ;
контроль работы факультетов и кафедр.
В задачи проректор по научной работе входит координирование научной деятельности ВУЗа, в том числе организации деятельности аспирантуры и отделов дополнительного образования.
В задачи проректора по административно-хозяйственным работам и комплексной безопасности входит контроль за: состоянием учебных аудиторий, общежитий, столовых и служб безопасности ВУЗа. Кроме того, на него возлагаются обязанности по контролю склада.
В задачи главы департамента по внешним связям входит контроль рекламных функций ВУЗа, таких как привлечение новых студентов и сотрудников к организации и её деятельности.
Задачи экономико-юридического управления заключаются в обеспечении легитимности работы ВУЗа, защиты его прав в суде, контроль финансов и выдача заработных плат и стипендий, осуществление приёма на работу сотрудников.
Модель процесса составления расписания
В процессе осуществления своей основной задачи по формированию требуемого уровня знаний и умений у обучающихся, организация (ВУЗ) использует комплекс мероприятий, включающих в себя задействование персонала, учебных пособий и аудиторного фонда, для обеспечения обучающего процесса. Важной особенностью процесса обучения, является наличие учебного расписания, главной целью которого является координирование деятельности студентов и персонала для наиболее полного выполнения плана всех мероприятий. Наибольшее влияние на составление учебного расписания оказывают следующие факторы:
объем аудиторного фонда;
наличие персонала необходимой квалификации;
регламент составления расписания, или другие внутренние документы организации;
нормативные документы и стандарты Министерства Науки и Высшего Образования;
законы РФ.
Помимо вышеперечисленного, на составление расписания так же влияют:
личные предпочтения работников;
иные задачи и цели, стоящие перед ВУЗом;
расположение зданий ВУЗа (для заведений, имеющих несколько учебных корпусов);
транспортная система;
наличие предприятий питание в зданиях ВУЗа, или в его окрестностях.
Рассматриваемая деятельность, осуществляемая ВУЗом, носит, в большей своей части, просветительско-обучающий характер. Однако, в силу особенностей (возрастных, социальных, экономических и другие) присущих основному кругу потребителей (студентам), организация вынуждена так же брать на себя выполнение таких задач как:
размещение (общежития);
питание;
правово-социальная поддержка (подготовка документов для сторонних организаций (транспортные организации, армия, медицинские учреждения и другие) и их передача);
организация досуга.
В рамках проекта по автоматизации процесса составления расписания были исследованные входные и выходные документы, напрямую связанные с исследуемым процессом. К входным документам, на основании которых строиться расписание можно отнести:
регламент расписания учебных занятий, под подписью ректора или проректора по учебно-методической работе;
учебная нагрузка преподавателей;
список используемого аудиторного фонда;
мотивированные пожелания преподавателей;
список групп.
Часть документов предоставляется в виде Excel таблиц, либо совместно с ними. Среди вышеперечисленных документов Регламент расписания учебных занятий, является наиболее постоянным внутренним документом ВУЗа, который в обязательном порядке содержит главы:
общие положения;
требования к расписанию учебных занятий;
порядок взаимодействия со структурными подразделениями университета;
оценка качества расписания.
Прочие документы, кроме списка аудиторного фонда, предоставляются управляющими кафедр.
Выходным документом является само расписание, на титульном листе которого проставляется печать организации и подпись ответственного за расписание лица (проректор, ректор).
После получения всей требуемой документации, лицо, отвечающее за составление расписания, в полуавтоматическом режиме при использовании программы Excel, составляет расписание. После составления макета расписания, оно передаётся в учебно-методический отдел для проверки его соответствия рабочим учебным планам, календарным учебным графикам, аудиторной нагрузке на группу/подгруппу студентов в день и на неделю, аудиторной нагрузке преподавателя в день и т.д.
В случае наличие ошибок или недоработок, расписание возвращается на исправление ошибок, после чего вновь проходит проверка. Если расписание удовлетворяет всем нормам оно публикуется на сайте и стендах организации в течении нескольких дней.
После публикации расписания, начинается приём заявок на изменение расписания, при удовлетворении которых происходит изменение расписания и публикация нового варианта.
Описание используемой методологии выработки функциональных требований и алгоритмов оптимизации и их результаты
В процессе формирования требований к функциональным возможностям проектируемой, в рамках выпускной квалификационной работы, информационной системы, был проведён анализ имеющихся на рынке аналогов системы.
По результатам проведённого анализа разрабатываемая информационная система должна будет включать в себя следующие основные и дополнительные функции.
Основные функции:
составление расписания в автоматическом режиме;
ручное редактирование расписаний;
сведений окон между парами к минимуму;
ограничение дневного объёма пар.
Дополнительные функции:
учёт занятости аудитории;
учёт предпочтений преподавателей;
вывод информации в EXEL, XLSХ;
учёт максимально допустимого количества занятий в день у студентов и преподавателей;
разбиение групп на подгруппы.
Для обеспечения оптимальности составляемого расписания необходимо формирование целевой функции для её дальнейшего применения в алгоритмах оптимизации. Данная функция должна основываться на входящих, в проектируемую информационную систему, потоках информации, а также типе применяемого алгоритма оптимизации. Схема взаимодействующих с информационной системой потоков информации представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 – Схема информационных потоков, взаимодействующих с ИС
Прототипы интерфейсов
Рисунок 3 – Внешний вид главное меню ИС
На рисунке 3 представлено главное меню программы, содержащее шесть навигационных кнопок:
«Ввод» - открытие меню выбора типа вводимых данных;
«Просмотр» - открытие окна выбора типов, просматриваемых данных;
«Автоматическая генерация» - открытие меню выбора, содержащее:
Кнопку запуска составления расписания;
Кнопку открытия меню настроек параметров составления расписания;
Кнопку открытия меню вноса изменений в расписание.
«Удаление» - открытие меню выбора удаляемых данных;
«Автоматическое внесение» - открытие меню импорта данных из внешних файлов.
На рисунках 4 и 5 изображена реализация окна просмотра информации. На рисунке 4 отображено меню выбора типа просматриваемой информации.
Рисунок 4 - Вид меню просмотра (выбор просматриваемых данных)
Рисунок 5 показывает реализацию табличной формы вывода информации. В данном случае выводится автоматически сгенерированное расписания одной из групп.
Рисунок 5 - Вид меню просмотра (таблица просмотра расписания)
ИС автоматизации процесса составления расписания, предлагает возможность настройки основных параметров автоматического составления расписания, под конкретную учебную организацию.
Реализация меню настройки параметров представлено на рисунке 7.
Рисунок 7 - Вид меню настроек
ИС предоставляет возможность автоматического внесения данных из внешнего источника данных (Excel файлов), установленной формы. Это, в свою очередь, позволяет ускорить процесс сбора сведений необходимых для составления оптимального расписания.
На рисунке 8 продемонстрирована реализация меню импорта таких типов данных как:
данные о преподавателях;
данные об аудиториях;
данные об элементах учебного плана.
Рисунок 8 - Вид меню автоматического внесения данных (импорта из XLSX)
Доведение составленного расписания до конечных потребителей (студентов и преподавателей), является важной задачей отдела по составлению учебного расписания.
Для решения данной задачи ИС предоставляет возможность экспорта расписания во внешний Excel файл. Реализация меню экспорта расписания представлена на рисунке 9.
Рисунок 9 - Вид меню экспорта расписания
Рисунок 10 – Окно с вызовом справки содержащей положение о использовании программы