Çevrim içi sınav çizelgeleme problemi için çözüm yaklaşımları geliştirilmesi
Developing solution approaches for online exam scheduling problem
Yazar: MERVE BAKIR
Danışman: PROF. DR. FATİH ÇAVDUR
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering
Dizin: Karma tamsayılı programlama = Mixed integer programming ; Sınav çizelgeleme = Examination scheduling ; Yük dengeleme = Load balancing

Özet:
Bu tez çalışmasında, çevrim içi sınavların yapıldığı sunucudaki yük dengesini sağlamak amacıyla çevrim içi sınav çizelgeleme problemi ele alınmıştır. Problemin çözümü için öncelikle bir tamsayılı programlama modeli geliştirilmiştir. Geliştirilen model ile sınavlar en uygun zaman dilimlerine atanarak dengeli bir sınav çizelgesi elde edilmektedir. Çalışmanın uygulama aşamasında, Bursa Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi bünyesinde bulunan sekiz adet bölüme ait veriler kullanılmıştır. Çalışmada, sunucudaki yük dengesinin bölümler özelinde lokal olarak sağlanması amacıyla dinamik bir yapı geliştirilmiştir. Geliştirilen dinamik yapı sayesinde ilgili bölümün veri setiyle model çalıştırılarak sınav çizelgesi üzerinde optimizasyon yapılmaktadır. Oluşturulan bu iteratif yapı ile sunucu yükünü azaltacak şekilde tekrar tekrar çözüm elde edilmektedir. Böylece sunucuda maksimum yükün oluştuğu zaman diliminde bu yükü oluşturan bölüm özelinde yük dengeleme yapılmaya çalışılmaktadır. Çalışmada önerilen çözüm yaklaşımı çeşitli performans parametreleri açısından değerlendirilmiştir. Buna göre çalışmanın amacı doğrultusunda beklendiği üzere, iterasyon sayısı arttıkça maksimum yükün oluştuğu zaman diliminde sınava giren maksimum öğrenci sayısının azaldığı gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra, geliştirilen yaklaşımın 300 iterasyon boyunca çalıştırılması ile ulaşılan sonuçlardaki maksimum yük değerlerine bakıldığında, sunucu kapasitesini aşan maksimum yük değerlerinin tatmin edici oranda olduğu görülmektedir. Bu sonuçlara bakılarak çalışmada geliştirilen çözüm yaklaşımının iyi bir performans sergilediği söylenebilir. Pandemi gibi öngörülemeyen durumların hayat akışını etkilememesi bakımından çevrim içi süreçlerin iyileştirilmesi zorlu olan süreç içerisinde ekstra sorunların yaşanmaması için önem teşkil etmektedir. Bu bakımdan bu tez çalışmasında ele alınan, çevrim içi sınavların yapıldığı sunucudaki yük dengesinin sağlanmasının, yük dengesizliğinden kaynaklı oluşabilecek sorunların önüne geçebileceği düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, the online exam scheduling problem is discussed where it is aimed at balancing the load on the server on which the online exams are held. In order to solve the problem, first, an integer programming model is developed. With the developed model, a balanced exam schedule is obtained by assigning the exams to the most appropriate time slots. In the implementation phase of the study, data belonging to eight departments within Bursa Uludağ University Faculty of Engineering are used. In the study, a dynamic structure is developed in order to provide the load balance on the server locally in terms of the specific load of each department. Thanks to the dynamic structure developed, the model is run with the data set of the relevant department and optimization is performed on the exam schedule. With this iterative structure created, a solution is obtained repeatedly in a way that reduces the server load. Thus, it is aimed at balancing the load in the time slot of the maximum load on the server specifically considering the department that causes this load. The proposed solution approach in the study is evaluated in terms of various performance parameters. Accordingly, as expected for the purpose of the study, it is observed that as the iteration number increases, the maximum number of students who took the exam in the time slot when the maximum load occurred decreases. In addition, when the maximum loads are examined after running the developed approach for 300 iterations, it is seen that the maximum loads exceeding the server capacity are satisfactory. Based on these results, it can be stated that the solution approach developed in the study performed well. It is important to improve online processes so that some unpredictable situations such as pandemics do not affect the flow of life and extra problems are not experienced during such difficult times. In this respect, it is thought that ensuring the load balance on the server for online exams, as discussed in this thesis, can prevent the problems that may arise from the load imbalance.