JP2002529860A - 自動有限容量スケジューラ - Google Patents

自動有限容量スケジューラ

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JP2002529860A
JP2002529860A JP2000581566A JP2000581566A JP2002529860A JP 2002529860 A JP2002529860 A JP 2002529860A JP 2000581566 A JP2000581566 A JP 2000581566A JP 2000581566 A JP2000581566 A JP 2000581566A JP 2002529860 A JP2002529860 A JP 2002529860A
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エス． ボデイー，マーク
ピー． ジヨンソン，ダニエル
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ハネウエル・インコーポレーテッド
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    • G06Q10/00—Administration; Management
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    • G06Q10/087—Inventory or stock management, e.g. order filling, procurement or balancing against orders

Abstract

(57)【要約】 有限容量プロセスのスケジューラは離散制約及び連続制約の両方の一体評価に基きスケジュールを与える。提供される製品リストが与えられると、スケジューラは製品製造に必要な一組のアクティビティを発生し、必要なリソース及びそのリソースに関連する離散制約及び連続制約を識別する。アクティビティが再サイズ付けされ、アクティビティに関連する製品配送のデッドラインの関数としてアクティビティに対しタイムラインが確立される。リソース平衡化検出法を用いてリソース利用を再分布しネックを防止する。データ構造を用いて制約が追跡される。離散制約及び連続制約の両方が定義される。離散制約問題及び連続制約問題に対する別のソルバーエンジンは制約を変更可能である。データ構造を用いて２エンジン間の制約を共有し伝播する。製品配送時間を満足させる非フィージビリティはスケジューリング中に検出され、等価リソースの利用以下及び以上及びアベイラビリティに基くリソースの後方問せき及び再スケジューリングが実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明はスケジュールイベント、特に自動有限容量スケジュール法に関する。
【０００２】 （背景技術） 単一の工場における各種の製品製造は極めて複雑なスケジュール問題を伴う。
個々の装置用若しくはリソースを用いて製品等の製造ができる。多くの工程には
異なる種類の制約が伴う。例えば流体を処理するときパイプを介してあるタンク
から別のタンクへ流体を移動する。まず複数のタンクを経由することなくあるタ
ンクから別のタンクへ直接流体を移送することが可能ではない場合がある。この
種の制約は離散あるいはモード選択制約と呼ばれる。この制約は本質的に相当に
静的である。第２の種類の制約は連続的であり本質的に動的である。この種の制
約には、弁の開放時間あるいはパイプ内の流体通過時間、パイプの最大流量及び
異なるアクティビティ間の必要時間のようなアクティビティ期間を伴う。
【０００３】 工場の操業は複数の異なる機能レベルで観察することができる。第１のレベル
は物理的な工場レベルであり、これは工場のリソースを操作して製品を製造する
ことを含む。第２のより高い機能性のレベルはある任意の時間でどの製品を製造
するかのスケジュールを含む。このスケジュールは上述したリソース制約により
及び各製品が所定の期間にわたり消費者に対してどのくらい所望あるいは期待の
品質の製品を満足させているかを示す総合計画機能により制限される。この期間
は製造されている製品の種類及びその製品の市場力学により変化する。
【０００４】 市場の要求及び製品製造に関する離散した連続制約を組み合わせると、工場の
リソーススケジュール及び操業は極めて複雑なものとなる。更に複雑にするもの
は、製造工程の最前部での原材料のアベイラビリティ（入手性）、及び工程の後
部からの製品の除去の迅速性がある。工場はまたある消費者の製造デッドライン
に間に合わせるため往々にして最適状態から少し落として操業される。
【０００５】 これらの複雑な問題を解決する従来の方法は、上述から生じるスケジュールを
満足させるためアクティビティをスケジュールする工場のオペレータの知識に依
存していた。このスケジュールは提出したスケジュールの適合性を見積もるため
過去の経験に依存している。オペレータはまた過去の経験及び工場の詳細な知識
に基き最善をなすようにする。しかしながら上記の方法は所定のスケジュールを
満足させるため提出の是否が問われるにとどまり、工場の効率的な操業を実現す
ることができないことが明らかである。
【０００６】 スケジュールの問題を解決する数種の自動法として離散及び連続制約問題の独
立的シーケンシャル解決法を提供される。これらの方法は操業不良の、大幅に最
適度から離れた自由度の低い解決法である。リニアモデル法も提供されたが、モ
デル自体が複雑さが過大になることなく処理可能な複雑さに抑える要があって大
きな制限を受けていた。またモデル法は実時間での更新が極めて自由度が低く困
難であることが判明している。シュミレーション法も極めて自由度が低く、ある
一般的なテストの種類のシュミレーション法は好適な指示がなく非効率的である
ことが判明している。
【０００７】 「製造工程でのワーク順序をスケジュールする方法及び装置」の名称の米国特
許第５，７８７，０００号に開示される一システムは１９８０年代中ごろより前
のイベント指向のスケジュールの実行能力に欠く以前のシステムを提供している
。１９８０年代後半及び１９９０年代初期の開発によりイベント指向スケジュー
ルの実行能力が加えられたが、個々のリソースに対するリソース能力に基く複数
のスケジュールを発生する能力が欠けていた。米国特許第５，７８７，０００号
は製造工程で使用される材料及びリソースのアベイラビリティを考慮するイベン
ト指向の有限スケジュール法を用いて製造設備でのワーク順序をスケジュールす
る能力を開示している。一方この方法はより複雑な製造の場合に通例の複数種の
制約を解決する能力に欠ける。更にこの方法はリソース間の制約を考慮する能力
に欠ける。
【０００８】 このため何千もの制約に直面して自由度の高い且つ効率的にスケジュールを発
生可能なスケジューラが必要である。また工場リソースの利用を最適化してタイ
ムリーに製品を提供するスケジュールを発生可能なスケジューラが必要である。
更に提案されたスケジュールの実行不可能になるときを認識し再度スケジュール
可能なスケジューラが必要である。
【０００９】 （発明の開示） 有限容量プロセスのスケジューラは離散制約及び連続制約の両方の統合的な評
価に基きスケジュールを与える。提供する製品リストが与えられると、スケジュ
ーラは製品製造に必要な一組のアクティビティを発生し必要なリソース及びリソ
ースに関連した離散制約及び連続制約を識別する。次にスケジューラはこの制約
に基きスケジュールを発生する。スケジューラは次にアクティビティに基きスケ
ジュールを発生する。
【００１０】 一実施形態によれば一度アクティビティ及び制約が識別されると、アクティビ
ティが再サイズ付けされる。アクティビティが極めて低い、あるいは大きいとき
、アクティビティは小さなアクティビティに分解される、あるいはある場合には
所定のパラメータに基き大きなアクティビティにされる。これにより自由度が大
きくなりリソースがより最適化されて使用できる。再サイズ付けした後、タイム
ラインがアクティビティに関連する製品配送のデッドラインの関数としてアクテ
ィビティに対し確立される。更に他の実施形態において、リソース利用を再度分
布して欠点を防止するために発見的リソース平衡法が採用される。次にアクティ
ビティは制約の状況を追跡する間スケジュールされる。
【００１１】 各リソースに対する利益リストの点はそのリソースが既に使用されたとき及び
そのリソースが更にアクティビティを含むときを識別するために保持される。各
別のアクティビティが次に各リソースに対する制約及び利益リストの点に基きス
ケジュールされる。
【００１２】 データ構造を使用して制約が追跡される。離散制約及び連続制約の両方は要件
、決定及び宣伝効果を含む各種類の制約として定義される。別個のエンジンを用
いて離散制約問題及び連続制約問題を解決する。各エンジンはそのそれぞれの制
約を変更する。データ構造を用いて２個のエンジン間の制約を共有し伝播する。
【００１３】 製品配送時間を満たすことの非適合性は各リソースのスケジュール中に検出さ
れる。複数の方法を用いて等価なリソースの低利用、超過利用及びアベイラビリ
ティに基きリソースを後方追跡し、再スケジュール可能である。この一方法では
、年代順に後方ジャンプ追跡し動的に変数順序付けされる。別の方法では異なる
組の仮定から開始される。
【００１４】 スケジューラは一例としてコンピュータシステム、航空サービス、航空地上操
作、衛星及び宇宙船操作、運搬または兵たん計画、精製作業及び航空管理に対す
るバススケジュールを含む多くの異なる分野に利用できる。スケジューラにより
何千もの離散制約及び連続制約に直面しスケジュールを発生する柔軟で効率的な
方法が提供される。またスケジューラにより工場のリソース利用を最適化し、タ
イムリに製品を提供することができる。
【００１５】 （発明を実施するための最良の形態） 以下の説明は本発明の一部をなし本発明を実施する図示の特定の実施形態を示
す添付図面を参照して行われる。これらの実施形態は当業者が本発明を実施可能
な程度に十分詳細に説明されるが他の実施形態も可能であり、構造的、論理的及
び電気的変更も本発明の技術的範囲を離れることなく可能であることは理解され
よう。従って以下の説明は本発明を制限するものではなく、本発明の範囲は請求
項により定められる。
【００１６】 説明は複数のセクションに分けられる。第１のセクションではスケジューリン
グ概念の概説及びソフトウエアに基くスケジューリングシステムアーキテクチャ
の概説が行われる。第２のセクションでは多くのシステムの一が本発明のスケジ
ューリング能力を利用する精製所におけるガソリン混合に沿ったスケジューラの
動作が説明される。第３のセクションではソフトウエアが更に説明され、その後
本発明の利点を説明して結論が記載される。
【００１７】 本発明では異なる各種の設定でのタスクスケジューリング法が示される。例え
ば石油精製所の操業には、どの製品をどんな順序でどのくらい製造するか、製品
の保管場所に関する一組の離散した決定が含まれる。離散パラメータの例として
製品順序付け、タンク引出し及び保管、製品を送ることのできる場所を制約する
パイピング構成が挙げられる。これらの製品の経済的製造には、連続するｎ次元
空間での一組の非線形式及び不等式として最良にモデル化される複雑なプロセス
の制御が含まれる。連続パラメータには混合比、供給配合物及び制御設定点のよ
うなものが含まれる。制御入力及び製造決定は複雑な方法で相互作用する。ある
製造決定（例えば急速に切り替わる極めて小さなバッチの製品の製造）は、結果
としての工場操業が最適化からひどく悪くなることにより除外される。制御入力
自体は製造決定により影響を受け、価値のある消費者の製造デッドラインに間に
合わせるため工場は最適化より僅かに低いレベルで操業可能である。
【００１８】 これまでスケジューリングシステムの連続及び離散の形態は別個に説明される
。代表的には離散問題は結果としてのシステム動作の連続動作に関する簡略化仮
定を用いて解決される。実行中オペレータは最適動作間の選択に直面し、予想し
たスケジュールから急速に分散する傾向となり、システムを制御して離散解決で
仮定された動作と同期させ、その結果実質的に最適化より劣る動作となる。この
ロックステップでシーケンシャルな制御構造は制限的であり不要である。
【００１９】 離散形態に基くスケジューリングにより、制限満足問題（ＣＳＰ）に関する問
題が軽減される。制限満足問題（ＣＳＰ）のステートメントには、一組のドメイ
ンＤ＝｛ｄ１，ｄ２，．．．，ｄｎ｝及び一組の制限Ｃからの値を取る一組の変
数Ｖ＝｛ｖ１，ｖ２，．．．，ｖｎ｝が含まれる。Ｄのドメインは離散あるいは
連続ドメインにできる。ＣのエレメントはＤのドメインの関係であり、Ｖの変数
に対する値の許容可能な組み合わせを指定する。制限満足問題の「解」の代表的
形態はドメインＤから引出された変数Ｖのすべてに対する指定を見出し、制約Ｃ
のすべてが満足される、あるいは解が存在しないことを決定することにある。制
約された最適化問題（ＣＯＰ）はこれを、可能な指定Ｖに対する目的関数あるい
は優先関係に加える。次にこの問題はＣを満足するＶに対する最大（最も好適な
）指定を求めることにある。
【００２０】 より簡単に説明するに実行する多くのタスク若しくはアクティビティを持って
いるとき、製造する材料及び最終製品に対する作業に必要な原材料並びに装置の
両方を含む多くのリソースを有することができる。ある装置はある材料に対して
は有効ではない場合がある。これを制約と呼ぶ。この問題はタスクの性能を最適
化するため装置及び材料の正しい組み合わせを見出すことである。ある特定の装
置あるいはツールがすべてのタスクを実行するために必要とされる場合、製造ス
ケジュールを満足するためタスクすべてを好適時に実行することが不可能である
かもしれない。スケジューラはすべての可能な解を探し、使用可能な制限または
制約すべての内で有効な１を見出す。
【００２１】 異なる３個のタスクＡ、Ｂ、Ｃの順序を決定する簡単な一例では、潜在的複雑
さ及び調査する必要のある解の数が図示される。ブルート力法では、考慮する必
要のある潜在的な６個の解が存在する。一方これらの解は一度に１個の不等式で
局部的に解かれる。換言するに第１の不等式はＡがＢの前に実行されるか（Ａ＜
Ｂ）あるいはＢ＜Ａかである。次にＡ＜ＣかあるいはＣ＜Ａかどうかなどである
。多くの数のタスクの場合計算量は指数関数的に増加することが理解できよう。
多くのシステムではスケジュールされる必要のあるタスクの数は最大３０，００
０となる。
【００２２】 連続ドメインあるいは離散ドメインのいずれかにおいての制限満足問題及び制
約された最適化問題は同様の方法で表現できる。一組の変数が与えられるとき、
目的はすべての制約が満足されるように相当する組の指定を見つけることにある
。連続問題ソルバー及び離散問題ソルバーの両方を統合するシステムが図１に全
体を１１０として示されている。このシステムは制約エンベロップスケジューリ
ング（ＣＥＳ）法を実行し、この場合スケジュールに対する制約は必要に応じて
のみ行われる。スケジューリング決定は付加の制約としてモデル化され、動作環
境で対話式スケジュールネゴシエーション及び再スケジューリング、増分スケジ
ュール変更、競合識別及び修理、オンライン実時間再スケジューリングをサポー
トすスケジューラの設計及び実行が容易にされる。
【００２３】 複数のデータ構造を用いて離散及び連続の変数並びに制約を追跡する。データ
構造はデリメータで分離されたフィールド、標準データベースフォーマット、あ
るいは所定の応じ特定実行のための他のフォーマットの形態にできる。離散変数
はこの変数に対し指定される値により、リーガル値、指定可能な値の現在の制約
及び連続ドメインに加えられる制約であるクロスドメイン制約を有するものとし
て定義される。離散変数は値のリーガル組み合わせからなる離散値を有する変数
に関するｎ−ａｒｙ関係により表現される。制約は要求、決定及び宣伝効果の種
類のものであることができる。これらの種類は使用される内容により幾分自明で
あるが、基本的には制約が要求されるか否か、また宣伝する必要のある制約の程
度の指定、何が他の変数値及び制約にその効果を及ぼすか、他の制約あるいは変
数値に基き決定することを含むか否かを示している。離散制約はまた加えられて
いる制約の原因である決定変数の識別に関する犯人識別帳により表現される。別
のフィールドまたは表現として、制約を伝播する際の伝播方法のリストが含まれ
る。
【００２４】 連続変数は目的関数の最適化を用いて現在の制約の表現法により表現される。
連続変数は他の変数に対する関係が「＝」「＜＝」のような複数の変数の数学的
線形関係として指定される以外、離散制約と同様である。連続変数はあるいは同
一の制約種類のものであり、同一の犯人識別帳及び同様な伝播法の指定を含むこ
とができる。
【００２５】 システム１１０は連続サイド制約に基く時相推論エンジンであるインターバル
制約エンジン（ＩＣＥ）１１４と、離散サイドサーチに基く問題ソルバーである
自由度の高いサーチエンジン１１６とを包有する。一の実施形態において連続制
約エンジン１１４はサーチエンジン１１６のサブルーチンとして動作する。別の
実施形態においては連続制約エンジン１１４及びサーチエンジン１１６は制約エ
ンジン１１４に対し著しい自律性及び責任性を与える制御アーキテクチャを用い
て一体化される。実質的には各エンジンは連続制約及び離散制約をそれぞれチェ
ックし、制約エンジン１１２をサーチエンジン１１６と接続する二重矢印１１７
により示される制御アーキテクチャを介し組をなす制約を加えたり、消去可能で
ある。上述したデータ構造は制約と通信し、２エンジン間の制約を伝播するため
に呼び出される方法を識別するために使用される。一組の制約が入手できないか
、あるいは最適であるとき、部分解の可能性及び犯人識別の両方が、再指定、変
数再順序付けあるいは制約緩和に関する各種の競合解決法に沿って与えられる。
１つの問題ドメイン（離散あるいは連続）内で行われる決定の効果は両方向に最
終的にはエンジン間の１以上のサイクルを経て伝播される。エンジンは組をなす
制約が一貫性または他の推論に対し効果的にチェックして加えられたり消去され
るという意味において増分的である。
【００２６】 上述の構成の動作を説明するに、制約は最初に制約された連続モデルに対し増
分的に加えられ、こあれにより連続モデルでの複数部分解が避けられる。関連す
る決定変数に対する非適合性に関する連続ドメイン制約からの犯人識別マッピン
グが実行される。部分指定に基く枝刈りは連続ドメインを経た単調制約及び明示
伝播によりサポートされる。
【００２７】 アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）１１８はシステム１
１０と接続され、ユーザレベルのエンジン及び他の機能性と相互作用可能になる
。これは制約の設定及び機能性を更に加えるためのシステムの再プログラミング
を含ませることができる。組をなす表示装置１２０もスケジューリングプロセス
をグラフ表現するために与えられ、これについては以下に更に説明し図示する。
工場データベース１２２は製造工場の構造及び操業あるいは動作可能であり、共
に組をなす所望のタスクを実行できる組をなすリソースの表現を含む。レシピー
データベース１２４もまたシステムと接続され、より高い抽象レベルで表現可能
な選択されたタスクを実行するに必要なプロセスに関する情報を与える。順序付
けデータベース１２６製造必要な製品の表示及び製品を配送する必要のある時間
フレームを含む。最期に工場制御システム１２８がシステム１１０と接続され、
工場制御システムに適合するフォーマットでスケジュールを入力し工場を制御し
てこのスケジュールに従った製品を製造する。工場制御システム１２８はまた情
報を逆にスケジュールのプロセスに関するスケジューリングシステム１１０へ与
え、システム１１０はプロセスのアップセット（故障）または予期しない困難に
直面して動的に再スケジュールできる。
【００２８】 システム１１０を一例としての精製所に適用する場合が図２に精製所２１０で
示すブロック図に沿って説明される。精製所計画機能は２１２で示す。精製所計
画機能はトレーダ２１４と動作し、処理のために入手可能な原油ストックの量に
関する情報を得る。精製所計画機能２１２はまたガソリンの卸売業者若しくは小
売業者への精製製品及び精製所２１０製造可能な他の石油関連石油を販売する販
売機能２２４と動作する。精製所計画機能２１２は十分な原材料を得、原材料を
販売する製品に変えるに十分なリソースを有するするために、多少トレーダ機能
及び販売機能の両方と調製する必要がある。これらはまた精製所を最適な操業す
るため両機能の動作変更の方法を示す必要がある。
【００２９】 トレーダはＯＭ＆Ｓ機能２１６により原油貯蔵機能２１８に置かれる原油を購
入する。貯蔵機能から単一の動作が混合機能２２０として示され、この混合機能
により混合される製品が流通機能２２２へ与えられる。販売機能２２４は流通機
能と接続されて図示され、これによりどの製品がどのくらい販売可能でありスケ
ジュールがどのくらい満足されているかに関するフィードバックが与えられる。
【００３０】 図３において図２の混合機能の更に詳細の全体を３１０で示す。混合作業は例
えば異なる等級のガソリンを取り、混合して所望の等級のガソリン得ると考える
ことができる。精製所には他の作業が存在するが、この作業は本発明の動作を説
明するための簡単な一例として選択される。単一の供給ライン３３８と接続され
る個々の供給パイプ３３０、３３２、３３４、３３６に対し複数の貯蔵タンク３
１２、３１４、３１６、３１８が示される。供給ライン３３８は３個のブレンダ
３４０、３４２、３４４に接続され、ブレンダ３４０、３４２、３４４自体は供
給ライン３５０あるいはパイプ３５２、３５４、３５６を介し貯蔵タンク３２２
、３２４、３２６、３２８とそれぞれ接続されている。パイプ及びラインは混合
作業用に可能な流体移送システムを簡単に示している。これらは貯蔵タンク間の
貯蔵流体の流量をモニターし制御する多くの流量計及び弁を含んでいる。ライン
及びパイプをこのような多くの接続部を示し、これは当業者には周知なことであ
るので示していないことは理解されよう。貯蔵タンク３１８からブレンダ３４０
への実際の流路ではない場合があるので、あるルーティング制限が存在する。更
にあるブレンダは所望の混合操業を行うことが出来ない場合がある。例えばブレ
ンダ３４０は中間等級のガソリンを混合できないが、ブレンダ３４２はできる。
これがルーティング制限と組み合わされるとき、結果として一度に１つのブレン
ダだけしか動作できず、一方高い及び低い等級のものは同時に処理可能であろう
。
【００３１】 精製所２１０及び混合機能３１０の内容において、図４の簡略フローチャート
においてガソリンの所望の組のブレンドの製造をスケジューリングする際のステ
ップを示す。これら機能は標準のＰＣあるいは他のコンピュータ上のソフトウエ
ア操作により与えることができる。一実施形態においてソフトウエアはジャバ若
しくは他の好適な言語、あるいはシステム間を伝達する搬送波を含む除去可能な
マシーンで読むことが可能な媒体で書かれる。スケジューリングシステム１１０
は精製所計画機能２１２により使用され、精製所作業を制御し、ある日付により
販売機能により約束されていた等級のガソリンを製造する。このスケジュールは
まず配送デッドラインの所望の製品の形態でシステム１１０へ与えられる。この
スケジューラはその組み合わせの製品を取り、ステップ４０５で一組のタスク及
びリソースを生成し、次にステップ４１０でこの製品の製造に必要なアクティビ
ティを生成する。これは入手可能なリソース及びリソース間のルーティング情報
及び制約の形態のリソースのケイパビリティを識別する工場データベース１２２
内の情報でを用いて行われる。レシピーデータベース１２４は所望の製品を製造
するに必要なアクティビティ若しくはタスクに関する情報及びアクティビティを
実行するに必要なリソースに関する情報を与える。
【００３２】 各アクティビティには実行可能時間及びそのアクティビティの開始可能時間を
定めるスタートバウンド及びエンドバウンドが与えられる。これらは連続制約で
ある。アクティビティはーの実施形態においては製品出荷に相当する。各出荷は
出荷可能な時に関するレシピ、量及び制約を有する１ブレンドアクティビティを
得る。更に制約には出荷の流量が含まれる。ある出荷方法は他のものより緩徐に
される。パイプラインは極めて高速で流体を出荷可能であり、一方タンカートラ
ックは所定の速度で流体を満たすことができる。この情報は制約の形で蓄積され
る。タンクが満たされるとき及び低速で空にされるとき（低速ドロップと呼ぶ）
は重要である。タンクを更に満たしたアクティビティが遅延可能であり、一方タ
ンクはパイプラインを介し空にされ、高速ドロップの結果タンクを満たすアクテ
ィビティは高い優先度が与えられる。
【００３３】 一実施形態においてアクティビティはステップ４１０で再サイズ決めされ、よ
り粗い方法が与えられて、その結果スケジューリングの自由度が大きくなる。あ
るアクティビティが遅すぎる、すなわち所定の閾値即ち限界値に比べ過度に大き
い場合、アクティビティは分断なくより容易にスケジュール可能なより小さなア
クティビティに分解される。この所定の限界値はタンクまたはタンカートラック
のサイズに基き決めることができ、他の限界値は経験的あるいは欠点を引き起こ
さず重要な共有リソースを占有しないような生成書の周知制限に基き決めること
ができる。従って選択されたアクティビティのこの変更は離散制約及び連続制約
の一体化されたインプリケーション（含意）を示す関数である。
【００３４】 ステップ４１２において次のステップを案内するため内部エンジンに対し設置
される即ち与えられる。ステップ４３０でタイムラインが発生され、次のアクテ
ィビティがスケジュールされる。アクティビティはまずアクティビティを発生し
た製品配送のソートされたデッドラインリストにより選択される。他の方法も使
用可能であり、本発明のフレームワーク内で容易に実行可能である。選択された
アクティビティのスタート時間及びエンド時間を用いてタイムラインが発生され
る。リソースはアベイラビリティに基き指定される。各リソースにはすでにスケ
ジュールされたときを示す一組の制約及び既に説明した他の連続制約及び離散制
約が与えられる。
【００３５】 リソースがスケジュールされることを示す利益リストの一点も発生され、また
これを用いて新しいアクティビティに対し指定する前にリソースが既にどのよう
にロードされたことを考慮するロード平衡化の構成を与えることができる。ロー
ド平衡発見はまた別の実施形態においてそのリソースの機能性を必要とする未来
のアクティビティの数に従って、リソースのバーサティリティを考慮できる。新
しい各スケジュールされたアクティビティの結果、アクティビティのタイミング
に関する制約を含む多くの制約がセットされる。
【００３６】 一度ステップ４３０でアクティビティがスケジュール完了すると、ステップ４
３２で制約が再び設定され、制約を示すデータ構造内で指定される伝播法に基き
ステップ４３４で伝播される。別の機能４４０は非フィージビリティまたは最適
以下の性能に対する結果としての組をなす制約をチェックする。これが見い出さ
れると不フィージビリティとなる犯人アクティビティが見い出され、アーキテク
チャの実行のため別のリソースが入手できるときはスケジュールはステップ４５
２で変更されるか、あるいは犯人アクティビティのスケジューリングに対する後
方追跡のようなスケジュールのより実質的な変更が実施可能である。選択された
制約がステップ４５４で消去あるいは変更でき、次に再ステップ４３２で設定さ
れ再び伝播される。当業者には周知のバックジャンプ若しくはダイナミック変数
順序付けを有する年代順の後方追跡のような後方追跡に対し入手可能な複数の方
法がある。非フィージビリティあるいは最適以下の性能がステップ４４０で見い
出せなかった場合、機能４６０はスケジュールするためのより多くのアクティビ
ティが必要であるかどうかをチェックする。必要ならば流れはスケジュール機能
４３０へ戻り、次のアクティビティをスケジュールする。この反復制約エンベロ
ップスケジューリングプロセスを通して、できるだけそれらのデッドラインに近
傍で満足されるようにすべてのアクティビティがスケジュールされる。最期のア
クティビティがスケジュールされたとき、ステップ４７０でプロセスが終了する
。一方実際のプロセスは次に予想されたスケジュールに対しモニターされるので
、この状態は終了ではない。アップセットが生じると、実際の性能を反映するた
め制約が変更され、単に実行対象の残りのアクティビティをノートしプロセスを
経て再び実行することにより再スケジューリングが行なわれる。
【００３７】 更にスケジュールの機能の詳細が入力、機能、表示特徴、スケジュールアップ
セット及び仮定を用いて指定される。スケジューラの入力はスケジュールの最初
の要件として指定される項目を含む。ダイナミックに変更可能なこれらの入力は
スケジュールアップセットとして以下にリストされる。最初の要件はブレンドス
トックランダウン（出来高のような一定速度）、出荷スケジュール（割合、分離
、スタート時間、エンド時間）、分離容量（最大、最少）ベルディングヘッダの
最大、最少及びディフォルト流速、製品レシピ及び（切替コストを計算するため
に使用される）製品値を含む。
【００３８】 システム機能はユーザがスケジューラで何を行うことができるかを説明する。
スケジューラは上述した一組の要件からスケジュールを自動的に発生し、検出し
た非フィージビリティを更にリポートする。人はアップセットを導入結果として
の在庫変更を見ることができる。あるアップセットにより実際在庫問題が突き止
められる。アップセットにより日々生じる問題を突き止めるために自動的に再ス
ケジュールし得、任意の点で現在のスケジュールを表示でき、ＣＳＶフォーマッ
トで現在のスケジュールをダンプすることができる。
【００３９】 表示特徴には指定されたブレンドストックランダウン速度、出荷、時間に対す
る予想された在庫レベル、これと共にフラッグを付けた容量以上・以下の分断、
各ヘッダのブレンドシーケンス、これと共にフラッグ付きの切替、現在のスケジ
ュールに対し要約される切替コストが含まれる。
【００４０】 スケジュールアップセットはあるウインドウに対するブレンドストックランダ
ウン速度の変更のようなユーザが導入できる変更、ユーザが製品配送ウインドウ
または速度を追加、消去あるいは変更可能な時間での分断間のタンクスイング、
あるウインドウに対するブレンダダウンタイム、あるウインドウに対し計画され
る速度からの混合速度差のような変更である。
【００４１】 スケジューラは多くの管理及び他の機能を達成するために使用可能である。ス
ケジューラは分断された生産計画の実行を決定し、ランタイム及び履歴データを
用いてスケジュールの実際の進行を従って、分断された生産計画の実際の状態を
追跡し、スケジュール及び計画を変更して実際の結果と意図した計画とを調停す
るために使用可能である。計画した生産からの偏位についての因果情報も導き出
すことができる。スケジューラ及び生産プランを用いると、生産目標、限界値、
最終目標、生産操業、最適化及び制御の経済性が引出せる。また生産操業と生産
プランを一体化する手段が与えられる。
【００４２】 時相関係がスケジュール制約モデル内の連続制約として明確に含まれる。処理
、プロセス制約及び決定は制御、操作、検出及び乱れ変数に関する制約としてモ
デル化される。コスト関数は制約に対しほぼ最適化可能な制約モデル内に含まれ
る。動作変数及び要件が破られたときの再スケジューリングのために、小さな時
の相調整が行われる。離散した変数の指定は連続制約及び離散制約の両方のモデ
ルの特徴を含む周知な問題ネック及び発見法に従って自動サーチでオーダされる
。制約エンベロップはパーティション可能、可能でないときは問題解決プロセス
中減少可能な組をなすスケジュールをコード化する。増分フィージビリティチェ
ック、満足及び最適化は一体化された離散及び連続モデルで実行される。
【００４３】 結論： 離散ドメイン問題ソルバーエンジン及び連続ドメイン問題ソルバーエンジンの
両方を一体化し、複雑なハイブリッドシステムスケジューリングの最適化を可能
にする制約エンベロップスケジューリングシステムを開示した。制約は両方のエ
ンジンにより変更可能であり、スケジューリング決定は更に追加制約として表現
される。非フィージビリティ、流量アップセット及び最適以下スケジュールが識
別されるので、ダイナミック後方追跡によりスケジュールがダイナミックに変更
可能である。犯人もまた識別可能であり、インテリジェントな再スケジューリン
グが可能である。
【００４４】 制約エンベロップスケジューリングはスケジュールに対する制約を必要に応じ
てのみ行われる制約に基くスケジューリングへの最少コミットメント法である。
付加制約としての明示モデル化スケジューリング決定により、反復スケジュール
ネゴティエーション及び再スケジューリング、増分スケジュール変更、競合識別
及びリペア、及び動作環境でのオンライン実時間再スケジューリングの設計及び
実行を容易にできる。
【００４５】 上述したスケジューリングシステムを用いてコンピュータバススケジューリン
グを含む多くの異なるプロセスを制御可能である。バス上の情報の流れをスケジ
ューリングする際、離散パラメータはタスク及びメッセージの順序付け、先買い
のデータ流を含む。連続パラメータはタスクの期間及びスループット、コンテッ
クススイッチオーバーヘッド、待ち時間及びジッタ制約を含む。スケジューリン
グシステムは与えられた各々異なるプロセスに対し異なる離散及び連続パラメー
タを取り扱うように変更できるが、エンジンの全体統合及び制約の表現が基本的
には同一のままである。
【００４６】 上記の説明は図示して行ったが発明を制約するものではないことは理解されよ
う。多くの他の実施形態は上述の説明から当業者には明らかであろう。例えば本
発明は生成書での混合作業の場合に沿って説明したが、自動車または他の製品の
製造、コンピュータシステム及び多くの異なるタスクに人々のリソースが関係さ
れるようなサービス業界においてデータトラフィックのスケジューリングのよう
な多くの異なる環境に対し容易に拡張できる。別の分野として例えば、航空サー
ビスまたは航空地上操作、衛星や宇宙船の作業、輸送や兵たんプラニング、航空
トラフィック管理等が含まれる。これにより何千もの離散制約及び連続制約に直
面してスケジュールを発生する自由度が高く効果的な方法が提供される。また工
場リソース利用が最適化されタイムリーに製品を提供可能である。
【００４７】 当業者は本発明が有効である更なる分野を考えることができよう。本発明は特
定のソフトウエア言語で書かれたものとして上述したが、他の言語でも使用でき
、本発明はソフトウエア及びハードウエアの異なる組み合わせで実行でき、多く
の異なるコンピュータプラットホームで実行でき、またコンピュータを使用する
ことなく実行できることは当業者には明らかであろう。従って本発明の範囲は添
付の請求項及びその等価物の全範囲により決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明によるスケジュールシステムのブロック図である。
【図２】 図２は図１のスケジューリングシステムを動作させる対象の精製工場の高レベ
ルのブロック図である。
【図３】 図３は図２の精製で生じる混合作業の動作例を簡略に示すブロック図である。
【図４】 図４は複数のタスクのスケジューリングに関しスケジューリングシステムの高
レベルのフローチャートである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 タスクを実行するに必要なアクティビティのリストを生成す
    る工程と、選択されたアクティビティを組をなす小さなアクティビティに変更す
    る工程と、離散制約及び連続制約に基きアクティビティ並びに小さなアクティビ
    ティをスケジューリングする工程とを包有するタスクをスケジューリングする方
    法。
  2. 【請求項２】 アクティビティに関連する離散制約及び連続制約を定義する
    工程と、選択されたスケジューリング決定を離散制約及び連続制約として表現す
    る工程と、離散制約及び連続制約の一体化されたインプリケーションに従って、
    アクティビティをスケジューリングする工程とを包有するアクティビティをスケ
    ジューリングする方法。
  3. 【請求項３】 スケジュールされたタスクに関連する情報を更新する工程と
    、更新された情報に基きタスクを実行するに必要なアクティビティのリストを変
    更する工程と、アクティビティを組をなす小さなアクティビティにオプションと
    して変更する工程と、アクティビティに関連する離散制約を変更する工程と、ア
    クティビティに関連する連続制約を変更する工程と、離散制約及び連続制約に基
    きアクティビティ並びに小さなアクティビティをスケジューリングする工程とを
    包有するスケジュールされたタスクを変更する方法。
  4. 【請求項４】 タスクを実行するに必要なアクティビティのリストを発生す
    る工程と、選択されたアクティビティを組をなす小さなアクティビティに変更す
    る工程と、離散制約及び連続制約に基きアクティビティ並びに小さなアクティビ
    ティをスケジューリングする工程とを包有する、コンピュータにより実行可能さ
    れタスクをスケジューリングする方法をコンピュータに実行させる命令を保持す
    るマシーンにより読出可能な媒体。
  5. 【請求項５】 アクティビティに関連する離散制約及び連続制約を定義する
    制約モジュールと、離散制約及び連続制約としてスケジューリング決定を表現す
    るモジュールと、離散制約及び連続制約の一体化されたインプリケーションに従
    ってアクティビティをスケジュールするスケジューリングモジュールとを備える
    タスクをスケジューリングするシステム。
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