JP3114149B2 - スケジュール自動作成処理方法 - Google Patents

スケジュール自動作成処理方法

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子計算機によるスケジ
ュール自動作成装置に係り、特に、一定の制約条件の下
での複数のジョブと複数のリソースとの間の割り当てを
効率的に行うスケジュール作成最適化手段に関する。
【0002】
【従来の技術】複数のジョブと複数のリソースとの間の
割り当てを一定の制約条件の下で行うことは、例えば、
人間の交代制勤務スケジュール作成、工場の生産工程の
スケジュール作成、列車ダイヤの作成、配車、配送計画
の作成等、多種多様な分野で日常的に行われている作業
である。
【0003】従来、このような割り当て作業は専ら人手
により、専門家のノウハウを用いて行われていたが、近
年コンピュータ技術の発達により機械による自動化が盛
んに進められている。
【0004】自動化の手法としては、数理計画法による
アプローチと知識工学的アプローチがある。前者は、制
約条件が等式や不等式で記述できる場合など、制約条件
の形式が整った場合にのみ有効である。しかしながら、
現実の問題ではより複雑な形式で制約条件が記述される
場合が多い。従って、後者のアプローチをべースにし、
ヒリューリスティックを加えた手法の方がより適用範囲
の広いものである。
【0005】これに関連のある公知例としては、例えば
特開昭63−163669号公報に、も制約条件の厳し
いジョブから割り当てを行う手法が記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】スケジュール作成問題
に対する知識工学的アプローチとしては、従来、以下の
処理手順が採用されている。
【0007】(1)複数のジョブをスケジュール単位と
なるコマとして表現し、順序づけして格納する。 (2)先頭のコマを取り出す。 (3)複数のリソースから一つのリソースを取り出す。 (4)取り出したリソースが、割り当ての制約条件を満
たしているかどうかをチェックする。 (A)適合すればそのコマに対する割り当てを決定す
る。 (B)適合しなければ次のリソースを取り出して制約条
件のチェックを行う。 (C)取り出すリソースがなくなった場合は、先に処理
したコマの処理を取り消し、(3)の処理から再開する
(バックトラック処理)。 (5)(2)に戻り、次のコマの割り当て処理を行う。
さらに、割り当てられていないコマがなくなるまで
(2)から(5)までの処理を繰り返す。
【0008】先の特開昭63−163669公報に記載
の手法も、以上の手順を基本とするスケジュール作成手
法であり、各ジョブに対する割り当て可能なリソースの
数を厳しさの度合を表す指標として採用し、その値が小
さいジョブから割り当ててゆくというものである。
【0009】しかしながらこの手法をスケジュール作成
に適用する場合、個々の制約条件の重要度を考慮せずに
割り当てを行っているため、計算途中の状態では重要な
制約が満されている保証がないという問題点がある。
【0010】一般に、ユーザが制約条件を記述した際
に、それらをすべて満足するスケジュールを一定時間内
に作成できるかを判定することは困難である。このた
め、制約条件が強く課せられたスケジュールをコンピュ
ータで自動作成するには、計算の途中結果を有効利用す
る必要がある。
【0011】本発明の目的は、電子計算機によるスケジ
ュール自動作成装置において、スケジュール作成におけ
る計算途中結果を活用でき、一定時間内で実用的なスケ
ジュールの作成を実現することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数のジョブと複数のリソースとの間の
割り当てを制約条件に従って行いスケジュールを自動作
成する装置において、ジョブに関する情報を記憶するジ
ョブ記憶手段と、リソースに関する情報を記憶するリソ
ース記憶手段と、ジョブとリソース間の複数の割り当て
の制約条件と、この各々の制約条件に付した重要度レベ
ルとを記憶した制約条件記憶手段と、ジョブとリソース
との間の割り当て処理結果の履歴を記憶する割り当て履
歴記憶手段と、スケジュール作成時間を設定した後、ジ
ョブとリソースとを順次割り当て、前記制約条件を重要
度レベルの高いものから順番に選択し、すでに選択した
制約条件に段階的に追加して、繰り返し実行し、前記設
定したスケジュール作成時間を超過した時点で、スケジ
ュール作成処理を終了する制約条件チェック手段と、前
記制約条件チェック手段でのスケジュール作成処理実行
途中のジョブとリソースの割り当ての処理結果を、逐
次、前記割り当て履歴記憶手段にすでに記憶されている
割り当て処理結果を参照して評価し、それまでの割り当
て状況よりも良い場合、前記処理結果を前記割り当て履
歴記憶手段に追加記憶する割り当て状況評価手段と、を
設けたことを特徴とするものである。
【0013】また、前記割り当て履歴記憶手段に記憶さ
れたジョブとリソースとの間の割り当て処理結果の履歴
を出力する手段を備え、設定した時間内に制約条件をす
べて満たす処理結果が得られない場合でも、その時点ま
での処理結果の履歴を出力して、途中結果を対話的に修
正して実用的なスケジュールを作成できるようにしたこ
とを特徴とするものである。
【0014】
【作用】スケジュール作成の途中結果を有効活用するた
めに、個々の制約条件に対して重要度のレベルを設定し
ておき、スケジュール単位になるコマへのリソース割り
当てを、次のようにして行う。
【0015】(1)自動スケジュール作成に使う時間を
設定する。 (2)必須の制約条件を全て選び、制約条件セットとす
る。 (3)制約条件セットの下で、通常の知識工学的手法に
基づくスケジュール作成を行う。この過程で、制約条件
を満しており、それまでの割当て状況より 評価の高い処
理結果について、逐次履歴を取っておく。また、(1)
で設定した時間を越えた時点で自動スケジュール作成の
処理を終了する。 (4)制約条件セットの下でのスケジュール作成に関し
て、 (A)成功した場合、(5)に進む。 (B)失敗した場合、処理を終了する。 (5)次に重要度のレベルが高い制約条件を全て選び、
先の制約条件セットに追加する。追加すべき制約条件が
もうない場合は、処理を終了する。 (6)(3)に戻り、次のレベルのスケジュール作成を
行う。
【0016】上述の処理によって得られるスケジュール
計算結果は、設定した時間内に全ての条件を満足するス
ケジュールを作成できなかった場合でも、あるレベルま
での制約条件を満足するような途中結果が得られてい
る。このため、この途中結果が不十分な場合には、さら
に一定時間を区切って自動スケジューリングを続行させ
るか、または、対話的修正機能を用いて途中結果を修正
することにより、制約充足度の高い実用的なスケジュー
ルへと調整していくことが可能である。
【0017】
【実施例】以下、図を用いて本発明の一実施例について
説明する。
【0018】図1は本発明に係る電子計算機利用のスケ
ジュール自動作成装置の一実施例のシステムブロック図
である。本システムは、ジョブ記憶装置1、リソース記
憶装置2、制約条件記憶装置3、ジョブ選択装置4、リ
ソース選択装置5、制約条件選択装置6、スケジュール
処理装置の中心の割り当て決定装置7および割り当て
歴記憶装置8で構成される。割り当て決定装置7は、更
に制約条件チェック部71、割り当て状況記憶部72お
よび割り当て状況評価部73からなる。
【0019】ジヨブ記憶部装置1には、図2のような各
ジョブに対する情報が格納されている。例えば、ジョブ
番号1、ジョブ名A、作業時間は1日の午前、作業人員
3名、必要な資格Bレベル、作業内容はCで場所はA、
などの情報が記録されている。
【0020】リソース記憶装置2には、図3のような各
リソースに対する情報が格納されている。例えば、リソ
ース番号1、リソース名A、保有している資格Bおよび
C、可能な作業A、B、D、時間の条件は特になし、場
所の条件はA、E、F、などの情報が記録されている。
【0021】制約条件記憶装置3には、図4のように、
ジョブとリソース間の割り当ての制約条件と、その重要
度レベルの情報が格納されている。例えば、制約条件番
号1、内容「夜間の勤務は資格B以上の人員が少なくと
も1名必要、重要度レベル2、などの情報が記憶されい
ている。
【0022】ジョブ選択装置4では、ジョブ記憶装置1
からジョブを読み出して、各ジョブをスケジュール単位
であるコマの形式に展開し、このコマの選択順序を決め
て、コマを一つずつ選択する。
【0023】リソース選択装置5では、リソース記憶装
置2からリソースを読み出して、各リソースをコマに割
り当てるべきリソース単位の形式に展開し、リソース単
位の選択順序を決めて、リソース単位を一つずつ選択す
る。
【0024】制約条件選択装置6では、制約条件記憶装
置3から制約条件を読み出し、重要度レベルに従って分
類し、次に充足すべき制約条件を選択する。
【0025】割り当て決定装置7では、スケジュール差
作成時間を設定した後、まず、制約条件チェック部71
が制約条件選択装置6から現時点で充足すべき制約条件
を選択し、制約条件セットとして設定する。例えば、ス
ケジューリング作成開始時は、必須条件として指定され
ている最重要度レベルの制約条件のみを選択する。次
に、制約条件チェック部71は、ジョブ選択装置4およ
びリソース選択装置5によって選択されたジョブ(コマ
単位)とリソース(リソース単位)が、先に設定した制
約条件セットに違反しないかどうかを調べる。制約条件
をすべて満たす場合は割り当てを決定し、割り当て状況
記憶部72に格納する。制約条件を一つでも満たさない
場合は別の割り当てを検討し、制約条件をすべて満たす
割り当てを探す(バックトラック)
【0026】割り当て状況評価部73は、割り当て状況
記憶部72に格納されているスケジュールの途中結果を
逐次評価し、これまでよりも良い割り当て状況の場合、
割り当て履歴記憶装置8にその時点の割り当て処理結果
を記憶する。評価の際には、割り当て状況評価部73
は、割り当て履歴記憶装置8にすでに記憶されている処
理結果を参照する。
【0027】すべてのリソース単位に割り当てが行われ
た場合、制約条件チェック部71は、再び制約条件選択
装置6から次の重要度レベルの制約条件を選択し、新し
く制約条件セットを設定して、再びスケジュール作成を
実行する。制約条件チェック部71は、次の重要度レベ
ルの制約条件が選択出来なくなるか、または設定したス
ケジュール作成時間を消費してしまった場合、スケジュ
ール作成を終了する。
【0028】制約条件チェック部71での制約条件を最
重要度レベルのものから段階的に追加してのスケジュー
ル作成の繰り返し実行と、計時機能に基づくスケジュー
ル作成時間の限定処理の導入、及び、割り当て状況評価
部73でのスケジュール作成過程の途中結果の評価と、
それに基づく途中結果の割り当て履歴記憶装置8への追
加記憶が、本発明の特徴である。
【0029】図5は、割り当て決定装置7における全体
的処理手順を示したフローチャートである。
【0030】割り当て決定装置7は、まず、スケジュー
ル作成に使う時間を設定する(ステップ501)。割り
当て決定装置7の制約条件チェック部71はスケジュー
ル作成にかかった時間を常に計っており、この時間を超
過した場合、作成途中であっても処理を終了する。
【0031】スケジュール作成にあたり、制約条件チェ
ック部71は制約条件選択装置6から重要度レベルが必
須である制約条件を選択して制約条件セットとする(ス
テップ502)。この制約条件セットの下でスケジュー
ル作成を実行する(ステップ503)。そして、スケジ
ュール作成が完了した場合(ステップ504でYes)
は、次の重要度レベルの制約条件を制約条件選択装置6
から選び(ステップ505)、現時点での制約条件に追
加し(ステップ507)、新しい制約条件セットの下で
再びスケジュール作成を行う(ステップ503)。
【0032】一方、スケジュール作成が未完了の場合
(ステップ504でNo)は、現時点での制約セットの
下では、すべての条件を満足するようなスケジュールを
作成することは不可能なので、対話的修正処理(ステッ
プ508)を行った後、処理を終了する。この対話的修
正処理では、ユーザによる修正の支援のため、途中まで
の最良のスケジュール結果の表示、充足されていない制
約条件の表示、指定した個々の割り当ての変更に対する
スケジュール全体への影響の表示などを行う。
【0033】また、追加すべき次の重要度レベルの制約
条件がもうない場合(ステップ506でYes)は、完
全なスケジュールが作成されたので、処理を終了する。
【0034】図6は、図5のステップ503でのスケジ
ュール作成に関する詳細フローチャートを示したもので
ある。割り当て決定装置7は、ジョブ選択装置4とリソ
ース選択装置5からそれぞれのスケジュール単位を順次
選択し(ステップ601)、割り当てられるべき候補が
なくなるまで(ステップ602でYes)、以下の処理
を繰り返す。
【0035】まず、割り当て決定装置7の制約条件チェ
ック部71は、選択した割り当て候補に対して、制約条
件セット中のすべての制約条件が満足されるかどうかを
チェックし(ステップ603)、一つでも満足しない条
件がある場合(ステップ604でNo)は、再度割り当
て候補を選択し直す。すべての制約条件を満足している
場合(ステップ604でYes)は、この割り当て候補
を割り当て状況記憶部72に格納する(ステップ60
5)。割り当て状況評価部73は、割り当て状況記憶部
72の内容を読み出し、割り当て履歴記憶装置8にすで
に記憶されている処理結果を参照して、現時点でのスケ
ジュール作成状況を評価する(ステップ606)。そし
て、評価結果がこれまでのスケジュール作成状況よりも
良い場合(ステップ607でYes)は、割り当て履歴
記憶装置8に現時点でのスケジュール作成状況を追加記
憶し(ステップ608)、良くなければ(ステップ60
7でNo)、そのままとする。一方、制約条件チェック
部71は、開始時に設定したスケジュール作成時間を超
過している場合はスケジュール作成途中でも処理を終了
する(ステップ609でYes)。
【0036】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、電子計算機により複数のジョブと複数のリソ
ースとの間の割り当てを制約条件に従って行う自動スケ
ジューリング装置において、制約条件を重要度の高いも
のから順番に選択して、すでに選択した制約条件に段階
的に追加し、時間を制限して順次スケジュールを繰り返
し作成し、逐次評価して、その処理結果の履歴を記憶し
てゆくため、計算途中のスケジュール結果でも、履歴は
あるレベルの制約条件まで満足したものとなっている。
従って、この結果をもとに再び自動スケジュール作成を
実行したり、対話的に修正処理を施すことによって、実
用的なスケジュールを限られた時間内に作成することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスケジュール自動作成装置の一実施例
のシステム構成図である。
【図2】ジョブの具体例を示す図である。
【図3】リソースの具体例を示す図である。
【図4】制約条件の具体例を示す図である。
【図5】図1の割り当て決定装置における全体的処理手
順のフローチャートである。
【図6】図1の割り当て決定装置における一定の制約条
件セット下でのスケジュール作成手順の詳細フローチャ
ートである。
【符号の説明】
1 ジョブ記憶装置 2 リソース記憶装置 3 制約条件記憶装置 4 ジョブ選択装置 5 リソース選択装置 6 制約条件選択装置7 割り当て決定装置 71 制約条件チェック部 72 割り当て状況記憶部 73 割り当て状況評価部8 割り当て履歴記憶装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−237165(JP,A) 特開 平2−117618(JP,A) 特開 平2−242333(JP,A) 情報処理学会第36回全国大会講演論文 集,Vol.36,No.2,P.1547− 1548「製鋼工程スケジューリング・シス テム:Schplan(1)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のジョブと複数のリソースとの間の
    割り当てを制約条件に従って行い、スケジュールを自動
    的に作成するスケジュール自動作成装置であって、 ジョブに関する情報を記憶するジョブ記憶手段と、 リソースに関する情報を記憶するリソース記憶手段と、 ジョブとリソース間の複数の割り当ての制約条件と、こ
    の各々の制約条件に付した重要度レベルとを記憶した制
    約条件記憶手段と、 ジョブとリソースとの間の割り当て処理結果の履歴を記
    憶する割り当て履歴記憶手段と、 スケジュール作成時間を設定した後、ジョブとリソース
    とを順次割り当て、前記制約条件を重要度レベルの高い
    ものから順番に選択し、すでに選択した制約条件に段階
    的に追加して、繰り返し実行し、前記設定したスケジュ
    ール作成時間を超過した時点で、スケジュール作成処理
    を終了する制約条件チェック手段と、 前記制約条件チェック手段でのスケジュール作成処理実
    行途中のジョブとリソースの割り当ての処理結果を、逐
    次、前記割り当て履歴記憶手段にすでに記憶されている
    割り当て処理結果を参照して評価し、それまでの割り当
    て状況よりも良い場合、前記処理結果を前記割り当て履
    歴記憶手段に追加記憶する割り当て状況評価手段と、 を有することを特徴とするスケジュール自動作成装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスケジュール自動作成装
    置において、前記割り当て履歴記憶手段に記憶されたジ
    ョブとリソースとの間の割り当て処理結果の履歴を出力
    する手段を有することを特徴とするスケジュール自動作
    成装置。
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US20050165631A1 (en) * 2004-01-28 2005-07-28 Microsoft Corporation Time management representations and automation for allocating time to projects and meetings within an online calendaring system
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JP7324260B2 (ja) * 2021-11-05 2023-08-09 シーライヴ株式会社 スケジューリングシステム、スケジューリングプログラム及びスケジューリング方法

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Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
情報処理学会第36回全国大会講演論文集,Vol.36,No.2,P.1547−1548「製鋼工程スケジューリング・システム:Schplan(1)

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