JPH0333974A - 制約学習による計画作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野１ 本発明は、計画作成を行なう計算機システムにおける計
画案作成の方法に関する。

【従来の技術ま たとえば社内教育講座の実施日程計画など、定の制約の
下で、仕事の実施順序、実施時刻あるいは実施場所、使
用資源などの計画を作成するシステム（以下、計画作成
システムと呼ぶ）について考える。 従来の計画作成システムの１つが、日立評論。 第７０巻、第１１号の１０７頁から１１０頁において論
しられている。従来の計画作成システムでは、第２図に
示すように、初期制御条件を入力しく処理１１）、初期
入力された制約条件を基にして、計画案を作威し、作成
した計画案を表示する（処理１２）。計画案に対する変
更に際しては。 作成された計画案に対して直接に変更箇所を操作しく処
理１６）、その結果を出力する（処理１４）。その場合
、変更をおこなった事実は記憶されることはむく、次回
以降の計画案の作成には反映されない。また、制約条件
の追加に対しては、ユーザが変更−事実に基づいて、制
約条件の記述をおこない、追加をした後、再び最初から
計画案の作成がおこなわれる。 ［発明が解決しようとする課題１ 上記従来技術は、作成された計画案を修正するときに、
作成された事例を修正するだけではむく、後に計画案の
作成のときのために、事例の修正と同じ効果を持つ制約
条件を追加する必要があるという点について配慮がされ
ておらず、新らたな計画案を作成するときに前回と同し
修正をおこなオ）ないためには、そのための制約条件を
随時追加しなければならないという問題があった。 また、制約条件を追加した後に、再度計画案を作成する
場合の配置のための探索処理の効率についての配慮がさ
れておらず、全く同し探索を操り返すことがあるという
問題があった。 さらに、作成された計画案の事例を修正するときに、計
画案の作成に用いた制約条件を考慮する点について配慮
がされておらず、制約条件に矛盾する修正をしてしまっ
たり、相反する制約条件を追加してしまうことによって
、計画案が得られなくなることがあるという問題があっ
た。 本発明の目的は、作成された計画案の事例を修正する変
更指示から新らたに制約条件を作成し、それを追加する
ことによって、制約条件の作成の工数を削減し、ユーザ
の意図を考慮した計画案の作成に資する計画作成方法を
提供することにある。 本発明の他の目的は、計画作成システムに対して、探索
範囲の記憶機能および、変更指示と制約条件の照合機能
を提供することによって、計画案作成のための処理のｆ
ｆｉ複を排除し、処理効率を向上させる計画作成方法を
提供することにある。 本発明のさらに他の目的は、作成された計画案の事例を
修正する変更指示から、より一般的な制約を作成するこ
とによって、ユーザの望む計画案の作成能力に優れたシ
ステムの作成に資する計画作成方法を提供することにあ
る。 【課題を解決するための手段１ 上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、作
成された計画案の事例に対する修正をおこなう変更指示
を新らたな制約とみなし、制約条件を表わす形式に変換
し、制約条件の集合に加え、配置処理を再実行させるこ
とにある。 また、本発明の第２の特徴は、配置処理の再実行をおこ
なうときに、探索処理の重複を避けるために、計画案が
得られた時点の探索範囲を記憶しておくことにある。 また、不発明の第３の特徴は、計画案の事例を修正し、
制約条件を追加するときに、それ以前の制約条件に矛盾
しないようにするために、修正のための変更指示を制約
条件に照らし合わせることにある。 さらに、本発明の第４の特徴は、良い計画案を作成する
ために必要な、より一般的な制約を得るために、初期制
約入力処理において、あらかじめ配置させるデータ間の
階層関係を表わす情報を入力しておき、これと修正のた
めの変更指示から、以前の制約条件に矛盾しない制約を
導出することにある。 ［作用］ 作成された計画案の事例に対する修正では、配置された
項目を直接に指定し、配置箇所の移動がおこなわれる。 移動がおこなわれた項目に対しては、最低条件として、
「その項目は移動先の位置に配置される必要がある」と
いう制約をあてはめることができる。したがって、この
制約を前もって制約条件の集合に含めておくことによっ
て、再度計画案の作成をおこなったときには、前回と同
じ修正をする必要はなくなる。修正をおこなった項目お
よび移動箇所を表わすデータから、機械的な変換によっ
て制約条件を作成することができ、これを自動化するこ
とによって、追加すべき制約条件の作成工数を削減する
ことができる。 計画案の作成のための項目の配置箇所の探索は一定の順
序をもって行なわれる。ある項目に対して制約条件を全
て満たす配置箇所が発見されたときに、それ以前に探索
をおこなった箇所は、制約条件が減らない限り制約条件
を満たすことはない。 したがって、制約条件の追加をおこなった後の探索は未
探索部分についてのみおこなうことで十分である。した
がって、探索済みの箇所を記憶しておくことで、未探索
部分の先頭から探索を開始でき、探索の重複を避けるこ
とができる。 計画案の事例の修正では、修正する項目と移動箇所に対
して、配置箇所の探索のときと同様に制約条件を満足す
るか調べられる。この制約条件を全て満足する修正に相
当する制約に対して、さらに、それまでの制約条件ひと
つひとつの否定を表す制約になっていないか調べること
で、相反する制約の追加を避けることができる。 計画案の変更指示から一般的な制約条件を導出する処理
では、項目同志の位置変換といったような処理において
、修正をおこなった項目に対して、初期制約入力処理で
与えられた項目間の階層関係から、その上位の概念での
位置関係も考慮し、さらに修正をおこなわなかった他の
項目の位置関係を踏まえて、最も一般的な制約条件を選
び、追加する。また、ユーザの意図する制約条件の追加
をぉ、なうためには、上記関係を満たす制約の候補をユ
ーザに提示し、選択させることによっておユなわれる。 【実施例］ 以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。 第１図は、本発明による計画作成システムの全体構成を
表わすフローチャートである。図において、実線は処理
の流れを表わし、点線は被処理情報の伝達を表わす。 本発明を用いた計画作成システムでは、補助メモリ１．
キーボード３によって初期制約条件を入力しく処理１１
）、その制約条件に基づいて計画案進を作成し、作成し
た計画案を表示する（処理１２）。作成された計画案に
対して修正の必要がない場合には、計画案の作成結果を
出力しく処理１４）、修正の必要がある場合には、修正
のための変更指示から変更理由を推定し、新たな制約条
件を作成し、追加をおこない（処理１５）、再度計画案
の作成がおこなわれる。 以下、本発明を社内コンピュータ教育講座の実施日程計
画に適用した一実施例を第３図から第１０図を用いて説
明する。 第３図は、本発明を用いた計画作成システムの一例の全
体機能構成を表わすフローチャートである。図において
、実線は処理の流れを表わし、点線は被処理情報の伝達
を表わす。このシステムは、外部との情報の入出力をお
こなうために、補助メモリｌ、ＣＲＴ表示装置２．キー
ボード３をもち。 被処理情報の保存場所として、制約条件保存部３０１、
計画案保存部３０２ｒ　Ｉ’Ｗ層関係保存部３０３をも
つ、また、計画案の作成は次の９つの処理ステップによ
っておこなわれる。 初期制約入力処理１１： 計画案作成の基となる制約条件および、計画案の修正理
由の推定に用いられる項目の階層関係を補助メモリ１、
またはキーボード３より入力し、制約条件保存部３０１
、および階層関係保存部３０３に保存する。 配置処理および表示処理１２： 項目の配置候補となる場所を順次挙げ、制約条件保存部
３０１内の情報と照合し、配置可能な場合に、その配置
情報を計画案保存部３０２に保存すると共に、配置状況
を視覚的にＣＲＴ表示装置２に表示する。また、終了時
の探索範囲も保存する。 変更指示確認処理１３： 作成された計画案を修正する必要があるか、ユーザに確
認をおこなう。ユーザはキーボード３によって解答する
。 配置結果出力処理１４： 作成された計画案を印字出力をする。 配置結果修正処理３１： 作成された計画案に対して、修正をおこなう項目をキー
ボード３より入力し、項目の移動や交換などの修正方法
に応じて移動先の入力をユーザに指示する。ユーザはキ
ーボード３によって移動先修正内容の矛盾確認処理３２
： 上記、配置結果修正処理３１で人力されたデータに対し
て、制約条件保存部３０１にある制約と照合をおこない
、制約条件に対して修正が矛盾していないか確認する。 修正理由の推定処理３３： 配置結果修正処理３１で修正の対象となった頂目に対し
て、ＶＲ層関係保存部３０３に示されている内容を用い
て、考えられる修正理由を列挙する。。 その中で制約条件保存部３０１にある内容に対し該当し
ない修正理由を除き、残ったものを修正理由の候補とす
る。 修正理由の選択処理３４： 修正理由の推定処理３３で得られた修正理由の候補をユ
ーザにＣＲＴ表示装置２を用いて提示をおこなう。ユー
ザは、自分のおこむった修正の理由として最も適したも
のを候補より選び、キーボード３によって入力する。 制約条件の作成と追加処理３５： 修正理由の選択処理３４で選ばれた修正理由を用いて、
階層における位置関係や修正のときの移動状況に基づい
て、用意された形式に個有の情報をあてはめていく方法
によって制約条件を作成する。こうして作成された新ら
たな制約条件を制約条件保存部３０１に保存した後、再
び配置処理および表示処理１２に戻る。 以下、第３図に示した処理ステップに対して、第４図か
ら第１０図に示される具体的な値を反映させ、社内コン
ピュータ教育講座の実施日程計画での実施例を詳細に説
明する。 本実施例では、配置処理および表示処理１２での配置終
了時の探索範囲の保存による再配置時の処理効率の向上
、修正内容の矛盾確認処理３２による不適切な修正の排
除、修正理由の推定処理３３、修正理由の選択処理３４
．制約条件の作成と追加処理３５による省力化された良
い制約条件の追加といった機能を持っている所に特徴が
ある。 ンピュータ教育講座の時間割を作成することから、時間
割作成システ１１と呼ぶ。 時間割作成システムが起動されると、システムはまず、
時間別表の大きさを決定するように指示をする。本実施
例では、３つの教室で２７週間の時間割を設定する。つ
ぎに第４図に示されるような、時間別表に配置させる科
目データと、問題に個有の配置位置に関する制約条件を
、補助メモリ１やキーボード３を用いて入力する。 第４図（ａ）は、入力された科目データの内容を表わし
、科目毎に、講義を続ける日数を示す実施期間４１、こ
れを１つの科目コースとし、この科目コースをおこなう
回数を示す実施回数４２゜科目コースの間隔を示す実施
間隔４３といった、科目に個有のデータである。第４図
（ｂ）は、配置位置に関する制約条件を表わす。これら
のデータは、入力されると制約条件保存部３０１に保存
される。 第５図（ａ）は、配置させる課目間の階層関係を表わす
。これには、科目名の他にいくつかの科目を総括する上
位概念を追加し、ツリー構造になっている。第５図（ｂ
）は、第５図（ａ）をツリー構造で表わしたものである
。第５図（ｃ）は、科目間で関連のあるものをグループ
として分類したものである。これらのデータは、入力さ
れると階層関係保存部３０３に保存される（第３図３６
）。 以上で初期制約入力処理１１が終了し、次の処理ステッ
プに移る。 計画案作成のための配置処理は、まず、配置する科目を
順に選び、つぎに時間別表の配置場所に対してその科目
を配置できるか、制約条件保存部３０１の制約条件を調
べる。全ての制約条件を満足し、配置が可能な場合には
、科目と配置場所である日程を計画案保存部３０２に保
存し、次の科目の配置に移る。配置可能な場所が発見で
きない場合、配置の終わった科目を取り消し、他の場所
へ配置をし直してから、再度配置場所の探索をおこなう
。さらに、ＣＲＴ画面上に時間別表を用意し、配置をお
こなう度に相当する位置に科目を表わす図を表示するこ
とによって、配置の様子を即時的に見ることができる。 以上の処理を繰り返すことによって、全ての科目が配置
されたときに、計画案の一例が得られたことになる。そ
して制約条件の追加後の再配置の処理の無、駄を省くた
め。 探索をおこなった範囲を計画案保存部３０２に保存し、
配置処理および表示処理１２を終了して、つぎの処理ス
テップに移る。第６図は、第４図（ａ）で示した科目の
配置状態の一部を示したものである。ここでは、各科目
が使用できる教室は限定されているものと仮定しておく
。 画面に表示された配置状態を見て、ユーザは修正の必要
性を判断し、システムにキーボード３を通して修正をお
こなうか否かを入力する。実施例では修正をおこなうこ
ととして、変更指示確認処理を終了し、つぎの処理ステ
ップへ移る。 計画案の修正項目としては、位置変換、移動。 追加、削除などがあるが、実施例では変換を例として説
明を進める。第７図は、修正項目の入力形式の一例を示
したものである。ここでは、修正の種類として変換を選
択し、交換の対象となる科目を２つそれぞれ入力した様
子を表わしている。交換の場合、移動先の位置は、それ
ぞれ相対する科目の現在位置を用いるが、使用教室に対
する制約はそのまま前の値を反映させる。第７図に示し
た修正は、ユーザは、高級言語の学習はその基になるＯ
８の学習をおこなった後の方が理解しやすいので好まし
いという意図を持っておこなわれたものとする。以上の
修正項目の入力によって、配置結果修正処理３１を終了
し、つぎの処理ステップへ移る。 配置結果修正処理３１で入力された計画案に対する修正
項目は、配置処理１２と同様に制約条件保存部３０１内
の制約条件を満足するか調べられる。ただし、移動先に
他の科目があるために配置できない場合、移動先の科目
が制約条件によって移動不可能な場合を除いて、修正に
よって移動する科目を優先させ、移動先の科目の配置を
取り消すことによって、再配置させる。制約条件に矛盾
し、修正による科目の移動が不可能な場合、ユーザに対
してその原因となった制約条件を、ＣＲＴ表示装置２を
通して示し、修正処理を中断する。 修正処理が中断されると、再び変更指示確認処理へと移
る。それ以外の場合、修正内容の矛盾確認処理を修了し
、次の処理ステップへ移る。 修正項目に矛盾が無い場合、システムはユーザがなぜそ
の修正をおこなったのかという理由の推定を開始する。 理由の推定は、つぎの手順でおこなわれる。 修正の種類に応じて基本理由を挙げる。実施例では、修
正の種類が交換であるので、２つの科目間の相対的な位
置関係が重要であるか、２つの科目の總対的な位置決定
が重要であるという理由が候補として示される。 修正する科目を基本理由にあてはめる。そのとき、単に
科目をあてはめるだけでなく、Ｎ層関係保存部３０３に
ある階層関係を用いて、科目の上位に位置する概念につ
いても、科目の代わりに基本理由にあてはめる。実施例
での修正対象であるＣ言語をＵＮＩＸの関係をそれぞれ
第５図（ａ）で示した上位概念に順次置き換え、組み合
せを用いて表オ〕すと、以下の候補が挙げられる。 Ｃ−ＵＮ　Ｉ　Ｘ、　Ｃ−ＷＳｌｏＳ、ｃ−ｏｓ、高級
言語−ＵＮ　Ｉ　Ｘ、高級言語−ＷＳｌｏＳ、高級言語
−○Ｓ、言語−ＵＮ　Ｉ　Ｘ、言語−ＷＳｌｏＳ。 言語−Ｏ８゜ この組み合せを基本理由にあてはめ、関連科目や制約条
件を考慮した上で、最も一般的な理由と特徴的な理由を
候補として挙げ、修正理由の推定処理を修了する。第８
図は、第７図で示した修正の理由の候補をあられす。こ
こで、修正理由１１１　ＩＩ（８１）は２つの科目間の
相対的な位置関係を考慮した理由の内、最も一般的な理
由であり、修正理由”２”（８２）は２つの科目間の相
対的な位置関係を考慮した理由の内、最も特徴的な理由
であり、修正理由”３”（８３）は２つの科目の絶対的
な位置決定を考慮した理由の内、最も一般的かつ特徴的
な理由であり、修正理由”４”（８４）は、特に修正理
由を考慮する必要がなく、他の科目へ反映させなくても
よい修正をおこなったことを表わす。 修ｉＥ理山の候補が挙げられると、システムは、その候
補をＣＲＴ表示装置２を通してユーザに示す。ユーザは
提示された計画案の修正理由の中から、自分の意図した
理由に最も近い理由を選択し。 キーボード３によってシステムに入力する。上記の修正
理由の推定処理では、最も一般的な理由と特徴的な理由
のみ提示することとしていたが、推定可能な修正理由を
全て提示することによって。 ユーザの意図する修正理由が候補として半げられる可能
性は高くなる。実施例では、第８図に示した修正理由の
候補がＣＲＴ画面上に表示される。 ここで、ユーザは修正理由として、修１Ｅ理山″１″′
（８１）の、Ｏ８は高級言語より先行させるを選択する
。修正理由を選択することで、修正理由の選択処理３４
は修了する。 ユーザの選択によって修正理由が決定すると、システム
は、修正理由に相当する制約条件を作成する。制約条件
の作成は、つぎの手順でおこなわ修正理由の基となって
いる基本理由を求める。 基本理由に対応する制約条件の基本形（以下、基本制約
条件形式と呼ぶ）を用意する。 基本制約条件形式に対して、修正理由に含まれる科目名
または上位概念名をあてはめることによって制約条件を
作成する。 作成された制約条件は、制約条件保存部３０１に保存さ
れ、再度配置処理をおこなうときに利用される。 第９図は、配置位置に関する制約条件に、第８図に示し
た修正理由の候補の内、ユーザが選択した修正理由“１
”（８１）のＯ８は高級言語より先行させるを、制約条
件の形式に変換し、追加した状態を表わす。制約条件は
、Ｐ　ｒｏｌｏｇの形式で表わされている。各述語の表
わす意味はつぎの通りである。 分類（Ａ、Ｂ）：階層概念において、ＡはＢより上位に
位置する。 関連（Ａ、Ｂ）：　ＡとＢは同じ関連科目のグループに
ある。 先行（Ａ、Ｂ）：ＡはＢに先行して講義がおこなわれる
。（ＡはＢより早い日に、配置されている。） 制約条件の作成と追加処理３５が終了すると、処理ステ
ップは再び配置処理および表示処理１−２へ移る。 ２回目以降の配置処理では、制約条件を追加したのか削
減したのかによって対処方法が異なる。 制約条件を削減した場合、基本的に現在の配置状態を変
化させる必要はなく、そのままで全ての制約条件を満足
する配置になっている。しかし、制約条件を削減したこ
とによって、探索済みの範囲内で配置可能となる状態を
得たい場合に、探索の重複を減らすためには、取り除い
た制約条件が原因で配置ができなかったことのある科目
に対してのみ探索をやり直すという方法がある。そのた
めには、１回目の配置処理において、各制約条件毎に、
配置に失敗した科目を記憶しておく必要がある。 制約条件を追加した場合、これまでに探索をおこなった
範囲内では制約条件を満足することはできない。したが
って未探索部分についてのみ探索をおこなえば良い。そ
のためには、１回目の配置処理での探索の終了範囲を記
憶しておく必要がある。本実施例では、制約条件の追加
のみがおこなわれている。したがって未探索部分につい
てのみ探索がおこなわれる。それ以外は１回目におこな
った探索処理と同じである。 第１０図は、第９図に示した追加した制約を用いて再配
置をおこなった結果の一部を表わす。第６図の修正前の
配置状態と比較するとわかるように、直接に修正を指示
したＣ言語とＵＮＩＸの位置関係が入れ換わっただけで
なく、直接に修正の指示はおこなわむかったものの、第
５図（Ｃ）に示される関連科目内で、同じグループに層
し、かつ修正理由として相対的な位置関係を指示した。 高級言語とＯ８である、ＦＯＲＴＲＡＮとＶＯ５３の位
置関係も変更される。 以上の処理を繰り返し、ユーザの希望する時間表が得ら
れると、変更指示確認処理１３において変更の無いこと
をシステムに示すと、処理ステノブは、配置結果出力処
理へ移る。 計画案保存部３０２内の情報を用い、必要なデータのみ
を集め、出力することによって、ユーザの望んだ事柄を
中心とした時間別表も容易に得ることができる。 【発明の効果】 本発明によれば、作成された計画案の事例に対しておこ
なった修正に関する情報から、計画案の作成の基となる
制約条件を作成できるので、ユーザの望む計画案を作成
するための制約条件の作成工数を削減する効果がある。 また、計画案作成のための探索処理において、計画案の
作成終了時に探索済み範囲を記憶することによって、制
約条件を追加した後の再度の計（１舅案作成の探索処理
において、未探索範四についてのみの探索ができるので
、探索の処理効率を向上させる効果がある。 また、作成された計画案の事例に対して修正をおこなう
ときに、制約条件を考慮した修正ができるので、無、駄
な修正を排除して、有効な修正をおこなうことができる
という効果がある。 さらに、計画案の配置項目に対して上位概念を設定し、
与えることによって、修正理由を拡大解釈できるので、
一般的な制約条件を作成することができるという効果が
ある６ さらに、推定された修正理由から、ユーザの意図する理
由を指定することができるので、ユーザの意図を制約条
件に反映することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の基本的な全体機能構成を表わすフロ
ーチャート図、第２図は、従来の方式による計画作成シ
ステムの全体構成を表わすフローチャート図、第３図は
本発明の一実施例の時間割作成システムの全体機能構成
を表わすフローチャート図、第４図は、第３図における
配置処理の基となる制約条件を示す図、第５図は、時間
別表に配置させる科目間の階層関係および関連科目の集
合を示す図、第６図は、第３図に示したシステムによっ
て作成された計画案の一部を示す図、第７図は、作成さ
れた計画案に対して、システムに与える変更指示の内容
を示す図、第８図は、第７図に示した変更指示と第５図
に示した階層関係および関連科目から指定された、修正
理由の候補を示す図、第９図は、修正理由を表わす制約
を追加した後の配置位置に関する制約条件を示す図、第
１０図は、制約条件を追加し、再度配置処理をおこなう
ことによって作成された計画案の一部をそれぞれ示す図
である。 第 ２ 図 第 図 第１Ａ図 ｃ仄ン 利目のＰ曾Ａ織丈・ （氏） 第 乙 図 あ 図 変２邦示 葛 ２図 第 り 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、計画作成を支援する計算機システムにおいて、初期
   制約条件を入力し、その制約条件に基づく計画案を作成
   し、作成した計画案の表示後、その計画案に対する変更
   指示の有無を入力し、変更指示がある場合には、入力さ
   れた変更指示から変更理由を推定し、新らたな制約条件
   を作成し、制約条件の追加を行ない、その制約条件に基
   づく計画案を再度作成することを特徴とする計画作成方
   法。 ２、請求項１記載の計画作成方法において、前記制約条
   件に基づく計画案の作成をおこなうための配置処理の終
   了時に、それまでの探索範囲を記憶しておき、制約条件
   の追加後におこなう計画案の作成のための配置処理の探
   索範囲の削減をおこなうことを特徴とする計画作成方法
   。 ３、請求項１記載の計画作成方法において作成された計
   画案に対して変更指示を与えるときに、与えられた変更
   指示と、それまでに示されている制約条件とを照らし合
   わせ、制約条件に矛盾する変更指示を検出し、変更指示
   の矛盾理由を表示し、修正を中断することを特徴とする
   計画作成方法。 ４、請求項１記載の計画作成方法において、初期制約条
   件の入力のときに、配置されるデータ間の関係を表わす
   性質を与えておき、計画案に対する変更指示が与えられ
   たときに、その変更理由をデータ間の関係からも推定し
   、複数の制約条件を作成し、追加をおこなうことを特徴
   とする計画作成方法。 ５、請求項４記載の計画作成方法において、推定された
   複数の変更理由を表示し、ユーザによる変更理由の選択
   により、ユーザの意図した変更理由のみを制約条件とし
   て追加し、制約条件をユーザの意図したもののみにし、
   ユーザの望む計画案を作成することを特徴とする計画作
   成方法。