JPH0728892A - スケジュール作成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多くの制約条件が課せられたジョブとリソー
スとの間の必要なスケジュールを効率的に作成する。 【構成】 複数の制約条件ごとに、その制約条件の成立
率を求め、前記複数のジョブと複数のリソースの割り当
て時に、前記成立率を高い順に並べ替え、その並び替え
た前記制約条件に基づいて前記複数のジョブと複数のリ
ソースの割り当てを決定するようにした。また、複数の
制約条件ごとに、その制約条件の成立率を求める成立率
算出手段と、前記複数のジョブと複数のリソースの割り
当て時に、前記成立率を高い順に並べる制約条件再配置
手段と、この制約条件再配置手段によって並び替えられ
た前記制約条件に基づいて前記複数のジョブと複数のリ
ソースの割り当てを決定する割り当て決定手段とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スケジュール作成方法
および装置に関し、特に、複数のジョブとリソースとの
間の割り当てを効率的に行うことを可能とするスケジュ
ール作成方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】時間的な順序関係の制約条件に従ってス
ケジュール対象を割り当てる作業は、例えば、人間の交
替制勤務スケジュールの作成、工場の生産スケジュール
の作成、列車ダイヤの作成、輸送業務における配車・配
送計画の作成など、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】これら割り当て作業の自動化の手法として
は、数理計画法的なアプローチと知識工学的なアプロー
チがある。

【０００５】数理計画法的アプローチとしては、基本的
には線形計画法を用いることになり、制約条件を線形の
等式または不等式で記述する必要があり、納期などの締
切り時間に関する制約条件を導入することが不可能なた
めに、現実問題への適用が充分に行われているとは言え
ない。

【０００６】また、最適化技法としてSimmulated Annea
lingや遺伝的アルゴリズムを用いる方法も提案されてい
るが、これらの最適化技法は乱数を用いた統計的手法で
あり、最適解の算出に多大の時間を要する。

【０００７】従って、前記数理計画法的アプローチは、
現状ではその適用分野が限定されたものであり、現実問
題への対応としては知識工学的なアプローチに頼らざる
をえないことになる。

【０００８】この知識工学的なアプローチは、スケジュ
ール作成を行う専門家の知識をエキスパートシステムと
して実現するものであり、専門家の知識をＩＦ−ＴＨＥ
Ｎ型のいわゆるルールベースとしてシステムを構築する
アプローチである。

【０００９】これに関連する公知例として、例えば特開
昭６３−１６３６６９号公報に開示されているように、
制約条件の厳しいジョブから順に割り当てを行う技術が
ある。

【００１０】また、従来、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、以下の処理手順が採用
されている。

【００１１】図８はその一般的な処理手順を示すフロー
チャートである。

【００１２】図８において、まず、複数のジョブを各ジ
ョブの優先順位順にソートして格納する（ステップ
１）。そして、リソースへの割り当てが未実施のジョブ
があるか否かをチェックし（ステップ２）、リソースへ
の割り当てが未実施のジョブがあれば（ステップ２：Ｙ
ｅｓ）、該当するジョブを１つ抽出する（ステップ
３）。もし、割り当て未実施のジョブがなければ処理を
終了する。

【００１３】次に、ステップ３で取り出したジョブに割
り当て可能なリソースがあるか否かをチェックし（ステ
ップ４）、割り当て可能なリソースがあれば（ステップ
４：Ｙｅｓ）、割り当てリソースを１つ抽出する（ステ
ップ５）。ここで、割り当て可能なリソースがなければ
（ステップ４：Ｎｏ）、そのジョブへのリソースの割り
当ては失敗として、ステップ２に戻り、次の未割り当て
ジョブの抽出を行う。

【００１４】そして、ステップ５で抽出したリソースが
ステップ３で抽出したジョブの制約条件を満しているか
否かをチェックする（ステップ６）。

【００１５】ステップ６のチェックでリソースがジョブ
の制約条件を満たしていなければ（ステップ６：Ｎ
ｏ）、ステップ４に戻り、別のリソースを抽出し、再度
ステップ６の制約条件をチェックする。

【００１６】抽出したリソースが制約条件を満たしてい
れば（ステップ６：Ｙｅｓ）、そのジョブとリソースの
割り当てを記録する（ステップ７）。

【００１７】ステップ７の後、ステップ２に戻り、未割
り当てのジョブがなくなるまで処理を繰り返す。

【００１８】前記特開昭６３−１６３６６９号公報に開
示されている手法も、基本的には前記手順を採用したス
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いを表す指標として
採用し、その値が小さいジョブから順に割り当てて行く
という手法である。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現実の
問題にこのような方法を適用する場合には、実際の制約
条件は数も多く、また条件的に厳しいものが多い。

【００２０】例えば、あるジョブ（作業）を行うに当
り、そのジョブに必要なリソース（要員）の数、および
制約条件として、作業日時、作業場所、作業時間（早
朝、昼間あるいは深夜など）、その作業を実行するため
にリソースに必要な資格、あるいは必要な資格を有する
最低限のリソースの数などが想定される。

【００２１】このような複雑な制約条件を満足するスケ
ジュールを作成する場合には、まず、ジョブとリソース
を組合せた後、種々の制約条件を逐次チェックする必要
がある。

【００２２】ここで、ジョブとリソースの組合せが容易
に決定できるような場合には制約条件のチェック回数は
それほど多くならず、スケジュールを作成する上で大き
な問題とはならない。

【００２３】しかし、前記のような複雑な制約条件を満
足するスケジュールを作成する場合には、ジョブとリソ
ースの組合せに対してチェック回数を多くしなければ、
適切なスケジュールの作成結果が得られないという問題
がある。

【００２４】また、従来、制約条件のチェックは、予め
決められた順序で判定を行っているが、このような順序
での判定では厳しい制約条件と緩い制約条件の判定順序
が混在することになり、その判定順序があいまいになる
という問題がある。

【００２５】しかし、ジョブとリソースの割り当てが困
難な状況では制約条件を破る組合せが多いため、より厳
しい制約条件を緩い制約条件よりも優先して判定する方
法を採用することにより、ジョブとリソースの組合せの
制約条件の不成立が、より少ない制約条件の判定でその
違反が発見されることにもなる。

【００２６】すなわち、複数のジョブと複数のリソース
の組合せに対し、できるだけ少ない制約条件の判定で、
そのスケジュールの成否が判定されることにより、スケ
ジュール作成の高速化が図られることになる。

【００２７】本発明の目的は、多くの制約条件が課せら
れたジョブとリソースとの間の必要なスケジュールを効
率的に作成することを可能とするスケジュール作成方法
および装置を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、複数の制約条件ごとに、その制約条件の
成立率を求め、前記複数のジョブと複数のリソースの割
り当て時に、前記成立率を高い順に並べ替え、その並び
替えた前記制約条件に基づいて前記複数のジョブと複数
のリソースの割り当てを決定するようにしたものであ
る。

【００２９】また、前記課題を解決するために、本発明
は、複数の制約条件ごとに、その制約条件の成立率を求
める成立率算出手段と、前記複数のジョブと複数のリソ
ースの割り当て時に、前記成立率を高い順に並べる制約
条件再配置手段と、この制約条件再配置手段によって並
び替えられた前記制約条件に基づいて前記複数のジョブ
と複数のリソースの割り当てを決定する割り当て決定手
段とを備えたものである。

【００３０】

【作用】前記手段によれば、複数の制約条件ごとに、そ
の制約条件の成立率が求められ、前記複数のジョブと複
数のリソースの割り当て時に、その求められた制約条件
の成立率が高い順に並べ替えられ、この並べ替えられた
制約条件に基づいて複数のジョブと複数のリソースの割
り当てが決定される。

【００３１】また、複数の制約条件ごとに、その成立率
を求める成立率算出手段と、この求められた成立率の高
い順に制約条件を再配置する制約条件再配置手段と、こ
の再配置された制約条件に基づいて複数のジョブと複数
のリソースの割り当てを決定する割り当て決定手段とを
備えたものである。

【００３２】これにより、制約条件のチェック回数が低
減され、必要なスケジュールが迅速に作成されることに
なる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を用い
て詳細に説明する。

【００３４】図１は本発明を適用したスケジュール作成
方法および装置の全体構成を示すブロック構成図であ
る。

【００３５】図１において、１は本発明に係るスケジュ
ール作成装置であり、複数のジョブを記憶しているジョ
ブ記憶装置２、同様に複数のリソースを記憶しているリ
ソース記憶装置３、種々の制約条件を記憶している制約
条件記憶装置４、制約条件の再配置を行うタイミングを
登録しておく制約条件再配置条件記憶装置５、ジョブ記
憶装置２からリソースの割り当ての行われていないジョ
ブを取り出すジョブ選択装置６、リソース記憶装置３か
らジョブ選択装置６で取り出したジョブに割り当てるリ
ソースの候補を取り出すリソース選択装置７、制約条件
記憶装置４に記憶されている種々の制約条件の中から必
要な制約条件を取り出す制約条件選択装置８、制約条件
再配置条件記憶装置５に記憶されている制約条件タイミ
ング条件が成立しているか否かを判定する制約条件再配
置装置９、ジョブ選択装置６、リソース選択装置７で選
択されたジョブとリソースが制約条件選択装置８で選択
された制約条件を満たしているか否かを判定する制約条
件判定装置１１、ジョブ記憶装置２に未割り当て状態の
ジョブが残存しているか否かを判定する割当て決定装置
１０、および最終的に全ての制約条件を満たしている場
合に、そのジョブに選択されたリソースを記憶する割り
当て状況記憶装置１２から構成されている。

【００３６】図２は、ジョブ記憶装置２に記憶されてい
る割り当てジョブ情報テーブルを示す図である。

【００３７】図２において、２０は割り当てジョブ情報
テーブルであり、ジョブ番号２１、時間２２、ジョブ名
２３、必要人員（リソース数）２４、必要資格２５およ
び内容２６から構成される。

【００３８】図２において、例えば、ジョブ番号２１
（１）２０１には、ジョブ名２３（Ａ）２０３が時間２
２（１日午前）２０２に、必要資格２５（資格Ｂ）２０
５の必要人員（リソース数）２４（４名）２０４を必要
とする内容２６（作業Ｃ、場所Ｂ）２０６というジョブ
情報が格納されている。

【００３９】図３は、リソース記憶装置３に記憶されて
いる資格情報テーブルを示す図である。

【００４０】図３において、資格情報テーブル３０は、
リソース名３１、資格３２、場所の制約３３および時間
の制約３４の各項目から構成される。例えば、リソース
名３１（Ａ）３０１は、（Ｂ、Ｃ）３０２の資格３２を
所有し、作業可能な場所の制約３３は（Ａ、Ｅ、Ｆ）３
０３であり、時間の制約３４は（なし）３０４という情
報が格納されている。

【００４１】図４は、制約条件記憶装置４に記憶されて
いる制約条件テーブルを示す図である。図４において、
制約条件テーブル４０は、Ｎｏ．４１、条件番号４２、
制約条件４３、チェック回数４４、成立回数４５および
成立率４６から構成される。

【００４２】図４において、例えば、Ｎｏ．４１の
（１）４０１には、条件番号４２の（１０２）４０２と
して、制約条件４３が（月間労働時間１６０時間以内）
４０３で、この制約条件４３のチェック回数４４が（２
５回）４０４であり、成立回数４５が（１６回）４０５
で成立率４６が（５７％）４０６であるという情報が格
納されている。

【００４３】図５は制約条件再配置条件記憶装置５に格
納されている制約条件再配置条件テーブルを示す図であ
る。図５において、制約条件再配置条件テーブル５０
は、Ｎｏ．５１と制約条件再配置条件５２から構成され
る。例えば、Ｎｏ．５１の（１）５０１では、（ジョブ
Ｃのスケジュール時）５０２に制約条件再配置装置９を
起動するなどの制約条件再配置を行うタイミングが登録
されたものである。

【００４４】図６は本発明に係るスケジュール作成方法
および装置の処理手順を示すフローチャートである。以
下、図６のフローチャートに従って、処理手順を説明す
る。

【００４５】まず、割り当て決定装置１０は、ジョブ記
憶装置２に未割り当て状態のジョブが残存しているか否
かを判定する（ステップ６０１）。未割り当て状態のジ
ョブが残存していない場合は（ステップ６０１：Ｎ
ｏ）、処理を終了する。

【００４６】未り割当て状態のジョブが残存している場
合は（ステップ６０１：Ｙｅｓ）、ジョブ記憶装置２か
ら未割ｌ当てジョブを１つ取り出す（ステップ６０
２）。

【００４７】次に、リソース記憶装置３に未割り当てリ
ソースが存在しているか否かを判定する（ステップ６０
３）。未割り当てリソースが存在している場合は（ステ
ップ６０３：Ｙｅｓ）、リソース記憶装置３から未割り
当てリソース１つを取り出す（ステップ６０４）。

【００４８】次に、制約条件再配置装置９が割り当て状
況記憶装置１２に記憶されたジョブとリソースの割り当
て状況およびステップ６０２、ステップ６０４で取り出
したジョブとリソースを参照して、制約条件再配置条件
記憶装置５に記録した条件が成立するか否かを判定する
（ステップ６０５）。

【００４９】制約条件再配置条件が成立する場合には
（ステップ６０５：Ｙｅｓ）、制約条件再配置装置９は
制約条件の再配置を実行する（ステップ６０６）。

【００５０】次に、制約条件記憶装置４内に未チェック
の制約条件があるか否かを判定する（ステップ６０
７）。未チェックの制約条件が存在すれば（ステップ６
０７：Ｙｅｓ）、その制約条件を制約条件記憶装置４か
ら取り出す（ステップ６０８）。

【００５１】取り出した制約条件のチェック回数４４に
「１」を加える（ステップ６０９）。

【００５２】取り出した制約条件が成立しているか否か
を判定する（ステップ６１０）。制約条件が成立する場
合には（ステップ６１０：Ｙｅｓ）、制約条件の成立回
数４５に「１」を加え（ステップ６１１）、さらに、ス
テップ６０７に戻り、別の未チェックの制約条件がある
か否かをチェックする。

【００５３】ステップ６１０で制約条件が成立しない場
合には（ステップ６１０：Ｎｏ）、ステップ６０３に戻
り、別のリソースが取り出し可能か否かをチェックす
る。

【００５４】図７は、図６のフローチャート中のステッ
プ６０６における制約条件再配置装置９の制約条件再配
置の過程の処理手順を示したフローチャートである。

【００５５】図７において、まず、変数ｉに「１」を代
入する（ステップ７０１）。次に、制約条件再配置装置
９中に、変数ｉの内容を示す制約条件が存在するか否か
をチェックする（ステップ７０２）。

【００５６】制約条件が存在する場合には（ステップ７
０２：Ｙｅｓ）、制約条件の成立率４６として以下の計
算結果を代入する。

【００５７】（ｉ番目の制約条件の成立率）＝（ｉ番目
の制約条件の成立回数）／（ｉ番目の制約条件のチェッ
ク回数）（ステップ７０３）。

【００５８】次に、ｉの値に「１」を加えステップ７０
２のチェックを再度行う（ステップ７０４）。ステップ
７０２のチェックにおいて、全ての制約条件に対する成
立率４６の判定を終了した時点で、制約条件記憶装置４
中の制約条件を成立率４６の昇順にソートして（ステッ
プ７０５）、処理を終了する。

【００５９】以上の処理手順により、成立率に応じた制
約条件がソートされて格納され、以降のジョブとリソー
スの割り当て時に参照されることになる。

【００６０】これにより、制約条件のチェック回数が低
減され、ジョブとリソース間に必要なスケジュールを迅
速に作成することができる。

【００６１】なお、制約条件選択装置８は制約条件記憶
装置４から制約条件を取り出す場合、制約条件記憶装置
４内の制約条件の記憶順に制約条件の取り出しを行うも
のとする。

【００６２】また、本実施例では、ジョブを作業、リソ
ースを要員とした例について説明したが、一般的にジョ
ブを仕事、リソースを資源および手段と解釈すればよ
い。例えば、人が介在しない作業として、ジョブをコン
ピュータの処理順序、リソースをその処理に必要なプロ
グラムとした場合においても適用することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の制約条件ごとに、その制約条件の成立率を求め、
前記複数のジョブと複数のリソースの割り当て時に、前
記成立率を高い順に並べ替え、その並び替えた前記制約
条件に基づいて前記複数のジョブと複数のリソースの割
り当てを決定するので、多くの制約条件が課せられたジ
ョブとリソース間のスケジュールに対し、その制約条件
のチェック回数が低減され、複数のジョブと複数のリソ
ース間のスケジュールを迅速に作成することができる。

【００６４】また、本発明に係るスケジュール作成装置
は、複数の制約条件ごとに、その制約条件の成立率を求
める成立率算出手段と、前記複数のジョブと複数のリソ
ースの割り当て時に、前記成立率を高い順に並べる制約
条件再配置手段と、この制約条件再配置手段によって並
び替えられた前記制約条件に基づいて前記複数のジョブ
と複数のリソースの割り当てを決定する割り当て決定手
段とを備えたので、多くの制約条件が課せられたジョブ
とリソース間のスケジュールに対し、その制約条件のチ
ェック回数が低減され、複数のジョブと複数のリソース
間のスケジュールを迅速に作成することができる。

【００６５】従って、多くの制約条件が課せられたジョ
ブとリソースの組合せであっても、不必要な制約条件の
チェック回数が低減され、スケジュール作成効率が大幅
に向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一実施例の全体構成図であ
る。

【図２】実施例の割当てジョブ情報テーブルを示す図で
ある。

【図３】実施例のリソース情報テーブルを示す図であ
る。

【図４】実施例の制約条件テーブルを示す図である。

【図５】実施例の制約条件再配置条件テーブルを示す図
である。

【図６】実施例のスケジュール作成方法の処理手順を示
すフローチャートである。

【図７】実施例の制約条件再配置の過程の処理手順を示
したフローチャートである。

【図８】従来のスケジュール作成方法の処理手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１…スケジュール作成装置、２…ジョブ記憶装置、３…
リソース記憶装置、４…制約条件記憶装置、５…制約条
件再配置条件記憶装置、６…ジョブ選択装置、７…リソ
ース選択装置、８…制約条件選択装置、９…制約条件再
配置装置、１０…割り当て決定装置、１１…制約条件判
定装置、１２…割り当て状況記憶装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の制約条件のもとで、複数のジョブ
   と複数のリソースの割り当てを決定するスケジュール作
   成方法において、 前記複数の制約条件ごとに、その制約条件の成立率を求
   め、前記複数のジョブと複数のリソースの割り当て時
   に、前記成立率を高い順に並べ替え、その並び替えた前
   記制約条件に基づいて前記複数のジョブと複数のリソー
   スの割り当てを決定することを特徴とするスケジュール
   作成方法。
2. 【請求項２】 複数の制約条件のもとで、複数のジョブ
   と複数のリソースの割り当てを決定するスケジュール作
   成装置において、 前記複数の制約条件ごとに、その制約条件の成立率を求
   める成立率算出手段と、前記複数のジョブと複数のリソ
   ースの割り当て時に、前記成立率を高い順に並べる制約
   条件再配置手段と、この制約条件再配置手段によって並
   び替えられた前記制約条件に基づいて、前記複数のジョ
   ブと複数のリソースの割り当てを決定する割り当て決定
   手段とを備えたことを特徴とするスケジュール作成装
   置。