JPH0573320A - スケジユール作成支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スケジュール作成のための知識ベースの構築
とその保守が容易なスケジュール作成支援装置を提供す
ること。 【構成】 スケジュール作成支援装置は、スケジュール
作成の問題を複数の部分に分割し、その分割して得られ
た各部分問題をノードとして表現し、ある部分問題に対
応するノードとその部分問題の上位の部分問題に対応す
るノードを連結して得られる木構造と、その木構造の各
ノードに対応する部分問題を解決する手続群とからなる
スケジュール作成手順の情報を格納する知識ベース（図
１；１２）と、前記知識ベースの前記木構造を探索し、
探索により得られたノードに対応する手続を順次実行す
ることにより、スケジュールを作成するスケジュール作
成手段（図１；１４）とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、専門家の知識を利用し
てスケジュールの作成を行なうスケジュール作成支援装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のスケジュール作成支援装置（例え
ば特開平３−２５６２１号公報）においては、スケジュ
ール作成に必要な知識は、診断型の問題で一般的に使用
されているｉｆ ｔｈｅｎ形式のプロダクションルール
で記述される。また、これらのルール群は単一の知識ベ
ースに格納されている。一般に、ｉｆ ｔｈｅｎ形式の
ルールは、基本的にはｉｆの後に記述されたこういう条
件のときは、ｔｈｅｎの後に記述したこういう状態の変
化を生成するという内容を指示している。スケジュール
を作成するには、それだけの記述では足りず、そのほか
に、後はどういう順序でスケジュールをつくるかという
ことを記述する必要がある。すなわち、ｔｈｅｎのとこ
ろに状態の変化という本来の役目の外に、次にどうする
かという制御の流れを変えるようなパラメータも入れる
必要があり、ルールの可読性がおちてしまうとか、知識
を記述するのが煩雑になるという問題があった。

【０００３】その問題点を一部解決する従来のスケジュ
ール作成支援装置としては、、計画作成手段と評価手
段、解析手段、改善案作成手段という、スケジュール作
成フェーズごとに固有の知識ベースを備えるようにした
ものがある（特開平２−１８５３５１号公報）。その各
知識ベースには、そのフェーズで使用されるルールが格
納されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スケジュール作成にお
いては専門家が問題をとく手順が重要であるので、この
手順に従って処理が進行することが必要である。しか
し、いずれの従来技術でも、スケジュール作成手順とス
ケジュール割当て手続が未分離であり、スケジュール作
成手順に従ってルールが発火するようにルールを記述し
なければならないので、知識ベース構築者の負担となっ
ていた。本発明は、このような問題点を解決することを
目的とするものである。すなわち、本発明は、スケジュ
ール作成のための知識ベースの構築とその保守が容易な
スケジュール作成支援装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のスケジュール作
成支援装置は、スケジュール作成の問題を複数の部分に
分割し、その分割して得られた各部分問題をノードとし
て表現し、ある部分問題に対応するノードとその部分問
題の上位の部分問題に対応するノードを連結して得られ
る木構造と、その木構造の各ノードに対応する部分問題
を解決する手続群とからなるスケジュール作成手順の情
報を格納する知識ベース（図１；１２）と、前記知識ベ
ースの前記木構造を探索し、探索により得られたノード
に対応する手続を順次実行することにより、スケジュー
ルを作成するスケジュール作成手段（図１；１４）とを
備えたものである。

【０００６】

【作用】本発明では、専門家の問題解決のプロセスを表
すスケジュール作成手順に関する知識を木構造として知
識ベース内に格納している。この木構造を深さ優先で探
索することによって、専門家の問題解決のプロセスに類
似した推論の制御が可能となる。

【０００７】一般に、スケジュール作成システムでは、
スケジュール作成手順に関する知識とスケジュール割当
て方法に関する知識が必要となる。本発明では、これら
の知識を別々に知識ベースに格納するので、両者の知識
の独立性が高くなり、知識ベースの作成および保守が容
易となる。

【０００８】また、本発明は、スケジュール作成手順に
関する知識を木構造として表現する。木のリーフノード
では個々のスケジュール割当て作業が実施されることに
なる。この作業は、そのリーフノードの兄弟にあたるノ
ードにおける処理の繰り返しとなるので、本発明では、
リーフノードにおける処理をそのリーフノードの親にあ
たるノードにまとめて記述することが可能となる。この
ようにすると、スケジュール作成処理に入る前に個々の
リーフノードを定義しなくてもよくなり、スケジュール
作成処理中に必要な数だけリーフノードが作成される。

【０００９】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の概略の構成を示
すブロック図である。このスケジュール作成支援装置
は、スケジュール作成に必要な諸データ群およびスケジ
ュール作成結果のデータを格納するデータベース１１
と、推論に必要な知識を格納する格納部であって、スケ
ジュール割当て手続を格納するスケジュール割当て手続
格納部１２１およびスケジュール作成手順を表す木構造
を格納するスケジュール手順格納部１２２を含む知識ベ
ース１２と、スケジュール作成手順を表す木構造に対す
る操作を管理する木構造管理部１３と、データベース１
１のデータ，知識ベース１２のデータおよび木構造管理
部１３のデータを用いてスケジュールを作成するスケジ
ュール作成部１４とを備えている。

【００１０】次に以上の構成によるスケジュール作成の
処理を、病院における看護婦さんの勤務スケジュールの
作成を例にとり説明する。 （１） 対象とする問題の例 看護婦さんの勤務スケジュールを作成する問題について
述べる。この問題は、図２に示される勤務表に、日勤と
夜勤、休日の３種類の勤務を割当てるものである。

【００１１】（２） スケジュール作成手順 まず、この問題を解決する手順について考えてみる。こ
の例では、３種類の勤務形態があるので、「看護婦さん
の勤務スケジュール」という問題は、「日勤の割当て」
と「夜勤の割当て」、「休日の割当て」という３つの部
分問題に細分化できる。スケジュール作成の対象期間が
１か月であるとすると、先に述べた各部分問題はさら
に、「ｘ日の日勤の割当て」という３０個の部分問題に
細分化できる。この問題の解決プロセスを木構造で表す
と図３に示すようなものとなる。次に、問題解決プロセ
スに対応するスケジュール作成手順木構造を定義する。
本発明では、問題解決プロセス木構造のリーフノードに
対応するノードは定義しなくてもよいので、スケジュー
ル作成手順木構造は図４に示すように、夜勤の割当て、
休日の割当て、日勤の割当てという順序の処理の流れと
して定義される。スケジュール作成手順木構造は、知識
ベース内のスケジュール手順格納部１２２に格納され
る。

【００１２】図４のスケジュール作成手順木構造を作成
する処理の流れを図５に示す。最初のステップ（ステッ
プＳ５１）では、部分問題に対応するノードが作成され
る。ノードの作成には、次に示す命令が使用される。 ＣｒｅａｔｅＮｏｄｅ（ｎｏｄｅ＿ｎａｍｅ）

【００１３】２番目のステップ（ステップＳ５２）で
は、ステップＳ５１で作成されたノードの属性値が設定
される。本実施では、ノードには、「繰り返し」と「処
理」との２種類の属性がある。属性値の設定を指示する
命令を次に示す。 ＳｅｔＮｏｄｅＡｔｔｒｉｂｕｔｅ（ｎｏｄｅ＿ｎａｍ
ｅ， ａｔｔｒｉｂｕｔｅ＿ｎａｍｅ， ａｔｔｒｉｂ
ｕｔｅ＿ｖａｌｕｅ）

【００１４】３番目のステップ（ステップＳ５３）で
は、ステップＳ５１で作成されたノードの上下関係が規
定される。このために使用される命令を次に示す。 ＣｒｅａｔｅＬｉｎｋ（ｕｐｐｅｒ＿ｎｏｄｅ＿ｎａｍ
ｅ， ｌｏｗｅｒ＿ｎｏｄｅ＿ｎａｍｅ）

【００１５】上述の命令を使用すると、図４のスケジュ
ール作成手順木構造を作成する処理内容は、図６のよう
になる。この木構造作成処理は、スケジュール作成に先
立って木構造管理部１３において実行される。

【００１６】（３） スケジュール割当て手続 図４の木構造に現れる各ノードには、対応する部分問題
を解決するための手続が定義されている。これらの手続
は知識ベース１２内のスケジュール割当て手続格納部１
２１に格納される。スケジュール割当て手続格納部１２
１の構造を図７に示す。図７に示すようにスケジュール
割当て手続格納部１２１は、木構造におけるノード名
と、そのノードにおいて実行する手続へのポインタを含
むテーブル、および、ノード名と、繰り返し条件と、手
続の処理の内容とを含む手続内容格納部とからなってい
る。

【００１７】（４） スケジュール作成部における処理
の流れ 本発明では、スケジュール作成部１４における処理の流
れは図４に示される木構造の深さ優先の探索を基本とし
ている。ここでは、この流れに沿ってこの問題における
スケジュール作成部１４の処理の流れについて説明す
る。図８はその処理の流れを示す図である。探索は、最
上位のノードすなわち「看護婦さんの勤務スケジュー
ル」というノードから開始される（ステップＳ８０）。
そしてそのノードに子ノードがあるか否かがチェックさ
れる（ステップＳ８１）。子ノードがあれば、次に、こ
のノードの子ノードが探索される（ステップＳ８２）。
子ノードがなければ、リーフノードがあるか否かがチェ
ックされる（ステップＳ８３）。ノードにはリーフノー
ドのためのフラグが用意してあり、このフラグを調べる
ことによりリーフノードの存在の有無が分る。例では、
ノード「看護婦さんの勤務スケジュール」には子ノード
があるので、ステップ８２で先頭の子ノードである「夜
勤の割当て」ノードが探索される。

【００１８】ステップＳ８３でリーフノードがあると判
定されたときは、繰返し条件が成立するか否かがチェッ
クされる（ステップＳ８４）。このチェックはスケジュ
ール手順格納部１２２を見ると、「夜勤の割当て」ノー
ドでは、図７に示すように、１日から３０日までの夜勤
の割当てを行うことになっている。しかし、各日にちの
夜勤の割当てを行うノード（リーフノード）は作成され
ていないので、まず、「１日の夜勤の割当て」ノードを
作成する（ステップＳ８５）。次に、「１日の夜勤の割
当て」ノードを探索し（ステップＳ８６）、スケジュー
ル手順格納部１２２に格納されている「夜勤の割当て」
手続を使用して、１日の夜勤を割当てる（ステップＳ８
７）。この処理が終了すると、親ノードが探索される
（ステップＳ８８）。例では「１日の夜勤の割当て」ノ
ードの親ノードである「夜勤の割当て」ノードが再度探
索される。

【００１９】この１日の処理と同様な処理を２日から３
０日まで行うことによって、「夜勤の割当て」ノードに
おける処理は終了する。すなわち、３０日まで割当て処
理が終ると、ステップＳ８４では繰返し条件が成立しな
くなり、「夜勤割当て」ノードにおける割当て処理が終
了したことがわかり、このあと、親ノードが探索される
（ステップＳ８８）。例においては、探索されるノード
は「看護婦さんの勤務スケジュール」ノードに移る。

【００２０】次に、ステップＳ８１に移り、未探索の子
ノードがあるかを調べ、上記例においては、子ノードが
あるので、ステップＳ８２で次の子ノード「休日の割当
て」が探索される。続くステップＳ８１〜８７で上述の
夜勤の割当て処理と同様の処理により休日の割当て処理
を行なう。さらに、「日勤の割当て」ノードでも、「夜
勤の割当て」ノードと同じ処理が行われる。処理が進ん
で、探索されたノードがステップＳ８１の判定で未探索
の子ノードを有せず、ステップＳ８３の判定でリーフノ
ードを有せず、かつステップＳ８９の判定で最上位ノー
ドあると判定されたときは、すべてのノードの探索が終
了したことになり、看護婦さんの勤務スケジュールが完
成する。

【００２１】図８にある「スケジュール割当て作業の実
行」（ステップＳ８７）の例として１日の夜勤の割当て
について説明する。本実施例で扱っている職場では、看
護婦さんの成員数が２０人で、各日にちの夜勤の定員は
２人である。この職場で勤務スケジュールを割当てる専
門家の知識に基づいた夜勤割当て処理の流れを図９に示
す。

【００２２】ステップＳ９１は、前回の夜勤からの間隔
が長い人を集める処理である。このステップの実行結果
として、ＡさんおよびＢさん、Ｃさん、Ｄさん、Ｅさん
の５人が夜勤割当ての候補者として選択される。

【００２３】ステッＳプ９２は、ステッＳプ９１で求め
られた候補者の集合を夜勤回数の少ない順にソートする
処理である。このステップの実行結果として、夜勤割当
ての候補者は、優先順位の高い順に、｛Ａさん，Ｃさ
ん，Ｄさん，Ｂさん，Ｅさん｝となる。

【００２４】ステップＳ９３は、優先順位の高い順に、
夜勤を割当てる人を２人選択する処理である。このステ
ップの実行結果として、１日の夜勤はＡさんとＣさんに
割当てられることになる。

【００２５】２日から３０日までの夜勤割当て作業も、
上記のような処理内容となる。

【発明の効果】本発明では、専門家の問題解決のプロセ
スを表すスケジュール作成手順に関する知識を木構造と
して知識ベース内に格納している。この木構造を深さ優
先で探索することによって、専門家の問題解決のプロセ
スに類似した推論の制御が可能となる。

【００２６】また、本発明によれば、木構造におけるノ
ードに対応してスケジュール割当て手続が用意され、従
って、スケジュール作成手順に関する知識とスケジュー
ル割当て方法に関する知識が別々に知識ベースに格納さ
れるので、両者の知識の独立性が高くなり、知識ベース
の保守が容易となる。

【００２７】本発明のようにスケジュール作成手順に関
する知識を木構造として表現すると、その木のリーフノ
ードでは個々のスケジュール割当て作業が実施されるこ
とになる。この作業は、そのリーフノードの兄弟にあた
るノードにおける処理の繰り返しとなるので、本発明で
は、リーフノードにおける処理をそのリーフノードの親
にあたるノードにまとめて記述することが可能となる。
このようにすると、スケジュール作成処理に入る前に個
々のリーフノードを定義しなくてもよくなり、スケジュ
ール作成処理中に必要な数だけリーフノードが作成され
る。従って、本発明では、知識ベースの作成が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の概略の構成を示すブロッ
ク図。

【図２】 勤務表の例を示す図。

【図３】 問題解決のプロセスを表す木構造の一例を示
す図。

【図４】 本発明のスケジュール作成手順木構造を示す
図。

【図５】 スケジュール作成手順木構造を作成する処理
の流れを示す図。

【図６】 スケジュール作成手順木構造を作成する処理
内容を示す図。

【図７】 スケジュール割当て手続格納部の構造を示す
図。

【図８】 スケジュール作成部におけつ処理の流れを示
す図。

【図９】 専門家の知識に基づいた夜勤割当て処理の流
れを示す図。

【符号の説明】

１１…データベース、１２…知識ベース、１２１…スケ
ジュール割当て手続格納部、１２２…スケジュール手順
格納部、１３…木構造管理部、１４…スケジュール作成
部、２５…Ｉ／Ｏコントローラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スケジュール作成の問題を複数の部分に
   分割し、その分割して得られた各部分問題をノードとし
   て表現し、ある部分問題に対応するノードとその部分問
   題の上位の部分問題に対応するノードを連結して得られ
   る木構造と、その木構造の各ノードに対応する部分問題
   を解決する手続群とからなるスケジュール作成手順の情
   報を格納する知識ベースと、 前記知識ベースの前記木構造を探索し、探索により得ら
   れたノードに対応する手続を順次実行することにより、
   スケジュールを作成するスケジュール作成手段とを含む
   ことを特徴とするスケジュール作成支援装置。