JPH07287657A - 制約条件評価装置、エキスパートシステム及び制約条件評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無意味な組合せによる評価を回避することに
よって、評価を高速に行う制約条件評価装置、エキスパ
ートシステム及び制約条件評価方法を提供する。 【構成】 第１の選択手段１が、ジョブの組合せを評価
の対象として順次選択する。評価手段２が、新たな組合
せごとの制約条件への適合性の評価である個別評価を行
う。検出手段が、個別評価の際に、組合せの一のジョブ
が他のジョブに基づいて一義的に決定される現象である
束縛を検出する。束縛が検出された場合、第２の選択手
段４が、前記一のジョブに代えて前記決定されるジョブ
である束縛ジョブを選択する。第３の選択手段５が、束
縛ジョブに係る個別評価後に、前記他のジョブに代えて
当該他のジョブ以外のジョブを選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スケジュールなどの割
付け案について、制約条件への適合性を評価する制約条
件評価装置、及びこの制約条件評価装置を用いたエキス
パートシステム、並びに制約条件評価方法の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】エキスパートシステムは、人間である専
門家による判断業務を代行するための計算機システムで
あり、エキスパートシステムの適用分野の一つに割付け
が存在する。割付けは、所定の空間に物理的要素を割付
ける作業と、所定の時間や設備を仕事（ジョブ）に割付
ける作業の双方を含む広い概念である。例えば、物理的
要素の割付けとしては、システムの配置設計、ＬＳＩの
配置設計を例示することができる。また、時間や設備に
係る割付けの問題は、スケジューリング問題と呼ばれ
る。これらの割付けは、各要素が所定の制約条件に適合
するように行われなければならない。

【０００３】スケジューリング問題は、計画業務ないし
計画立案作業の主要な課題であり、『与えられたジョブ
に対して、処理の実行に必要な資源（リソース）と処理
時間を割り付ける問題』と定義される。スケジューリン
グは、各種製造業における生産計画、日程計画、プロジ
ェクト計画の作成、あるいは運輸業における車両運用計
画、空港、港湾施設の設備運用計画など、幅広い分野に
適用される。

【０００４】スケジューリング問題は、従来からオペレ
ーションズリサーチの分野で盛んに研究が行われ、与え
られた制約条件を満たすスケジュールを組合せとして探
索する問題として定式化されて、解を求めるための解法
が数多く提案されてきた。ただし、機械的解法をコンピ
ュータによって実行する場合、小規模な問題には有効で
あっても、現実に適用される大規模な問題については、
要素同士の組合せが膨大であるために、実用的な計算時
間と計算機資源では解を求めることができないことがあ
る。

【０００５】そこで、エキスパートシステムがスケジュ
ーリング問題に適用される。すなわち、スケジューリン
グ問題向けのエキスパートシステムは、スケジューリン
グシステムと呼ばれる。すなわち、熟練した計画立案担
当者は、作業計画を作成する現場で発見的手法（ヒュー
リスティック）を用いるが、スケジューリングシステム
では、これらの手法を計算機上で知識ベース化して模擬
し、これによって作業を効率化し、計画業務の合理化と
計画の質的向上を図っている。

【０００６】特に、特定のアプリケーション向けのスケ
ジューリングシステムを短期間に容易に構築することが
できるスケジューリングシステム（スケジューリングシ
ェルあるいはスケジューリングツールと呼ばれる）は、
優れたスケジューリングシステムとして注目されてい
る。スケジューリングシステムの目的は、所定の制約条
件に適合するスケジュールを自動作成することである。

【０００７】このようなスケジューリングシステムの推
論機構は、少なくとも、２つの機能を含む。すなわち、
第１の機能は、スケジュールを組み替える機能であり、
第２の機能は、制約条件に対するスケジュールの適合性
を評価する部分である。これら２つの機能が作用するこ
とによって、制約条件に適合するスケジュールが得られ
るまで、スケジュールが順次組み替えられる。

【０００８】スケジュールの組み替えは、例えば、『ま
だ割り付けを行っていないジョブを１つ選ぶ』、『スケ
ジュール表で制約条件を満たせる場所に配置する』の２
つの手続きを全てのジョブを割り付けられるまで繰り返
すことによって実現される。また、『すでに配置してい
たジョブを別の場所に動かす』、『すでに配置していた
ジョブを一度外す』などの手順が組み替えに用いられる
場合もある。

【０００９】第２の機能は、制約条件評価装置として把
握することができる。制約条件評価装置の機能は、スケ
ジュールが制約条件に適合するか否かを評価することで
あり、この評価は、具体的には、スケジュール（デー
タ）上に配置された各ジョブ間の関係が、制約条件に違
反しないか否かを判断することによって行われる。この
ような制約条件の評価は、スケジュールの組み替えごと
に行われるので、評価の手法は推論機構としての全体の
処理速度に大きく影響する。もちろん、制約条件評価装
置は、スケジュールのみならず、物理的要素の配置問題
にも適用される。

【００１０】このようなスケジューリングシステムで
は、一般に、制約条件を、スケジュール上の任意のｎ個
のジョブ、ＪＯＢ１，ＪＯＢ２…ＪＯＢｎの組合せに対
して ＩＦ 〜 ＴＨＥＮ 〜 というＩＦ部（前件部）とＴＨＥＮ部（後件部）からな
るルール形式で表現する。

【００１１】例えば、部品の組立生産ラインでの日程計
画を作成する場合、アプリケーション特有の制約条件と
して、「使用する治具が異なるジョブを同一の組立機械
で続けて行う場合には、治具交換のための段取り時間が
１時間必要である」という条件が考えられる。この制約
条件はスケジューリングシステムでは、次のようなルー
ルとして定義することができる。

【００１２】スケジュール上の任意の２つのジョブ、 ＪＯＢ１とＪＯＢ２の組合せに対して ＩＦ ＪＯＢ１はＪＯＢ２の前隣りのジョブと等しい かつ ＪＯＢ１が使用する工具は ＪＯＢ２が使用する工具と異なる ＴＨＥＮ ＪＯＢ２の開始時刻はＪＯＢ１の終了時刻の後に位置し、 間隔が１時間ある

【００１３】従来のスケジューリングシステムの制約条
件評価装置では、上記のようなルール形式で与えられた
制約条件の個別評価を、スケジュール上の任意のｎ個の
ジョブＪＯＢ１，ＪＯＢ２…ＪＯＢｎから２つずつの組
を順列組み合わせですべて選び、その中からＩＦ部で記
述された条件を満たす組合せを発見し、このジョブの組
合せに対してＴＨＥＮ部に記述された条件が満たされる
か否かを判別することにより行っていた。なお、本明細
書において、制約条件に対する個々の組合せごとの適合
性評価を個別評価と呼ぶ。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の制約条件評価装置では、スケジュール上のジョブ
の総数がｍであるとすると、ｎ！＝ｍ×（ｍ−１）×…
×（ｍ−ｎ−１）通りという多数のジョブの組合せに対
してＩＦ部で記述された条件を満たすかどうかを個別評
価する必要がある。従って、ジョブの総数が増えるに従
って、個別評価の対象となる組合せの数が指数的に増大
し、制約条件評価の結果を得るための所要時間が長時間
化し、この結果、問題によっては、実用的な時間内に解
が得られなくなるという欠点があった。

【００１５】ところで、一般に、制約条件は数式と変数
を用いて記述することが一般的であり、この場合、スケ
ジュールを構成するジョブはそれぞれ固有の変数値で表
される。そして、各変数値の組が変数に順次代入されて
評価される。

【００１６】例えば、制約条件のＩＦ部の記述中に「Ｊ
ＯＢ１はＪＯＢ２の前隣りのジョブと等しい」という条
件節が存在した場合に、ある時点でスケジュール表上に
配置されたあるジョブ「作業２」が、変数ＪＯＢ２に代
入された場合を考える。この時、変数ＪＯＢ１の値は、
「作業２］の前隣りのジョブ、例えば「作業１」に唯一
的に決定される。従って、ＪＯＢ２の値が「作業２」で
ある場合には、ＪＯＢ１の値は「作業１」に束縛され
る。このように、記述の内容によっては、どのような値
をＪＯＢ２に代入しても、特定のＪＯＢ２の値に対し
て、ＪＯＢ１の値は唯一的に決定され束縛される。この
ような状況を「変数ＪＯＢ２に対して変数ＪＯＢ１は１
対１依存関係にある」と呼び、このように決定されるジ
ョブ及びこのジョブを表す変数値を束縛値と呼ぶ。ま
た、束縛値たる要素を束縛要素、束縛値たるジョブを束
縛ジョブと呼ぶ。

【００１７】上記の例において、ＪＯＢ２の値が「作業
２」に対して、ＪＯＢ１の値に「作業１」以外の値を代
入して制約条件のＩＦ部が満足されるか否かを個別評価
すると、必ず偽と判定される。このように、ＪＯＢ２の
値に対して決定される束縛値以外の値をＪＯＢ１に代入
した組合わせは、全て無意味な個別評価となる。

【００１８】なお、評価の対象とすべき組合せを事前に
選択し、配列変数に記録しておく手法も考えられる。し
かし、この手法は、制約条件が多数の要素の組合せに係
る場合に、膨大な変数領域を要するという問題を有す
る。また、制約条件によっては、評価の際に、実際に変
数に変数値を代入しない限り、束縛値が算出できないも
のがあり、そのような対象にはこの手法を適用すること
ができない。

【００１９】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、無意
味な組合せによる評価を回避することによって、評価を
高速に行う制約条件評価装置、エキスパートシステム及
び制約条件評価方法を提供することである。

【００２０】また、本発明の他の目的は、数式や変数を
用いたコンピュータ処理系による処理に適した制約条件
評価装置を提供することである。

【００２１】また、本発明の他の目的は、動作手順が簡
潔な制約条件評価装置を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、複数の要素を含む割付け案を
表す割付け案データと、割付け案に対する制約条件を表
す条件データとに基づいて、割付け案の制約条件に対す
る適合性を評価する制約条件評価装置において、要素の
組合せを評価の対象として順次選択する第１の選択手段
と、新たな組合せごとの制約条件への適合性の評価であ
る個別評価を行う評価手段と、個別評価の際に、組合せ
の一の要素が他の要素に基づいて一義的に決定される現
象である束縛を検出する検出手段と、束縛が検出された
場合、前記一の要素に代えて前記決定される要素である
束縛要素を選択する第２の選択手段と、束縛要素に係る
個別評価後に、前記他の要素に代えて当該他の要素以外
の要素を選択する第３の選択手段と、を有することを特
徴とする。

【００２３】また、請求項２の発明は、請求項１記載の
制約条件評価装置において、前記各要素は固有の変数値
で表され、前記各選択は、所定の変数に前記変数値を代
入することによって行われることを特徴とする。

【００２４】また、請求項３の発明は、請求項２記載の
制約条件評価装置において、前記条件データは条件文に
よって表され、前記検出手段は、条件文に前記変数値を
代入することによって、前記束縛を検出するように構成
されたことを特徴とする。

【００２５】また、請求項４の発明は、請求項１記載の
制約条件評価装置において、前記条件データは、当該制
約条件の適用対象を表す前件部と、当該制約条件の内容
を表す後件部を含み、前記検出手段は、前件部について
前記束縛を検出するように構成されたことを特徴とす
る。

【００２６】また、請求項５の発明は、請求項１記載の
制約条件評価装置において、前記検出手段は、前記条件
データから前記束縛を生じさせる所定のデータを検出す
ることによって、前記束縛を検出するように構成された
ことを特徴とする。

【００２７】また、請求項６の発明は、複数のジョブを
含むスケジュールを表すスケジュールデータと、スケジ
ュールに対する制約条件を表す条件データとに基づい
て、スケジュールの制約条件に対する適合性を評価する
制約条件評価装置において、ジョブの組合せを評価の対
象として順次選択する第１の選択手段と、新たな組合せ
ごとの制約条件への適合性の評価である個別評価を行う
評価手段と、個別評価の際に、組合せの一のジョブが他
のジョブに基づいて一義的に決定される現象である束縛
を検出する検出手段と、束縛が検出された場合、前記一
のジョブに代えて前記決定されるジョブである束縛ジョ
ブを選択する第２の選択手段と、束縛ジョブに係る個別
評価後に、前記他のジョブに代えて当該他のジョブ以外
のジョブを選択する第３の選択手段と、を有することを
特徴とする。

【００２８】また、請求項７のエキスパートシステム
は、複数の要素を含む割付け案を表す割付け案データ
と、割付け案に対する制約条件を表す条件データとに基
づいて、割付け案の制約条件に対する適合性を評価する
制約条件評価装置を含み、要素の組合せを評価の対象と
して順次選択する第１の選択手段と、新たな組合せごと
の制約条件への適合性の評価である個別評価を行う評価
手段と、個別評価の際に、組合せの一の要素が他の要素
に基づいて一義的に決定される現象である束縛を検出す
る検出手段と、束縛が検出された場合、前記一の要素に
代えて前記決定される要素である束縛要素を選択する第
２の選択手段と、束縛要素に係る個別評価後に、前記他
の要素に代えて当該他の要素以外の要素を選択する第３
の選択手段と、前記割付け案を組み替える組み替え手段
と、を有することを特徴とする。

【００２９】また、請求項８の発明は、複数の要素を含
む割付け案を表す割付け案データと、割付け案に対する
制約条件を表す条件データとに基づいて、割付け案の制
約条件に対する適合性を評価する制約条件評価方法にお
いて、要素の組合せを評価の対象として順次選択する第
１のステップと、新たな組合せごとの制約条件への適合
性の評価である個別評価を行う第２のステップと、個別
評価の際に、組合せの一の要素が他の要素に基づいて一
義的に決定される現象である束縛を検出する第３のステ
ップと、束縛が検出された場合、前記一の要素に代えて
前記決定される要素である束縛要素を選択する第４のス
テップと、束縛要素に係る個別評価後に、前記他の要素
に代えて当該他の要素以外の要素を選択する第５のステ
ップと、を有することを特徴とする。

【００３０】

【作用】上記のような構成を有する本発明は、次のよう
な作用を有する。すなわち、請求項１及び８の発明で
は、束縛が検出された場合、束縛される側の一の要素が
前記束縛によって決定される束縛要素に変更された上、
個別評価が行われる。また、束縛要素に対する個別評価
終了後に、束縛する側の前記他の要素が当該他の要素以
外の要素に変更されて個別評価が行われる。このよう
に、束縛が存在する場合、束縛する側の全ての要素と、
各要素に対する束縛要素との組合せについて個別評価が
行われる。そして、束縛する側の要素は、束縛要素以外
の要素との組合せにおいては、評価を要しない。この結
果、無意味な組合せによる個別評価が回避されて、条件
評価と、条件評価を用いた割付け案の作成が高速化され
る。

【００３１】請求項２の発明では、各要素は固有の変数
値で表され、前記選択は、所定の変数に変数値を代入す
ることによって行われる。このため、請求項２の発明
は、数式や変数を用いたコンピュータ処理系による処理
に適している。

【００３２】請求項３の発明では、前記検出手段は、前
記条件文に変数値を代入することによって前記検出を行
うので、束縛を生じさせる所定のデータをあらかじめ決
定しておく手順が回避でき、動作手順が簡潔になる。

【００３３】請求項４の発明では、前記検出手段は、当
該制約条件の適用対象を表す前件部について束縛を検出
するので、無意味な組合せについて、制約条件の後件部
の処理を行う必要がない。このため、制約条件評価を一
層高速に行うことができる。

【００３４】請求項５の発明では、前記検出手段は、条
件データから束縛を生じさせる所定のデータを検出する
ことによって束縛を検出するので、前記条件文に実際に
変数値を代入する演算を行う手順が省略でき、動作手順
が簡潔になる。

【００３５】請求項６の発明では、束縛が検出された場
合、束縛される側の一のジョブが前記束縛によって決定
される束縛ジョブに変更された上、個別評価が行われ
る。また、束縛ジョブに対する個別評価終了後に、束縛
する側の前記他のジョブが当該他のジョブ以外のジョブ
に変更されて個別評価が行われる。このように、束縛が
存在する場合、束縛する側の全てのジョブと、各ジョブ
に対する束縛ジョブとの組合せについて個別評価が行わ
れる。そして、束縛する側のジョブは、束縛ジョブ以外
のジョブとの組合せにおいては、評価を要しない。この
結果、無意味な組合せによる個別評価が回避されて、条
件評価と、条件評価を用いたスケジュールの作成が高速
化される。

【００３６】請求項７の発明では、組み替え手段によっ
て割付け案を組み替えるたびに、制約条件評価を高速に
行うことができるので、短時間に割付け案を生成するこ
とができる。

【００３７】

【実施例】次に、本発明の実施例である制約条件評価装
置（以下「本装置」という）について、図面に従って具
体的に説明する。本実施例の目的は、無意味な組合せに
よる評価を回避することによって、評価を高速に行う制
約条件評価装置を提供することである。また、本実施例
の他の目的は、数式や変数を用いたコンピュータ処理系
による処理に適した制約条件評価装置を提供することで
ある。また、本実施例の他の目的は、動作手順が簡潔な
制約条件評価装置を提供することである。

【００３８】なお、本装置はコンピュータ上に実現され
るもので、本装置の各機能は、プログラムとして格納さ
れた所定の手順でコンピュータを動作させることによっ
て実現されている。したがって、以下、本装置の各機能
を有する仮想的回路ブロック（手段）を想定して本装置
を説明する。

【００３９】なお、前記コンピュータは、一般には、Ｃ
ＰＵ（中央演算処理装置）と、ＲＡＭ（随時書込読出型
記憶素子）からなる主記憶装置とを有する。前記コンピ
ュータの規模は自由であり、いわゆるパーソナルコンピ
ュータやワークステーションなど、いかなる規模のもの
を用いてもよい。また、前記コンピュータは、典型的に
は、キーボードやマウスなどの入力装置と、ハードディ
スク装置などの外部記憶装置と、ＣＲＴ表示装置やプリ
ンタ印字装置などの出力装置と、必要な入出力制御回路
を有する。

【００４０】しかし、前記コンピュータの構成は自由で
あり、本発明の内容に反しない限り、上記の構成要素の
一部を追加・変更・除外してもよい。例えば、ＣＰＵの
種類は自由であり、また、ＣＰＵを複数同時に用いても
よい。また、単一のＣＰＵをタイムシェアリング（時分
割）で使用し、複数の処理を同時平行的に行ってもよ
い。また、ネットワークを構成するコンピュータを用い
てもよい。また、前記コンピュータでは、入力装置とし
て、他の装置、例えば、タッチパネル・ライトペン・ト
ラックボールなどのポインティングデバイスや、デジタ
イザ・イメージ読取装置やビデオカメラなどの画像入力
装置・音声識別装置・各種センサを用いてもよい。

【００４１】また、前記コンピュータでは、外部記憶装
置として、他の装置、例えば、フロッピーディスク装置
・ＲＡＭカード装置・磁気テープ装置・光学ディスク装
置・光磁気ディスク装置・バブルメモリ装置・フラッシ
ュメモリなどを用いてもよい。また、前記コンピュータ
は、出力装置として、他の装置、例えば、液晶表示装置
・プラズマディスプレイ装置・ビデオプロジェクター・
ＬＥＤ表示装置・音響発生回路・音声合成回路を用いて
もよい。

【００４２】また、出力装置としてプリンタ印字装置を
用いる場合、その種類も自由であり、例えば、レーザー
ビームプリンタ・インクジェットプリンタ・ドットイン
パクトプリンタ・プロッタプリンタ・ラインプリンタ・
熱転写プリンタ・放電プリンタ・電動タイプライタなど
を自由に用いることができる。

【００４３】また、前記コンピュータのソフトウェアの
構成としては、典型的には、ＯＳ（オペレーティングシ
ステム）上で、本装置の各機能を実現するためのプログ
ラムがアプリケーション（応用）プログラムとして実行
される態様が考えられる。しかし、前記コンピュータの
ソフトウェア構成は自由に変更することができる。例え
ば、必ずしもＯＳを用いる必要はなく、また、本装置の
各機能は、ＣＰＵのマイクロプログラムによって実現し
てもよい。

【００４４】また、プログラムの表現形式も自由であ
り、典型的には、高級言語やアセンブラからコンパイル
（翻訳）された機械語が考えられるが、ＢＡＳＩＣのよ
うなインタプリタ（逐次解釈実行型）言語を用いてもよ
い。

【００４５】なお、各手段は、本装置の各機能に対応す
る概念的なもので、必ずしも相互に独立したハードウェ
アを意味しない。例えば、ある入力手段と他の入力手段
は同一のキーボード上に実現してもよく、同様に、ある
出力手段と他の出力手段を同一の画像表示装置上に実現
してもよい。また、一つの手段は、わずか１命令によっ
て実現される場合もあれば、多数の命令によって実現さ
れる場合もある。

【００４６】また、本装置を実現するためのプログラム
の格納態様も自由であり、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）
に格納しておいてもよく、また、ハードディスク装置の
ような外部記憶装置に格納しておき、コンピュータの起
動時や処理の開始時に主メモリ上にロード（読み込み）
してもよい。また、プログラムを複数の部分に分割して
外部記憶装置に格納しておき、処理内容に応じて必要な
モジュールのみを随時主メモリ上にロード（読み込み）
してもよい。さらに、プログラムの部分ごとに異なった
態様で格納してもよい。

【００４７】また、本実施例における各手順の各ステッ
プは、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複
数同時に実行し、また、実行ごとに異なった順序で実行
してもよい。このような順序の変更は、例えば、ユーザ
が実行可能な処理を選択するなどメニュー形式のインタ
ーフェース手法によって実現することができる。

【００４８】本装置の各部分が処理に要する情報は、特
に記さない場合、当該情報を入力・生成・保存などの処
理に基づいて保持している他の部分から獲得される。こ
のような情報の獲得は、例えば、当該情報を格納してい
る変数やメモリをアクセスすることによって実現するこ
とができる。なお、情報の消去・抹消は、当該情報の内
容自体を必ずしも記憶領域から現実に削除せず、消去を
表すフラグを設定するなど、情報の意味付けの変更によ
って行うことができる。

【００４９】また、本装置はコンピュータ上に実現され
ているが、本装置の機能の全部又は一部は専用の電子回
路上に実現してもよい。

【００５０】（１）実施例の構成 本装置は、複数のジョブを含むスケジュールを表すスケ
ジュールデータと、スケジュールに対する制約条件を表
す条件データとに基づいて、スケジュールの制約条件に
対する適合性を評価する制約条件評価装置であり、図１
は、本装置の構成を示す機能ブロック図である。

【００５１】この図に示すように、本装置は、ジョブの
組合せを評価の対象として順次選択する第１の選択手段
１と、新たな組合せごとの制約条件への適合性の評価で
ある個別評価を行う評価手段２と、個別評価の際に、組
合せの一のジョブが他のジョブに基づいて一義的に決定
される現象である束縛を検出する検出手段３と、を有す
る。また、本装置は、束縛が検出された場合、前記一の
ジョブに代えて前記決定されるジョブである束縛ジョブ
を選択する第２の選択手段４と、束縛ジョブに係る個別
評価後に、前記他のジョブに代えて当該他のジョブ以外
のジョブを選択する第３の選択手段５と、を有する。

【００５２】なお、本装置では、前記各ジョブは固有の
変数値で表され、前記各選択は、所定の変数（ジョブ変
数）に前記変数値を代入することによって行われる。ま
た、本装置では、前記条件データは条件文によって表さ
れ、前記検出手段３は、条件文に前記変数値を代入する
ことによって、前記束縛を検出するように構成されてい
る。また、本装置では、前記条件データは、当該制約条
件の適用対象を表す前件部と、当該制約条件の内容を表
す後件部を含み、前記検出手段３は、前件部について前
記束縛を検出するように構成されている。

【００５３】（２）実施例の作用及び効果 以上のような構成を有する本装置において、制約条件の
評価は、次のように行われる。図２のフローチャート
は、本装置における条件評価の手順の一例を示す。この
手順では、まず、第１の選択手段１が、未評価のジョブ
の組合せを評価の対象として選択し（ステップ２２）、
評価手段２が、組合せごとに制約条件への適合性を個別
評価する（ステップ２３）。各時点で評価の対象となっ
ている各ジョブの各変数値及び各変数値の組合せをカレ
ント値と呼ぶ。

【００５４】この個別評価において、検出手段３が束縛
を検出する。ここで、束縛は、一のジョブの変数値が、
他のジョブの変数値に基づいて一義的に決定されること
であり、このような変数値間の関係を１対１依存関係と
呼ぶ。この束縛は、前件部評価時に発生し、その検出
は、実際に変数値を条件文に代入することによって行わ
れる。

【００５５】束縛が検出された場合（ステップ２５）、
第２の選択手段４が、カレント値を、束縛され一義的に
決定されたジョブの変数値（束縛値）に変更し（ステッ
プ２７）、評価手段３が、変更された組合せについて改
めて個別評価を行う（ステップ２３）。なお、束縛値が
カレント値と同一のときは（ステップ２６）、束縛値に
係る個別評価が終了しているため、第３の選択手段５
が、束縛する側のジョブの変数値を、未評価のものが存
在しなくなるまで（ステップ２８）変更し（ステップ２
９）、改めて個別評価が繰り返される（ステップ２
３）。

【００５６】一方、個別評価で束縛が検出されない場合
（ステップ２５）、組合せが終了するまで（ステップ２
１）、組合せの選択と個別評価の手順が繰り返される
（ステップ２２〜２３）。

【００５７】以上の手順は、前件部に該当する全ての組
合せについて制約条件に適合するか（ＴＲＵＥ）、前件
部に該当する組合せが１つでも制約に不適合（ＦＡＬＳ
Ｅ）と評価されたときに終了する（ステップ２４）。

【００５８】このように、本実施例では、束縛が検出さ
れた場合、束縛される側のジョブが束縛値に変更されて
個別評価が行われ、その後は、束縛する側のジョブが順
次変更されて条件評価が行われる。これによって、束縛
が存在する場合、束縛する側の全てのジョブと、各ジョ
ブに対する束縛値との組合せについて個別評価が行われ
る。そして、束縛する側のジョブは、束縛値以外のジョ
ブとの組合せにおいては、評価を要しない。この結果、
無意味な組合せによる評価が回避されて個別評価の回数
が削減され、条件評価と、条件評価を用いたスケジュー
リングが高速化される。

【００５９】また、本実施例では、各ジョブは固有の変
数値で表され、前記選択は、ジョブ変数に変数値を代入
することによって行われる。このため、本実施例は、数
式や変数を用いたコンピュータ処理系によって実現する
ことが容易である。

【００６０】また、本実施例では、前記検出手段は、前
記条件文に変数値を代入することによって前記検出を行
うので、束縛を生じさせる所定のデータをあらかじめ決
定しておく手順が回避でき、動作手順が簡潔になる。

【００６１】また、本実施例では、前記検出手段は、当
該制約条件の適用対象を表す前件部について束縛を検出
するので、無意味な組合せについて、制約条件の後件部
の処理を行う必要がない。このため、制約条件評価を一
層高速に行うことができる。

【００６２】（３）実例 次に、以上のような本装置における条件評価の実例を示
す。この実例では、スケジュールデータが２つのジョブ
を含み、単一の制約条件が適用される。

【００６３】まず、図３は、実例におけるスケジュール
データを示し、図４は、実例における条件データを示
す。図３のスケジュールデータは４つのジョブＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄに係るもので、各々ジョブは、機械１あるいは機
械２のスケジュール上に処理時間が決定されて配置され
ている。ここで、ジョブＡ，Ｂ，Ｄは同一の治具を使用
し、ジョブＣのみはジョブＡ，Ｂ，Ｄとは異なる治具を
使用するとする。

【００６４】図４の条件データは、ルール形式で記述さ
れ、２個の変数を持つ。この条件データでは、２行目か
ら４行目が前件部（ＩＦ部）に相当し、このうち、３行
目： JOB1 == (JOB2 @ BEFORE-JOB） は等号関係（＝＝）式であり、「ＪＯＢ１と、ＪＯＢ２
の前隣りのジョブは、同一である」を意味する。また、
４行目： (JOB1 @ TOOL) ≠ (JOB2 @ TOOL) は不等号関係（≠）式であり、「ＪＯＢ１の治具とＪＯ
Ｂ２の治具は同一ではない」を意味する。

【００６５】図４の条件データのうち、５行目と６行目
は後件部（ＴＨＥＮ部）に相当する。すなわち、６行
目： (JOB2 @ START-TIME) - (JOB1 @ END-TIME) ≧ 1 は「ＪＯＢ２の開始時刻とＪＯＢ１の終了時刻の差分が
１時間以上である」を意味する。以上より、この制約条
件は、「隣り合わせで、かつ、使用する治具が異なる２
つのジョブは、間隔が１時間以上空いていなければなら
ない」という内容を表す。

【００６６】図５のフローチャートは、この実例におけ
る条件評価の手順を示す。すなわち、図２のフローチャ
ートは、複数のジョブ変数に係る条件評価の手順一般を
示すのに対して、図５は、２つのジョブに係る手順を示
す。また、図６のフローチャートは、この実例における
個別評価の具体的手順の一例を示す。

【００６７】すなわち、手順の最初では束縛は検出され
ておらず、最初はＪＯＢ１（図において「Ｊ１」と表
す），ＪＯＢ２（図において「Ｊ２」と表す）ともに作
業Ａが代入され（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）、
個別評価が実行される（ステップＳ５）。

【００６８】この個別評価では、開始後（ステップＴ
１）、束縛値が初期化され（ステップＴ２）、条件デー
タから未評価のＩＦ条件式 JOB1 == (JOB2 @ BEFORE-JOB） が選択される（ステップＴ３）。この式は等号関係であ
るから（ステップＴ４）、ＪＯＢ１とＪＯＢ２の１対１
依存関係、すなわちＪＯＢ２がＪＯＢ１を束縛する関係
が検出される（ステップＴ５）。このとき、ＪＯＢ２
（作業Ａ）の直前のＪＯＢ１は存在しないので、束縛値
としてＥＭＰＴＹが記憶される（ステップＴ６）。な
お、表１は変数ＪＯＢ１，ＪＯＢ２と、束縛値の内容を
示し、この時点が状態１である。

【００６９】

【表１】 状態 ＪＯＢ１ ＪＯＢ２ 束縛対象 束縛値 −−− −−−− −−−− −−−− −−−−− 状態１ 作業Ａ 作業Ａ ＪＯＢ１ ＥＭＰＴＹ 状態２ 作業Ａ 作業Ｂ ＪＯＢ１ Ａ 状態３ 作業Ａ 作業Ｃ ＪＯＢ１ Ｂ 状態４ 作業Ｂ 作業Ｃ ＪＯＢ１ Ｂ 状態５ 作業Ｂ 作業Ｄ ＪＯＢ１ ＥＭＰＴＹ

【００７０】次に、ＩＦ条件式 JOB1 == (JOB2 @ BEFORE-JOB) がＦＡＬＳＥと評価されるので（ステップＴ７）、ＴＨ
ＥＮ部の評価はされずに個別評価は終了する（ステップ
Ｔ９）。

【００７１】続いて、ＪＯＢ２に未代入のジョブである
作業Ｂが代入されて（ステップＳ４）、個別評価が行わ
れる（ステップＳ５）。このときは、ＩＦ条件式 JOB1 == (JOB2 @ BEFORE-JOB) はＴＲＵＥと評価されるが（ステップＴ７）、次に選択
される４行めのＩＦ条件式 (JOB1 @ TOOL) ≠ (JOB2 @ TOOL) はＦＡＬＳＥと評価されるので、ＴＨＥＮ部の評価はさ
れずに個別評価は終了する（ステップＴ９）。この評価
終了時には、束縛値は作業Ａ（ステップＴ６、状態
２）、評価結果はＴＲＵＥ（ステップＴ９）となる。

【００７２】以下、上記と同様の手順が繰り返される。
すなわち、個別評価の結果がＴＲＵＥであったため、Ｊ
ＯＢ２に未代入のジョブ作業Ｃが代入されて（ステップ
Ｓ４）、個別評価が行われ（ステップＳ５）、この評価
終了時には、束縛値は作業Ｂ（ステップＴ６、状態
３）、評価結果はＴＲＵＥ（ステップＴ９）となる。

【００７３】続いて、変数ＪＯＢ１に束縛値である作業
Ｂが代入され、個別評価の結果ＩＦ条件式 JOB1 == (JOB2 @ BEFORE-JOB） 、次に選択される４行めのＩＦ条件式 (JOB1 @ TOOL) ≠ (JOB2 @ TOOL) とも、ＴＲＵＥと評価され、ＴＨＥＮ部 (JOB2 @START-TIME) - (JOB1 @ END-TIME) ≧ 1 もＴＲＵＥと評価される（ステップＴ８）。すなわち、
ＪＯＢ１（作業Ｂ）とＪＯＢ２（作業Ｃ）に対して、
「ＪＯＢ２の開始時刻とＪＯＢ１の終了時刻の差分が１
時間以上である」は成立する。この評価終了時には、束
縛値は作業Ｂ（状態４）となる。

【００７４】続いて、ＪＯＢ２に未代入のジョブ作業Ｄ
が代入されて（ステップＳ４）、個別評価が行われ（ス
テップＳ５）、この評価終了時には、束縛値はＥＭＰＴ
Ｙ（ステップＴ６、状態５）、評価結果はＴＲＵＥ（ス
テップＴ９）となる。この後は、未代入のジョブＪＯＢ
２が存在せず（ステップＳ４）、ＪＯＢ１は束縛される
側であるので、条件評価は終了する。

【００７５】このように、ＪＯＢ１とＪＯＢ２のあり得
る全ての組合せが、４×３＝１２通りであるのに対し
て、実例における個別評価は合計５回で済んでいる。こ
の結果、上記実施例では、無意味な組合せによる検査を
７回分削減できることが確認された。また、ＪＯＢ１，
ＪＯＢ２双方に、同一のジョブが同時に代入されること
をチェックして回避すれば、さらに１回分削減され、わ
ずか４回の個別評価で条件評価が終了することとなる。

【００７６】なお、仮に、図４の例において、作業Ｂと
作業Ｃが連続配置されている場合では、制約違反となる
（ステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５）。また、上記の実
例では、束縛された変数はＪＯＢ１であるが、例えば、 (JOB1 @ AFTER-JOB) == JOB2 のように変数ＪＯＢ２が束縛される場合は、図５におけ
る手順が変わり、ステップＳ９，Ｓ１０が実行され、上
記と同様に、無意味なジョブの組合せによる個別評価の
回数を削減する効果が得られる。

【００７７】（４）他の実施例 なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施する
ことができるものであるから、次に例示するような他の
実施例をも包含するものである。

【００７８】例えば、本発明の適用対象となる割付け案
は、スケジュールには限定されず、物理的要素の配置を
も含む。例えば、本発明は、システムの配置設計、ＬＳ
Ｉの配置設計といった分野において、各要素が与えられ
た制約条件を満足する配置にあるかを検証することを目
的とした制約条件評価装置においても適用可能である。

【００７９】また、例えば、条件データの前件部から変
数間の１対１依存関係を意味する記述を用語辞書で検出
して束縛を検出するようにしてもよく、このようにすれ
ば、前記条件文に実際に変数値を代入する演算を行う手
順が省略でき、動作手順が簡潔になる。

【００８０】また、評価の対象として選択される要素の
組合せ、すなわち、制約条件に係る変数の数は２つには
限定されず、一般にｎ変数が組み合わされてもよい。同
様に、１対ｎの依存関係にある条件式がある場合に、無
駄なジョブの組合せによる制約評価の回数を削減するこ
とも可能である。すなわち、１対ｎ依存関係にある条件
式とは、特定のジョブに対して、対象となるジョブを全
体の一部に絞り込むことができるものをいい、例えば、
「後方に位置するジョブ」「前方に位置するジョブ」と
いった記述である。この場合には、１対ｎ依存関係にあ
る条件式の束縛値を集合として記憶しておき、記憶され
た束縛値の集合に含まれる値の組合せだけをジョブの組
合せとして選択すればよい。

【００８１】また、本発明の制約条件評価装置は、割付
け案を組み替える組み替え手段と組合せれば、エキスパ
ートシステムとして割付けに用いることができる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、無意味
な組合せによる検査を回避することによって、制約評価
を高速に行う制約条件評価装置、エキスパートシステム
及び制約条件評価方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示す機能ブロック図

【図２】本発明の実施例における条件評価の手順の一例
を示すフローチャート

【図３】本発明の実施例におけるスケジュールデータの
一例

【図４】本発明の実施例における条件データの一例

【図５】本発明の実施例において、変数が２つの条件評
価の手順の一例を示すフローチャート

【図６】本発明の実施例における個別評価の具体的手順
の一例を示すフローチャート

【符号の説明】

１：第１の選択手段 ２：評価手段 ３：検出手段 ４：第２の選択手段 ５：第３の選択手段 Ｓ，Ｔ：手順の各ステップ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の要素を含む割付け案を表す割付け
   案データと、割付け案に対する制約条件を表す条件デー
   タとに基づいて、割付け案の制約条件に対する適合性を
   評価する制約条件評価装置において、 要素の組合せを評価の対象として順次選択する第１の選
   択手段と、 新たな組合せごとの制約条件への適合性の評価である個
   別評価を行う評価手段と、 個別評価の際に、組合せの一の要素が他の要素に基づい
   て一義的に決定される現象である束縛を検出する検出手
   段と、 束縛が検出された場合、前記一の要素に代えて前記決定
   される要素である束縛要素を選択する第２の選択手段
   と、 束縛要素に係る個別評価後に、前記他の要素に代えて当
   該他の要素以外の要素を選択する第３の選択手段と、 を有することを特徴とする制約条件評価装置。
2. 【請求項２】 前記各要素は固有の変数値で表され、 前記各選択は、所定の変数に前記変数値を代入すること
   によって行われることを特徴とする請求項１記載の制約
   条件評価装置。
3. 【請求項３】 前記条件データは条件文によって表さ
   れ、 前記検出手段は、条件文に前記変数値を代入することに
   よって、前記束縛を検出するように構成されたことを特
   徴とする請求項２記載の制約条件評価装置。
4. 【請求項４】 前記条件データは、当該制約条件の適用
   対象を表す前件部と、当該制約条件の内容を表す後件部
   を含み、 前記検出手段は、前件部について前記束縛を検出するよ
   うに構成されたことを特徴とする請求項１記載の制約条
   件評価装置。
5. 【請求項５】 前記検出手段は、前記条件データから前
   記束縛を生じさせる所定のデータを検出することによっ
   て、前記束縛を検出するように構成されたことを特徴と
   する請求項１記載の制約条件評価装置。
6. 【請求項６】 複数のジョブを含むスケジュールを表す
   スケジュールデータと、スケジュールに対する制約条件
   を表す条件データとに基づいて、スケジュールの制約条
   件に対する適合性を評価する制約条件評価装置におい
   て、 ジョブの組合せを評価の対象として順次選択する第１の
   選択手段と、 新たな組合せごとの制約条件への適合性の評価である個
   別評価を行う評価手段と、 個別評価の際に、組合せの一のジョブが他のジョブに基
   づいて一義的に決定される現象である束縛を検出する検
   出手段と、 束縛が検出された場合、前記一のジョブに代えて前記決
   定されるジョブである束縛ジョブを選択する第２の選択
   手段と、 束縛ジョブに係る個別評価後に、前記他のジョブに代え
   て当該他のジョブ以外のジョブを選択する第３の選択手
   段と、 を有することを特徴とする制約条件評価装置。
7. 【請求項７】 複数の要素を含む割付け案を表す割付け
   案データと、割付け案に対する制約条件を表す条件デー
   タとに基づいて、割付け案の制約条件に対する適合性を
   評価する制約条件評価装置を含み、 要素の組合せを評価の対象として順次選択する第１の選
   択手段と、 新たな組合せごとの制約条件への適合性の評価である個
   別評価を行う評価手段と、 個別評価の際に、組合せの一の要素が他の要素に基づい
   て一義的に決定される現象である束縛を検出する検出手
   段と、 束縛が検出された場合、前記一の要素に代えて前記決定
   される要素である束縛要素を選択する第２の選択手段
   と、 束縛要素に係る個別評価後に、前記他の要素に代えて当
   該他の要素以外の要素を選択する第３の選択手段と、 前記割付け案を組み替える組み替え手段と、 を有することを特徴とするエキスパートシステム。
8. 【請求項８】 複数の要素を含む割付け案を表す割付け
   案データと、割付け案に対する制約条件を表す条件デー
   タとに基づいて、割付け案の制約条件に対する適合性を
   評価する制約条件評価方法において、 要素の組合せを評価の対象として順次選択する第１のス
   テップと、 新たな組合せごとの制約条件への適合性の評価である個
   別評価を行う第２のステップと、 個別評価の際に、組合せの一の要素が他の要素に基づい
   て一義的に決定される現象である束縛を検出する第３の
   ステップと、 束縛が検出された場合、前記一の要素に代えて前記決定
   される要素である束縛要素を選択する第４のステップ
   と、 束縛要素に係る個別評価後に、前記他の要素に代えて当
   該他の要素以外の要素を選択する第５のステップと、 を有することを特徴とする制約条件評価方法。