大規模勤務システムの勤務表自動作成機能の開発事例

大規模勤務システムの勤務表自動作成機能（駅等の箇所・グループごとに、社員の月単位のシフト表を生成）に、Nuorium Optimizer のメタヒューリスティクスエンジン wcsp が採用され、株式会社ジェイアール東日本情報システム様によるシステムインテグレートのもとで開発を行いました。

このシステムを用いると、場所によってはこれまで手作業で数時間～数日要していたシフト表の作成が、 Nuorium Optimizer 実行部分で、中規模（社員約 30 人程度）なら数十秒、大規模（社員約 100 人程度）でも 10 分前後で可能です。 従来分割して行わなければならなかったグループ単位でのシフト表の作成も一括で行えるようになりました。

開発においては、プロトタイピングとコンサルティングのフェーズを設けることによって明文化されていない現場の直感を吸い上げ、教科書通りとはいかない複雑な要件を数理モデル化し、納得性の高い出力結果を得ることに成功しました。

このシステムは、クライアント端末からの入力が、Web を介してサーバ上で集中して処理される構成となっており、そのためには同一のプログラムで様々な入力を処理する必要があります。Nuorium Optimizer が採用された理由のひとつには、汎用性の高い数理モデル記述が可能であり、データに依存したチューニングを行うことなく高品質な解を提供できるという特色が挙げられます。 現在、東京駅をはじめとした JR 東日本の駅をはじめ、約 1700 箇所で稼働中です。

主な考慮対象

1. 社員関連
   • 月間労働時間
   • 新人対応
   • 休日（公休・特休・年休・調整休日等）の考慮
2. シフト関連
   • シフトの固定
   • 優先割り当てシフト
   • シフト並び（強制 / 禁止 / 推奨）
3. その他
   • 各日各シフトにおける必要人数（出面）充足
   • 特殊設備（女性設備）の考慮
   • 月またぎの考慮

開発期間

2 年間（実装作業、プロトタイピング・コンサルティング含む）。
最適化ソリューションを用いたシステム構築の一般的なシステム開発の流れは こちら。

システム構成概念図

おわりに

今回は、「Nuorium Optimizer」を活用していただいた事例についてご紹介しました。数理最適化を活用した複雑な現実問題の解決／効率化に、少しでも興味をお持ちいただけたでしょうか？

▼実用的な求解アルゴリズムを完備した数理最適化パッケージ
Nuorium Optimizerについてはこちら
https://www.msi.co.jp/solution/nuopt/top.html