(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
日内に複数業務を多人数で構成されたグループ全体で実施する職場において、当該職場の勤労時間条件・業務条件に合わせ、当日業務を実施する複数職員分のそれぞれ異なる勤務開始時間・勤務終了時間・各時間帯での担当業務・休憩時間・休憩回数等を示す勤務スケジュールの最適な組合せを自動計算するためのコンピュータプログラムであり、
各職員の勤務スケジュール上の連続勤務時間・連続休憩時間・休憩回数等の時間に関する勤務スケジュール条件を格納しておく勤務スケジュール条件データ記憶部、
グループ全体で実施する複数業務の業務種別・業務毎の各時間帯での必要人数等の時間帯毎・業務種別毎の労働力に関する業務スケジュール条件を格納しておく業務スケジュール条件データ記憶部、
勤務スケジュールの組合せの評価指標・各評価指標における評価値・目標値・優先度等の勤務スケジュールの組合せの評価に関わる評価条件を格納しておく演算用評価条件データ記憶部、
プログラムの並列処理数・繰り返し処理回数の上限等のプログラムの処理制限に関わるシステム条件を格納しておくシステム条件データ記憶部、
順次作成される勤務スケジュールの組合せの、各勤務スケジュールの勤務時間帯・休憩時間帯の構成・各勤務時間に割り当てられた業務種別等の勤務スケジュールの組合せの構成に関する情報を格納する勤務スケジュール組合せ構成データ記憶部、
最適な勤務スケジュールの組合せを探索するために必要な、前記勤務スケジュール組合せ構成データ記憶部の各勤務スケジュールの組合せの構成情報に対する評価値を格納する、勤務スケジュール組合せ評価データ記憶部、
勤務スケジュールの組合せの作成と評価する処理を繰り返し最適な勤務スケジュールの組合せを探索する演算部、
探索された最適な勤務スケジュールの組合せに関する情報等を提示する出力部、
を有するコンピュータに対し、
勤務スケジュール条件データ記憶部に格納する前記勤務スケジュール条件と、
業務スケジュール条件データ記憶部に格納する前記業務スケジュール条件と、
演算用評価条件データ記憶部に格納する前記評価条件と、
システム条件データ記憶部に格納する前記システム条件と、
を入力する入力手順と、
勤務スケジュール条件データ記憶部と、
業務スケジュール条件データ記憶部と、
演算用評価条件データ記憶部と、
システム条件データ記憶部と、
を参照し、
前記勤務スケジュール条件と、
前記業務スケジュール条件と、
前記評価条件と、
前記システム条件と、
を特定する手順と、
各職員の勤務スケジュールにおいて可変要素となっている
勤務開始時刻、勤務終了時刻、勤務スケジュールを構成する勤務時間帯・休憩時間帯の回数、各勤務時間帯における連続勤務時間、各休憩時間帯における連続休憩時間、勤務時間帯における担当業務種別等
を前記手順で特定した各々の条件内で、順次確定する処理を繰り返すことで、
前記勤務スケジュール条件と前記業務スケジュール条件を満たす勤務スケジュールの組合せを複数作成する手順と、
前記手順により複数作成される勤務スケジュールの組合せに対し、
前記評価条件と数1の式より得られる勤務スケジュールの組合せの評価値を算出する手順と
得られた評価値の中で、最も評価値の小さな勤務スケジュールの組合せを、
それまで作成された複数の勤務スケジュールの組合せの中で最適なものとして選択する手順と、
最も評価値の小さな勤務スケジュールの組合せに関する情報を
勤務スケジュール組合せデータ記憶部に格納する手順と、
前記手順で得られる最適な勤務スケジュールの組合せに関する情報を、出力部に提示する手順と、
を実行させるためのプログラム。
【数１】
0006734987.tif 000003
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、企業において日内に複数業務を多人数のグループで実施する際、当日の各職員の勤務スケジュールを自動計算するプログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータを使用し、各職員の年休割当等の年間のスケジュールを管理するプログラムや、シフト勤務の職場における月間のシフト勤務表を自動作成するプログラムは知られている。
【０００３】
従来のシフト勤務表作成プログラムにおいては、勤務表の適切性を評価する方式として、連続休日数による数値化、日別の職員構成に関して条件判断する方式、勤務パターンファイルを使用する方式、職員構成毎の優先度と出勤率より人員調整の偏りを評価値とする方式がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2006-236173号公報
【特許文献２】特開2005-258491号公報
【特許文献３】特開2004-151790号公報
【特許文献４】特開2002-149929号公報
【特許文献５】特許5877475号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のプログラムでは、職員個別の年間の年休管理や、月間のシフト勤務表の自動作成が可能である。しかし、日内の勤務スケジュールをグループ単位で調整することはできない。
日内に複数業務を多人数で構成されたグループ全体で実施する職場では、役職・技能・職歴等の各職員の特性や人員配置等を考慮したうえで、当日の各職員の休憩時間も含めた勤務スケジュール（以下単に「勤務スケジュール」という）の厳密な調整が必要となる場合がある。
例えば、ある業務を行っている有資格者の職員が休憩に入る際、同様の資格を有する他の職員が入れ替わりで当該業務を引き継ぐ必要がある場合、この業務に関わる職員の勤務スケジュールの調整には多くの制約が生じる。グループ内で実施すべき業務が複数あり、各業務に前記のような条件があると、グループ内の各職員の勤務スケジュールは互いに複雑な関係性を有することになる。
このような職場では、職員一人一人の勤務スケジュールを一まとめとして考えた、全職員分の勤務スケジュールの組合せ（以下単に「勤務スケジュールの組合せ」という）の調整に多大な労力を費やし、またより適切な勤務スケジュールの組合せがあることを見逃している可能性がある。
本プログラムでは、職場内の労働条件を満たすように、職場全体として必要な複数業務を各職員にバランスよく割当て、より働きやすい勤務スケジュールの組合せを作成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本プログラムでは、コンピュータは勤務スケジュールの組合せの作成時に必要な、
各職員の勤務スケジュール上の連続勤務時間・連続休憩時間・休憩回数等の時間に関する条件（以下「勤務スケジュール条件」とする）、
グループ全体で実施する複数業務の業務種別・業務毎の各時間帯での必要人数等の時間帯毎・業務種別毎の労働力に関する条件（以下「業務スケジュール条件」とする）、
勤務スケジュールの組合せを評価するための評価指標・各評価指標における評価値・目標値・優先度等の評価に関わる条件（以下「評価条件」とする）、
をコンピュータ上の記憶領域に格納された情報から読み込み設定する。
【０００７】
各職員の勤務スケジュールの勤務開始から勤務終了までの時間は、勤務時間帯と休憩時間帯から構成されるとし、勤務時間帯が休憩時間帯を挟むように、勤務時間帯と休憩時間帯が交互に連なっているとする。勤務時間帯の長さを連続勤務時間とし、休憩時間帯の長さを連続休憩時間とする。
勤務スケジュールにおいて、勤務開始時刻、勤務終了時刻、勤務スケジュールを構成する勤務時間帯・休憩時間帯の回数、各勤務時間帯における連続勤務時間、各休憩時間帯における連続休憩時間は、前記手段で設定された勤務スケジュール条件の範囲で可変である。
また、勤務スケジュールは所定の時間単位で区分されているとし、勤務時間帯においては時間区分毎に割り当てられる業務も可変であり、複数ある業務種別のいずれかが当該時間区分での担当業務となる。勤務スケジュール上の時間区分毎の担当業務は、勤務スケジュールの組合せが、前記手段で設定された業務スケジュール条件を満たす範囲で割り当てられる。
勤務スケジュールの組合せを作成するためには、職員一人一人の勤務スケジュールに対し、前記に示される複数の可変要素を確定する必要がある。
コンピュータは、勤務スケジュール条件・業務スケジュール条件を満たす勤務スケジュールの組合せを、コンピュータ内で生成される乱数群に前記可変要素群を所定の内容として対応させることで作成する。
前記可変要素群と乱数群の対応においては、コンピュータはコンピュータ内部で乱数を順次生成し、その乱数を勤務スケジュール条件・業務スケジュール条件に適合する一可変要素の値に変換し、勤務スケジュールの可変要素を順次確定させることを繰り返し、職員の一人一人の勤務スケジュールと、全職員分の勤務スケジュールの組合せを確定する。
【０００８】
コンピュータは、前記手段により作成される勤務スケジュールの組合せにおける、職員一人一人の勤務スケジュールを構成する勤務時間帯・休憩時間帯・各勤務時間帯に割り当てられた業務種別等の、当該勤務スケジュールの組合せを特定することのできる勤務スケジュールの組合せの構成に関する情報（以下「勤務スケジュールの組合せ構成情報」）を、コンピュータ上の記憶領域に格納する。
【０００９】
コンピュータは、前記手段で作成された勤務スケジュールの組合せに対する評価を、前記手段で設定された評価条件より評価値として数値化し、その評価値を前記手段で勤務スケジュールの組合せの構成情報と対応させ、勤務スケジュールの組合せの評価情報としてコンピュータ上の記憶領域に格納する。勤務スケジュールの組合せの評価値Eは次式から得られる。
【数１】
0006734987.tif 000002
【００１０】
前記数1の式において、Eは勤務スケジュールの組合せに対する評価値であり、R,Pr,Fk(k=1,2,...,p)を評価条件とする。
勤務スケジュールの組合せは、m行n列の行列Xとして表現でき、mは作成された勤務スケジュールの個数（以下「勤務スケジュールパターン数」という）、nは勤務スケジュールの勤務開始から勤務終了までの時間を所定時間単位で除した商であり時間区分数である。Aは業務種別(休憩を含む)に対応する互いに異なる数の集合で、Xのすべての要素は集合Aに含まれている。
Rは設定された理想パターン数、PrはRとnの二乗誤差に対する優先度、Fk(k=1,2,...,p)はm×n個の変数を入力とする多変数関数であり、pは当該職場における勤務スケジュールの組合せに対する評価指標数である。多変数関数Fkは行列Xの全要素を変数とし、k番目の評価指標に応じた演算を行い一つの値を出力するという対応の形式的な表現であり、実質的にはコンピュータにより演算される。多変数関数Fkと評価指標に関しては、連続勤務時間・連続休憩時間に関する指標・勤務時間帯と休憩時間帯の回数に関する指標、特定の勤務時間帯と休憩時間帯の連続性に関する指標等の職場特有のものであり、限定することは、課題に対しての主体な手段ではないので詳細の説明は省略する。
評価値Eが小さな値であるほど、評価条件を満たす、より適切な勤務スケジュールの組合せといえる。
【００１１】
コンピュータが、プログラム内で勤務スケジュールの組合せを作成し、作成した勤務スケジュールの組合せの評価値を前記の式により算出することを繰り返すことで蓄積される勤務スケジュールの組合せの評価情報の中から、最適な勤務スケジュールの組合せを見つけるアルゴリズムを利用することが、本システムにおける、「職場全体として必要な複数業務を各職員にバランスよく割当て、より働きやすい勤務スケジュールの組合せを作成する」という課題のための主体な手段である。
【発明の効果】
【００１２】
労働者の過重労働が問題視される中、長時間労働の削減や、十分な勤務間インターバル確保は重要な課題といえる。
グループ全体で複数業務を行う際、複雑な条件下において勤務スケジュールの組合せの作成は、困難な作業である。このような職場においては、時間をかけ作成した、ひな形となる勤務スケジュールの組合せを用意していることが多いが、そのひな形に対しての評価は定量的でない場合が多く、人員編成の変更への柔軟性も乏しい。
本プログラムは、コンピュータの演算機能と、適切な評価値を利用することで、手作業では調整困難なグループ全体の勤務スケジュールの組合せを、職場内の条件に応じ自動で作成し、提示することが可能である。
作成される勤務スケジュールの組合せは、休憩時間の配置を適切に行うことで、グループ全体の日内の拘束時間を短縮し、十分な勤務間インターバルが確保しやすいものとなる。
本プログラムを利用することで、グループ作業の人数構成変更が容易となり、より少ない人員編成でグループ全体の休日労働時間を削減したり、急な欠員に対応したりすることが可能となる。また、より多い人員編成で各職員の日内勤務時間を少なくするなど、職場の状況に応じた柔軟な調整が実現できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本プログラム実施例のシステム概略構成図
【図２】条件データ部の勤務スケジュール条件データ部
【図３】条件データ部の業務スケジュール条件データ部
【図４】条件データ部の演算用評価条件データ部
【図５】勤務スケジュール組合せデータ格納部の勤務スケジュール構成データ部
【図６】演算部・勤務スケジュールの組合せ作成手段の処理フローチャート
【図７】条件データ部のシステム条件データ部
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図を参照して説明する。図１は、本プログラム実施例のシステム概略構成図である。
図１において、
１はキーボード、マウス等の入力部でネットワーク上の端末が望ましい。
２は後述の勤務スケジュール作成手段・勤務スケジュール評価手段で必要な各種条件情報が格納される条件データ部で、
勤務スケジュール条件データ部、
業務スケジュール条件データ部、
演算用評価条件データ部、
システム条件データ部、
に分けられる。
３は各職員の勤務スケジュールの連続勤務時間・連続休憩時間・休憩回数等の時間に関する条件データが格納される、
条件データ部の勤務スケジュール条件データ部である。
４は職場全体で実施する複数業務の業務種別・業務別のスケジュールが格納される、
条件データ部の業務スケジュール条件データ部である。
５は勤務スケジュールの組合せの評価指標・各評価指標における評価値・目標値・優先度等の評価に関わる条件データが格納される、
条件データ部の演算用評価条件データ部である。
６はシステムの並列処理数・繰り返し処理回数の上限等が格納される、
条件データ部のシステム条件データ部である。
７は勤務スケジュールの組合せを順次作成し最適なものを探索する演算部で、
勤務スケジュールの組合せ作成手段、
勤務スケジュールの組合せ評価手段、
に分けられる。
８はコンジュ―タ内で生成される乱数群より勤務スケジュールの組合せを作成し、
勤務スケジュールの組合せに関する情報を後述の勤務スケジュール組合せデータ格納部に格納する、
演算部の勤務スケジュール組合せ作成手段である。
９は演算用評価条件データを参照し、順次作成される勤務スケジュールの組合せの評価値を算出し最適なものを探索する、
演算部の勤務スケジュール組合せ評価手段である。
１０は順次作成される勤務スケジュールの組合せに関する情報を格納する、
勤務スケジュール組合せデータ格納部であり、
勤務スケジュール構成データ部、
勤務スケジュール評価データ部、
に分けられる。
１１は順次作成される勤務スケジュールの組合せの、
各勤務スケジュールの勤務時間帯・休憩時間帯の構成・各勤務時間に割り当てられた業務種別等の、
勤務スケジュールの組合せの構成に関する情報が格納される、
勤務スケジュール組合せデータ格納部の勤務スケジュール組合せ構成データ部である。
１２は前記形態の勤務スケジュール組合せデータ格納部の、
勤務スケジュール組合せ構成データ部に格納される、
各勤務スケジュールの組合せの構成情報に対し数式１により算出される評価値が格納される、
勤務スケジュール組合せデータ格納部の勤務スケジュール組合せ評価データ部である。
１３は探索された最適な勤務スケジュールの組合せに関する情報等を提示するディスプレイ、プリンター等の出力部である。
【００１５】
図２は、本プログラム実施例の条件データ部の勤務スケジュール条件データ部に格納されるデータである。勤務スケジュール条件データには、
勤務開始時刻の最小・勤務終了時刻の最大・連続勤務時間の最大・連続勤務時間の最小・連続休憩時間の最大・連続休憩時間の最小・勤務時間の最大・勤務時間の最小・拘束時間の最大・拘束時間の最小・休憩回数の最大・休憩回数の最小等の勤務スケジュール作成に必要とされる時間に関する条件が設定されている。
【００１６】
図３は、本プログラム実施例の条件データ部の業務スケジュール条件データ部に格納されるデータである。グループ全体で実施する複数業務の業務種別・業務毎の各時間帯での必要人数が設定されている。
【００１７】
図４は、本プログラム実施例の条件データ部の演算用評価条件データ部に格納されるデータである。前記数1の式で示す評価値を算出するための、勤務スケジュールの組合せの理想勤務スケジュールパターン数とその優先度、当該職場における評価指標となる項目と各項目の評価値・優先度・目標値等が設定されている。
【００１８】
図５は本プログラム実施例の勤務スケジュールデータ格納部の勤務スケジュール構成データ部に格納されるデータの一例であり、前記形態の勤務スケジュール条件データ・業務スケジュール条件データから参照される条件を満たした勤務スケジュールの組合せに関する情報である。各勤務スケジュールは30分単位で区分され、区分された各勤務時間単位に、当該スケジュールにおける担当業務が、業務種別を表す「A」「B」「C」「D」「E」「F」の記号で指定されている。前記の業務種別を表す記号の指定がなく空白である場合は、業務開始前・休憩時間・業務終了後のいずれかで業務を行っていないことを示している。
【００１９】
図６は、本プログラム実施例の演算部の処理フローチャート概略である。演算部の勤務スケジュール組合せ評価手段、勤務スケジュール組合せ作成手段の２つの手段が互いの処理結果の参照を繰り返し最適な勤務スケジュールの組合せを探索するアルゴリズムである。
コンピュータはまず、条件データ部を参照し勤務スケジュール条件、業務スケジュール条件、演算用評価条件、システム条件を設定する。
コンピュータは勤務スケジュールの組合せ作成手段によりを勤務スケジュール条件・業務スケジュール条件を満たした勤務スケジュールの組合せを作成し勤務スケジュールの組合せの構成情報をデータ格納部に格納する。
コンピュータは前記の処理で格納された勤務スケジュールの組合せの評価値を求め、勤務スケジュールの組合せの評価情報を格納する。
コンピュータは前記の勤務スケジュールの組合せの作成と評価をシステム条件の範囲内で繰り返す。
コンピュータはそれまで格納された勤務スケジュールの組合せの評価情報を比較し、最適な勤務スケジュールの組合せを決定する。
勤務スケジュールの組合せの評価値の計算詳細は数１の式に示す。
【００２０】
図７は、本プログラム実施例の条件データ部のシステム条件データ部に格納されるデータである。最適な勤務スケジュールの組合せを探索する処理を並列に実行する際の並列処理回数、勤務スケジュールの組合せを順次作成・評価する際の繰り返し処理の最大回数が設定されている。
【符号の説明】
【００２１】
１ 入力部、２ 条件データ部、３ 勤務スケジュール条件データ部、４ 業務スケジュール条件データ部、５ 演算用評価条件データ部、６ システム条件データ部、７ 演算部、8 勤務スケジュール組合せ作成手段、９ 勤務スケジュール組合せ評価手段、１０ 勤務スケジュール組合せデータ格納部、１１ 勤務スケジュール構成データ部、１２ 勤務スケジュール評価データ部、１３ 出力部。
【要約】
【課題】本システムでは、複数業務を多人数で構成されたグループ全体で実施する職場において、職場内の労働条件を満たすように、職場全体として必要な複数業務を各職員にバランスよく割当て、より働きやすい勤務スケジュールの組合せを作成することを課題とする。
【解決手段】コンピュータが、プログラム内で勤務スケジュールの組合せを作成し、
作成した勤務スケジュールの組合せの評価値を計算することを繰り返し、
勤務スケジュールの組合せに関するデータを蓄積・比較することで最適なものを見つけるアルゴリズムを利用する。
【選択図】図１【図１】
0006734987.tif 000004
【図２】
0006734987.tif 000005
【図３】
0006734987.tif 000006
【図４】
0006734987.tif 000007
【図５】
0006734987.tif 000008
【図６】
0006734987.tif 000009
【図７】
0006734987.tif 000010