負荷分散を考慮したナーススケジューリング問題

抄録

病棟看護師の勤務スケジュール作成は, 看護師長ら多忙なスタッフが多大な作業時間と労力を費やす消耗的な作業である。従前より自動化が強く望まれているこの問題は, ナーススケジューリング問題 (NSP) と呼ばれており, 異なるレベルの制約が縦横に絡まった複雑な組合せ最適化問題である。NSPに対して, 多くの最適化手法により様々な研究がなされている。中でも遺伝的アルゴリズムなどのヒューリスティクス手法が有望な結果を出しているが, その多くは実用規模の問題に対して, 全ての制約違反を解消した解の導出を実現できていない。またNSPには, 有料の製品も幾つか提供されているが, 経費が予算と折合わないことが間々ある. 更には, 商用ソフトのあるものは膨大な計算コストが必要だったり, また別のものは問題の性質によっては探索性能が安定しないなど, 問題を抱えているものもある。そこで本研究では, 遺伝的アルゴリズムを用いて, 実用時間内に安定して最良スケジュールが導出できるNSPシステムの開発を目指す。このシステムでは, 看護師間の勤務バランスを考慮しながら, 勤務シフトに関する要請とシフトパターンの制約を充足する解を導出することを目標とする。