Contiuous Vehicle Routing Nurse Scheduling 問題 数理最適化 Optimization Night #7

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1. Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling Problem 2023/09/19 数理最適化 Optimization Night #7 ohataken
2. FastDOCTOR Technologies フルスタックエンジニア ohataken おおはたけん (大畠健) 自己紹介
3. 数理最適化のここがおもしろい • 競技プログラミング グラフアルゴリズムとの関わり • 計算機科学・応用数学 モデリング, マトロイド, 最適輸送 • 理論物理学 ルジャンドル変換, 焼きなまし • 数学 測地線, 多様体, 双対 自己紹介
4. いま取り組んでいる問題 Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling Problem
5. Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling Problem • Continuous 10 ~ 60 分ごとに再計算し、前回計算の結果を部分的に引き継ぐ • Vehicle Routing 配車計画問題 • Nurse Scheduling スケジューリング問題の中で特に条件が複雑で難しいとされる いま取り組んでいる問題
6. いま取り組んでいる問題
7. • 所属企業について ◦ ファストドクター株式会社 ◦ 往診・オンライン診療サービスの提供 ◦ Forbes 日本の起業家ランキング 2023 1位 ◦ テックブログやってます ◦ R&D チームも立ち上がりました ◦ 最新記事「【連載】エンジニアが CTOになるための羅針盤 〜第一回・知っておきたい 53種の必須スキルを解説する〜」 いま取り組んでいる問題
8. いま取り組んでいる問題 往診事業について
9. いま取り組んでいる問題 往診事業について
10. いま取り組んでいる問題 往診事業について
11. いま取り組んでいる問題 往診事業について
12. いま取り組んでいる問題 往診事業について
13. いま取り組んでいる問題 往診事業について
14. いま取り組んでいる問題 往診事業について
15. Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling Problem • Continuous 10 ~ 60 分ごとに再計算し、前回計算の結果を部分的に引き継ぐ • Vehicle Routing 配車計画問題 • Nurse Scheduling スケジューリング問題の中で特に条件が複雑で難しいとされる いま取り組んでいる問題
16. Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling Problem • Continuous 10 ~ 60 分ごとに再計算し、前回計算の結果を部分的に引き継ぐ • Vehicle Routing 配車計画問題 • Nurse Scheduling スケジューリング問題の中で特に条件が複雑で難しいとされる いま取り組んでいる問題 コールセンターは 24/365 体制 患者さんからの往診依頼には 締め切りがない。
17. Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling Problem • Continuous 10 ~ 60 分ごとに再計算し、前回計算の結果を部分的に引き継ぐ • Vehicle Routing 配車計画問題 • Nurse Scheduling スケジューリング問題の中で特に条件が複雑で難しいとされる いま取り組んでいる問題 複数の医師・ドライバーの組が それぞれ往診する
18. Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling Problem • Continuous 10 ~ 60 分ごとに再計算し、前回計算の結果を部分的に引き継ぐ • Vehicle Routing 配車計画問題 • Nurse Scheduling スケジューリング問題の中で特に条件が複雑で難しいとされる いま取り組んでいる問題 実際のところはナースではなく 医師について考える。 個人の専門性やドライバーとの 相性問題があるという意味で ナーススケジューリング的
19. 解法について
20. • OptaPlanner 数理最適化ソルバー 制約充足ソルバー • この業務を maximize , subject to の構文に 落とし込む自信がなかった • 特に数理的なバックエンドのない Web エンジニアでも扱いやすい (計算複雑性の議論もおもしろそう ) 解法について
21. • 制約充足ソルバー OptaPlanner に与えている制約 解法について
22. • 制約充足ソルバー OptaPlanner に与えている制約 ◦ 拠点となる診療所から 16 km 以内の患者さんを割り当てる ▪ それ以上遠い患者さんには、他の診療所を拠点とする医師に割り当てる 解法について
23. • 制約充足ソルバー OptaPlanner に与えている制約 ◦ 拠点となる診療所から 16 km 以内の患者さんを割り当てる ▪ それ以上遠い患者さんには、他の診療所を拠点とする医師に割り当てる ◦ 医師があらかじめ出している勤務時間枠を超過しない ▪ ただ、残業の交渉をすることがあるので、実行可能解として許容 解法について
24. • 制約充足ソルバー OptaPlanner に与えている制約 ◦ 拠点となる診療所から 16 km 以内の患者さんを割り当てる ▪ それ以上遠い患者さんには、他の診療所を拠点とする医師に割り当てる ◦ 医師があらかじめ出している勤務時間枠を超過しない ▪ ただ、残業の交渉をすることがあるので、実行可能解として許容 ◦ 稼働時間あたりの往診件数を最大化すること ▪ これがいちばんの目的 解法について
25. • 制約充足ソルバー OptaPlanner に与えている制約 ◦ 拠点となる診療所から 16 km 以内の患者さんを割り当てる ▪ それ以上遠い患者さんには、他の診療所を拠点とする医師に割り当てる ◦ 医師があらかじめ出している勤務時間枠を超過しない ▪ ただ、残業の交渉をすることがあるので、実行可能解として許容 ◦ 稼働時間あたりの往診件数を最大化すること ▪ これがいちばんの目的 ◦ できるだけ均等な負担になること ▪ 数名の医師がアイドルしてしまうのを避けたい 解法について
26. ソースコードを含めた解説は ブログ記事に記載しました。 解法について
27. まとめ
28. • 複雑でリッチで、経営上重要な課題があって、おもしろい ◦ まさにオペレーションズ・リサーチ ◦ Continuous Vehicle Routing Nurse Scheduling 問題 ◦ 真正面から解くのは難しいが、それだけ学ぶ動機が強まった。 • 数理最適化がおもしろい ◦ いままでニアミスし続けていたが、いろいろな関連がある • 業務の中に最適化チャンスがたくさんある環境にいると気づいた ◦ 医薬品の在庫・流通 ◦ 医師・ドライバーのシフト作成 (スケジューリング) ◦ コールセンターの負荷分散 まとめ
29. 数理最適化のここがおもしろい • 競技プログラミング グラフアルゴリズムとの関わり • 計算機科学・応用数学 モデリング, マトロイド, 最適輸送 • 理論物理学 ルジャンドル変換, 焼きなまし • 数学 測地線, 多様体, 双対 自己紹介
30. ご清聴ありがとうございました