最適化AIサービス「TENKEI」とは
最適化AIサービス「TENKEI」（以下、TENKEI）は、進化計算を活用して“組み合わせの複雑さ”が生み出す課題を解決するDX支援サービスです。
進化計算とは
進化計算は、最適化技術の一種であり、近年注目されているディープラーニングや機械学習とは異なるタイプのAI（人工知能）です。
特徴は学習データを必要とせず、未知の状況においても最適解を模索できる点にあります。
与えられた条件をもとに、膨大な候補の中から最も望ましい組み合わせ（最適解）を自動で導き出せます。
代表的な最適化問題としては、以下のようなものがあり、幅広い分野で知られています。
- スキルや勤務条件など複数の要素を考慮して最適な勤務計画を立てる「ナーススケジューリング問題」
- 無数の経路の中から最も効率的な巡回ルートを求める「巡回セールスマン問題」
- 重量や価値を考慮し、最適な組み合わせを選択する「ナップザック問題」
また、解を「個体」とみなし、生物が環境に適応しながら進化していく仕組みを数学的に応用したアルゴリズムであることから、「遺伝的アルゴリズム」とも呼ばれています。
日本では1980年代から研究が活発に進められてきましたが、当時は計算資源が限られており、実用化が困難な技術でした。近年のコンピュータ性能の向上により、進化計算はビジネス活用が現実的な技術として注目されています。
タイムインターメディアの強み
タイムインターメディアでは、2000年よりナンプレをはじめとする多様なパズル生成に取り組み、進化計算に関する研究とノウハウを長年にわたり蓄積してきました。
その過程で、最適化に不可欠な技術として、以下のような知見や手法を確立しています。
- 高度な課題モデリング手法
- 高速な最適化を実現するアーキテクチャ
- 条件設定や評価関数の設計に関するノウハウ
さらに2018年には、世界最大の合体ナンプレ問題制作でギネス世界記録™を達成し、当社の技術力を世界に示しました。
TENKEIのサービス内容
TENKEIは、以下のような“高度な組み合わせ最適化”を必要とする課題解決に力を発揮します。
- 膨大なデータ/組み合わせがあり、人手では処理しきれない業務
- 条件が複雑で、人間がすべてを考慮しきれない問題
- 熟練者の経験に依存し、属人化しがちな作業
タイムインターメディアは、20年以上にわたる研究成果に基づく技術力を活かし、お客様の課題に応じた技術コンサルティングから実装までを一貫して行います。
さらに実際の業務課題を最適化問題として適切にモデル化するため、共同運営パートナーであるバーチャレクス・コンサルティングと連携し、技術と業務を橋渡しするコンサルティングを提供しています。こうした取り組みにより、実効性が高く、成果につながるソリューションの提供を実現しています。
また製造業向けには、TENKEIの技術を生産スケジューラに応用した最適な計画を自動立案するSaaS「TENKEI for 生産計画」を提供しています。
実績と効果
高校、大学の時間割自動編成
教員、教室、合同授業、選択科目、教室の設備の制約など、時間割は大量の組合せパターンの中から、最適かつ全ての条件を満たす必要があります。この時間割作成を自動化・効率化いたしました。
従来の方法では複雑すぎるため諦めていた条件を進化計算によってカバーすることが可能となったため、導入前よりも満足度の高い時間割編成が行えるようになりました。
大学スポーツ実技の、履修希望者振り分け
アスリート学生の必修科目・選択必修科目、教職課程取得の要否などを考慮し、アスリート学生の履修パターンを最適化いたしました。
学生の履修希望提出から履修結果発表までが非常に短期間であり、その短期間で各責任者や専門スタッフを集め、ミスなく履修振分する必要がありました。AIによる自動振分を導入することで、短期間に複雑な履修振分を行うことが可能となりました。
宅地(土地)の自動区割り
宅地の区割りは、建築基準法や地方行政の定める条件を満足させた上で、販売しやすく、全ての宅地の価値合計が最も高い区割りをする必要があります。
また、区割りそのものは図面に線を引くような幾何学的な処理が必要です。
これらの幾何学的な区割りの最適化を実現いたしました。
CM(テレビコマーシャル)編成の自動化
CMの編成は、スポンサーが確定した段階で素早く編成する必要があります。また、CMには様々な規制条件や自主規制条件があり、それらを満たした上でCMの編成を行う必要があります。この編成作業を進化計算で実施することにより圧倒的なスピードと効率化を実現しました。
スポンサーを獲得後、CMは短期間で編成する必要があり、さらにはスポンサーの都合や社会的出来事などにより、急な再編成も必要です。
それらの業務を実施するために、急な残業や長時間の編成作業が日常化していましたが、その業務を自動化したことにより、残業時間の削減や迅速かつより正確な変更対応が可能となり、働き方改革にも貢献することができました。
パズルの自動生成
パズルの問題作成を進化計算によって自動生成いたしました。今までナンプレを代表とする各種パズルを作成しており、これまでに雑誌およそ140号、単行本およそ40冊、計１万問を超える問題を提供してまいりました。クライアントの要望に応じた難易度や解き方を設定できますので、従来よりも非常に高度で複雑な問題を高速で作成することが可能です。
様々なテクニックを必要とする問題や、答えが見つかりづらい難しい問題を作成する場合、人間の手による作成では気が遠くなるような作業が発生します。
しかし、AIによる自動生成によってこれらの問題を克服でき、通常では思いつかないパターンの問題やユニークな問題を大量かつ高速に作成することが可能となりました。
TENKEIのポテンシャル
進化計算は様々な領域に適用することが可能です。
特定な制約や条件下での複雑な組合せの実現、無限のパターンからの最適解の抽出、矛盾する複数の目的を両立させる答え探しなど、様々な領域で活用することが可能であると考えています。
シフトの編成
コールセンター、倉庫、大型店舗、百貨店、工場など様々なスキルと工数を最適なコストで配置させるシフト編成。
アサイメントの最適化
職人、プロフェッショナル、特別な機械・機材などを最も効率的にプロジェクトや現場にアサインするアサイメント計画の最適化。
その他、様々な領域に適用することが可能です。
- 発注や在庫量などの最適化・店舗の棚割の最適化
- 店舗の棚割の最適化
- コストと品質(多目的)を考慮した最適化
- ビルやマンションのフロア別部屋割り最適化
また、機械学習などの他のAIと組み合わせた全く新しいソリューションを構築することも可能です。
導入のながれ
導入にあたっては、事前のヒアリングを通じてお客様の課題を整理・把握するところから開始します。
まず、コンサルタントが課題を最適化問題として整理したうえで、TENKEIによる解決が可能かを検証するための PoC（Proof of Concept）用プロトタイプAIエンジンを作成します。
その後、お客様とともに業務での利用可否を検証し、PoCの評価結果を踏まえて本格利用へと進みます。
お気軽にお問い合わせいただき、お客様の課題やお悩みをお聞かせください。
