第10章 Spring Boot 上の Red Hat ビルドの OptaPlanner: 時間割のクイックスタートガイド
本書では、OptaPlanner の制約解決人工知能 (AI) を使用して Spring Boot アプリケーションを作成するプロセスを説明します。生徒と教師の時間割を最適化する REST アプリケーションを構築します。
サービスは、AI を使用して、以下のハードおよびソフトの スケジュール制約 に準拠し、Lesson インスタンスを Timeslot インスタンスと Room インスタンスに自動的に割り当てます。
- 1 部屋に同時に割り当てることができる授業は、最大 1 コマです。
- 教師が同時に一度に行うことができる授業は最大 1 回です。
- 生徒は同時に出席できる授業は最大 1 コマです。
- 教師は、1 つの部屋での授業を希望します。
- 教師は、連続した授業を好み、授業間に時間が空くのを嫌います。
数学的に考えると、学校の時間割は NP 困難 の問題であります。つまり、スケーリングが困難です。総当たり攻撃で考えられる組み合わせを単純にすべて反復すると、スーパーコンピューターを使用したとしても、非自明的なデータセットを取得するのに数百年かかります。幸い、OptaPlanner などの AI 制約ソルバーには、妥当な時間内にほぼ最適なソリューションを提供する高度なアルゴリズムがあります。妥当な期間として考慮される内容は、問題の目的によって異なります。
前提条件
- OpenJDK 11 以降がインストールされている。Red Hat ビルドの Open JDK は Red Hat カスマーポータル (ログインが必要) の ソフトウェアダウンロード ページから入手できます。
- Apache Maven 3.6 以降がインストールされている。Maven は Apache Maven Project の Web サイトから入手できます。
- IntelliJ IDEA、VSCode、Eclipse、NetBeans などの IDE が利用できる。
10.1. Spring Boot 時間割のクイックスタートのダウンロードおよびビルド
Spring Boot 製品を備えた Red Hat ビルドの OptaPlanner 向けの授業の時間割プロジェクトの完全な例を表示するには、Red Hat カスタマーポータルからスターターアプリケーションをダウンロードします。
手順
Red Hat カスタマーポータルの Software Downloads ページに移動し (ログインが必要)、ドロップダウンオプションから製品およびバージョンを選択します。
- Product: Decision Manager
- バージョン: 7.11
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Red Hat Decision Manager 7.11.0 Kogito and OptaPlanner 8 Decision Services Quickstarts (
rhdm-7.11.0-decision-services-quickstarts.zip) をダウンロードします。 -
rhdm-7.11.0-decision-services-quickstarts.zipファイルを展開します。 -
Red Hat Decision Manager 7.11.0 Kogito および OptaPlanner 8 Decision Services Maven Repositroy (
rhdm-7.11.0-kogito-maven-repository.zip) をダウンロードします。 -
rhdm-7.11.0-kogito-maven-repository.zipファイルを展開します。 -
rhdm-7.11.0-kogito-maven-repository/maven-repositoryサブディレクトリーのコンテンツを~/.m2/repositoryディレクトリーにコピーします。 -
optaplanner-quickstarts-8.5.0.Final-redhat-00004/spring-boot-school-timetablingディレクトリーに移動します。 以下のコマンドを入力して、Spring Boot の授業の時間割プロジェクトをビルドします。
mvn clean install -DskipTests
Spring Boot の授業の時間割プロジェクトをビルドするには、以下のコマンドを入力します。
mvn spring-boot:run -DskipTests
プロジェクトを表示するには、Web ブラウザーで以下の URL を入力します。
http://localhost:8080/
