人員配置基準と労働時間を満たすシフト表の自動生成

この工程が全体の成否を決めます。1枚の表に、条件を1行ずつ書きます。列は「ルールID／区分（法令・基準・施設独自）／条件の内容／判定方法／違反時の扱い（絶対に破れない・調整可）」の5列です。法令由来には、労働基準法上の労働時間と休憩、時間外労働に関する労使協定の範囲、夜勤明けの翌日の扱いが入ります。運営基準由来には、介護・看護職員の常勤換算で利用者3人に1人以上、ユニット型では夜間は2ユニットごとに1人以上といった条件が入ります。施設独自には、新人は夜勤に単独で入らない、特定の職員の組み合わせを避ける、といった条件が入ります。まず40〜60行を目安に書き出します。

書き出した条件のうち、「新人は無理をさせない」のような曖昧な行を、計算できる形に直します。たとえば「入職6か月未満の職員は、夜勤帯に配置する場合、同じ勤務帯に入職3年以上の職員を1名以上配置する」と書き換えます。この書き換えができない条件は、プログラムに任せず人が調整する領域として、別の表に分けます。分けることが重要です。全部を自動化しようとすると、条件が矛盾してソルバーが解を出せなくなります。

職員マスタには、職員ID、職種、保有資格、雇用区分、常勤換算数、対応可能な勤務帯、入職年月を持たせます。常勤換算数は非常勤職員の週の勤務時間を常勤の勤務時間で割った値です。この値がそろっていないと、配置基準の判定ができません。希望休は紙で集めている場合もフォームに切り替え、職員IDと日付の2列のCSVになるようにします。前月末の勤務実績も必要です。月初の連続勤務日数と夜勤明けの判定に使います。

プログラムを自分で書く必要はありません。制約表と職員マスタの列構成を伝えて、AIにスクリプトを書かせます。重要なのは、絶対に破れない条件と調整可の条件を分けて実装させることです。すべてを絶対条件にすると解が見つからず、生成が止まります。

Python と OR-Tools の CP-SAT ソルバーを使って、介護施設の月間勤務表を生成するスクリプトを書いてください。

入力ファイル：
1. staff_master.csv（列：職員ID, 職種, 保有資格, 雇用区分, 常勤換算数, 対応可能勤務帯, 入職年月, 所属ユニット）
2. requests.csv（列：職員ID, 日付, 種別）※種別は「希望休」または「勤務不可」
3. rules.csv（列：ルールID, 区分, 条件の内容, 判定方法, 違反時の扱い）※違反時の扱いは「絶対」または「調整可」

勤務記号：早番, 日勤, 遅番, 夜勤, 明け, 公休

実装の条件：
- rules.csv の「絶対」はハード制約、「調整可」はソフト制約（違反にペナルティを与えて最小化）として実装してください
- 夜勤の翌日は必ず「明け」、明けの翌日は必ず「公休」としてください
- 解が見つからない場合は、どのハード制約が競合しているかを出力してください。単に失敗と表示するだけにしないでください
- 出力は shift_result.csv（行＝職員ID、列＝日付、値＝勤務記号）としてください
- あわせて、各日の勤務帯ごとの人数と有資格者数を集計した summary.csv も出力してください
- コードには日本語のコメントを入れ、制約を追加する箇所が分かるようにしてください

生成したソルバーが正しく制約を実装しているかは、生成結果を別の目で検証しないと分かりません。生成用とは別に、検証専用のスクリプトを作ります。検証は、生成の過程を知らない状態で、出来上がった勤務表だけを見て条件を確認する形にします。実装の思い込みが両方に入るのを避けるためです。検証結果は違反一覧のCSVとして出させ、違反ゼロを確認してから人の調整に進みます。

以下の shift_result.csv と staff_master.csv、rules.csv を読み込み、勤務表が制約を満たしているかを検証するスクリプトを Python で書いてください。生成用スクリプトのコードは参照せず、出力ファイルだけを見て検証してください。

検証項目：
1. 夜勤の翌日が「明け」、明けの翌日が「公休」になっているか
2. 連続勤務日数が rules.csv で指定した上限を超えていないか
3. 各日・各勤務帯の配置人数が必要数を満たしているか
4. 各ユニットの各勤務帯に、指定した資格保有者が配置されているか
5. 常勤換算での人員配置が、当月の利用者数に対する必要数を満たしているか
6. requests.csv の「勤務不可」の日に勤務が入っていないか
7. requests.csv の「希望休」が何件反映され、何件反映されなかったか

出力：violations.csv（列：ルールID, 対象日, 対象職員ID, 違反内容, 深刻度）
違反が1件も無い場合も、検証項目ごとに「確認済み」の行を出力してください。何も出力しないと、検証が動いたかどうか分からなくなるためです。

検証を通った候補に対して、管理者が調整します。調整する観点は、あらかじめ3つに絞ります。新人と経験者の組み合わせ、職員間の相性、そして個別の家庭事情への配慮です。調整した箇所は、理由とともに記録に残します。同じ理由の調整が3か月続いたら、制約表に行として追加できないかを検討します。この往復を続けると、人の調整量が徐々に減ります。

月の途中で欠勤が出たときに、毎回ゼロから組み直す必要はありません。欠勤日と欠勤者を指定して、その日だけの差し替え候補を出す使い方にします。検証スクリプトは差し替え後の勤務表全体に対して再実行し、連続勤務日数などが崩れていないかを確認します。ここでの判断も人が行います。誰に声をかけるかは、その職員の事情を知っている管理者にしか決められません。