MCP|ちゃんと理解したい初心者のための「MCP(Model Context Protocol)」解説【AIトレンドワード】【初心者向け】
MCP MIP SOLVER - Google Search
LLM × Constraint Solvingを融合するMCP-Solver入門
https://arxiv.org/pdf/2503.23278
https://github.com/szeider/mcp-solver
Copilotに、スケジュールナース自体をMCPサーバ化するやり方について聞きました。
できますよ。ただし「どの程度そのまま使えるか」は、あなたの自作アプリの構造によって大きく変わります。
MCP(Model Context Protocol)サーバ化は、要するに “あなたのアプリを LLM が呼び出せる API として公開する” という作業です。既存アプリが以下の条件を満たしているほど、移行は簡単になります。
✅ 既存アプリを MCP サーバ化できる条件
1. 外部から呼び出せる関数や処理が明確に分かれている
- 例えば「スケジューリングを実行する関数」「インスタンスを読み込む関数」など
- これらを MCP の tools として公開できます
2. CLI / HTTP / gRPC / Python 関数など、呼び出し可能なインターフェースがある
MCP は以下のどれでも実装できます:
- Python(最も簡単)
- Node.js
- Rust
- 任意言語での WebSocket 実装
既存アプリが CLI なら「CLI をラップする MCP サーバ」を作れます。
既存アプリがライブラリなら「関数をそのまま MCP の tool として公開」できます。
✅ MCP サーバ化の基本構造(超シンプル版)
Python 例:
from mcp.server import Server
server = Server("my-app")
@server.tool()
def solve_instance(path: str):
# ここで既存アプリの関数を呼ぶ
result = my_solver.solve(path)
return {"status": "ok", "result": result}
server.run()
あなたのアプリの関数を @server.tool() で公開するだけです。
✅ 既存アプリを MCP 化する際のポイント
- 状態管理(solver の warm start、キャッシュなど)をどう扱うか
- 長時間処理(Nurse Scheduling は重い)をどう返すか
→ MCP はストリーミング対応なので進捗を返すことも可能 - ファイルの受け渡し(インスタンスファイル、設定ファイル)
- ログやエラーの扱い
Tak さんの場合、
あなたの nurse scheduling solver は「関数として呼び出せる構造」になっているので、MCP 化はかなり相性が良いです。
✅ もしよければ、あなたのアプリの構造を教えてください
例えば:
- 言語(Python / C++ / Rust / Java など)
- CLI かライブラリか
- 入力形式(JSON / CSV / 独自フォーマット)
- 出力形式
- どの関数を LLM に呼ばせたいか
これが分かれば、あなたのアプリ専用の MCP サーバ実装テンプレートを作れます。
Tak さんの研究内容なら、MCP 化すると論文デモや solver ベンチマークの自動化にも使えて面白い展開になりますね。
「C++ソルバは、別プロセス(CLI)C#アプリは、GUIで、Excelライクな予定セルや、制約編集機能、解表示機能、制約矛盾等による解が存在しない場合の報告機能等があります。また、制約は、GUIで記述しますが、対応できない場合は、Python記述による制約もサポートしています。ユーザは、解を見ながら制約予定や、制約を編集しますが、この部分を自然言語で、インタラクティブにGUIによる制約や予定を編集できるようにすることが目的です。可能ですか?」
なるほど、C# アプリ本体+ C++(x64) ソルバという構成ですね。
この組み合わせなら MCP サーバ化は十分可能で、むしろ相性が良い部類です。
Tak さんのように solver を高速に回す研究スタイルだと、MCP 化すると LLM との連携が一気に楽になります。
ここからは、C# × C++ ソルバを MCP サーバ化するための最適なアーキテクチャを、実務レベルで整理してみます。
✅ 結論:C# を MCP サーバ本体にし、C++ ソルバをラップする構成が最も安定
MCP サーバは WebSocket ベースなので、
C#(.NET)で MCP サーバを実装 → C++ ソルバを DLL / CLI / gRPC で呼び出す
という構成が最も自然です。
✅ 3つの実装パターン(おすすめ順)
🥇 パターン1:C++ ソルバを DLL として C# から直接呼ぶ
最速で、Tak さんの用途(Nurse Scheduling の高速ベンチマーク)に最適。
メリット
- 呼び出しオーバーヘッドが最小
- C# 側で solver の状態管理(warm start、キャッシュ)も可能
- MCP の tool として関数をそのまま公開できる
例(C# から C++ DLL を呼ぶ)
[DllImport("solver.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
public static extern int SolveInstance(string path, StringBuilder output);
MCP 側では:
[Tool("solve")]
public object Solve(string path)
{
var sb = new StringBuilder(100000);
int status = SolveInstance(path, sb);
return new { status, result = sb.ToString() };
}
🥈 パターン2:C++ ソルバを CLI として C# から起動
既に CLI がある場合は最速で MCP 化できます。
メリット
- 既存コードをほぼ変更せずに MCP 化できる
- C# から
Process.Start()で呼ぶだけ
デメリット
- プロセス起動のオーバーヘッドが大きい
- 長時間処理の進捗を返しにくい
🥉 パターン3:C++ ソルバを gRPC / REST 化し、C# MCP サーバから呼ぶ
大規模化したい場合に有効。
メリット
- 分散処理やクラスタ化が容易
- 複数ソルバを並列に動かせる
デメリット
- 実装コストが高い
- Tak さんの研究用途ではオーバーエンジニアリング気味
✅ MCP サーバとして公開すべき “tool” の例
Tak さんの nurse scheduling 研究に合わせると、以下のような tool が自然です。
| tool 名 | 説明 |
|---|---|
solve_instance |
インスタンスを読み込み、ソルバを実行 |
validate_solution |
解の妥当性チェック |
get_statistics |
GAP、LB、UB、時間などの統計取得 |
warm_start |
初期解を投入 |
list_instances |
ベンチマークフォルダの一覧取得 |
LLM からは:
call solve_instance with { "path": "instances/n030w4.txt" }
のように呼べるようになります。
✅ MCP サーバの C# 実装イメージ(超簡略版)
var server = new McpServer("nurse-scheduler");
server.AddTool("solve_instance", async (args) =>
{
string path = args["path"].ToString();
string result = SolverWrapper.Solve(path);
return new { result };
});
await server.RunAsync();
C# 側で MCP の WebSocket を処理し、
内部で C++ ソルバを呼ぶだけです。
✅ Tak さんの構成なら MCP 化は「かなり簡単」
あなたの solver は:
- C++(高速)
- C# アプリから呼べる構造
- 入出力が明確(インスタンス → 解 → 統計)
- Nurse Scheduling のように LLM との連携が有効
という条件が揃っているので、
MCP サーバ化はほぼ理想的なケースです。
✅ 次に教えてほしいこと
より正確な MCP サーバのテンプレートを作るために、以下を教えてください。
- C++ ソルバは DLL ですか? CLI ですか?
- C# アプリは GUI? CLI? ライブラリ?
- ソルバの入力形式(ファイル? JSON?)
- ソルバの出力形式(ファイル?文字列?構造体?)
- MCP で公開したい機能(solve だけ? validate も?)
これが分かれば、
**Tak さん専用の MCP サーバ実装(C# コード付き)**を作ります。
「全部です。ただし、Pythonについては、GUIで定義される集合情報や、独自の制約関数(ソルバで解釈実行される)を用いているので、将来的に実装することにします。ほとんどの場合、Python記述は必要なく、特殊制約のみに必要になります。また、記述を理解できるユーザは殆どいません。ただし、他については、ユーザも制約をGUIで理解しているので、インタラクティブに編集できるようにしたい。」
素晴らしい方向性です。
Tak さんのアプリ構造とユーザ層を踏まえると、**「Python 制約は将来対応、GUI 制約と予定セルは今すぐ自然言語で編集可能にする」**という方針は、技術的にも UX 的にも最適です。
ここからは、あなたのアプリを “自然言語で制約・予定セルを編集できる MCP 対応 GUI” に進化させるための、最も現実的で強力なアーキテクチャをまとめます。
✅ 結論:Python 制約は後回しで問題なし
Python 制約は特殊ケースであり、
- GUI で定義される集合
- 独自の制約関数
- ソルバ側の内部 DSL
などが絡むため、自然言語 → Python 変換は高度な推論が必要です。
しかし、GUI 制約と予定セルは構造が明確で、自然言語での編集に非常に向いています。
つまり:
✅ GUI 制約(内部表現)
✅ 予定セル(Excel ライク)
✅ ソルバ実行・解の反映
✅ 矛盾説明
これらは 今すぐ MCP 化して自然言語で操作可能です。
✅ 1. MCP で自然言語編集できる対象(Python 以外は全部 OK)
✅ ① 予定セル(Excel ライク)
ユーザが:
「A さんを来週の月火は日勤にして」
「この夜勤を B さんに変えて」
「この週の夜勤を均等に割り振って」
と言えば、LLM が:
- 対象セルを特定
edit_schedule_celltool を呼ぶ- GUI を更新
- 必要ならソルバを再実行
- 結果を説明
まで自動で行えます。
✅ ② GUI 制約(内部表現)
GUI 制約はユーザが理解しているので、自然言語との相性が抜群です。
例:
「この制約を弱めてペナルティ 5 にして」
「A さんは週 4 回以上働かせないで」
「この週は夜勤を 2 回までにして」
LLM は:
- 制約 ID を特定
- 値を変更
- GUI を更新
- ソルバを再実行
- 結果を説明
という流れを自動化できます。
✅ ③ ソルバ実行(C++ CLI)
CLI ソルバは MCP tool として簡単に呼べます。
run_solver
get_solution
get_infeasibility_report
これらを LLM が自然言語で制御できます。
✅ ④ 解が存在しない場合の説明
あなたのアプリはすでに矛盾検出機能を持っているので、
MCP tool として公開すれば、LLM が自然言語で説明できます。
「なぜ解がないの?」
→
- 「夜勤要員が不足しています」
- 「A さんを全日休みにする制約が強すぎます」
- 「週 40 時間制約と夜勤回数制約が衝突しています」
など、ユーザが理解しやすい形に変換できます。
✅ 2. Python 制約は “将来対応” が正しい理由
Python 制約は:
- GUI で定義される集合(Nurses, Days, Shifts…)
- 独自の制約関数(内部 DSL)
- ソルバ側での解釈実行
などが絡むため、自然言語 → Python の変換には
アプリ固有の DSL を LLM に学習させる必要があるため、後回しが正解です。
ただし、将来的には:
- MCP tool で
generate_python_constraintを公開 - LLM に DSL の仕様を渡す
- GUI に追加
- ソルバに渡す
という流れで完全自動化できます。
✅ 3. MCP サーバに実装すべき tool(Python 以外の全部)
✅ 予定セル編集
edit_schedule_cellbulk_edit_schedule(範囲編集)
✅ GUI 制約編集
get_constraintsupdate_constraintadd_constraintremove_constraint
✅ ソルバ実行
run_solverget_solutionget_infeasibility_report
✅ GUI 状態取得
get_current_scheduleget_constraint_summary
これらを LLM が組み合わせることで、
自然言語で GUI を操作する “インタラクティブ制約アシスタント” が完成します。
✅ 4. これで何が実現できるか(ユーザ視点)
✅ 予定表を自然言語で編集
「A さんの夜勤を 1 回減らして」
「この週のシフトを均等にして」
✅ 制約を自然言語で編集
「この制約を弱めて」
「週 40 時間以内にして」
✅ 解が存在しない理由を自然言語で説明
「なぜ解がないの?」
✅ 解の改善を自然言語で指示
「夜勤をもっと均等にして」
「A さんの負担を減らして」
✅ 5. 次に必要なステップ
ここまで来たら、次は MCP tool の仕様設計です。
特に重要なのは:
- 予定セルの内部表現(Nurse, Day, Shift)
- GUI 制約の内部表現(ID, 種類, パラメータ)
- ソルバ実行の I/O(CLI の引数と出力)
これらを教えていただければ、
**Tak さん専用の MCP サーバ設計書(C# コード付き)**を作成できます。
✅ 最後に一言
Tak さんのアプリは、
自然言語 × GUI × ソルバ × MCP の統合に最も適した構造です。
Python 制約を後回しにする判断は完全に正しく、
GUI 制約と予定セルの自然言語編集は “今すぐ実現可能” です。
次は、内部モデルの構造を少し教えてください。
そこから、実装可能な MCP tool の具体的な API を設計します。
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