ДОСЛІДЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙ: ДЛЯ ЧОГО ЦЕ, МОДЕЛІ, ПРОГРАМИ - ТЕХНОЛОГІЯ - 2025

Дослідження операцій - це метод, який присвячений застосуванню передових аналітичних дисциплін для допомоги у вирішенні проблем та прийнятті рішень, який є корисним в управлінні організаціями. Тобто він присвячений встановленню вищих цінностей якоїсь реальної мети: максимального прибутку, результативності чи повернення, або мінімальної втрати, вартості чи ризику.

У цій дисципліні проблеми поділяються на їх основні компоненти і потім вони вирішуються певними кроками, за допомогою математичного аналізу. Використовувані аналітичні методи включають математичну логіку, моделювання, мережевий аналіз, теорію черг та теорію ігор.

Джерело: pixabay.com

Використовуючи ці методики з математичних наук, операційне дослідження досягає оптимальних чи можливих рішень складних проблем прийняття рішень. Його методи вирішили проблеми, що цікавлять різні галузі.

Математичні методи

Через статистичну та обчислювальну природу більшості цих методів операційні дослідження також мають міцні зв’язки з аналізом та інформатикою.

Дослідники, що стикаються з проблемою, повинні визначити, який із цих методів є найбільш підходящим, виходячи з цілей удосконалення, характеру системи, обчислювальної потужності та часових обмежень.

Математичне програмування - одна з найпотужніших методик, що застосовуються в дослідженні операцій, настільки, що інколи ці два терміни використовуються взаємозамінно.

Це програмування не має нічого спільного з комп'ютерним програмуванням, воно означає оптимізацію. Дискретне програмування або оптимізація вирішує проблеми, коли змінні можуть приймати лише дискретні значення, наприклад, цілі значення.

Завдяки акцентуванню на взаємодії людина-технологія та спрямованості на практичне застосування, дослідження операцій були інтерпольовані з іншими дисциплінами, особливо промисловою інженерією та управлінням операціями, покладаючись також на психологію та організаційну науку.

Історія

Історичне походження

У XVII столітті такі математики, як Паскаль та Гюйгенс, намагалися вирішити проблеми, що передбачали складні рішення. Ці проблеми вирішувались у 18-19 століттях за допомогою комбінаторики.

У 20 столітті вивчення управління запасами можна вважати початком сучасних досліджень операцій, з недорогою кількістю партії, розробленою в 1913 році.

Протягом 1937 р. Дослідження спочатку застосовувались у Великобританії, у дослідженнях, що проводились з метою інтеграції радіолокаційних технологій у повітряні бойові дії, тим самим відрізняючись від досліджень, що проводилися в лабораторіях.

Друга світова війна

Термін дослідження операцій було введено на початку 1941 року під час Другої світової війни, коли британське військове управління скликало групу вчених для застосування наукового підходу до вивчення військових операцій.

Основна мета полягала в ефективному розподілі обмежених ресурсів на різні військові операції та заходи в рамках кожної операції.

Як і у Великій Британії, радари стимулювали розвиток ВВС США.У жовтні 1942 р. Всі команди були закликані включити до складу своїх кадрів дослідницькі групи операцій.

Десятиліття 50-х і 60-х років

Операційні дослідження зросли в багатьох областях, окрім військових, після того як вчені навчилися застосовувати його принципи до цивільного сектору. Його ефективність у військовій сфері розширила інтерес до інших промислових та урядових областей.

Партнерство було організовано, починаючи з 1948 р. З Клубом дослідницьких операцій Великобританії, який у 1954 р. Став Товариством дослідницьких операцій.

У 1952 р. У США було утворено Товариство дослідницьких операцій. Також з’явилося багато інших національних товариств.

У 1957 р. В Оксфордському університеті відбулася перша міжнародна конференція з експлуатаційних досліджень. До 1959 р. Була утворена Міжнародна федерація дослідницьких товариств з експлуатації.

У 1967 році Стаффорд Бір охарактеризував галузь науки про управління як дослідження в галузі використання операцій.

З розвитком комп'ютерів протягом наступних трьох десятиліть, дослідження операцій тепер можуть вирішити проблеми із сотнями тисяч змінних і обмежень.

Для чого розслідування операцій?

Фахівці з дослідження операцій щодня вирішують проблеми з реального життя, економлячи гроші та час. Ці проблеми дуже різноманітні і майже завжди здаються непов'язаними. Однак його суть завжди однакова, прийняття рішень для досягнення мети найбільш ефективним способом.

Центральною метою дослідження операцій є оптимізація, тобто робити справи найкращим чином, залежно від заданих обставин.

Ця загальна концепція має багато застосувань, наприклад, в аналізі даних, розподілі товарів і ресурсів, контролі виробничих процесів, управлінні ризиками, контролі дорожнього руху тощо.

-Оптимальні рішення

Операційні дослідження зосереджені на розробці математичних моделей, які можна використовувати для аналізу та оптимізації складних систем. Це стало областю наукових та промислових досліджень. Процес розділений на три етапи.

- Розроблено набір можливих варіантів вирішення проблеми.

- Отримані альтернативи аналізуються і зводяться до невеликого набору рішень, які можуть бути життєздатними.

- Вироблені альтернативні рішення проходять модельовану реалізацію. По можливості вони перевіряються в реальних ситуаціях.

Дотримуючись парадигми оптимізації при застосуванні операційних досліджень, керівник вибирає ключові змінні, які впливатимуть на якість прийнятих рішень. Ця якість виражається через об'єктивну функцію максимізувати (прибуток, швидкість обслуговування тощо), або мінімізувати (витрати, втрати тощо).

Крім об’єктивної функції, також розглядається набір обмежень, будь то фізичні, технічні, економічні, екологічні тощо. Потім шляхом систематичного коригування значень усіх змінних рішень вибирається оптимальне або здійсненне рішення.

-Використовує

Аналіз критичного шляху

Це алгоритм програмування набору заходів у проекті. Критичний шлях визначається шляхом визначення найбільш тривалої ділянки залежної діяльності та вимірювання часу, необхідного для їх завершення від початку до кінця.

Проблема розподілу

Це основна проблема комбінаторної оптимізації. У цій проблемі є кілька агентів і кілька завдань. Будь-який агент може бути призначений для виконання будь-якого завдання.

Залежно від завдання, призначеного агенту, виникає вартість, яка може змінюватись. Тому потрібно виконувати всі завдання, належним чином привласнюючи агента до кожного завдання та завдання кожному агенту, щоб мінімізувати загальну вартість завдання.

Моделі

Модель є великою допомогою для полегшення дослідження операцій, оскільки проблеми виражаються через моделі, що показують взаємозв'язок змінних.

Оскільки це спрощене подання реального світу, включаються лише ті змінні, що мають відношення до проблеми. Наприклад, модель тіл, що вільно падають, не описує колір чи текстуру тіла, що займається.

Моделі представляють залежність між керованими та неконтрольованими змінними та продуктивністю системи. Тому вони повинні бути пояснювальними, а не лише описовими.

Багато застосованих спрощень викликають деяку помилку в прогнозах, похідних від моделі, але ця помилка є досить малою порівняно з величиною оперативного вдосконалення, яку можна отримати від моделі.

Типи моделей

Перші моделі були фізичними зображеннями, такими як модельні кораблі або літаки. Фізичні моделі, як правило, досить легко побудувати, але лише для відносно простих об'єктів чи систем, які взагалі важко змінити.

Наступним кроком після фізичної моделі є графік, який легше будувати та обробляти, але більш абстрактним. Оскільки графічне зображення більш ніж трьох змінних складно, використовуються символічні моделі.

Не існує обмеження кількості змінних, які можна включити в символічну модель. Ці моделі легше будувати та керувати, ніж фізичні моделі.

Незважаючи на очевидні переваги символічних моделей, є багато випадків, коли фізичні моделі все ще корисні, наприклад, при тестуванні фізичних структур і механізмів. Те саме стосується графічних моделей.

Символічна модель

Більшість моделей дослідження операцій є символічними моделями, оскільки символи краще відображають властивості системи.

Символічна модель у вигляді матриці або рівняння. Ці моделі пропонують рішення кількісно (вартість, вага тощо), залежно від проблеми.

Символічні моделі є абсолютно абстрактними. Коли символи визначені в моделі, їй надається значення.

Символічні моделі систем з різним змістом часто демонструють подібні структури. Тому проблеми, які виникають у системах, можна класифікувати за кількома структурами.

Оскільки методи вилучення рішень із моделей залежать лише від їх структури, для вирішення найрізноманітніших проблем з контекстуальної точки зору може бути використано мало методів.

Програми

Застосування операційних досліджень є великою кількістю, наприклад, у виробничих компаніях, службах організації, військових галузях та урядах. Коло проблем, до яких ви сприяли вирішенню, величезна:

- Розклад авіаліній, поїздів або автобусів.

- Призначення працівників до проектів.

- Розробка стратегій, прийнятих компаніями (теорія ігор).

- управління потоком води з водойм.

Планування проектів

Визначено процеси складного проекту, які впливають на загальну тривалість проекту.

Планування поверхів

Створіть креслення для обладнання на заводі або компонентів на комп'ютерному чіпі, щоб скоротити час виготовлення і, отже, зменшити витрати.

Оптимізація мережі

Налаштування мереж телекомунікаційних або енергетичних систем для забезпечення якості обслуговування під час перерв.

Розташування об'єктів

Звести до мінімуму транспортні витрати, враховуючи такі фактори, як уникнення розміщення небезпечних матеріалів поблизу будинків.

Маршрутизація

Він виконується в багатьох типах мереж, включаючи мережі з комутованою схемою, такі як мережа загального телефонного зв’язку та комп'ютерні мережі, такі як Інтернет.

Проектна оперативна діяльність

Управління потоком операційної діяльності в проекті, як наслідок універсальності системи, за допомогою методів дослідження операцій, щоб зменшити цю мінливість та виділити пробіли, використовуючи поєднання часу, запасів та розподілення потужностей.

Управління ланцюгами поставок

Це управління потоком компонентів та сировини, що випливає з нестабільного попиту на готову продукцію.

Транспорт

Вантажне управління системами доставки та транспортування. Приклади: інтермодальний фрахт або проблема продавця подорожі.

Глобалізація

Глобалізуйте оперативні процеси, щоб скористатися більш економічною працею, землею, матеріалами або іншими продуктивними витратами.

Проблема відключення запасів

Це стосується розрізання матеріалу на складі, наприклад рулонів паперу або металевих листів, на шматки певних розмірів, прагнучи мінімізувати матеріальні відходи.

Приклади

Корпус АЗС

Аналіз автомобілів, що зупиняються на міських АЗС, розташованих на перехресті двох вулиць, показав, що майже всі виходили лише з чотирьох із 16 можливих маршрутів на перехресті (чотири шляхи в'їзду, чотири шляхи виходу).

При дослідженні відсотка автомобілів, які зупинилися на сервісі для кожного маршруту, було помічено, що цей відсоток був пов'язаний із кількістю часу, втраченого при зупинці.

Однак ця залежність не була лінійною. Тобто збільшення одного не було пропорційним збільшенню іншого.

Тоді було виявлено, що сприйнятий втрачений час перевищує фактично втрачений час. Зв'язок між відсотком зупинених автомобілів та сприйнятим втраченим часом був лінійним.

Тому була побудована модель, яка пов'язувала кількість автомобілів, що зупинилися на станціях технічного обслуговування, із кількістю руху на кожному маршруті перехрестя, що впливало на час, необхідний для отримання сервісу.

Проблема розподілу

Він складається з присвоєння працівникам завдань, вантажівок до маршрутів доставки або класів до аудиторій. Типова транспортна проблема передбачає виділення порожніх залізничних вагонів там, де вони потрібні.

Він також використовується для визначення, які машини слід використовувати для виготовлення певного продукту, або який набір продуктів слід виготовляти на заводі протягом певного періоду.

Лінійне програмування

Ця методика використовується звичайно при таких проблемах, як змішування нафти та хімікатів на нафтопереробних заводах, підбір постачальників для великих виробничих корпорацій, визначення маршрутів та графіків доставки, а також управління та обслуговування автопарків.

Баєсова теорія пошуку

Баєсійська статистика застосовується для пошуку втрачених предметів. Він був використаний кілька разів для пошуку загублених суден:

Він зіграв ключову роль у відновленні польотів рекордів при катастрофі рейсу 447 Air France 2009.

Він також використовувався при спробах знайти уламки рейсу 370 авіакомпанії Malaysia Airlines.

Контроль інвентаризації

Проблеми з інвентаризацією виникають, наприклад, при визначенні кількості товарів, які підлягають придбанню чи виробництву, скільки людей найняти чи пройти навчання, наскільки великим повинен бути новий виробничий заклад чи роздрібний магазин.

Список літератури

1. Tech Target (2019). Дослідження операцій (АБО). Взято з: whatis.techtarget.com.
2. Вікіпедія, безкоштовна енциклопедія (2019). Операційні дослідження. Взято з: en.wikipedia.org.
3. Вольфрам Mathworld (2019). Дослідження операцій. Взято з: mathworld.wolfram.com.
4. Мохамед Лейла (2018). Велика картина операційних досліджень. Назустріч науці даних. Взято з: premadatascience.com.
5. Сіндхуя (2019). Дослідження операцій: історія, методологія та програми. Ідеї ​​управління бізнесом. Взято з: businessmanagementideas.com.
6. Енциклопедія Британіка (2019). Операційні дослідження. Взято з: britannica.com.
7. Наука про краще (2019). Які операційні дослідження взяті з: scienceofbetter.org.