Badanie operacji, do czego to jest, modele, aplikacje

badania operacyjne Jest to metoda poświęcona zastosowaniu zaawansowanych dyscyplin analitycznych, aby pomóc w rozwiązywaniu problemów i podejmowaniu decyzji, jest przydatna w zarządzaniu organizacjami. Oznacza to, że konsekrowane jest ustalenie najwyższych wartości jakiegoś rzeczywistego celu: maksymalnego zysku, wydajności lub wydajności lub minimalnej straty, kosztów lub ryzyka.

W tej dyscyplinie problemy są podzielone na ich podstawowe elementy, a następnie rozwiązywane z określonymi krokami, poprzez analizę matematyczną. Zastosowane metody analityczne obejmują logikę matematyczną, symulację, sieci, teorię ogonów i teorię gier.

Źródło: Pixabay.com

Korzystając z tych technik nauk matematycznych, badania operacyjne osiągają optymalne lub wykonalne rozwiązania dla skomplikowanych problemów z podejmowaniem decyzji. Jego techniki rozwiązały problemy zainteresowania różnorodnością branż.

[TOC]

Metody matematyczne

Ze względu na statystyczny i obliczeniowy charakter większości tych metod, badania operacyjne mają również silne powiązania z analizą i informatyką.

Badacze operacyjne, którzy stoją przed problemem, muszą ustalić, która z tych metod jest najbardziej odpowiednia, zgodnie z celami poprawy, charakteru systemu, siły obliczeniowej i ograniczeń czasowych.

Programowanie matematyczne jest jedną z najpotężniejszych technik stosowanych w badaniach operacyjnych, w takim stopniu, że czasami oba terminy są używane zamiennie.

To programowanie nie ma nic wspólnego z programowaniem komputerowym, ale oznacza optymalizację. Dyskretny program lub optymalizacja rozwiązuje problemy, w których zmienne mogą przyjmować tylko wartości dyskretne, na przykład całe wartości.

Ze względu na nacisk na interakcję z technologią człowieka i koncentrowanie się na praktycznych zastosowaniach, badania operacyjne zostały interpolowane z innymi dyscyplinami, zwłaszcza inżynierii przemysłowej i zarządzania operacjami, również polegającymi na psychologii i nauk organizacyjnych.

Historia

Historyczne pochodzenie

W XVII wieku matematycy tacy jak Pascal i Huygens próbowali rozwiązać problemy, które obejmowały złożone decyzje. Tego rodzaju problemy zostały rozwiązane w XVIII i XIX wieku za pomocą kombinatorycznej.

W XX wieku badanie zarządzania zapasami można uznać za początek nowoczesnych badań operacyjnych, z ilością działek ekonomicznych opracowanych w 1913 roku.

W 1937 r. Początkowo zastosowano dochodzenie w sprawie operacji w Wielkiej Brytanii, w badaniach przeprowadzonych w celu zintegrowania technologii radarowej z operacją walki powietrznej, w ten sposób różnicując badania w laboratoriach.

Druga wojna światowa

Termin Badania operacyjne zostało wymyślone na początku 1941 r. Podczas II wojny światowej, kiedy brytyjskie zarządzanie wojskiem wezwało grupę naukowców do zastosowania naukowego podejścia do badań operacji wojskowych.

Głównym celem było skuteczne przypisanie rzadkich zasobów do różnych operacji wojskowych i działań w ramach każdej operacji.

Podobnie jak w Wielkiej Brytanii, radar stymulował rozwój sił powietrznych USA.Uu. W październiku 1942 r.

50 i 60

Badania operacyjne wzrosły w wielu obszarach oprócz sił zbrojnych, po tym, jak naukowcy nauczyli się stosować swoje zasady do sektora cywilnego. Jego skuteczność w sferze wojskowej rozszerzyła zainteresowanie innymi obszarami przemysłowymi i rządowymi.

Firmy zostały zorganizowane, począwszy od 1948 r. Z Operations Research Club of Great Britain, który w 1954 r. Stał się Towarzystwem Research Operations.

Może ci służyć: ICT w domu

W 1952 roku powstał w USA.Uu. Towarzystwo badawcze operacyjne. Pojawiło się także wiele innych społeczeństw krajowych.

W 1957 r. Na University of Oxford odbyła się pierwsza międzynarodowa konferencja na temat operacji. Do 1959 r.

W 1967 r. Stafford Beer opisał dziedzinę nauki zarządzania jako zastosowanie w firmach badawczych.

Wraz z rozwojem komputerów w ciągu najbliższych trzech dekad, badania operacyjne mogą teraz rozwiązać problemy z setkami tysięcy zmiennych i ograniczeń.

Do jakiego dochodzenia w sprawie operacji?

Każdego dnia specjaliści od badań operacyjnych rozwiążą prawdziwe problemy z życiem, które oszczędzają pieniądze i czas. Te problemy są bardzo zróżnicowane i prawie zawsze wydają się powiązane. Jednak jego istota jest zawsze taka sama, aby podejmować decyzje w celu osiągnięcia celu w najbardziej wydajny sposób.

Głównym celem badań operacyjnych jest optymalizacja, to znaczy robienie rzeczy w najlepszy możliwy sposób, zgodnie z podanymi okolicznościami.

Ta ogólna koncepcja ma wiele zastosowań, na przykład w analizie danych, alokacji towarów i zasobów, kontroli procesów produkcyjnych, zarządzania ryzykiem, kontroli ruchu itp.

-Optymalne rozwiązania

Badania operacyjne koncentrują się na rozwoju modeli matematycznych, które można wykorzystać do analizy i optymalizacji złożonych systemów. Stał się obszarem badań akademickich i przemysłowych. Proces jest podzielony na trzy kroki.

- Rozwija się zestaw możliwych rozwiązań problemu.

- Uzyskane alternatywy są analizowane i redukowane do niewielkiego zestawu rozwiązań, które są prawdopodobnie opłacalne.

- Wytworzone alternatywne rozwiązania są poddawane symulowanemu wdrożeniu. Jeśli to możliwe, są one testowane w sytuacjach prawdziwych.

Zgodnie z paradygmatem optymalizacji przy stosowaniu badań operacyjnych, który podejmuje decyzje, wybiera kluczowe zmienne, które wpłyną na jakość decyzji. Ta jakość jest wyrażana poprzez funkcję celu, aby zmaksymalizować (korzyść, prędkość usługi itp.) lub zminimalizować (koszt, stratę itp.).

Oprócz funkcji celu, jest również uważane za zestaw ograniczeń, czy to fizycznych, technicznych, ekonomicznych, środowiskowych itp. Następnie systematycznie dostosowując wartości wszystkich zmiennych decyzyjnych, wybrane jest optymalne lub wykonalne rozwiązanie.

-Powszechne zastosowania

Analiza krytycznej trasy

Jest to algorytm do zaprogramowania zestawu działań projektu. Droga krytyczna jest określana poprzez identyfikację najdłuższej części działań zależnych i pomiar czasu wymaganego do ich ukończenia od początku do końca.

Problem zadania

Jest to podstawowy problem optymalizacji kombinatorycznej. W tym problemie jest kilku agentów i kilku zadań. Każdy agent może zostać przypisany do wykonania każdego zadania.

W zależności od zadania przypisanego agentowi, koszt, który może się różnić. Dlatego wymagane są wszystkie zadania, odpowiednio przypisanie agenta do każdego zadania i zadania każdemu agentowi, aby zminimalizować całkowity koszt alokacji.

Modele

Model jest bardzo pomocny w ułatwieniu badań operacyjnych, ponieważ problemy są wyrażane za pomocą modeli, które pokazują związek zmiennych.

Będąc uproszczoną reprezentacją świata rzeczywistego, uwzględniono tylko te istotne zmienne dla problemu. Na przykład model ciał, które upadają swobodnie, nie opisuje koloru ani tekstury zaangażowanego ciała.

Może ci służyć: mieszana topologia

Modele reprezentują związek między zmiennymi kontrolowanymi i nie kontrolowanymi oraz wydajnością systemu. Dlatego muszą być wyjaśniające, a nie tylko opisowe.

Wiele zastosowanych uproszczeń powoduje pewien błąd w prognozach pochodzących z modelu, ale błąd ten jest dość niewielki w porównaniu z wielkością poprawy operacyjnej, którą można uzyskać z modelu.

Rodzaje modeli

Pierwsze modele to reprezentacje fizyczne, takie jak modele statku lub samolotów. Modele fizyczne są zwykle dość łatwe do zbudowania, ale tylko w przypadku stosunkowo prostych obiektów lub systemów, które są ogólnie trudne do zmiany.

Następnym krokiem po modelu fizycznym jest wykres, który jest łatwiejszy do budowania i zarządzania, ale bardziej abstrakcyjny. Ponieważ reprezentacja graficzna więcej niż trzech zmiennych jest trudna, używane są modele symboliczne.

Nie ma limitu ilości zmiennych, które można uwzględnić w modelu symbolicznym. Te modele są łatwiejsze do budowania i zarządzania niż modele fizyczne.

Pomimo oczywistych zalet modeli symbolicznych, istnieje wiele przypadków, w których modele fizyczne pozostają przydatne, takie jak próbowanie fizycznych struktur i mechanizmów. To samo dotyczy modeli graficznych.

Model symboliczny

Większość operacyjnych modeli badań to modele symboliczne, ponieważ symbole lepiej reprezentują właściwości systemowe.

Model symboliczny ma formę macierzy lub równania. Modele te zapewniają rozwiązania ilościowe (koszt, waga itp.), W zależności od problemu.

Modele symboliczne są całkowicie abstrakcyjne. Gdy symbole są zdefiniowane w modelu, ma to znaczenie.

Symboliczne modele systemów o różnych zawartości często wykazują podobne struktury. Dlatego problemy, które pojawiają się w systemach, można zaklasyfikować w kategoriach kilku struktur.

Ponieważ metody wyodrębniania roztworów z modeli zależą tylko od ich struktury, można zastosować niewiele metod do rozwiązania szerokiej gamy problemów z kontekstowego punktu widzenia.

Aplikacje

Aplikacje badawcze operacyjne są obfite, takie jak firmy produkcyjne, organizacje usługowe, oddziały wojskowe i rządy. Zakres problemów, do których przyczynił się do rozwiązań, jest ogromny:

- Programowanie linii lotniczych, pociągi lub autobusy.

- Przydział pracownika do projektów.

- Rozwój strategii przyjętych przez firmy (teoria gier).

- Zarządzanie przepływem wody ze zbiorników.

Planowanie

Zidentyfikowane są procesy złożonego projektu, które wpływają na całkowity czas trwania projektu.

Planowanie piętra

Zaprojektuj plan sprzętu w fabryce lub komponentach w chipie komputerowym, aby skrócić czas produkcji, a tym samym zmniejszyć koszty.

Optymalizacja sieci

Skonfiguruj telekomunikację lub sieci systemów energetycznych, aby chronić jakość usług w celu przerw.

Lokalizacja obiektów

Aby zminimalizować koszty transportu, biorąc pod uwagę czynniki takie jak unikanie materiałów niebezpiecznych w pobliżu mieszkań.

Rozgromienie

Odbywa się to w wielu rodzajach sieci, w tym w sieciach przełączanych, takich jak publiczna sieć telefoniczna i sieci komputerowe, takie jak Internet.

Działania operacyjne projektu

Zarządzanie przepływem działań operacyjnych w projekcie, w wyniku wszechstronności systemu, poprzez techniki badań operacyjnych, w celu zmniejszenia tej zmienności i przypisania przestrzeni przy użyciu kombinacji czasu, zapasów i zdolności.

Może ci służyć: Triple w

Zarządzanie łańcuchem dostaw

Jest to zarządzanie przepływem komponentów i surowców pochodzących z niestabilnego popytu na gotowe produkty.

Transport

Zarządzanie systemami dostaw i transportu frachtu. Przykłady: transport obciążenia intermodalnego lub problem podróżującego sprzedawcy.

Globalizacja

Zglobalizowane procesy operacyjne w celu skorzystania z siły roboczej, gruntów, materiałów lub innych tańszych dostaw produkcyjnych.

Problem cięcia zapasów

Odnosi się do wycinania materiału w magazynie, takich jak bułki papierowe lub arkusze metali, w kawałkach określonych rozmiarów, starając się zminimalizować marnotrawstwo materiału.

Przykłady

Przypadek stacji serwisowych

Analiza samochodów, która zatrzymała się na miejskich stacjach serwisowych położonych na skrzyżowaniu dwóch ulic, ujawniła, że ​​prawie wszystkie pochodziły z zaledwie czterech z 16 możliwych tras na skrzyżowaniu (cztery sposoby wejścia na cztery sposoby odejścia).

Podczas badania odsetka samochodów, które zatrzymały się w służbie dla każdej trasy, zaobserwowano, że odsetek ten był związany z ilością czasu utraconego podczas zatrzymywania.

Jednak ten związek nie był liniowy. To znaczy wzrost jednego nie był proporcjonalny do wzrostu drugiego.

Następnie odkryto, że postrzegany czas zagubiony przekroczył prawdziwy utracony czas. Związek między odsetkiem aresztowanych samochodów a postrzeganym utraconym czasem był liniowy.

Dlatego zbudowano model, który związał się z ilością samochodów, które zostały zatrzymane na stacjach serwisowych o wysokości ruchu na każdej trasie skrzyżowania, co wpłynęło na czas potrzebny na uzyskanie usługi.

Problem zadania

Składa się z przypisywania pracowników do zadań, ciężarówek do tras dostawczych lub zajęć do klas. Typowy problem transportu implikuje przypisanie pustych wagonów kolejowych, w których są potrzebne.

Służy również do ustalenia, które maszyny powinny być używane do produkcji określonego produktu lub jaki zestaw produktów powinien być wytwarzany w zakładzie przez określony okres.

Programowanie liniowe

Technika ta jest rutynowo stosowana w przypadku problemów, takich jak mieszanka ropy i chemikaliów w rafineriach, wybierz dostawców dla dużych korporacji produkcyjnych, określają trasy i harmonogramy wysyłki oraz zarządzanie i utrzymanie flot ciężarówek.

Bayesowska teoria wyszukiwania

Statystyki bayesowskie są stosowane do poszukiwania utraconych obiektów. Został użyty kilka razy do znalezienia utraconych naczyń:

Odgrywał kluczową rolę w odzyskiwaniu rekordów lotów w katastrofie lotniczej Air France w 2009 roku.

Został również wykorzystany w próbach zlokalizowania resztek lotu 370 Malaysia Airlines.

Kontrola ekwipunku

Na przykład pojawiają się problemy z zapasami w celu ustalenia ilości towarów, które zostaną zakupione lub wyprodukowane, ile osób zostanie zatrudnionych lub przeszkolonych, jak duża powinna być nowa instalacja sklepu produkcyjnego lub detalicznego.

Bibliografia

1. Tech Target (2019). Badania operacyjne (OR). Zaczerpnięte z: co.TechTarget.com.
2. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2019). Badania operacyjne. Zaczerpnięte z: w.Wikipedia.org.
3. Wolfram Mathworld (2019). Badania operacyjne. Zaczerpnięte z: Mathworld.Wolfram.com.
4. Mohamed Leila (2018). Duży obraz badań operacyjnych. W kierunku nauki o danych. Zaczerpnięte: w kierunku datatyki.com.
5. Sindhuja (2019). Badania operacyjne: historia, metodologia i zastosowania. Pomysły na zarządzanie biznesem. Zaczerpnięte z: BusinessMangentideas.com.
6. Encyclopaedia Britannica (2019). Badania operacyjne. Zaczerpnięte z: Britannica.com.
7. The Science of Better (2019). Jakie są badania operacyjne. Zaczerpnięte z: ScienceFbetter.org.