ИССЛЕДОВАНИЕ ОПЕРАЦИЙ: ДЛЯ ЧЕГО, МОДЕЛИ, ПРИЛОЖЕНИЯ - ТЕХНОЛОГИЯ - 2025

Исследование операций - это метод, который посвящен применению передовых аналитических дисциплин для помощи в решении проблем и принятии решений, который полезен в управлении организациями. То есть он посвящен установлению высших значений какой-либо реальной цели: максимальной прибыли, производительности или доходности или минимальных потерь, затрат или риска.

В этой дисциплине проблемы делятся на их основные компоненты, а затем они решаются с помощью определенных шагов с помощью математического анализа. Используемые аналитические методы включают математическую логику, моделирование, сетевой анализ, теорию массового обслуживания и теорию игр.

Источник: pixabay.com

Используя эти методы из математических наук, исследование операций находит оптимальные или возможные решения сложных проблем принятия решений. Его методы помогли решить проблемы, представляющие интерес в самых разных отраслях.

Математические методы

Из-за статистической и вычислительной природы большинства этих методов исследование операций также тесно связано с анализом и информатикой.

Исследователи операций, столкнувшиеся с проблемой, должны определить, какой из этих методов является наиболее подходящим, исходя из целей улучшения, характера системы, вычислительной мощности и временных ограничений.

Математическое программирование - один из самых мощных методов, используемых в исследовании операций, до такой степени, что иногда эти два термина используются как синонимы.

Это программирование не имеет ничего общего с компьютерным программированием, это означает оптимизацию. Дискретное программирование или оптимизация решают проблемы, в которых переменные могут принимать только дискретные значения, например, целые числа.

Из-за акцента на взаимодействии человека и технологии и практического применения исследования операций были объединены с другими дисциплинами, особенно с промышленным проектированием и управлением операциями, также опираясь на психологию и организационные науки.

история

Историческое происхождение

В семнадцатом веке математики, такие как Паскаль и Гюйгенс, пытались решать проблемы, требующие сложных решений. Эти типы задач решались в XVIII и XIX веках с помощью комбинаторики.

В 20-м веке изучение управления запасами можно было считать началом современных исследований в области производства, поскольку в 1913 году были разработаны недорогие партии товаров.

В 1937 году оперативные исследования были первоначально применены в Великобритании, в исследованиях, проводимых для интеграции радиолокационных технологий в боевые действия в воздухе, тем самым отличаясь от исследований, проводимых в лабораториях.

Вторая мировая война

Термин «исследование операций» был придуман в начале 1941 г. во время Второй мировой войны, когда британское военное руководство созвало группу ученых, чтобы применить научный подход к изучению военных операций.

Основная цель заключалась в эффективном распределении ограниченных ресурсов на различные военные операции и действия в рамках каждой операции.

Как и в Великобритании, радар стимулировал развитие ВВС США: в октябре 1942 года всем командованиям было предложено включить в свой состав оперативно-исследовательские группы.

Десятилетия 50-х и 60-х годов

После того, как ученые научились применять его принципы в гражданском секторе, исследования операций расширились во многих областях, помимо военной. Его эффективность в военной сфере расширила его интерес на другие промышленные и правительственные области.

Начиная с 1948 года, были налажены партнерские отношения с Клубом исследования операций Великобритании, который в 1954 году стал Обществом исследования операций.

В 1952 г. в США было создано Общество исследования операций. Возникли и многие другие национальные общества.

В 1957 году в Оксфордском университете прошла первая международная конференция по исследованию операций. К 1959 году была сформирована Международная федерация обществ исследования операций.

В 1967 году Стаффорд Бир охарактеризовал область науки управления как бизнес-использование исследования операций.

С развитием компьютеров в течение следующих трех десятилетий исследование операций теперь может решать проблемы с сотнями тысяч переменных и ограничений.

Для чего нужно оперативное расследование?

Специалисты по исследованию операций ежедневно решают реальные проблемы, экономя деньги и время. Эти проблемы очень разнообразны и почти всегда кажутся не связанными друг с другом. Однако его суть всегда одна и та же - принятие решений для наиболее эффективного достижения цели.

Основная цель исследования операций - оптимизация, то есть выполнение задач наилучшим образом в зависимости от данных обстоятельств.

Эта общая концепция имеет множество приложений, например, в анализе данных, распределении товаров и ресурсов, контроле производственных процессов, управлении рисками, управлении движением и т. Д.

-Оптимальные решения

Исследование операций сосредоточено на разработке математических моделей, которые можно использовать для анализа и оптимизации сложных систем. Это стало областью академических и промышленных исследований. Процесс разделен на три этапа.

- Разработан набор возможных решений проблемы.

- Полученные альтернативы анализируются и сводятся к небольшому набору решений, которые могут оказаться жизнеспособными.

- Произведенные альтернативные решения подвергаются моделированию реализации. Если возможно, они проверяются в реальных ситуациях.

Следуя парадигме оптимизации при проведении исследования операций, лицо, принимающее решения, выбирает ключевые переменные, которые будут влиять на качество решений. Это качество выражается через целевую функцию: максимизировать (прибыль, скорость обслуживания и т. Д.) Или минимизировать (стоимость, убытки и т. Д.).

Помимо целевой функции, также рассматривается набор ограничений, будь то физические, технические, экономические, экологические и т. Д. Затем путем систематической корректировки значений всех переменных решения выбирается оптимальное или возможное решение.

-Общее использование

Анализ критического пути

Это алгоритм для программирования набора действий в проекте. Критический путь определяется путем определения самого длинного отрезка зависимых действий и измерения времени, необходимого для их выполнения от начала до конца.

Проблема размещения

Это основная задача комбинаторной оптимизации. В этой задаче несколько агентов и несколько задач. Любого агента можно назначить для выполнения любой задачи.

В зависимости от задачи, назначенной агенту, расходы могут варьироваться. Следовательно, необходимо выполнить все задачи, правильно назначив агента каждой задаче и задачу каждому агенту, чтобы минимизировать общую стоимость назначения.

модели

Модель очень помогает в исследовании операций, поскольку проблемы выражаются с помощью моделей, которые показывают взаимосвязь переменных.

Поскольку это упрощенное представление реального мира, включены только те переменные, которые имеют отношение к проблеме. Например, модель свободно падающих тел не описывает цвет или текстуру тела.

Модели представляют взаимосвязь между контролируемыми и неконтролируемыми переменными и производительностью системы. Следовательно, они должны быть пояснительными, а не просто описательными.

Многие из используемых упрощений вызывают некоторую ошибку в прогнозах, полученных на основе модели, но эта ошибка довольно мала по сравнению с величиной эксплуатационного улучшения, которое может быть получено с помощью модели.

Типы моделей

Первые модели были физическими представлениями, такими как модели кораблей или самолетов. Физические модели обычно довольно легко построить, но только для относительно простых объектов или систем, которые, как правило, трудно изменить.

Следующим шагом после физической модели является граф, который легче построить и обработать, но он более абстрактный. Поскольку графическое представление более трех переменных затруднено, используются символьные модели.

Нет ограничений на количество переменных, которые могут быть включены в символьную модель. Эти модели легче построить и использовать, чем физические модели.

Несмотря на очевидные преимущества символических моделей, во многих случаях физические модели все еще полезны, например, при тестировании физических структур и механизмов. То же самое и с графическими моделями.

Символическая модель

Большинство моделей исследования операций являются символьными моделями, поскольку символы лучше представляют свойства системы.

Символьная модель имеет форму матрицы или уравнения. Эти модели предоставляют количественные решения (стоимость, вес и т. Д.) В зависимости от проблемы.

Символические модели полностью абстрактны. Когда символы определены в модели, ей придается значение.

Символические модели систем с разным содержанием часто показывают похожие структуры. Таким образом, проблемы, возникающие в системах, можно разделить на несколько структур.

Поскольку методы извлечения решений из моделей зависят только от их структуры, несколько методов можно использовать для решения широкого круга задач с контекстной точки зрения.

Приложения

Исследования операций широко применяются, например, в производственных компаниях, обслуживающих организациях, военных отраслях и в правительстве. Спектр проблем, решения которых вы предложили, огромен:

- Расписание авиалиний, поездов или автобусов.

- Распределение сотрудников по проектам.

- Разработка стратегий, принятых компаниями (теория игр).

- Управление потоком воды из водоемов.

Планирование проекта

Выявлены процессы сложного проекта, влияющие на общую продолжительность проекта.

Планировка этажей

Разработайте чертеж оборудования на заводе или компонентов на компьютерном чипе, чтобы сократить время производства и, следовательно, снизить затраты.

Оптимизация сети

Сконфигурируйте телекоммуникационные или энергетические сети, чтобы гарантировать качество обслуживания во время перебоев.

Расположение объектов

Чтобы минимизировать транспортные расходы, учитывая такие факторы, как недопущение размещения опасных материалов рядом с домами.

Маршрутизация

Это выполняется во многих типах сетей, включая сети с коммутацией каналов, такие как телефонная сеть общего пользования, и компьютерные сети, такие как Интернет.

Операционная деятельность по проекту

Управление потоком операционной деятельности в проекте, как следствие универсальности системы, с помощью методов исследования операций, чтобы уменьшить эту изменчивость и выделить места, используя комбинацию распределения времени, запасов и мощностей.

Управление цепочками поставок

Это управление потоком компонентов и сырья, возникающим из-за нестабильного спроса на готовую продукцию.

Транспорт

Управление фрахтованием систем доставки и транспортировки. Примеры: интермодальные перевозки или проблема коммивояжера.

глобализация

Глобализируйте операционные процессы, чтобы использовать более экономичный труд, землю, материалы или другие производственные ресурсы.

Проблема отсутствия запасов

Это относится к резке материала на складе, такого как рулоны бумаги или металлических листов, на куски определенных размеров с целью минимизации отходов материала.

Примеры

Корпус АЗС

Анализ машин, останавливающихся на городских заправочных станциях, расположенных на пересечении двух улиц, показал, что почти все они приехали только по четырем из 16 возможных маршрутов на перекрестке (четыре способа въезда и четыре выхода).

При изучении процента автомобилей, остановившихся на сервисе для каждого маршрута, было замечено, что этот процент был связан с количеством времени, потерянным при остановке.

Однако эта связь не была линейной. То есть увеличение одного не было пропорционально увеличению другого.

Затем было обнаружено, что воспринимаемое потерянное время превышает фактическое потерянное время. Связь между процентом остановленных автомобилей и предполагаемым потерянным временем была линейной.

Поэтому была построена модель, которая связывает количество автомобилей, остановившихся на станциях обслуживания, с интенсивностью движения на каждом маршруте перекрестка, что влияет на время, необходимое для получения обслуживания.

Проблема размещения

Он состоит из распределения рабочих по задачам, грузовиков по маршрутам доставки или классов по классам. Типичная транспортная проблема связана с размещением порожних вагонов там, где они необходимы.

Он также используется для определения того, какие машины следует использовать для производства определенного продукта или какой набор продуктов должен производиться на заводе в течение определенного периода.

Линейное программирование

Этот метод обычно используется для решения таких задач, как смешивание масла и химикатов на нефтеперерабатывающих заводах, выбор поставщиков для крупных производственных корпораций, определение маршрутов и графиков доставки, а также управление и обслуживание парка грузовых автомобилей.

Байесовская теория поиска

Байесовская статистика применяется для поиска потерянных предметов. Его несколько раз использовали для поиска потерянных судов:

Он сыграл ключевую роль в восстановлении рекордов полета во время катастрофы рейса 447 авиакомпании Air France в 2009 году.

Он также использовался при попытках найти обломки рейса 370 Malaysia Airlines.

Управление запасами

Проблемы с инвентаризацией возникают, например, при определении количества товаров, которые должны быть закуплены или произведены, сколько людей нанять или обучить, насколько большим должно быть новое производственное предприятие или розничный магазин.

Ссылки

1. Техническая цель (2019). Исследование операций (OR). Взято с сайта whatis.techtarget.com.
2. Википедия, бесплатная энциклопедия (2019). Исследование операций. Взято с: en.wikipedia.org.
3. Вольфрам Mathworld (2019). Исследование операций. Взято с: mathworld.wolfram.com.
4. Мохамед Лейла (2018). Общая картина исследования операций. К науке о данных. Взято с: todatascience.com.
5. Синдхуджа (2019). Исследование операций: история, методология и приложения. Идеи управления бизнесом. Взято с: businessagementideas.com.
6. Британская энциклопедия (2019). Исследование операций. Взято с: britannica.com.
7. Наука о лучшем (2019). Что такое исследования операций. Взято с сайта scienceofbetter.org.