OPERACIJSKO ISTRAŽIVANJE: ČEMU SLUŽI, MODELI, APLIKACIJE - TEHNOLOGIJA - 2026

Istraživanje operacija je metoda koja je posvećena primjeni naprednih analitičkih disciplina radi pomoći u rješavanju problema i odlučivanju, korisna u upravljanju organizacijama. Odnosno, posvećena je postavljanju vršnih vrijednosti nekog cilja u stvarnom svijetu: maksimalni profit, uspješnost ili povrat, ili minimalni gubitak, trošak ili rizik.

U ovoj disciplini problemi se dijele na njihove osnovne komponente, a zatim se rješavaju definiranim koracima, matematičkom analizom. Korištene analitičke metode uključuju matematičku logiku, simulaciju, mrežnu analizu, teoriju čekanja i teoriju igara.

Izvor: pixabay.com

Koristeći ove tehnike iz matematičkih znanosti, operativnim istraživanjem postižu se optimalna ili izvediva rješenja složenih problema u odlučivanju. Njegove su tehnike riješile probleme od interesa za razne djelatnosti.

Matematičke metode

Zbog statističke i računske prirode većine ovih metoda, operativno istraživanje ima jake veze s analizom i informatikom.

Operatori koji se suočavaju s problemom moraju odrediti koja je od ovih metoda najprikladnija, temeljena na ciljevima poboljšanja, prirodi sustava, računskoj moći i vremenskim ograničenjima.

Matematičko programiranje jedna je od najmoćnijih tehnika koja se koristi u operacijskom istraživanju i to u tolikoj mjeri da se ponekad ta dva izraza koriste naizmjenično.

To programiranje nema nikakve veze s računalnim programiranjem, znači optimizacijom. Diskretno programiranje ili optimizacija rješava probleme gdje varijable mogu pretpostaviti samo diskretne vrijednosti, na primjer, cjelobrojne vrijednosti.

Zbog svog naglaska na interakciji čovjek-tehnologija i usredotočenosti na praktične primjene, operativno je istraživanje interpolirano s drugim disciplinama, posebno industrijskim inženjeringom i upravljanjem operacijama, oslanjajući se također na psihologiju i organizacijsku znanost.

Povijest

Povijesno podrijetlo

U sedamnaestom stoljeću, matematičari poput Pascala i Huygena pokušali su riješiti probleme koji su uključivali složene odluke. Te su vrste problema rješavale tijekom 18. i 19. stoljeća pomoću kombinatorike.

U 20. stoljeću, proučavanje upravljanja zalihama moglo bi se smatrati početkom modernog istraživanja poslovanja, s jeftinom količinom lota razvijenom 1913. godine.

Tijekom 1937. operativno je istraživanje u početku primijenjeno u Velikoj Britaniji, u istraživanju provedenom radi integriranja radarske tehnologije u zračne borbene operacije, čime se razlikovao od istraživanja provedenog u laboratorijima.

Drugi svjetski rat

Termin istraživanje operacija skovan je početkom 1941. tijekom Drugog svjetskog rata, kada je britansko vojno rukovodstvo sazvalo skupinu znanstvenika koji će primijeniti znanstveni pristup u istraživanju vojnih operacija.

Glavni je cilj bio učinkovito raspodjelu oskudnih resursa za različite vojne operacije i aktivnosti u okviru svake operacije.

Kao iu Velikoj Britaniji, radari su potaknuli razvoj američkih zračnih snaga, a u listopadu 1942. sve su zapovijedi pozvane da u svoje osoblje uključe operativne istraživačke skupine.

Desetljeće 50-ih i 60-ih

Operativno istraživanje poraslo je na mnogim područjima osim vojnih, nakon što su znanstvenici naučili primjenjivati ​​njegove principe na civilni sektor. Njegova učinkovitost u vojnoj sferi proširila je interes na druga industrijska i vladina područja.

Organizirana su partnerstva, počevši 1948. s Operativnim istraživačkim klubom Velike Britanije, koji je 1954. postao Društvo za operativno istraživanje.

1952. osnovano je u SAD-u Operations Research Society. Pojavila su se i mnoga druga nacionalna društva.

1957. na Sveučilištu u Oxfordu održana je prva međunarodna konferencija o operativnom istraživanju. Do 1959. godine osnovana je Međunarodna federacija operativnih istraživačkih društava.

Godine 1967. Stafford Beer opisao je polje znanosti o upravljanju poslovnom upotrebom operativnih istraživanja.

S razvojem računala tijekom sljedeća tri desetljeća, operativno istraživanje sada može riješiti probleme sa stotinama tisuća varijabli i ograničenja.

Čemu služi operativna istraga?

Stručnjaci za istraživanje operacija svakodnevno rješavaju probleme iz stvarnog života, štedeći novac i vrijeme. Ti su problemi vrlo raznoliki i gotovo se uvijek čine nepovezanim. Međutim, njegova je suština uvijek ista, donošenje odluka za postizanje cilja na najučinkovitiji način.

Središnji cilj operativnog istraživanja je optimizacija, odnosno raditi stvari na najbolji mogući način, ovisno o datim okolnostima.

Ovaj opći koncept ima mnogo primjena, na primjer, u analizi podataka, raspodjeli dobara i resursa, kontroli proizvodnih procesa, upravljanju rizicima, kontroli prometa itd.

-Optimalna rješenja

Operativno istraživanje usredotočeno je na razvoj matematičkih modela koji se mogu koristiti za analizu i optimizaciju složenih sustava. Postalo je područje akademskog i industrijskog istraživanja. Postupak je podijeljen u tri koraka.

- Razvijen je skup mogućih rješenja problema.

- Dobivene alternative se analiziraju i svode na mali skup rješenja koja će vjerojatno biti održiva.

- Proizvedena alternativna rješenja provode se simulirano. Ako je moguće, testiraju se u stvarnim situacijama.

Slijedom paradigme optimizacije kod primjene operativnih istraživanja, donosilac odluke bira ključne varijable koje će utjecati na kvalitetu odluka. Ova se kvaliteta izražava pomoću objektivne funkcije koja maksimizira (dobit, brzina usluge itd.) Ili minimizira (trošak, gubitak, itd.).

Uz objektivnu funkciju, razmatra se i niz ograničenja, bilo da su fizička, tehnička, ekonomska, ekološka itd. Zatim se sustavnim prilagođavanjem vrijednosti svih varijabli odluke odabire optimalno ili izvedivo rješenje.

-Često koristi

Kritička analiza puta

To je algoritam za programiranje skupa aktivnosti u projektu. Kritični se put određuje identificiranjem najdužeg dijela ovisnih aktivnosti i mjerenjem vremena potrebnog za njihovo dovršenje od početka do cilja.

Problem s raspodjelom

Osnovni je problem kombinatorne optimizacije. U ovom problemu ima više agenata i više zadataka. Za obavljanje bilo kojeg zadatka može se dodijeliti bilo koji agent.

Ovisno o zadatku dodijeljenom agentu, nastaje trošak koji može varirati. Stoga je potrebno izvršiti sve zadatke, pravilno dodijelivši agenta svakom zadatku, a zadatak svakom agentu, kako bi se umanjili ukupni troškovi zadatka.

modeli

Model je od velike pomoći da se olakša operativno istraživanje, jer su problemi izraženi pomoću modela koji prikazuju odnos varijabli.

Kako se radi o pojednostavljenom predstavljanju stvarnog svijeta, uključene su samo one varijable koje su relevantne za problem. Na primjer, model tijela koja slobodno padaju ne opisuje boju ili teksturu tijela koje sudjeluje.

Modeli predstavljaju odnos između kontroliranih i nekontroliranih varijabli i performansi sustava. Stoga moraju biti objašnjavajuće, a ne samo opisne.

Mnoga korištena pojednostavljenja uzrokuju određenu pogrešku u predviđanjima koja proizlaze iz modela, ali ta je pogreška prilično mala u usporedbi s veličinom operativnog poboljšanja koja se može dobiti iz modela.

Vrste modela

Prvi modeli bili su fizički prikazi, poput brodova modela ili aviona. Fizičke modele je obično vrlo jednostavno izgraditi, ali samo za relativno jednostavne objekte ili sustave koje je općenito teško promijeniti.

Sljedeći korak nakon fizičkog modela je grafikon koji je lakše sastaviti i rukovati, ali apstraktniji. Kako je grafički prikaz više od tri varijable težak, koriste se simbolički modeli.

Ne postoji ograničenje broja varijabli koje se mogu uključiti u simbolički model. Ovi su modeli jednostavniji za izgradnju i rad od fizičkih modela.

Unatoč očitim prednostima simboličkih modela, postoje mnogi slučajevi gdje su fizički modeli još uvijek korisni, primjerice pri testiranju fizičkih struktura i mehanizama. Isto vrijedi i za grafičke modele.

Simbolički model

Većina operativnih modela istraživanja su simbolički modeli, jer simboli bolje predstavljaju svojstva sustava.

Simbolički model je u obliku matrice ili jednadžbe. Ovi modeli pružaju rješenja na kvantitativni način (troškovi, težina, itd.), Ovisno o problemu.

Simbolički modeli potpuno su apstraktni. Kad su simboli definirani u modelu, njoj se daje značenje.

Simbolički modeli sustava s različitim sadržajem često pokazuju slične strukture. Stoga se problemi koji nastaju u sustavima mogu svrstati u nekoliko struktura.

Budući da metode vađenja rješenja iz modela ovise samo o njihovoj strukturi, malo se metoda može koristiti za rješavanje širokog spektra problema iz kontekstualnog gledišta.

Prijave

Primjena operativnih istraživanja obiluje, primjerice u proizvodnim tvrtkama, uslužnim organizacijama, vojnim granama i vladama. Raspon problema kojima ste pridonijeli rješenjima je ogroman:

- Raspored zrakoplovnih kompanija, vlakova ili autobusa.

- Dodjela zaposlenika na projektima.

- Razvoj strategija usvojenih od strane poduzeća (teorija igara).

- Upravljanje protokom vode iz rezervoara.

Planiranje projekta

Identificirani su procesi složenog projekta koji utječu na ukupno trajanje projekta.

Podno planiranje

Osmislite nacrt opreme u tvornici ili komponenti na računalnom čipu kako biste smanjili vrijeme proizvodnje i samim tim smanjili troškove.

Optimiziranje mreže

Konfigurirajte mreže telekomunikacijskih ili energetskih sustava radi zaštite kvalitete usluge tijekom prekida.

Lokacija objekata

Da se minimaliziraju troškovi prijevoza, uzimajući u obzir čimbenike poput izbjegavanja stavljanja opasnih materijala u blizinu domova.

usmjeravanje

Izvodi se na mnogim vrstama mreža, uključujući mreže s komutacijskim krugovima, kao što su javna telefonska mreža i računalne mreže, poput Interneta.

Projektne operativne aktivnosti

Upravljanje tijekom operativnih aktivnosti u projektu, što je posljedica svestranosti sustava, pomoću operativnih tehnika istraživanja, kako bi se smanjila ta varijabilnost i dodijelili prostori koristeći kombinaciju raspoređivanja vremena, inventara i kapaciteta.

Upravljanje lancem opskrbe

To je upravljanje protokom komponenata i sirovina dobivenih iz nestabilne potražnje gotovih proizvoda.

Prijevoz

Upravljanje teretom sustava za dostavu i transport. Primjeri: intermodalni teretni prijevoz ili problem s putnicima.

Globalizacija

Globalizirajte operativne procese kako biste iskoristili ekonomičniju radnu snagu, zemlju, materijale ili druge produktivne resurse.

Problem s prekidom zaliha

Odnosi se na rezanje materijala na zalihama, poput listova papira ili metalnih listova, u komade određene veličine, čime se minimizira materijalni otpad.

Primjeri

Slučaj benzinske postaje

Analiza automobila koji se zaustavljaju na gradskim benzinskim stanicama koje se nalaze na raskrižju dviju ulica otkrila je da gotovo svi dolaze s samo četiri od 16 mogućih ruta na raskrižju (četiri načina za ulazak, četiri načina za izlaz).

Prilikom ispitivanja postotka automobila koji su se zaustavili na servisu za svaku rutu, primijećeno je da je taj postotak povezan s količinom izgubljenog vremena prilikom zaustavljanja.

Međutim, taj odnos nije bio linearan. Odnosno, porast jedne nije bio proporcionalan povećanju drugog.

Tada je otkriveno da opaženo izgubljeno vrijeme premašuje stvarno izgubljeno vrijeme. Odnos između postotka zaustavljenih automobila i percipiranog izgubljenog vremena bio je linearan.

Stoga je izgrađen model koji je povezao broj automobila koji su se zaustavili na benzinskim stanicama i količinu prometa na svakoj ruti raskrižja, što je utjecalo na vrijeme potrebno za dobivanje usluge.

Problem s raspodjelom

Sastoji se od raspoređivanja radnika na zadatke, kamiona do putnih ruta ili nastave u učionice. Tipični transportni problem uključuje dodjelu praznih željezničkih vagona tamo gdje su potrebni.

Također se koristi za određivanje koji se strojevi trebaju koristiti za proizvodnju određenog proizvoda ili koji skup proizvoda treba biti proizveden u postrojenju tijekom određenog razdoblja.

Linearno programiranje

Ova se tehnika rutinski koristi za probleme poput miješanja nafte i kemikalija u rafinerijama, odabira dobavljača za velike proizvodne korporacije, određivanja ruta i rasporeda otpreme, te upravljanja i održavanja voznih parkova.

Bayesova teorija pretraživanja

Za pretraživanje izgubljenih predmeta primjenjuje se Bayesova statistika. Nekoliko je puta korišteno za pronalaženje izgubljenih posuda:

Igrao je ključnu ulogu u obnavljanju rekorda letova u katastrofi Air Francea 2009 leta 447.

Također je korištena u pokušajima lociranja olupina aviona Malaysia Airlines Flight 370.

Upravljanje zalihama

Problemi s zalihama javljaju se, na primjer, u određivanju količine robe koja će se kupiti ili proizvesti, koliko ljudi treba unajmiti ili obučiti, koliko bi trebao biti novi proizvodni pogon ili maloprodajna trgovina.

Reference

1. Tehnička meta (2019). Operativno istraživanje (ILI). Preuzeto sa: whatis.techtarget.com.
2. Wikipedija, besplatna enciklopedija (2019). Operativno istraživanje. Preuzeto sa: en.wikipedia.org.
3. Wolfram Mathworld (2019). Operacijsko istraživanje. Preuzeto sa: mathworld.wolfram.com.
4. Mohamed Leila (2018). Velika slika operativnog istraživanja. Prema znanosti o podacima. Preuzeto sa: prema podatku.com.
5. Sindhuja (2019). Operativno istraživanje: povijest, metodologija i primjene. Ideje za poslovno upravljanje. Preuzeto sa: businessmanagementideas.com.
6. Encyclopaedia Britannica (2019). Operativno istraživanje. Preuzeto sa: britannica.com.
7. Znanost o boljem (2019). Kakva su operativna istraživanja uzeta sa: scienceofbetter.org.