Plik badania operacyjne Jest to metoda dedykowana zastosowaniu zaawansowanych dyscyplin analitycznych do pomocy w rozwiązywaniu problemów i podejmowaniu decyzji, przydatna w zarządzaniu organizacjami. Oznacza to, że jest poświęcony ustanowieniu najwyższych wartości jakiegoś rzeczywistego celu: maksimum zysku, wydajności lub zwrotu lub minimum strat, kosztów lub ryzyka..
W tej dyscyplinie problemy są dzielone na podstawowe składowe, a następnie rozwiązywane za pomocą określonych kroków, poprzez analizę matematyczną. Zastosowane metody analityczne obejmują logikę matematyczną, symulację, analizę sieci, teorię kolejek i teorię gier.
Wykorzystując te techniki z nauk matematycznych, badania operacyjne pozwalają uzyskać optymalne lub wykonalne rozwiązania skomplikowanych problemów decyzyjnych. Jego techniki rozwiązały interesujące problemy w różnych branżach.
Indeks artykułów
Ze względu na statystyczny i obliczeniowy charakter większości tych metod, badania operacyjne mają również silne powiązania z analizą i informatyką..
Badacze operacyjni, którzy stoją przed problemem, muszą określić, która z tych metod jest najbardziej odpowiednia, biorąc pod uwagę cele doskonalenia, charakter systemu, moc obliczeniową i ograniczenia czasowe..
Programowanie matematyczne jest jedną z najpotężniejszych technik stosowanych w badaniach operacyjnych, do tego stopnia, że czasami oba terminy są używane zamiennie.
To programowanie nie ma nic wspólnego z programowaniem komputerowym, oznacza optymalizację. Programowanie lub optymalizacja dyskretna rozwiązuje problemy, w których zmienne mogą przyjmować tylko wartości dyskretne, na przykład wartości całkowite.
Ze względu na nacisk na interakcję człowiek-technologia i skupienie się na zastosowaniach praktycznych, badania operacyjne interpolują się z innymi dyscyplinami, zwłaszcza inżynierią przemysłową i zarządzaniem operacjami, również opierając się na psychologii i naukach organizacyjnych..
W XVII wieku matematycy, tacy jak Pascal i Huygens, próbowali rozwiązywać problemy, które wiązały się ze złożonymi decyzjami. Tego typu problemy rozwiązano w XVIII i XIX wieku za pomocą kombinatoryki.
W XX wieku studia nad zarządzaniem zapasami można uznać za początek nowoczesnych badań operacyjnych, z niedrogą ilością partii opracowaną w 1913 r..
W 1937 roku początkowo badania operacyjne zostały zastosowane w Wielkiej Brytanii, w badaniach prowadzonych nad integracją technologii radarowej w działaniach bojowych, odróżniając się tym samym od badań prowadzonych w laboratoriach..
Termin „badania operacyjne” został ukuty na początku 1941 r., Podczas II wojny światowej, kiedy brytyjskie kierownictwo wojskowe zwołało grupę naukowców, aby zastosować naukowe podejście do badania operacji wojskowych..
Głównym celem było skuteczne przydzielenie ograniczonych zasobów na różne operacje wojskowe i działania w ramach każdej operacji..
Podobnie jak w Wielkiej Brytanii, radar stymulował rozwój sił powietrznych Stanów Zjednoczonych. W październiku 1942 r. Wezwano wszystkie dowództwa do włączenia grup badań operacyjnych do swojego personelu..
Badania operacyjne rozwinęły się w wielu dziedzinach innych niż wojsko, ponieważ naukowcy nauczyli się stosować ich zasady w sektorze cywilnym. Jego skuteczność na polu wojskowym rozszerzyła jego zainteresowanie na inne obszary przemysłowe i rządowe..
Partnerstwa zostały zorganizowane, począwszy od 1948 r. Z Operations Research Club of Great Britain, który w 1954 r. Przekształcił się w Operations Research Society.
W 1952 roku w USA powstało Towarzystwo Badań Operacyjnych. Pojawiło się również wiele innych stowarzyszeń narodowych.
W 1957 r. Na Uniwersytecie Oksfordzkim odbyła się pierwsza międzynarodowa konferencja poświęcona badaniom operacyjnym. W 1959 roku powstała Międzynarodowa Federacja Towarzystw Badań Operacyjnych.
W 1967 roku Stafford Beer opisał dziedzinę nauk o zarządzaniu jako biznesowe wykorzystanie badań operacyjnych..
Wraz z rozwojem komputerów w ciągu następnych trzech dekad, badania operacyjne mogą teraz rozwiązać problemy z setkami tysięcy zmiennych i ograniczeń..
Każdego dnia specjaliści od badań operacyjnych rozwiązują rzeczywiste problemy, dzięki czemu oszczędzają pieniądze i czas. Te problemy są bardzo zróżnicowane i prawie zawsze wydają się niezwiązane. Jednak jego istota jest zawsze ta sama, podejmując decyzje o osiągnięciu celu w najbardziej efektywny sposób..
Głównym celem badań operacyjnych jest optymalizacja, czyli robienie rzeczy w najlepszy możliwy sposób, w zależności od danych okoliczności.
Ta ogólna koncepcja ma wiele zastosowań, na przykład w analizie danych, alokacji towarów i zasobów, kontroli procesów produkcyjnych, zarządzaniu ryzykiem, kontroli ruchu itp..
Badania operacyjne koncentrują się na opracowywaniu modeli matematycznych, które można wykorzystać do analizy i optymalizacji złożonych systemów. Stało się obszarem badań akademickich i przemysłowych. Proces dzieli się na trzy etapy.
- Opracowywany jest zestaw możliwych rozwiązań problemu.
- Uzyskane alternatywy są analizowane i redukowane do niewielkiego zestawu rozwiązań, które prawdopodobnie będą wykonalne.
- Wytworzone alternatywne rozwiązania przechodzą symulowaną implementację. Jeśli to możliwe, są testowane w rzeczywistych sytuacjach.
Kierując się paradygmatem optymalizacji przy stosowaniu badań operacyjnych, decydent wybiera kluczowe zmienne, które będą miały wpływ na jakość podejmowanych decyzji. Jakość ta jest wyrażana za pomocą funkcji celu, aby zmaksymalizować (zysk, szybkość obsługi itp.) Lub zminimalizować (koszt, strata itp.).
Oprócz funkcji celu brany jest również pod uwagę zestaw ograniczeń, czy to fizycznych, technicznych, ekonomicznych, środowiskowych itp. Następnie, systematycznie dostosowując wartości wszystkich zmiennych decyzyjnych, wybiera się optymalne lub wykonalne rozwiązanie.
Jest to algorytm do programowania zestawu czynności w projekcie. Ścieżka krytyczna jest określana poprzez identyfikację najdłuższego odcinka działań zależnych i pomiar czasu wymaganego do ich ukończenia od początku do końca.
Jest to podstawowy problem optymalizacji kombinatorycznej. W tym problemie występuje wielu agentów i wiele zadań. Do wykonania dowolnego zadania można przypisać dowolnego agenta.
W zależności od zadania przydzielonego agentowi ponoszony jest koszt, który może się różnić. W związku z tym wymagane jest wykonanie wszystkich zadań, odpowiednie przypisanie agenta do każdego zadania oraz zadanie do każdego agenta, aby zminimalizować całkowity koszt zlecenia..
Model jest bardzo pomocny w ułatwianiu badania operacji, ponieważ problemy są wyrażane za pomocą modeli, które pokazują związek zmiennych.
Ponieważ jest to uproszczona reprezentacja świata rzeczywistego, uwzględniono tylko te zmienne, które są istotne dla problemu. Na przykład model swobodnie spadających ciał nie opisuje koloru ani tekstury ciała..
Modele przedstawiają zależność między kontrolowanymi i niekontrolowanymi zmiennymi a wydajnością systemu. Dlatego muszą być wyjaśniające, a nie tylko opisowe..
Wiele zastosowanych uproszczeń powoduje pewien błąd w prognozach wyprowadzonych z modelu, ale ten błąd jest dość mały w porównaniu z wielkością poprawy operacyjnej, jaką można uzyskać z modelu..
Pierwsze modele były reprezentacjami fizycznymi, takimi jak modele statków lub samolotów. Modele fizyczne są zwykle dość łatwe do zbudowania, ale tylko dla stosunkowo prostych obiektów lub systemów, które na ogół są trudne do zmiany.
Następnym krokiem po modelu fizycznym jest wykres, który jest łatwiejszy do zbudowania i obsługi, ale jest bardziej abstrakcyjny. Ponieważ graficzne przedstawienie więcej niż trzech zmiennych jest trudne, stosuje się modele symboliczne.
Nie ma ograniczeń co do liczby zmiennych, które można uwzględnić w modelu symbolicznym. Modele te są łatwiejsze do zbudowania i obsługi niż modele fizyczne.
Pomimo oczywistych zalet modeli symbolicznych, istnieje wiele przypadków, w których modele fizyczne są nadal przydatne, na przykład podczas testowania fizycznych struktur i mechanizmów. To samo dotyczy modeli graficznych.
Większość modeli badań operacyjnych to modele symboliczne, ponieważ symbole lepiej reprezentują właściwości systemu.
Model symboliczny ma postać macierzy lub równania. Modele te zapewniają rozwiązania ilościowe (koszt, waga itp.), W zależności od problemu.
Modele symboliczne są całkowicie abstrakcyjne. Kiedy symbole są zdefiniowane w modelu, nadaje się im znaczenie.
Symboliczne modele systemów o różnej zawartości często wykazują podobne struktury. Dlatego problemy, które pojawiają się w systemach, można podzielić na kilka struktur.
Ponieważ metody wyodrębniania rozwiązań z modeli zależą tylko od ich struktury, kilka metod można zastosować do rozwiązania szerokiej gamy problemów z kontekstowego punktu widzenia..
Zastosowania badań operacyjnych są liczne, np. W firmach produkcyjnych, organizacjach usługowych, oddziałach wojskowych i rządach. Zakres problemów, których rozwiązałeś, jest ogromny:
- Rozkład linii lotniczych, pociągów lub autobusów.
- Przydzielanie pracowników do projektów.
- Rozwój strategii firm (teoria gier).
- Zarządzanie przepływem wody ze zbiorników.
Identyfikowane są procesy złożonego projektu, które mają wpływ na całkowity czas trwania projektu.
Zaprojektuj plan wyposażenia w fabryce lub komponentów na chipie komputerowym, aby skrócić czas produkcji, a tym samym zmniejszyć koszty.
Skonfiguruj sieci systemów telekomunikacyjnych lub energetycznych, aby zapewnić jakość usług podczas przerw.
Aby zminimalizować koszty transportu, biorąc pod uwagę takie czynniki, jak unikanie umieszczania niebezpiecznych materiałów w pobliżu domów.
Wykonywane w wielu typach sieci, w tym w sieciach z komutacją łączy, takich jak publiczna sieć telefoniczna, oraz w sieciach komputerowych, takich jak Internet.
Zarządzanie przepływem działań operacyjnych w projekcie, jako konsekwencja wszechstronności systemu, poprzez techniki badań operacyjnych, w celu zmniejszenia tej zmienności i alokacji przestrzeni przy użyciu kombinacji czasu, zapasów i alokacji zdolności produkcyjnych.
To zarządzanie przepływem komponentów i surowców wynikających z niestabilnego zapotrzebowania na produkty gotowe.
Zarządzanie ładunkami w systemach dostaw i transportu. Przykłady: przewozy intermodalne lub problem komiwojażera.
Globalizuj procesy operacyjne, aby wykorzystać bardziej ekonomiczną siłę roboczą, ziemię, materiały lub inne produktywne nakłady.
Odnosi się do cięcia materiału na magazynie, takiego jak rolki papieru lub blachy, na kawałki o określonych rozmiarach, starając się zminimalizować straty materiału.
Analiza samochodów zatrzymujących się na stacjach benzynowych zlokalizowanych na skrzyżowaniu dwóch ulic wykazała, że prawie wszystkie pochodziły z zaledwie czterech z 16 możliwych tras na skrzyżowaniu (cztery sposoby wjazdu, cztery wyjścia)..
Badając odsetek samochodów, które zatrzymały się w serwisie na każdej trasie, zaobserwowano, że odsetek ten był powiązany z ilością czasu straconego na postoju..
Jednak ta zależność nie była liniowa. Oznacza to, że wzrost jednego nie był proporcjonalny do wzrostu drugiego..
Następnie odkryto, że postrzegany stracony czas przekracza rzeczywisty stracony czas. Zależność między odsetkiem zatrzymanych samochodów a postrzeganą stratą czasu miała charakter liniowy..
W związku z tym zbudowano model, który wiązał liczbę samochodów zatrzymujących się na stacjach z natężeniem ruchu na każdej trasie skrzyżowania, co miało wpływ na czas realizacji usługi..
Polega na przydzielaniu pracowników do zadań, ciężarówek na trasy dostaw lub zajęć do sal lekcyjnych. Typowy problem transportowy polega na przydzielaniu pustych wagonów tam, gdzie są potrzebne.
Służy również do określenia, które maszyny powinny być użyte do wytworzenia określonego produktu lub jaki zestaw produktów powinien być wytwarzany w zakładzie w danym okresie..
Technika ta jest rutynowo stosowana w przypadku problemów, takich jak mieszanie oleju i chemikaliów w rafineriach, wybieranie dostawców dla dużych korporacji produkcyjnych, określanie tras i harmonogramów wysyłki oraz zarządzanie i konserwacja flot samochodów ciężarowych..
Do wyszukiwania utraconych elementów stosowane są statystyki bayesowskie. Był używany kilka razy, aby znaleźć zagubione statki:
Odegrał kluczową rolę w odzyskaniu zapisów lotów w katastrofie samolotu Air France 447 w 2009 roku.
Został również wykorzystany podczas prób zlokalizowania wraku samolotu Malaysia Airlines 370..
Kwestie związane z zapasami pojawiają się, na przykład, w celu określenia ilości towarów do zakupu lub produkcji, liczby osób do wynajęcia lub przeszkolenia, jak duży powinien być nowy zakład produkcyjny lub sklep detaliczny..
Jeszcze bez komentarzy