ИЗСЛЕДВАНЕ НА ОПЕРАЦИИТЕ: ЗА КАКВО Е, МОДЕЛИ, ПРИЛОЖЕНИЯ - ТЕХНОЛОГИЯ - 2025

Изследването на операциите е метод, който е посветен на прилагането на съвременни аналитични дисциплини за подпомагане на решаването на проблеми и вземане на решения, като е полезен при управлението на организациите. Тоест, той е посветен на определянето на върховните стойности на някаква цел в реалния свят: максимална печалба, ефективност или възвръщаемост, или минимална загуба, цена или риск.

В тази дисциплина проблемите се разделят на техните основни компоненти и след това се решават с определени стъпки, чрез математически анализ. Използваните аналитични методи включват математическа логика, симулация, мрежов анализ, теория на опашките и теория на игрите.

Източник: pixabay.com

Използвайки тези техники от математическите науки, оперативните изследвания постигат оптимални или осъществими решения на сложни проблеми при вземане на решения. Техниките му са решили проблеми от интерес в различни индустрии.

Математически методи

Поради статистическия и изчислителния характер на повечето от тези методи, оперативните изследвания също имат силни връзки с анализа и информатиката.

Операционните изследователи, изправени пред проблем, трябва да определят кой от тези методи е най-подходящият въз основа на целите за подобряване, естеството на системата, изчислителната мощност и ограниченията във времето.

Математическото програмиране е една от най-мощните техники, използвани в изследванията на операциите, до такава степен, че понякога двата термина се използват взаимозаменяемо.

Това програмиране няма нищо общо с компютърното програмиране, означава оптимизация. Дискретното програмиране или оптимизация адресира проблеми, при които променливите могат да приемат само дискретни стойности, например цели числа.

Поради акцента си върху човешко-технологичното взаимодействие и фокуса си върху практическите приложения, оперативните изследвания са интерполирани с други дисциплини, особено индустриалното инженерство и управлението на операции, като се разчита и на психологията и организационната наука.

история

Исторически произход

През XVII век математици като Паскал и Хюйгенс се опитват да решат проблеми, които включват сложни решения. Тези видове проблеми са решавани през 18-ти и 19-ти век с помощта на комбинаторика.

През 20 век изследването на управлението на запасите може да се счита за начало на съвременните изследвания на операциите, като евтиното количество партида е разработено през 1913г.

През 1937 г. изследванията за операции първоначално се прилагат във Великобритания, в проучванията, проведени за интегриране на радарната технология във въздушните бойни операции, като по този начин се разграничават от изследванията, проведени в лаборатории.

Втората световна война

Терминът изследване на операциите е въведен в началото на 1941 г. по време на Втората световна война, когато британското военно управление свиква група учени, които да прилагат научен подход при изследването на военните операции.

Основната цел беше ефективно разпределяне на ограничени ресурси за различните военни операции и дейности във всяка операция.

Както във Великобритания, радарите стимулират развитието на ВВС на САЩ. През октомври 1942 г. всички командвания са приканени да включат в своя персонал оперативни изследователски групи.

Десетилетия на 50-те и 60-те години

Изследванията на операциите нарастваха в много области освен военните, след като учените се научиха да прилагат принципите си в гражданския сектор. Ефективността му във военната сфера разшири интереса си и към други индустриални и правителствени области.

Организират се партньорства, започвайки през 1948 г. с Операционния изследователски клуб на Великобритания, който през 1954 г. става Операционно изследователско дружество.

През 1952 г. в САЩ е създадено Обществото за изследване на операциите. Появиха се и много други национални общества.

През 1957 г. в Оксфордския университет се провежда първата международна конференция за оперативни изследвания. До 1959 г. е създадена Международната федерация на дружествата за изследване на операциите.

През 1967 г. Стафърд Бир описва областта на науката за управление като бизнес използване на операционни изследвания.

С развитието на компютрите през следващите три десетилетия операционните изследвания вече могат да решат проблеми със стотици хиляди променливи и ограничения.

За какво е разследването на операциите?

Специалистите в областта на операционните изследвания решават проблеми в реалния живот всеки ден, спестявайки пари и време. Тези проблеми са много разнообразни и почти винаги изглеждат несвързани. Същността му обаче е винаги една и съща, вземане на решения за постигане на дадена цел по най-ефективния начин.

Централната цел на оперативните изследвания е оптимизация, тоест да се правят нещата по най-добрия възможен начин, в зависимост от дадените обстоятелства.

Тази обща концепция има много приложения, например при анализ на данни, разпределение на стоки и ресурси, контрол на производствените процеси, управление на риска, контрол на трафика и др.

-Оптимални решения

Операционните изследвания се фокусират върху разработването на математически модели, които могат да се използват за анализ и оптимизиране на сложни системи. Той се превърна в област на академични и индустриални изследвания. Процесът е разделен на три етапа.

- Разработен е набор от възможни решения на даден проблем.

- Получените алтернативи се анализират и свеждат до малък набор от решения, които е вероятно да бъдат жизнеспособни.

- Произведените алтернативни решения преминават през симулирана реализация. Ако е възможно, те се тестват в реални ситуации.

Следвайки парадигмата за оптимизиране при прилагане на оперативни изследвания, вземащият решение избира ключовите променливи, които ще повлияят на качеството на решенията. Това качество се изразява чрез обективна функция за увеличаване (печалба, бързина на обслужване и др.) Или за намаляване до минимум (разходи, загуби и т.н.).

В допълнение към обективната функция се разглежда и набор от ограничения, независимо дали са физически, технически, икономически, екологични и др. След това чрез систематично регулиране на стойностите на всички променливи на решение се избира оптимално или възможно решение.

-Общи употреби

Критичен анализ на пътя

Това е алгоритъм за програмиране на набор от дейности в даден проект. Критичният път се определя чрез идентифициране на най-дългия участък от зависими дейности и измерване на времето, необходимо за тяхното завършване от началото до края.

Проблем с разпределението

Това е основен проблем с комбинаторната оптимизация. В този проблем има множество агенти и множество задачи. Всеки агент може да бъде назначен за изпълнение на всяка задача.

В зависимост от задачата, възложена на агента, се правят разходи, които могат да варират. Следователно е необходимо да се изпълнят всички задачи, като правилно се присвои агент на всяка задача и задача на всеки агент, за да се сведе до минимум общата цена на заданието.

Модели

Моделът е от голяма полза за улесняване на разследването на операциите, тъй като проблемите се изразяват с помощта на модели, които показват връзката на променливите.

Тъй като това е опростено представяне на реалния свят, се включват само онези променливи, свързани с проблема. Например, модел на свободно падащи тела не описва цвета или текстурата на участващото тяло.

Моделите представляват връзката между контролираните и неконтролирани променливи и производителността на системата. Следователно те трябва да бъдат обяснителни, а не само описателни.

Много от използваните опростявания причиняват известна грешка в прогнозите, получени от модела, но тази грешка е доста малка в сравнение с големината на оперативното подобрение, което може да се получи от модела.

Видове модели

Първите модели бяха физически представителства, като например кораби или самолети. Физическите модели обикновено са много лесни за изграждане, но само за сравнително прости обекти или системи, като по принцип са трудни за промяна.

Следващата стъпка след физическия модел е графиката, която е по-лесна за изграждане и работа, но по-абстрактна. Тъй като графичното представяне на повече от три променливи е трудно, символичните модели се използват.

Няма ограничение за броя на променливите, които могат да бъдат включени в символен модел. Тези модели са по-лесни за изграждане и работа, отколкото физическите модели.

Въпреки очевидните предимства на символните модели, има много случаи, когато физическите модели все още са полезни, като например при тестване на физически структури и механизми. Същото важи и за графичните модели.

Символичен модел

Повечето модели за операционни изследвания са символни модели, тъй като символите по-добре представят свойствата на системата.

Символичният модел е под формата на матрица или уравнение. Тези модели предоставят решения количествено (цена, тегло и т.н.), в зависимост от проблема.

Символичните модели са напълно абстрактни. Когато символите са определени в модела, смисълът му се дава.

Символичните модели на системи с различно съдържание често показват подобни структури. Следователно проблемите, които възникват в системите, могат да бъдат класифицирани по отношение на няколко структури.

Тъй като методите за извличане на решения от моделите зависят само от тяхната структура, малко методи могат да бъдат използвани за решаване на голямо разнообразие от проблеми от контекстуална гледна точка.

Приложения

Приложенията на оперативните изследвания са в изобилие, като например в производствени компании, сервизни организации, военни клонове и правителства. Обхватът на проблемите, за които сте допринесли за решения е огромен:

- Разписание на авиокомпании, влакове или автобуси.

- Назначаване на служители по проекти.

- Разработване на стратегии, приети от компаниите (теория на игрите).

- Управление на потока на водата от резервоарите.

Планиран проект

Определят се процесите на сложен проект, които засягат общата продължителност на проекта.

Етажно планиране

Проектирайте плана за оборудване във фабрика или компоненти на компютърен чип, за да намалите времето за производство и следователно да намалите разходите.

Оптимизиране на мрежа

Конфигурирайте телекомуникационните или енергийните системи за защита на качеството на услугата по време на прекъсвания.

Местоположение на съоръженията

Да се ​​минимизират транспортните разходи, като се имат предвид фактори като избягване на поставянето на опасни материали в близост до домовете.

Прекарването

Изпълнява се в много видове мрежи, включително мрежово комутирани мрежи, като обществена телефонна мрежа и компютърни мрежи, като например Интернет.

Оперативни дейности по проекта

Управлението на потока от оперативни дейности в един проект, като следствие от универсалността на системата, чрез техники за изследване на операциите, за да се намали тази променливост и да се разпределят пространства, като се използва комбинация от разпределение на време, инвентар и капацитет.

Управление на веригата за доставки

Това е управлението на потока от компоненти и суровини, получени от нестабилното търсене на готови продукти.

транспорт

Управление на товари на доставки и транспортни системи. Примери: интермодален товар или проблем с пътуващия продавач.

Глобализация

Глобализирайте оперативните процеси, за да се възползвате от по-икономичен труд, земя, материали или други продуктивни ресурси.

Проблем с прекъсването на запасите

Тя се отнася до нарязване на материал на склад, като ролки от хартия или метални листове, на парчета с конкретни размери, които се стремят да сведат до минимум материалните отпадъци.

Примери

Калъф за бензиностанция

Анализ на колите, спиращи се на градски бензиностанции, разположени на кръстовището на две улици, разкри, че почти всички идват от само четири от 16-те възможни маршрута на кръстовището (четири начина за влизане, четири начина за излизане).

При изследване на процента автомобили, които са спрели при обслужването за всеки маршрут, се забелязва, че този процент е свързан с времето, загубено при спиране.

Тази връзка обаче не беше линейна. Тоест, увеличението на единия не е пропорционално на увеличението на другото.

Тогава беше открито, че възприеманото загубено време надвишава действително загубеното време. Връзката между процента на спрените автомобили и възприеманото загубено време беше линейна.

Поради това е създаден модел, който свързва броя на автомобилите, които са спрели на бензиностанциите, с количеството трафик по всеки маршрут на кръстовището, което влияе на времето, необходимо за получаване на услуга.

Проблем с разпределението

Състои се от разпределяне на работниците към задачи, камиони до маршрути за доставка или класове в класните стаи. Типичен транспортен проблем включва разпределянето на празни железопътни вагони там, където са необходими.

Той също така се използва за определяне кои машини трябва да се използват за производството на определен продукт или кой набор от продукти трябва да се произвежда в предприятие през определен период.

Линейно програмиране

Тази техника се използва рутинно при проблеми като смесване на нефт и химикали в рафинерии, избор на доставчици за големи производствени корпорации, определяне на маршрути и графици за превоз и управление и поддържане на автопарки.

Байесова теория за търсене

Bayesian статистика се прилага за търсене на изгубени вещи. Той е използван няколко пъти за намиране на изгубени съдове:

Той изигра ключова роля при възстановяването на полетни записи при катастрофата на Air France Flight 447 през 2009 г.

Той е бил използван и при опити за намиране на останките на полет 370 на Malaysia Airlines.

Контрол на инвентара

Проблеми с инвентаризацията възникват например при определянето на количествата стоки, които ще бъдат закупени или произведени, колко хора да наемат или обучат, колко голям трябва да бъде нов производствен обект или магазин за търговия на дребно.

Препратки

1. Техническа цел (2019). Операционни изследвания (ИЛИ). Взета от: whatis.techtarget.com.
2. Уикипедия, безплатната енциклопедия (2019). Операционни изследвания. Взета от: en.wikipedia.org.
3. Wolfram Mathworld (2019). Операционни изследвания. Взета от: mathworld.wolfram.com.
4. Мохамед Лейла (2018). Голямата картина на операционните изследвания. Към науката за данните. Взета от: premadatascience.com.
5. Синдхуджа (2019). Операционни изследвания: История, методология и приложения. Идеи за управление на бизнеса. Взета от: businessmanagementideas.com.
6. Енциклопедия Британика (2019). Операционни изследвания. Взета от: britannica.com.
7. Науката за по-добро (2019). Какви са оперативните изследвания. Взета от: scienceofbetter.org.