OPERĀCIJU IZPĒTE: KAM TĀ PAREDZĒTA, MODEĻI, PIELIETOJUMI - TEHNOLOĢIJAS - 2025

Darbības pētījums ir metode, kas ir veltīta piemērojot uzlabotas analītiskās disciplīnās, lai palīdzētu problēmu risināšanā un lēmumu pieņemšanā, kas ir noderīga, organizāciju vadību. Tas ir, tas ir veltīts dažu reālās pasaules mērķu augstāko vērtību noteikšanai: maksimālā peļņa, sniegums vai atdeve, vai minimālie zaudējumi, izmaksas vai risks.

Šajā disciplīnā problēmas tiek sadalītas pamatkomponentos un ar matemātiskās analīzes palīdzību tās tiek atrisinātas ar noteiktiem soļiem. Izmantotās analītiskās metodes ietver matemātisko loģiku, simulāciju, tīkla analīzi, rindošanas teoriju un spēļu teoriju.

Avots: pixabay.com

Izmantojot šos matemātisko zinātņu paņēmienus, operāciju izpēte ļauj sasniegt optimālus vai iespējamus risinājumus sarežģītām lēmumu pieņemšanas problēmām. Viņa metodes ir atrisinājušas interesējošās problēmas dažādās nozarēs.

Matemātiskās metodes

Tā kā lielākajai daļai šo metožu ir statistiskais un skaitļošanas raksturs, operāciju izpētei ir arī cieša saikne ar analīzi un informātiku.

Operāciju pētniekiem, kas saskaras ar problēmu, ir jānosaka, kura no šīm metodēm ir vispiemērotākā, pamatojoties uz uzlabošanas mērķiem, sistēmas raksturu, skaitļošanas jaudu un laika ierobežojumiem.

Matemātiskā programmēšana ir viena no visspēcīgākajām metodēm, ko izmanto operāciju izpētē, tādā mērā, ka dažreiz abi termini tiek lietoti savstarpēji aizstājami.

Šai programmēšanai nav nekā kopīga ar datoru programmēšanu, tas nozīmē optimizāciju. Diskrētā programmēšana vai optimizēšana risina problēmas, kurās mainīgie var pieņemt tikai diskrētās vērtības, piemēram, veselās vērtības.

Sakarā ar uzsvaru uz cilvēka un tehnoloģijas mijiedarbību un koncentrēšanos uz praktiskiem pielietojumiem, operāciju izpēte tika interpolēta ar citām disciplīnām, jo ​​īpaši ar rūpniecības inženieriju un operāciju vadību, paļaujoties arī uz psiholoģiju un organizācijas zinātni.

Vēsture

Vēsturiskā izcelsme

Septiņpadsmitajā gadsimtā tādi matemātiķi kā Paskāls un Huigens centās risināt problēmas, kas bija saistītas ar sarežģītiem lēmumiem. Šāda veida problēmas tika atrisinātas 18. un 19. gadsimtā, izmantojot kombinatoriku.

20. gadsimtā krājumu vadības izpēti varēja uzskatīt par mūsdienīgu operāciju izpētes sākumu ar lētu partijas daudzumu, kas izstrādāts 1913. gadā.

1937. gada operāciju laikā pētījumus sākotnēji piemēroja Lielbritānijā, veicot pētījumus, lai integrētu radaru tehnoloģiju gaisa kaujas operācijās, tādējādi atšķiroties no laboratorijās veiktajiem pētījumiem.

Otrais pasaules karš

Termins operāciju izpēte tika izveidots 1941. gada sākumā Otrā pasaules kara laikā, kad Lielbritānijas militārā vadība sasauca zinātnieku grupu, lai izmantotu zinātnisku pieeju militāro operāciju izpētei.

Galvenais mērķis bija efektīvi sadalīt ierobežotos resursus dažādām militārām operācijām un darbībām katras operācijas ietvaros.

Tāpat kā Lielbritānijā, radari stimulēja attīstību ASV gaisa spēkos: 1942. gada oktobrī visas komandas tika mudinātas iekļaut operāciju izpētes grupas pie sava personāla.

50. un 60. gadu desmitgades

Operāciju izpēte pieauga daudzās jomās, ne tikai militārajā jomā, pēc tam, kad zinātnieki iemācījās piemērot tās principus civilajā sektorā. Tā efektivitāte militārajā jomā palielināja interesi par citām rūpniecības un valdības jomām.

Kopš 1948. gada tika organizētas partnerības ar Lielbritānijas operāciju pētījumu klubu, kas 1954. gadā kļuva par Operāciju pētījumu biedrību.

1952. gadā ASV tika izveidota Operāciju pētījumu biedrība. Parādījās arī daudzas citas nacionālās biedrības.

1957. gadā Oksfordas universitātē notika pirmā starptautiskā konference par operāciju izpēti. Līdz 1959. gadam tika izveidota Starptautiskā operāciju pētniecības biedrību federācija.

1967. gadā Stafford Beer vadības zinātnes jomu raksturoja kā operāciju pētījumu biznesa izmantošanu.

Attīstoties datoriem nākamajās trīs desmitgadēs, operāciju izpēte tagad var atrisināt problēmas ar simtiem tūkstošu mainīgo un ierobežojumu.

Kāda ir operāciju izmeklēšana?

Operāciju pētījumu profesionāļi katru dienu risina reālās dzīves problēmas, ietaupot naudu un laiku. Šīs problēmas ir ļoti dažādas un gandrīz vienmēr šķiet nesaistītas. Tomēr tā būtība vienmēr ir vienāda, pieņemot lēmumus mērķa sasniegšanai visefektīvākajā veidā.

Operāciju izpētes galvenais mērķis ir optimizācija, tas ir, darīt lietas iespējami labākā veidā, atkarībā no dotajiem apstākļiem.

Šai vispārīgajai koncepcijai ir daudz lietojumu, piemēram, datu analīzē, preču un resursu piešķiršanā, ražošanas procesu kontrolē, riska pārvaldībā, satiksmes kontrolē utt.

-Optimālie risinājumi

Operāciju izpēte koncentrējas uz matemātisko modeļu izstrādi, kurus var izmantot, lai analizētu un optimizētu sarežģītas sistēmas. Tā ir kļuvusi par akadēmisko un rūpniecisko pētījumu jomu. Process ir sadalīts trīs posmos.

- Ir izstrādāts problēmu iespējamo risinājumu kopums.

- Iegūtās alternatīvas tiek analizētas un reducētas līdz nelielam risinājumu kopumam, kas, iespējams, ir dzīvotspējīgs.

- Izgatavotajiem alternatīvajiem risinājumiem tiek veikta imitēta ieviešana. Ja iespējams, tie tiek pārbaudīti reālās situācijās.

Ievērojot optimizācijas paradigmu, piemērojot operāciju izpēti, lēmumu pieņēmējs izvēlas galvenos mainīgos, kas ietekmēs lēmumu kvalitāti. Šī kvalitāte tiek izteikta ar objektīvu funkciju maksimizēt (peļņa, apkalpošanas ātrums utt.) Vai samazināt līdz minimumam (izmaksas, zaudējumi utt.).

Papildus objektīvajai funkcijai tiek ņemts vērā arī ierobežojumu kopums, neatkarīgi no tā, vai tie ir fiziski, tehniski, ekonomiski, vides utt. Pēc tam, sistemātiski pielāgojot visu lēmumu mainīgo lielumus, tiek izvēlēts optimālais vai iespējamais risinājums.

-Parasti lietojumi

Kritiskā ceļa analīze

Tas ir algoritms, lai projektētu aktivitāšu kopumu projektā. Kritisko ceļu nosaka, identificējot ilgāko atkarīgo darbību posmu un izmērot laiku, kas vajadzīgs, lai tās pabeigtu no sākuma līdz beigām.

Piešķiršanas problēma

Tā ir pamata kombinatoriskas optimizācijas problēma. Šajā problēmā ir vairāki aģenti un vairāki uzdevumi. Jebkuru aģentu var norīkot jebkura uzdevuma veikšanai.

Atkarībā no uzdevuma, kas uzticēts aģentam, rodas izmaksas, kas var mainīties. Tādēļ ir jāveic visi uzdevumi, pareizi piešķirot aģentu katram uzdevumam un uzdevumu katram aģentam, lai samazinātu piešķīruma kopējās izmaksas.

Modeļi

Modelis ir ļoti noderīgs, lai atvieglotu operāciju izpēti, jo problēmas tiek izteiktas, izmantojot modeļus, kas parāda mainīgo lielumu attiecības.

Tā kā tas ir vienkāršots reālās pasaules attēlojums, tiek iekļauti tikai tie mainīgie, kas attiecas uz problēmu. Piemēram, brīvi krītošu ķermeņu modelī nav aprakstīta iesaistītā ķermeņa krāsa vai faktūra.

Modeļi attēlo saistību starp kontrolētiem un nekontrolētiem mainīgajiem un sistēmas darbību. Tāpēc tiem jābūt paskaidrojošiem, nevis tikai aprakstošiem.

Daudzi izmantotie vienkāršojumi rada zināmu kļūdu prognozēs, kas izriet no modeļa, taču šī kļūda ir diezgan maza salīdzinājumā ar darbības uzlabojumu lielumu, ko var iegūt no modeļa.

Modeļu veidi

Pirmie modeļi bija fiziski attēlojumi, piemēram, kuģu modeļi vai lidmašīnas. Fiziskos modeļus parasti ir diezgan viegli izveidot, taču tikai salīdzinoši vienkāršiem objektiem vai sistēmām, un tos parasti ir grūti mainīt.

Nākamais solis pēc fiziskā modeļa ir grafiks, kuru ir vieglāk izveidot un apstrādāt, bet tas ir abstrakts. Tā kā ir grūti grafiski attēlot vairāk nekā trīs mainīgos lielumus, tiek izmantoti simboliski modeļi.

Mainīgajā skaitā, ko var iekļaut simboliskajā modelī, nav ierobežojumu. Šos modeļus ir vieglāk izveidot un darbināt nekā fiziskos modeļus.

Neskatoties uz acīmredzamām simbolisko modeļu priekšrocībām, ir daudz gadījumu, kad fiziskie modeļi joprojām ir noderīgi, piemēram, pārbaudot fiziskās struktūras un mehānismus. Tas pats attiecas uz grafiskajiem modeļiem.

Simboliskais modelis

Lielākā daļa operāciju izpētes modeļu ir simboliski modeļi, jo simboli labāk atspoguļo sistēmas īpašības.

Simboliskais modelis ir matricas vai vienādojuma veidā. Šie modeļi nodrošina risinājumus kvantitatīvā veidā (izmaksas, svars utt.) Atkarībā no problēmas.

Simboliskie modeļi ir pilnīgi abstrakti. Ja modelī ir definēti simboli, tam tiek piešķirta nozīme.

Sistēmu ar atšķirīgu saturu simboliskie modeļi bieži parāda līdzīgas struktūras. Tāpēc problēmas, kas rodas sistēmās, var klasificēt pēc dažām struktūrām.

Tā kā metodes risinājumu iegūšanai no modeļiem ir atkarīgas tikai no to struktūras, tad dažas metodes var izmantot, lai no konteksta viedokļa atrisinātu dažādas problēmas.

Lietojumprogrammas

Operāciju pētījumu pielietojums ir plašs, piemēram, ražošanas uzņēmumos, pakalpojumu organizācijās, militārajās nozarēs un valdībās. Problēmu klāsts, kuru risināšanai jūs esat devis ieguldījumu, ir milzīgs:

- Aviokompāniju, vilcienu vai autobusu plānošana.

- Darbinieku norīkošana projektos.

- Uzņēmumos pieņemto stratēģiju izstrāde (spēles teorija).

- Ūdens plūsmas pārvaldība no rezervuāriem.

Projekta plānošana

Tiek identificēti kompleksa projekta procesi, kas ietekmē kopējo projekta ilgumu.

Stāvu plānošana

Izstrādājiet rūpnīcas aprīkojuma projektu vai datora mikroshēmas komponentus, lai samazinātu ražošanas laiku un tādējādi samazinātu izmaksas.

Tīkla optimizēšana

Konfigurējiet telekomunikāciju vai enerģijas sistēmu tīklus, lai pārtraukumu laikā garantētu pakalpojumu kvalitāti.

Objektu atrašanās vieta

Lai samazinātu pārvadāšanas izmaksas, vienlaikus ņemot vērā tādus faktorus kā izvairīšanās no bīstamu materiālu novietošanas māju tuvumā.

Maršrutēšana

To veic daudzu veidu tīklos, ieskaitot komutācijas tīklus, piemēram, publisko telefonu tīklu, un datortīklus, piemēram, internetu.

Projekta operatīvās aktivitātes

Projekta operatīvo darbību plūsmas pārvaldība sistēmas daudzpusības rezultātā, izmantojot operāciju izpētes paņēmienus, lai samazinātu šo mainīgumu un piešķirtu telpas, izmantojot laika, inventāra un jaudas iedalījuma kombināciju.

Piegādes ķēdes vadība

Tā ir sastāvdaļu un izejvielu plūsmas pārvaldība, kas rodas no nestabila pieprasījuma pēc gataviem izstrādājumiem.

Transports

Piegādes un transportēšanas sistēmu kravu vadība. Piemēri: vairākveidu kravas vai ceļojoša pārdevēja problēma.

Globalizācija

Darbības procesus globalizējiet, lai izmantotu ekonomiskāka darbaspēka, zemes, materiālu vai citu produktīvu resursu priekšrocības.

Krājumu apstāšanās problēma

Tas attiecas uz krājuma materiāla, piemēram, papīra ruļļu vai metāla loksņu, sagriešanu noteikta lieluma gabalos, lai samazinātu materiālu atkritumus.

Piemēri

Degvielas uzpildes stacijas korpuss

Analīze par automašīnām, kas apstājas pilsētas degvielas uzpildes stacijās, kas atrodas divu ielu krustojumā, atklāja, ka gandrīz visi brauca tikai no četriem no 16 iespējamiem maršrutiem krustojumā (četras iespējas iebraukt, četras iespējas izbraukt).

Pārbaudot to automašīnu procentuālo daudzumu, kuras apstājās servisā katrā maršrutā, tika novērots, ka šī procentuālā daļa bija saistīta ar laiku, kas tika zaudēts, apstājoties.

Tomēr šīs attiecības nebija lineāras. Tas ir, viena palielinājums nebija proporcionāls otra pieaugumam.

Tad tika atklāts, ka uztvertais zaudētais laiks pārsniedz faktiski zaudēto laiku. Attiecība starp apturēto automašīnu procentuālo daļu un uztverto zaudēto laiku bija lineāra.

Tāpēc tika izveidots modelis, kas saistīja automašīnu skaitu, kas apstājās degvielas uzpildes stacijās, ar satiksmes intensitāti katrā krustojuma maršrutā, kas ietekmēja pakalpojumu saņemšanai nepieciešamo laiku.

Piešķiršanas problēma

Tas sastāv no strādnieku norīkošanas uzdevumiem, kravas automašīnu piegādes maršrutiem vai nodarbību norīkošanas klasēs. Tipiska transporta problēma ir tukšu dzelzceļa vagonu izvietošana tur, kur tie nepieciešami.

To izmanto arī, lai noteiktu, kuras mašīnas jāizmanto konkrēta produkta ražošanai vai kurš produktu komplekts ražojams rūpnīcā noteiktā laika posmā.

Lineārā programmēšana

Šo paņēmienu parasti izmanto tādām problēmām kā naftas un ķimikāliju sajaukšana rafinēšanas rūpnīcās, piegādātāju atlase lielajām ražošanas korporācijām, nosūtīšanas ceļu un grafiku noteikšana un kravas automašīnu parku vadīšana un uzturēšana.

Bajesijas meklēšanas teorija

Bajesijas statistiku izmanto zaudēto priekšmetu meklēšanai. Tas ir vairākkārt izmantots zaudēto kuģu atrašanai:

Viņam bija galvenā loma lidojumu ierakstu atgūšanā 2009. gada aviokompānijas Air France Flight 447 katastrofā.

Tas tika izmantots arī mēģinājumos noteikt Malaysia Airlines Lidojuma 370 vrakus.

Inventāra kontrole

Inventarizācijas problēmas rodas, piemēram, nosakot iegādājamo vai saražojamo preču daudzumu, cik cilvēku pieņemt darbā vai apmācīt, cik lielai jābūt jaunai ražotnei vai mazumtirdzniecības veikalam.

Atsauces

1. Tehniskais mērķis (2019). Operāciju izpēte (VAI). Paņemts no: whatis.techtarget.com.
2. Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija (2019). Operāciju izpēte. Iegūts no: en.wikipedia.org.
3. Volframs Mathworld (2019). Operāciju izpēte. Iegūts no: mathworld.wolfram.com.
4. Mohameds Leila (2018). Lielais Operations Research attēls. Ceļā uz datu zinātni. Paņemts no: kohtidatascience.com.
5. Sindhuja (2019). Operāciju izpēte: vēsture, metodika un pielietojumi. Biznesa vadības idejas. Iegūts no: biznesmeagentideas.com.
6. Enciklopēdija Britannica (2019). Operāciju izpēte. Paņemts no: britannica.com.
7. Labāka zinātne (2019). Kas ir operāciju izpēte, ņemts no: scienceofbetter.org.