DRIFTSFORSKNING: HVA DET ER FOR, MODELLER, APPLIKASJONER - TEKNOLOGI - 2026

Den operasjoner forskning er en metode som fokuserer på å bruke avanserte analytiske fag for å bistå i problemløsning og beslutningstaking, være nyttig i forvaltningen av organisasjoner. Det vil si at den er viet til å sette de øverste verdiene for et eller annet virkelighetsmål: maksimal fortjeneste, ytelse eller avkastning, eller minimumstap, kostnad eller risiko.

I denne disiplinen deles problemene inn i deres grunnleggende komponenter, og deretter løses de med definerte trinn, gjennom matematisk analyse. De analytiske metodene som brukes inkluderer matematisk logikk, simulering, nettverksanalyse, køteori og spillteori.

Kilde: pixabay.com

Ved å bruke disse teknikkene fra de matematiske fagene, oppnår operasjonsforskning optimale eller gjennomførbare løsninger på kompliserte beslutningsproblemer. Teknikkene hans har løst problemer av interesse i en rekke bransjer.

Matematiske metoder

På grunn av den statistiske og beregningsmessige karakteren av de fleste av disse metodene, har operasjonsforskning også sterke bånd til analyse og informatikk.

Operasjonsforskere som står overfor et problem, må angi hvilke av disse metodene som er mest passende, basert på forbedringsmål, systemets art, regnekraft og tidsbegrensninger.

Matematisk programmering er en av de kraftigste teknikkene som brukes i driftsforskning, i en slik grad at noen ganger brukes de to begrepene om hverandre.

Denne programmeringen har ingenting med datamaskinprogrammering å gjøre, det betyr optimalisering. Diskret programmering eller optimalisering adresserer problemer der variabler bare kan anta diskrete verdier, for eksempel heltallverdier.

På grunn av sin vekt på interaksjon mellom menneske og teknologi og fokus på praktiske anvendelser, har operasjonsforskning blitt interpolert med andre fagområder, spesielt industriell ingeniør og operasjonsledelse, og er også avhengig av psykologi og organisasjonsvitenskap.

Historie

Historisk opprinnelse

På det syttende århundre prøvde matematikere som Pascal og Huygens å løse problemer som innebar kompliserte beslutninger. Denne typen problemer ble løst i løpet av 1700- og 1800-tallet ved bruk av kombinatorikk.

På 1900-tallet kunne studien av lagerstyring betraktes som begynnelsen på moderne operasjonsforskning, med den billige loddmengden som ble utviklet i 1913.

I løpet av 1937 ble forskningen opprinnelig brukt i Storbritannia, i forskningen som ble utført for å integrere radarteknologi i luftkampoperasjoner, og dermed skille seg fra forskning utført i laboratorier.

Andre verdenskrig

Begrepet operasjonsforskning ble myntet i begynnelsen av 1941 under andre verdenskrig, da den britiske militære ledelsen sammenkalte en gruppe forskere for å anvende en vitenskapelig tilnærming til studiet av militære operasjoner.

Hovedmålet var å effektivt tildele knappe ressurser til de forskjellige militære operasjoner og aktiviteter innen hver operasjon.

Som i Storbritannia stimulerte radar utviklingen i det amerikanske flyvåpenet.I oktober 1942 ble alle kommandoer oppfordret til å inkludere operasjonsforskningsgrupper i sitt personell.

Tiår på 50- og 60-tallet

Operasjonsforskning vokste i mange områder foruten militæret, etter at forskere lærte å anvende dens prinsipper på sivil sektor. Effektiviteten på militærområdet utvidet interessen til andre industri- og myndighetsområder.

Partnerskap ble organisert, begynt i 1948 med Operations Research Club of Great Britain, som i 1954 ble Operations Research Society.

I 1952 ble Operations Research Society stiftet i USA. Mange andre nasjonale samfunn dukket også opp.

I 1957 ble den første internasjonale konferansen om driftsforskning holdt ved University of Oxford. I 1959 ble International Federation of Operations Research Sociations dannet.

I 1967 beskrev Stafford Beer feltet ledelsesvitenskap som forretningsbruk av driftsforskning.

Med utviklingen av datamaskiner de neste tre tiårene, kan operasjonsforskning nå løse problemer med hundretusener av variabler og begrensninger.

Hva er operasjonsutredning for?

Fagfolk i driftsforskning løser problemer i det virkelige liv hver dag og sparer penger og tid. Disse problemene er svært forskjellige og virker nesten alltid uten tilknytning. Imidlertid er essensen alltid den samme, ved å ta beslutninger for å oppnå et mål på den mest effektive måten.

Det sentrale målet for driftsforskningen er optimalisering, det vil si å gjøre ting på best mulig måte, avhengig av de gitte omstendigheter.

Dette generelle konseptet har mange bruksområder, for eksempel innen dataanalyse, allokering av varer og ressurser, kontroll av produksjonsprosesser, risikostyring, trafikkontroll, etc.

-Optimale løsninger

Operasjonsforskning fokuserer på utvikling av matematiske modeller som kan brukes til å analysere og optimalisere komplekse systemer. Det har blitt et område med akademisk og industriell forskning. Prosessen er delt inn i tre trinn.

- Det er utviklet et sett med mulige løsninger på et problem.

- De innhentede alternativene blir analysert og redusert til et lite sett med løsninger som sannsynligvis vil være levedyktige.

- De alternative løsningene som produseres gjennomgår en simulert implementering. Hvis mulig blir de testet i virkelige situasjoner.

Etter optimaliseringsparadigmet når du bruker driftsforskning, velger beslutningstakeren nøkkelvariablene som vil påvirke kvaliteten på beslutningene. Denne kvaliteten kommer til uttrykk gjennom en objektiv funksjon for å maksimere (fortjeneste, hastighet på tjenesten, etc.), eller for å minimere (kostnader, tap, etc.).

I tillegg til den objektive funksjonen, blir også et sett med begrensninger vurdert, det være seg fysiske, tekniske, økonomiske, miljømessige, etc. Ved å systematisk justere verdiene til alle beslutningsvariablene velges en optimal eller gjennomførbar løsning.

-Felles bruk

Kritisk baneanalyse

Det er en algoritme for å programmere et sett med aktiviteter i et prosjekt. Den kritiske banen bestemmes ved å identifisere den lengste strekningen av avhengige aktiviteter og måle tiden som kreves for å fullføre dem fra start til slutt.

Tildelingsproblem

Det er et grunnleggende kombinasjonsoptimaliseringsproblem. I dette problemet er det flere agenter og flere oppgaver. Enhver agent kan tildeles å utføre hvilken som helst oppgave.

Avhengig av oppgaven som er tilordnet agenten påløper det en kostnad som kan variere. Derfor er det påkrevd å utføre alle oppgavene, tilordne en agent på riktig måte til hver oppgave og en oppgave til hver agent, for å minimere de totale kostnadene for oppgaven.

modeller

En modell er til stor hjelp for å lette undersøkelsen av operasjoner, siden problemene kommer til uttrykk ved hjelp av modeller som viser forholdet mellom variablene.

Ettersom det er en forenklet fremstilling av den virkelige verden, er det bare de variablene som er relevante for problemet, inkludert. For eksempel beskriver en modell av fritt fallende kropper ikke fargen eller tekstur på den involverte kroppen.

Modellene representerer forholdet mellom de kontrollerte og ukontrollerte variablene og ytelsen til systemet. Derfor må de være forklarende, ikke bare beskrivende.

Mange av forenklingene som brukes forårsaker en viss feil i prediksjonene som er avledet fra modellen, men denne feilen er ganske liten sammenlignet med størrelsen på driftsforbedringen som kan oppnås fra modellen.

Typer modeller

De første modellene var fysiske fremstillinger, for eksempel modellskip eller fly. Fysiske modeller er vanligvis ganske enkle å bygge, men bare for relativt enkle objekter eller systemer, er de generelt vanskelige å endre.

Neste trinn etter den fysiske modellen er grafen, som er lettere å bygge og håndtere, men mer abstrakt. Ettersom en grafisk fremstilling av mer enn tre variabler er vanskelig, brukes symboliske modeller.

Det er ingen begrensning for antall variabler som kan inkluderes i en symbolsk modell. Disse modellene er lettere å bygge og betjene enn fysiske modeller.

Til tross for de åpenbare fordelene med symbolske modeller, er det mange tilfeller der fysiske modeller fremdeles er nyttige, for eksempel når man tester fysiske strukturer og mekanismer. Det samme gjelder grafiske modeller.

Symbolsk modell

De fleste operasjonsforskningsmodeller er symboliske modeller, fordi symboler bedre representerer egenskapene til systemet.

Den symbolske modellen er i form av en matrise eller en ligning. Disse modellene gir løsninger på en kvantitativ måte (kostnad, vekt osv.), Avhengig av problemet.

Symboliske modeller er helt abstrakte. Når symboler er definert i modellen, blir det gitt mening.

Symboliske modeller av systemer med ulikt innhold viser ofte lignende strukturer. Derfor kan problemene som oppstår i systemene klassifiseres som få strukturer.

Siden metodene for å trekke ut løsninger fra modellene bare avhenger av deres struktur, kan få metoder brukes til å løse en lang rekke problemer fra et kontekstuelt synspunkt.

applikasjoner

Bruksområdene til driftsforskning er rikelig, for eksempel i produksjonsbedrifter, serviceorganisasjoner, militære grener og myndigheter. Utvalget av problemer som du har bidratt med løsninger er enormt:

- Planlegging av flyselskaper, tog eller buss.

- Tildeling av ansatte til prosjekter.

- Utvikling av strategier vedtatt av selskaper (spillteori).

- Styring av vannstrømmen fra reservoarene.

Prosjektplanlegging

Prosessene til et komplekst prosjekt som påvirker prosjektets totale varighet identifiseres.

Gulvplanlegging

Design blåkopien for utstyr på en fabrikk eller komponenter på en datamaskinbrikke, for å redusere produksjonstiden og dermed redusere kostnadene.

Optimalisere et nettverk

Konfigurer telekommunikasjons- eller energisystemnettverk for å sikre kvaliteten på tjenesten under avbrudd.

Plassering av fasiliteter

For å minimere transportkostnadene, mens du tar hensyn til faktorer som å unngå å plassere farlige materialer i nærheten av hjem.

ruting

Det utføres på mange typer nettverk, inkludert kretsomkoblede nettverk, for eksempel det offentlige telefonnettverket, og datanettverk, for eksempel Internett.

Prosjektets operative aktiviteter

Styring av flyten av operative aktiviteter i et prosjekt, som en konsekvens av allsidigheten til systemet, gjennom operasjonsforskningsteknikker, for å redusere denne variabiliteten og tildele mellomrom ved å bruke en kombinasjon av tid, inventar og kapasitetsfordeling.

Ledelse av forsyningskjeden

Det er styringen av strømmen av komponenter og råvarer hentet fra en ustabil etterspørsel etter ferdige produkter.

Transportere

Fraktstyring av leverings- og transportsystemer. Eksempler: intermodal frakt eller det omreisende selgerproblemet.

globalisering

Globaliser operative prosesser for å dra nytte av mer økonomisk arbeidskraft, land, materialer eller andre produktive innganger.

Utbruddsproblem

Den refererer til å skjære et materiale på lager, for eksempel ruller med papir eller metallark, i biter av spesifikke størrelser, for å minimere materialavfall.

eksempler

Bensinstasjonssak

En analyse av bilene som stoppet ved urbane bensinstasjoner i krysset mellom to gater, avslørte at nesten alle kom fra bare fire av de 16 mulige rutene i krysset (fire veier å komme inn, fire veier å gå ut).

Ved undersøkelse av prosentandelen av biler som stoppet ved tjenesten for hver rute, ble det observert at denne prosentandelen var relatert til hvor lang tid som gikk tapt ved stopp.

Imidlertid var dette forholdet ikke lineært. Det vil si at økningen i den ene ikke var proporsjonal med økningen i den andre.

Så ble det oppdaget at den opplevde tapte tiden overskredet den faktiske tapte tiden. Forholdet mellom prosentandelen stoppede biler og den opplevde tapte tiden var lineær.

Derfor ble det bygget en modell som relaterte antallet biler som stoppet på bensinstasjoner med trafikkmengden på hver kryssingsrute, noe som påvirket tiden som kreves for å få service.

Tildelingsproblem

Den består av å tilordne arbeidere til oppgaver, lastebiler til leveringsveier eller klasser til klasserom. Et typisk transportproblem innebærer tildeling av tomme jernbanevogner der det trengs.

Det brukes også til å bestemme hvilke maskiner som skal brukes til å produsere et bestemt produkt, eller hvilket sett produkter som skal produseres i et anlegg i løpet av en bestemt periode.

Lineær programmering

Denne teknikken brukes rutinemessig til problemer som blanding av olje og kjemikalier i raffinerier, valg av leverandører for store produksjonsselskaper, bestemmelse av fraktveier og tidsplaner og styring og vedlikehold av lastebilflåter.

Bayesisk søkteori

Bayesisk statistikk brukes for å søke etter tapte elementer. Det har blitt brukt flere ganger for å finne tapte fartøy:

Han spilte en nøkkelrolle i å gjenopprette flyrekorder i Air France Flight 447-katastrofen i 2009.

Det har også blitt brukt i forsøk på å lokalisere vrakingen av Malaysia Airlines Flight 370.

Lagerkontroll

Beholdningsproblemer oppstår, for eksempel når det gjelder å bestemme mengden varer som skal kjøpes eller produseres, hvor mange mennesker som skal ansette eller trene, hvor stort et nytt produksjonsanlegg eller detaljhandel skal være.

referanser

1. Tech Target (2019). Operasjonsforskning (OR). Hentet fra: whatis.techtarget.com.
2. Wikipedia, gratis leksikon (2019). Driftsforskning. Hentet fra: en.wikipedia.org.
3. Wolfram Mathworld (2019). Driftsforskning. Hentet fra: mathworld.wolfram.com.
4. Mohamed Leila (2018). Det store bildet av Operations Research. Mot datavitenskap. Hentet fra: retningdatascience.com.
5. Sindhuja (2019). Driftsforskning: Historie, metodikk og applikasjoner. Business Management Ideas. Hentet fra: businessmanagementideas.com.
6. Encyclopaedia Britannica (2019). Driftsforskning. Hentet fra: britannica.com.
7. The Science of Better (2019). Hva operasjonsforskning er hentet fra: scienceofbetter.org.