een uitgebreide inleiding op het gebied van operationeel onderzoek
operationeel onderzoek, ook wel Beslissingswetenschap of operationele analyse genoemd, is de studie van de toepassing van wiskunde op bedrijfsvragen. Als subgebied van de toegepaste wiskunde heeft het een zeer interessante positie naast andere gebieden als Data Science en Machine Learning.
welke vragen beantwoorden Operations Research?
voordat we ingaan op de echte definitie van Operations Research, laten we eens kijken naar een paar voorbeeldtoepassingen. Zoals u zult zien, hebben ze allemaal een paar punten gemeen: daar komen we straks op terug.
voorbeelden van Operations Research:
als u wiskundeles hebt gevolgd op school, bent u waarschijnlijk lineaire vergelijkingen tegengekomen en hebt u wellicht geleerd hoe u deze methoden met pen en papier kunt oplossen. Lineaire programmering is een optimalisatietechniek om systemen van lineaire beperkingen op te lossen met een lineaire objectieve functie. Het is de meest bekende methode van operationeel onderzoek.
Wachtlijntheorie of wachtrijtheorie.
het tweede onderwerp in operationeel onderzoek is de wachtrijtheorie. Misschien minder voor de hand liggend dan het vorige voorbeeld, maar een wachtrij kan net zo goed perfect in wiskundige termen worden beschreven. Zodra dit is gedaan, wachtrij theorie kan een bedrijf te begrijpen en te verbeteren wachtrij tijden voor klanten en tegelijkertijd workforce management.
een andere belangrijke toepassing van de wachtrijtheorie is taakplanning door de besturingssystemen van de computer, hoewel dat ver verwijderd is van de andere toepassingen die in dit artikel worden besproken.
Inventariscontrolesystemen
het volgende onderwerp dat door operationeel onderzoek is opgelost, is inventariscontrole. Voorraadbeheer voor een bedrijf is ingewikkeld en hangt af van vele beslissingen, bijvoorbeeld inkoop, opslag, verzending, tracking en meer,
voorraadbeheersystemen hergroeperen verschillende oplossingen die het geheel van de inventaristaken van een organisatie oplossen. De meest gebruikte algoritmen voor voorraadbeheer zijn Economic Order Quantity (EOQ), Inventory Production Quantity (IPQ) en ABC-Analyse. Als u verder wilt gaan in voorraadbeheer, moet u zeker een kijkje in die.
Vervangende problemen
ik hoop dat op dit moment de aard van de problemen die behandeld worden in Operations Research al duidelijker voor u wordt. Vervangingsproblemen zijn relatief vergelijkbaar met de vorige: het optimaliseren van de vervanging van materialen waarvan bekend is dat ze falen na een bepaalde tijd van gebruik. Voor dure items zoals machines, auto ‘ s, computers, enz.zijn er enorme kosten voor een bedrijf wanneer ze te laat worden vervangen, maar ook wanneer ze te vroeg worden vervangen. Daarom is dit ook een goede vraag voor optimalisatie met Operations Research.
netwerkanalyse
netwerkanalyse is een onderwerp dat relatief verschilt van de eerder genoemde items.
in netwerkanalyse wordt een toepassing weergegeven als een grafiek die moet worden geoptimaliseerd. In de Grafiektheorie in het algemeen bestaan grafieken uit knooppunten en randen. Elk knooppunt is een punt en elke rand geeft aan of er een verbinding is tussen bepaalde verschillende knooppunten. Een goed voorbeeld van dit type gegevens is een social media netwerk waar elke persoon (profiel) wordt weergegeven als een knooppunt en elke vriendschapsrelatie wordt weergegeven als een rand.
een voorbeeld van het gebruik hiervan bij operationeel onderzoek is projectmanagement. Als we het hebben over projectmanagement, kennen we waarschijnlijk allemaal de beroemde Gantt-grafiek die meer overzicht geeft van de stappen en afhankelijkheden tussen stappen in een project.
maar wanneer een project zeer complex is, zullen er veel afhankelijkheden tussen taken zijn: zo veel afhankelijkheden dat het optimale pad moeilijk te identificeren wordt. Twee methoden van operationeel onderzoek die hierbij kunnen helpen zijn de Critical Path Method (CPM) en de Project Evaluation & Review Technique (PERT) method.
Sequencing Problems
tot slot wil ik een lijst van Sequencing Problems. Dit onderwerp behandelt het definiëren van de volgorde van een groot aantal operaties uit te voeren met een beperkt aantal middelen. In deze situatie kunnen we kiezen uit veel verschillende orden van uitvoering en we willen ervoor zorgen dat we kiezen voor de beste orde. Afhankelijk van de gekozen kostenfunctie kunt u de totale duur van de operaties of de kosten of baten optimaliseren.
een aantal sequentiemethoden zijn “First Come First Served” (FCFS), “Shortest Processing Time” (SPC), “early Due Date” (EDD) en meer.
hoewel er meer toepassingen van operationeel onderzoek zijn, denk ik dat het algemene idee nu duidelijk is en Ik zal overgaan tot een meer formele beschrijving van het onderwerp.
definitie van operationeel onderzoek
operationeel onderzoek gebruikt wiskunde en statistieken om optimalisatie-en simulatievragen te beantwoorden. Wanneer we een zakelijke vraag vertalen in een optimalisatievraag, is het primordiaal dat we duidelijke definities hebben van een kosten te minimaliseren of een voordeel te maximaliseren.
de drie hoofdonderwerpen van elk operationeel onderzoeksthema:
algoritmen en statistieken
ik heb het hierboven al geschreven: operationeel onderzoek zal sterk steunen op algoritmen, wiskunde en statistieken. Een zeer belangrijke familie van algoritmen in operationeel onderzoek zijn Optimalisatiealgoritmen: algoritmen die proberen een maximum of een minimum te vinden, gegeven een bepaalde reeks mogelijkheden.
als voorbeeld hiervan zouden we een optimalisatiealgoritme kunnen gebruiken om de kosten van het personeel van een fabriek te minimaliseren, gezien een reeks beperkingen op het aantal mensen dat nodig is, en beperkingen van elk van de individuele werknemers.
optimalisatie
het vinden van de best mogelijke oplossing voor een vraag, gezien mogelijke praktische beperkingen. Optimalisatie kan gaan over het maximaliseren of minimaliseren van een kosten of voordeel dat wordt besloten voordat u begint.
het is mogelijk om meerdere doelen te hebben, in welk geval we een gecombineerde kostenfunctie kunnen definiëren door gewichten van onze verschillende kosten toe te passen (bijvoorbeeld het nemen van de som van twee kosten om te minimaliseren zou een voorbeeld kunnen zijn van een gecombineerde kostenfunctie).
een tweede vaak voorkomende ding om mee om te gaan in deze optimalisaties zijn beperkingen. Soms, een algoritme op zoek naar minimalisering van een kosten kan gaan zoeken naar oplossingen op een manier die praktisch onmogelijk is. Als we bijvoorbeeld op zoek zijn naar de beste personeelsplanning, willen we het algoritme beperken tot het plannen van mensen voor 24-uursdiensten, omdat dat eenvoudig illegaal zou zijn.
simulatie
simulatie is eigenlijk een taak die vergelijkbaar is met optimalisatie. In plaats van een algoritme te vragen wat de beste personeelsplanning is, zouden we een algoritme ook kunnen vragen wat het effect van het veranderen van de planning zou zijn. Dit type taak is dicht bij optimalisatie omdat we gewoon het optimalisatiealgoritme met een andere invoerconfiguratie kunnen gebruiken om te simuleren wat het optimale resultaat zou zijn met die verschillende ingangen.
kortom, Operations Research past wiskunde toe op zakelijke vragen met als doel optimalisatie en/of simulatie. Ik hoop dat dit artikel dingen voor u heeft verduidelijkt. Bedankt voor het lezen en aarzel niet om op de hoogte te blijven voor meer!