ce este cercetarea operațională?

cercetarea operațională, numită și știința deciziei sau analiza operațiunilor, este studiul aplicării matematicii la întrebările de afaceri. Ca sub-domeniu al matematicii aplicate, are o poziție foarte interesantă alături de alte domenii precum știința datelor și învățarea automată.

la ce întrebări răspunde cercetarea operațională?

înainte de a intra în definiția reală a operațiunilor de cercetare, să aruncăm o privire la câteva exemple de aplicații. După cum veți vedea, toate au câteva puncte în comun: vom ajunge la asta imediat după.

Exemple de cercetare operațională:

dacă ați luat cursuri de matematică în școală, probabil că ați întâlnit ecuații liniare și este posibil să fi învățat cum să rezolvați aceste metode cu stilou și hârtie. Programarea liniară este o tehnică de optimizare pentru a rezolva sisteme de constrângeri liniare cu o funcție obiectivă liniară. Este cea mai cunoscută metodă de cercetare operațională.

teoria liniei de așteptare sau teoria cozii.

al doilea subiect în cercetarea operațională este teoria cozilor. Poate mai puțin evident decât exemplul anterior, dar o linie de așteptare poate fi la fel de bine descrisă perfect în termeni matematici. Odată ce acest lucru este făcut, teoria cozii permite unei afaceri să înțeleagă și să îmbunătățească timpii de așteptare pentru clienți și, în același timp, gestionarea forței de muncă.

o altă aplicație importantă a teoriei cozii este programarea sarcinilor de către sistemele de operare ale computerului, deși acest lucru este destul de departe de celelalte aplicații discutate în acest articol.

sisteme de control al inventarului

următorul subiect rezolvat de Operations Research este controlul inventarului. Controlul inventarului pentru o companie este complicat și depinde de multe decizii, de exemplu, cumpărare, depozitare, expediere, urmărire și multe altele,

sistemele de control al inventarului regrupează diferite soluții care rezolvă totalitatea sarcinilor de inventar ale unei organizații. Cei mai utilizați algoritmi pentru gestionarea inventarului sunt Cantitatea de ordine economică (EOQ), Cantitatea de producție a inventarului (IPQ) și analiza ABC. Dacă doriți să mergeți mai departe în gestionarea inventarului, ar trebui să aveți cu siguranță o privire asupra acestora.

probleme de înlocuire

sper că în acest moment tipurile de probleme tratate în cercetarea operațională devin deja mai clare pentru dvs. Problemele de înlocuire sunt relativ comparabile cu cele anterioare: optimizarea înlocuirii materialelor despre care se știe că nu reușesc după un anumit timp de utilizare. Pentru articole scumpe, cum ar fi mașini, mașini, calculatoare, etc Există un cost imens pentru o companie atunci când înlocuirea lor prea târziu, dar, de asemenea, atunci când înlocuirea lor prea devreme. Prin urmare, aceasta este, de asemenea, o întrebare bună pentru optimizarea cu operațiunile de cercetare.

Analiza rețelei

Analiza rețelei este un subiect relativ diferit de elementele enumerate anterior.

în analiza rețelei, o aplicație este reprezentată ca un grafic care trebuie optimizat. În teoria grafurilor în general, există grafice de noduri și margini. Fiecare nod este un punct și fiecare margine indică dacă există o legătură între anumite noduri diferite. Un bun exemplu al acestui tip de date este o rețea de socializare în care fiecare persoană (profil) este reprezentată ca un nod și fiecare relație de prietenie este reprezentată ca o margine.

un exemplu de utilizare a acestui lucru în cercetarea operațională este pentru managementul proiectelor. Când vorbim despre managementul de proiect, probabil că știm cu toții faimoasa diagramă Gantt care permite o imagine de ansamblu mai mare asupra pașilor și dependențelor dintre pașii dintr-un proiect.

dar ori de câte ori un proiect este foarte complex, vor exista multe dependențe între sarcini: atât de multe dependențe încât calea optimă devine complicată de identificat. Două metode de cercetare operațională care pot ajuta aici sunt metoda căii critice (CPM) și metoda evaluării proiectului & tehnica de revizuire (PERT).

probleme de secvențiere

în cele din urmă vreau să enumer problemele de secvențiere. Acest subiect se referă la definirea ordinii unui număr mare de operațiuni de executat cu un număr limitat de resurse. În această situație, putem alege dintre mai multe ordine de execuție diferite și dorim să ne asigurăm că alegem cea mai bună comandă. În funcție de funcția de cost aleasă, puteți optimiza durata totală a operațiunilor sau costul sau beneficiul.

o serie de metode de secvențiere sunt primul venit primul servit (FCFS), cel mai scurt timp de procesare (SPC), cea mai veche dată scadentă (EDD) și multe altele.

deși există mai multe aplicații ale cercetării operaționale, cred că ideea generală este clară acum și voi trece la o descriere mai formală a subiectului.

definiția cercetării operaționale

cercetarea operațională folosește matematica și statisticile pentru a răspunde la întrebări de optimizare și simulare. Ori de câte ori traducem o întrebare de afaceri într-o întrebare de optimizare, este primordial să avem definiții clare ale unui cost de minimizat sau ale unui beneficiu de maximizat.

cele trei elemente cheie ale oricărui subiect de cercetare operațională:

algoritmi și statistici

am scris-o deja mai sus: cercetarea operațională se va baza foarte mult pe algoritmi, matematică și statistici. O familie foarte importantă de algoritmi în cercetarea operațională sunt algoritmii de optimizare: algoritmi care încearcă să găsească un maxim sau un minim, având în vedere un anumit set de posibilități.

ca exemplu în acest sens, am putea folosi un algoritm de optimizare pentru a minimiza costul personalului unei fabrici, având în vedere un set de constrângeri asupra numărului de persoane necesare și constrângerile fiecăruia dintre angajații individuali.

optimizare

găsirea celei mai bune soluții posibile la o întrebare, având în vedere potențialele constrângeri practice. Optimizarea poate fi despre maximizarea sau minimizarea unui cost sau beneficiu care se decide înainte de a începe.

este posibil să avem obiective multiple, caz în care putem defini o funcție de cost combinat aplicând ponderi ale diferitelor noastre costuri (de exemplu, luarea sumei a două costuri pentru a minimiza ar putea fi un exemplu de funcție de cost combinat).

un al doilea lucru care apare adesea în aceste optimizări sunt constrângeri. Uneori, un algoritm care caută minimizarea unui cost poate căuta soluții într-un mod practic imposibil. De exemplu, atunci când căutăm cea mai bună planificare a personalului, vrem să constrângem algoritmul pentru a planifica oamenii pentru schimburi de 24 de ore, deoarece acest lucru ar fi simplu ilegal.

simulare

Simularea este de fapt o sarcină comparabilă cu optimizarea. În loc să întrebăm un algoritm care este cea mai bună planificare a personalului, am putea întreba și un algoritm care ar fi efectul schimbării planificării. Acest tip de sarcină este aproape de optimizare, deoarece am putea folosi pur și simplu algoritmul de optimizare cu o configurație de intrare diferită pentru a simula care ar fi rezultatul optim cu acele intrări diferite.

Deci, pe scurt, cercetarea operațională aplică matematica la întrebările de afaceri cu scopul de optimizare și/sau simulare. Sper că acest articol a clarificat lucrurile pentru dvs. Vă mulțumim pentru lectură și nu ezitați să rămâneți la curent pentru mai multe!