Войти
Исследование операций (британский английский : операционное исследование ) (ИЛИ ) - это дисциплина, в которой используются передовые аналитические методы, помогающие принимать более обоснованные решения. Кроме того, термин оперативный анализ используется в вооруженных силах Великобритании (и некоторых стран Британского Содружества) как неотъемлемая часть развития потенциала, управления и обеспечения гарантий. В частности, оперативный анализ является частью объединенной оценки операционной эффективности и инвестиций, которая поддерживает принятие решений о приобретении британского оборонного потенциала.
Часто рассматривается как подполе прикладной математики. Термины наука управления и наука принятия решений иногда используются как синонимы.
Использование методов из других математических наук, таких как математическое моделирование, статистический анализ и математическая оптимизация, исследование операций приводит к оптимальным или почти оптимальным решениям сложных проблем принятия решений. Из-за акцента на взаимодействии человека и технологии и из-за того, что оно сосредоточено на практических приложениях, исследования операций пересекаются с другими дисциплинами, в частности, промышленная инженерия и управление операциями, и опираются на психология и организация науки. Исследование операций часто связано с определением крайних значений какой-либо реальной цели: максимума (прибыли, производительности или доходности) или минимума (потерь, риска или затрат). Возникнув в результате военных усилий до Второй мировой войны, его методы выросли и стали решать проблемы в различных отраслях промышленности.
Операционные исследования (OR) включают в себя разработку и использование широкого спектра техник и методов решения проблем, применяемых для улучшения процесса принятия решений и повышения эффективности, таких как моделирование, математическая оптимизация, теория массового обслуживания и другие модели стохастических процессов, марковские процессы принятия решений, эконометрический м методы, анализ охвата данных, нейронные сети, экспертные системы, анализ решений и процесс аналитической иерархии. Практически все эти методы включают построение математических моделей, которые пытаются описать систему. Из-за вычислительной и статистической природы большинства этих областей OR также имеет тесные связи с информатикой и аналитикой. Оперативные исследователи, столкнувшиеся с новой проблемой, должны определить, какой из этих методов является наиболее подходящим, учитывая характер системы, цели для улучшения, а также ограничения по времени и вычислительной мощности, или разработать новую технику, специфичную для рассматриваемой проблемы (и, потом к этому типу проблемы).
Основными субдисциплинами современных операционных исследований, по мнению журнала Operations Research, являются:
В течение десятилетий после двух мировых войн инструменты исследования операций более широко применялись для решения проблем в бизнесе, промышленности и обществе. С того времени операционные исследования расширились до области, широко используемой в различных отраслях, от нефтехимии до авиалиний, финансов, логистики и государственного управления, сосредоточившись на разработке математических моделей, которые можно использовать для анализа и оптимизации сложных систем, и стала областью активных академических и промышленных исследований.
В 17 веке математики, такие как Христиан Гюйгенс (1629-1695) и Блез Паскаль (проблема точек ) пытался решить проблемы, связанные со сложными решениями с вероятностью. Другие в 18-19 веках решали подобные проблемы с помощью комбинаторики. Исследования Чарльза Бэббиджа по стоимости перевозки и сортировки почты привели к созданию в Англии универсальной «Пенни Пост» в 1840 году и к исследованиям динамического поведения железнодорожных транспортных средств в целях защиты широкий спектр GWR. Начиная с 20-го века, изучение управления запасами можно было считать источником современных исследований операций с экономическим количеством заказов, разработанным Фордом У. Харрисом в 1913 году. усилия военных планировщиков во время Первой мировой войны (теория конвоев и законы Ланчестера ). Перси Бриджмен применил оперативные исследования к проблемам физики в 1920-х годах и позже попытается распространить их на социальные науки.
Современные операционные исследования зародились на Исследовательской станции Боудси. в Великобритании в 1937 году по инициативе начальника станции А. П. Роу и Роберт Уотсон-Уотт. Роу задумал эту идею как средство анализа и улучшения работы британской системы радара раннего предупреждения под кодовым названием «Chain Home » (CH). Первоначально Роу проанализировал работу радиолокационного оборудования и его сетей связи, позже расширившись, чтобы включить поведение обслуживающего персонала. Это выявило недооцененные ограничения сети CH и позволило принять меры по исправлению положения.
Ученые в Соединенном Королевстве (включая Патрика Блэкетта (позже лорда Блэкетта OM PRS), Солли Цукермана, (позже барон Цукерман OM, KCB, FRS), CH Waddington, Оуэн Вансбро-Джонс, Фрэнк Йейтс, Джейкоб Броновски и Фриман Дайсон ), а в Соединенных Штатах (Джордж Данциг ) искали способы принятия более эффективных решений в таких областях, как логистика и графики обучения
Современная область оперативных исследований возникла во время Второй мировой войны. В эпоху Второй мировой войны оперативные исследования определялись как «научный метод предоставления исполнительным департаментам количественной основы для решений, касающихся операций, находящихся под их контролем». Другие названия для него включали оперативный анализ (Министерство обороны Великобритании с 1962 г.) и количественное управление.
Во время Второй мировой войны около 1000 мужчин и женщин в Великобритании были вовлечены в оперативные исследования. Около 200 ученых-исследователей работали в британской армии.
Патрик Блэкетт работал в нескольких различных организациях во время войны. В начале войны, работая на Royal Aircraft Establishment (RAE), он создал команду, известную как «Цирк», которая помогла сократить количество необходимых зенитных артиллерийских снарядов. сбить вражеский самолет в среднем от более 20 000 в начале Битвы за Британию до 4000 в 1941 году.
A Liberator в стандартной отделке для бомбардировщиков RAF: зеленый / темно-земляный / черный ночной как первоначально использовалось прибрежным командованием В 1941 году Блэкетт перешел из RAE в военно-морской флот, сначала работая с прибрежным командованием RAF, в 1941 году, а затем в начале 1942 года в Адмиралтействе. В команду Блэкетта из отдела оперативных исследований прибрежного командования (CC-ORS) входили два будущих лауреата Нобелевской премии и многие другие люди, которые впоследствии стали выдающимися специалистами в своих областях. Они провели ряд важных анализов, которые помогли военным усилиям. Великобритания ввела систему конвоев для сокращения потерь при транспортировке, но хотя принцип использования военных кораблей для сопровождения торговых судов был общепринятым, было неясно, лучше ли конвои быть маленькими или большими. Конвои движутся со скоростью самого медленного члена, поэтому небольшие конвои могут двигаться быстрее. Утверждалось также, что немецким подводным лодкам будет труднее обнаружить небольшие конвои. С другой стороны, большие конвои могли направить больше боевых кораблей против атакующего. Персонал Блэкетта показал, что потери, понесенные конвоями, во многом зависели от количества присутствующих судов сопровождения, а не от размера конвоя. Они пришли к выводу, что несколько больших конвоев более защищаемы, чем многие маленькие.
При анализе методов, используемых прибрежным командованием Королевских ВВС для охоты и уничтожения подводных лодок, один из аналитиков спросил, какого цвета были самолеты. Поскольку большинство из них были из бомбардировочного командования, они были окрашены в черный цвет для ночных операций. По предложению CC-ORS был проведен тест, чтобы выяснить, является ли этот цвет лучшим для маскировки самолета для дневных операций в сером небе над Северной Атлантикой. Испытания показали, что самолеты, окрашенные в белый цвет, в среднем не были замечены до тех пор, пока они не были на 20% ближе, чем самолеты, окрашенные в черный цвет. Это изменение показало, что за такое же количество наблюдений будет атаковано и потоплено на 30% больше подводных лодок. В результате этих выводов прибрежное командование перешло на использование самолетов с белой нижней поверхностью.
Другая работа CC-ORS показала, что в среднем, если бы глубина срабатывания доставляемых по воздуху глубинных бомб (DC) была изменена со 100 до 25 футов, коэффициенты поражения увеличились бы.. Причина заключалась в том, что если подводная лодка увидела самолет незадолго до того, как он приблизился к цели, то на высоте 100 футов заряды не причинили бы никакого ущерба (потому что подводная лодка не успела бы опуститься на 100 футов), и если он видел самолет на большом расстоянии от цели, у него было время изменить курс под водой, поэтому шансы оказаться в пределах 20-футовой зоны поражения зарядов были небольшими. Было более эффективно атаковать эти подводные лодки вблизи поверхности, когда местоположение целей было лучше известно, чем пытаться их уничтожить на большей глубине, когда их положение можно было только угадывать. До изменения настроек со 100 до 25 футов 1% подводных лодок было потоплено и 14% повреждено. После замены 7% были затоплены и 11% повреждены; если подводные лодки были пойманы на поверхности, но успели погрузиться в воду непосредственно перед атакой, количество потопленных лодок увеличивалось до 11%, а повреждений - 15%. Блэкетт заметил, что «может быть несколько случаев, когда такой большой оперативный выигрыш был бы получен таким небольшим и простым изменением тактики».
Карта Линии Каммхубера Отдел оперативных исследований бомбардировочного командования (BC-ORS)), проанализировал отчет об исследовании, проведенном Бомбардировочным командованием RAF. Для этого бомбардировочное командование проверило все бомбардировщики, вернувшиеся после бомбардировок Германии в течение определенного периода. Все повреждения, нанесенные немецкими средствами ПВО, были отмечены, и была дана рекомендация добавить броню в наиболее сильно поврежденных областях. Эта рекомендация не была принята, потому что тот факт, что самолет смог вернуться с этими поврежденными участками, указывал на то, что эти области не были жизненно важными, а добавление брони к второстепенным областям, где повреждения приемлемы, снижает летно-технические характеристики самолета. Их предложение удалить часть экипажа, чтобы потеря самолета повлекла за собой меньшие потери личного состава, также было отклонено командованием RAF. Команда Блэкетта дала логичную рекомендацию размещать броню в тех областях, которые были полностью не затронуты повреждениями от вернувшихся бомбардировщиков. Они посчитали, что опрос был необъективным, поскольку он включал только самолеты, вернувшиеся в Великобританию. Области, не затронутые возвращающимися самолетами, вероятно, были жизненно важными областями, в случае попадания в которые самолет мог бы погибнуть. Эта история была оспорена, с аналогичным исследованием по оценке ущерба, проведенным в США Группой статистических исследований Колумбийского университета, результатом работы, проделанной Абрахамом Вальдом.
, когда Германия организовала свою противовоздушную оборону в Kammhuber Line, британцы осознали, что если бомбардировщики RAF будут лететь в потоке бомбардировщиков , они смогут сокрушить ночные истребители, которые летели отдельными ячейками, направленными к своим целям наземными диспетчерами. Затем нужно было рассчитать статистические потери от столкновений по сравнению со статистическими потерями от ночных истребителей, чтобы рассчитать, насколько близко должны пролететь бомбардировщики, чтобы минимизировать потери RAF.
Соотношение выходных и входных данных "обменного курса" было равным характерная особенность оперативного исследования. Сравнив количество часов налета, затраченных самолетами союзников, с количеством замеченных подводных лодок в данном районе, можно было перераспределить самолет для более продуктивного патрулирования. Сравнение обменных курсов позволяет установить «коэффициенты эффективности», полезные при планировании. Соотношение 60 мин, установленных на один потопленный корабль, было общим для нескольких кампаний: немецкие мины в британских портах, британские мины на немецких маршрутах и американские мины на японских маршрутах.
Операционные исследования удвоились. коэффициент попадания бомб в цель, которым B-29 бомбят Японию с Марианских островов за счет увеличения коэффициента обучения с 4 до 10 процентов летных часов; выяснилось, что волчьи стаи из трех подводных лодок Соединенных Штатов были наиболее эффективным числом, позволяющим всем членам стаи поражать цели, обнаруженные на их индивидуальных патрульных станциях; показали, что глянцевая эмалевая краска была более эффективным камуфляжем для ночных истребителей, чем традиционная тусклая камуфляжная окраска, а гладкая окраска увеличивала скорость полета за счет уменьшения трения о кожу.
На суше оперативно-исследовательские секции Группы оперативных исследований армии (AORG) из Министерства снабжения (MoS) высадились в Нормандии в 1944 и следовали за британскими войсками в продвижении по Европе. Они проанализировали, среди прочего, эффективность артиллерии, воздушных бомбардировок и противотанковых стрельб.
В 1947 году под эгидой Британской ассоциации в Данди был организован симпозиум. В своем вступительном слове Уотсон-Уоттс предложил определение целей OR:
С расширением. методы и растущее понимание поля в конце войны, оперативные исследования больше не ограничивались только оперативными, но были расширены, чтобы охватить закупку оборудования, обучение, логистику и инфраструктуру. Исследования операций также выросли во многих областях, помимо военных, когда ученые научились применять его принципы в гражданском секторе. С разработкой симплексного алгоритма для линейного программирования в 1947 году и развитием компьютеров в течение следующих трех десятилетий, Operations Research теперь может «решать проблемы с сотнями тысяч переменных и ограничений. Более того, большие объемы данных, необходимые для решения таких проблем, можно очень эффективно хранить и обрабатывать ". Большая часть исследований операций (известных сегодня как «аналитика») полагается на стохастические переменные и, следовательно, на доступ к действительно случайным числам. К счастью, область кибернетики также требовала такого же уровня случайности. Разработка все более совершенных генераторов случайных чисел была благом для обеих дисциплин. Современные приложения исследования операций включают городское планирование, футбольные стратегии, планирование действий в чрезвычайных ситуациях, оптимизацию всех аспектов промышленности и экономики и, несомненно, с вероятностью включения планирования террористических атак и, безусловно, планирования контртеррористических атак.
Операционные исследования также широко используются в правительстве, где используется политика, основанная на фактах.
В 1967 году Стаффорд Бир охарактеризовал область управленческой науки как «исследование использования операций в бизнесе». Как и собственно операционные исследования, наука об управлении (MS) является междисциплинарной отраслью прикладной математики, посвященной оптимальному планированию решений, с прочными связями с экономикой, бизнесом, инженерией и другими науками. Он использует различные научные исследовательские принципы, стратегии и аналитические методы, включая математическое моделирование, статистику и числовые алгоритмы для улучшения способности организации принимать рациональные и осмысленные управленческие решения, находя оптимальные или близкие к оптимальным решения для сложных проблем принятия решений. Ученые-менеджеры помогают бизнесу достигать поставленных целей, используя научные методы операционных исследований.
Задача специалиста по менеджменту заключается в использовании рациональных, систематических, научно обоснованных методов для информирования и улучшения решений всех видов. Конечно, методы науки управления не ограничиваются бизнес-приложениями, но могут применяться к военным, медицинским, государственным, благотворительным группам, политическим группам или общественным группам.
Наука управления занимается разработкой и применением моделей и концепций, которые могут оказаться полезными для освещения вопросов управления и решения управленческих проблем, а также проектирования и разработки новые и более совершенные модели организационного превосходства.
Применение этих моделей в корпоративном секторе стало известно как наука об управлении.
Некоторые из областей, которые имеют значительные частично совпадают с исследованиями операций и наукой управления:
Применения широко распространены, например, в авиакомпаниях, производственных компаниях, обслуживающих организациях, военных ведомствах и правительстве. Спектр проблем и вопросов, для решения которых он помог, огромен. Он включает:
Руководство также занимается так называемым «мягко-операционным анализом», который касается методов стратегического планирования, стратегического поддержка принятия решений, методы структурирования проблемы. При решении таких задач математическое моделирование и симуляция могут не подходить или быть недостаточными. Поэтому за последние 30 лет был разработан ряд методов моделирования без количественной оценки. К ним относятся:
Международная федерация обществ операционных исследований (IFORS) является зонтичная организация для операционных исследовательских обществ по всему миру, представляющая около 50 национальных обществ, в том числе в США, Великобритании, Франции, Германии, Италии, Канаде, Австралии, Новой Зеландии, Филиппины, Индия, Япония и Южная Африка. Составляющие члены IFORS образуют региональные группы, такие как в Европе Ассоциация европейских обществ операционных исследований (EURO). Другими важными исследовательскими организациями являются Организация по стандартам совместимости моделирования (SISO) и Interservice / Industry Training, Simulation and Education Conference (I / ITSEC)
В 2004 году США Организация INFORMS начала инициативу по лучшему продвижению профессии операционной, включая веб-сайт под названием The Science of Better, который предоставляет введение в операционную и примеры успешного применения операционной для решения промышленных проблем. Эта инициатива была принята Обществом операционных исследований в Великобритании, в том числе веб-сайтом под названием Learn about OR.
The Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS) издает тринадцать научных журналов об исследованиях операций, включая два лучших журнала в своем классе, согласно данным 2005 Journal Citation Reports. Это:
Они перечислены в алфавитном порядке их названий.
|
|
|
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с операционными исследованиями. |
 | В Wikiquote есть цитаты, относящиеся к: Исследование операций |
