Основные особенности исследования операций

Общая цель математического программирования

Системный подход к анализу проблемы, непрерывность исследования, непрерывность и последовательность перехода от одной задачи к последующей, комплексность операционного исследования по разным направлениям с целью достижения оптимального решения

Основные этапы операционного исследования

Общая цель математического программирования

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ

ТЕМА 1

Важное значение для подготовки специалистов по автоматизации управления приобретают теоретические дисциплины, в которых изучаются научные основы управления производством и разрабатываются методы повышения эффективности управления экономическими системами.

Особое место среди этих дисциплин занимает исследование операций. Возникшая в начале 40-х годов XX в. в области задач управления боевыми операциями эта новая научная дисциплина быстро расширила свои исследования, охватив многие сферы целенаправленной человеческой деятельности, внесла в традиционные задачи управления производством новую методологию, известную под названием «системный подход».

Следует особо подчеркнуть связь между задачами повышения эффективности внедряемых АСУ й методологией исследования операций.

Целью исследования операций являются изучение и системный анализ систем организационного типа (организаций), отыскание в них оптимизационных задач управления, постановка и внедрение которых могут оправдать затраты на создание АСУ.

Важными этапами исследования операций являются:

- постановка оптимизационных задач,

- разработка математических моделей (формализация),

- нахождение оптимального решения и реализация его на практике.

При этом реализация полученных решений рассматривается как самостоятельная операционная задача.

Итак, исследование операций в отличие от чисто теоретических дисциплин имеет явно выраженную прикладную направленность.

Научно-техническая революция вызвала появление нового объекта исследований в области управления, получившего название большие, или сложные системы. Одним из самых значительных классов «больших систем» являются системы организационного управления. К ним относятся промышленные предприятия, производственные объединения, отрасли, экономика целого государства, а также глобальные системы (макросистемы), например группа государств.

Исследование операций представляет собой комплекс научных методов для решения задач эффективного управления организационными системами.

Исследование операций — это наука, занимающаяся разработкой и практическим применением методов наиболее эффективного (или оптимального) управления организационными системами.

Итак, предмет исследования операций — это системы организационного управления (организации), которые состоят из большого числа взаимодействующих между собой подразделений, причем интересы подразделений не всегда согласуются между собой и могут быть противоположными.

Целью исследования операций является количественное обоснование принимаемых решений по управлению организациями.

Решение, которое оказывается наиболее выгодным для всей организации, называется оптимальным, а решение, наиболее выгодное одному или нескольким подразделениям, будет субоптимальным.

В качестве примера типичной задачи организационного управления, где сталкиваются противоречивые интересы подразделений, рассмотрим задачу управления запасами предприятия.

Производственный отдел стремится выпускать как можно больше продукции при наименьших затратах. Поэтому он заинтересован в возможно более длительном и непрерывном производстве, т. е. в выпуске изделий большими партиями, ибо такое производство снижает затраты на переналадку оборудования, а следовательно и общие производственные затраты. Однако выпуск изделий большими партиями требует создания больших объемов запасов материалов, комплектующих изделий и т. д.

Отдел сбыта также заинтересован в больших запасах готовой продукции, чтобы удовлетворить любые запросы потребителя в любой момент времени. Заключая каждый контракт, отдел сбыта, стремясь продать как можно больше продукции, должен предлагать потребителю максимально широкую номенклатуру изделий. Вследствие этого между производственным отделом и отделом сбыта часто возникает конфликт по поводу номенклатуры изделий. При этом отдел сбыта настаивает на включении в план многих изделий, выпускаемых в небольших количествах даже тогда, когда они не приносят большой прибыли, а производственный отдел требует исключения таких изделий из номенклатуры продукции.

Финансовый отдел, стремясь минимизировать объем капитала, необходимого для функционирования предприятия, пытается уменьшить количество «связанных» оборотных средств. Поэтому он заинтересован в уменьшении запасов до минимума. Как видим, требования к размерам запасов у разных подразделений организации оказываются различными. Возникает вопрос, какая стратегия в отношении запасов будет наиболее благоприятной для всей организации. Это типичная задача организационного управления. Она связана с проблемой оптимизации функционирования системы в целом и затрагивает противоречивые интересы ее подразделений.

1. Характерной особенностью исследования операций является так называемый системный подход к анализу поставленной проблемы. Системный подход, или системный анализ, является основным методологическим принципом исследования операций, который состоит в следующем. Любая задача, какой бы частной она не казалась на первый взгляд, рассматривается с точки зрения ее влияния на критерий функционирования всей системы. Выше системный подход был проиллюстрирован на примере задачи управления запасами.

2. Для исследования операций характерно, что при решении каждой проблемы возникают все новые и новые задачи. Поэтому если сначала ставятся узкие, ограниченные цели, применение операционных методов не эффективно. Наибольший эффект может быть достигнут только при непрерывном исследовании, обеспечивающем преемственность в переходе от одной задачи к другой.

3. Одной из существенных особенностей исследования операций является стремление найти оптимальное решение поставленной задачи. Однако часто такое решение оказывается недостижимым из-за ограничений, накладываемых имеющимися в наличии ресурсами (денежные средства, машинное время) или уровнем современной науки. Например, для многих комбинаторных задач, в частности задач календарного планирования при числе станков п > 4, оптимальное решение при современном развитии математики оказывается возможным найти лишь простым перебором вариантов. Однако даже при небольших п число возможных вариантов оказывается настолько велико, что перебор всех вариантов при существующих ограничениях на быстродействие ЭВМ и допустимое машинное время практически не мыслим. Тогда приходится ограничиваться поиском «достаточно хорошего», или субоптимального решения. Поэтому исследование операций один из его создателей — Т. Саати — определил как «искусство давать плохие ответы на те практические вопросы, на которые даются еще худшие ответы другими методами» [1, 10].

4. Особенность операционных исследований состоит в том, что они проводятся комплексно, по многим направлениям. Для проведения такого исследования создается операционная группа. В ее состав входят специалисты разных областей знания: инженеры, математики, экономисты, социологи, психологи. Задачей создания подобных операционных групп является комплексное исследование всего множества факторов, влияющих на решение проблемы, и использование идей и методов различных наук.