YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI: NE IÇIN, MODELLER, UYGULAMALAR - TEKNOLOJI - 2025

Yöneylem araştırması , problem çözme ve karar verme yardımcı olmak için gelişmiş analitik disiplinleri uygulayan kuruluşların yönetiminde yararlı olmaya adanmış bir yöntemdir. Yani, bazı gerçek dünya hedeflerinin en yüksek değerlerini belirlemeye adanmıştır: maksimum kar, performans veya getiri veya minimum kayıp, maliyet veya risk.

Bu disiplinde problemler temel bileşenlerine ayrılır ve daha sonra matematiksel analiz yoluyla tanımlanmış adımlarla çözülür. Kullanılan analitik yöntemler matematiksel mantık, simülasyon, ağ analizi, kuyruk teorisi ve oyun teorisini içerir.

Kaynak: Pixabay.com

Matematik bilimlerindeki bu teknikleri kullanarak, yöneylem araştırması, karmaşık karar verme problemlerine optimal veya uygulanabilir çözümler sağlar. Teknikleri, çeşitli endüstrilerdeki ilgi alanlarını çözdü.

Matematiksel yöntemler

Bu yöntemlerin çoğunun istatistiksel ve hesaplamalı doğası nedeniyle, yöneylem araştırması ayrıca analiz ve bilişim ile güçlü bağlantılara sahiptir.

Bir problemle karşılaşan operasyon araştırmacıları, iyileştirme hedeflerine, sistemin doğasına, hesaplama gücüne ve zaman kısıtlamalarına dayalı olarak bu yöntemlerden hangisinin en uygun olduğunu belirlemelidir.

Matematiksel programlama, yöneylem araştırmasında kullanılan en güçlü tekniklerden biridir, öyle ki bazen iki terim birbirinin yerine kullanılır.

Bu programlamanın bilgisayar programlamayla ilgisi yoktur, optimizasyon demektir. Kesikli programlama veya optimizasyon, değişkenlerin yalnızca ayrık değerleri, örneğin tamsayı değerleri alabildiği sorunları ele alır.

İnsan-teknoloji etkileşimi üzerindeki vurgusu ve pratik uygulamalara odaklanması nedeniyle, yöneylem araştırması diğer disiplinlerle, özellikle de endüstri mühendisliği ve operasyon yönetimi ile, aynı zamanda psikoloji ve örgütsel bilime dayalı olarak yorumlanmıştır.

Tarih

Tarihsel kökenler

On yedinci yüzyılda, Pascal ve Huygens gibi matematikçiler karmaşık kararlar içeren problemleri çözmeye çalıştılar. Bu tür sorunlar 18. ve 19. yüzyıllarda kombinatorikler kullanılarak çözüldü.

20. yüzyılda, envanter yönetimi çalışması, 1913'te geliştirilen ucuz lot miktarı ile modern operasyon araştırmasının başlangıcı olarak düşünülebilir.

1937 yılında, radar teknolojisini hava muharebe operasyonlarına entegre etmek için yapılan araştırmada ilk olarak Büyük Britanya'da yöneylem araştırması uygulandı, böylece laboratuvarlarda yapılan araştırmalardan farklılaştı.

İkinci dünya savaşı

Yöneylem araştırması terimi, 1941'in başlarında, İngiliz askeri yönetiminin bir grup bilim adamını askeri harekat çalışmalarına bilimsel bir yaklaşım uygulamak için bir araya topladığı II.Dünya Savaşı sırasında ortaya çıktı.

Ana amaç, kıt kaynakları, her operasyondaki çeşitli askeri operasyonlara ve faaliyetlere etkin bir şekilde tahsis etmekti.

Büyük Britanya'da olduğu gibi, radar ABD Hava Kuvvetleri'ndeki gelişmeleri tetikledi.Ekim 1942'de tüm komutanlıklara operasyon araştırma gruplarını personellerine dahil etmeleri istendi.

50'li ve 60'lı yıllar

Bilim adamları ilkelerini sivil sektöre uygulamayı öğrendikten sonra, ordu dışında birçok alanda yöneylem araştırması büyüdü. Askeri alandaki etkinliği, ilgisini diğer endüstriyel ve hükümet alanlarına da genişletti.

Ortaklıklar, 1948'de Büyük Britanya Yöneylem Araştırma Kulübü ile başlayarak 1954'te Yöneylem Araştırması Topluluğu haline geldi.

1952'de ABD'de Yöneylem Araştırması Derneği kuruldu. Diğer birçok ulusal toplum da ortaya çıktı.

1957'de yöneylem araştırması üzerine ilk uluslararası konferans Oxford Üniversitesi'nde düzenlendi. 1959'da Uluslararası Yöneylem Araştırması Dernekleri Federasyonu kuruldu.

1967'de Stafford Beer, yönetim bilimi alanını yöneylem araştırmasının iş kullanımı olarak tanımladı.

Önümüzdeki otuz yılda bilgisayarların gelişmesiyle birlikte, yöneylem araştırması artık yüz binlerce değişken ve kısıtlama ile sorunları çözebilir.

Operasyon incelemesi ne için?

Yöneylem araştırması uzmanları her gün gerçek hayattaki sorunları çözerek para ve zamandan tasarruf sağlar. Bu sorunlar çok çeşitlidir ve neredeyse her zaman ilgisiz görünür. Bununla birlikte, özü her zaman aynıdır ve bir hedefe en verimli şekilde ulaşmak için kararlar alır.

Yöneylem araştırmasının temel amacı optimizasyon, yani verilen koşullara bağlı olarak işleri mümkün olan en iyi şekilde yapmaktır.

Bu genel konsept, örneğin veri analizi, mal ve kaynakların tahsisi, üretim süreçlerinin kontrolü, risk yönetimi, trafik kontrolü vb. Gibi birçok uygulamaya sahiptir.

-Optimal çözümler

Yöneylem araştırması, karmaşık sistemleri analiz etmek ve optimize etmek için kullanılabilecek matematiksel modellerin geliştirilmesine odaklanır. Akademik ve endüstriyel araştırma alanı haline geldi. Süreç üç adıma bölünmüştür.

- Bir soruna bir dizi olası çözüm geliştirilir.

- Elde edilen alternatifler analiz edilir ve uygulanabilir olması muhtemel küçük bir çözüm kümesine indirgenir.

- Üretilen alternatif çözümler simüle edilmiş bir uygulamaya geçirilir. Mümkünse, gerçek dünyadaki durumlarda test edilirler.

Yöneylem araştırmasını uygularken optimizasyon paradigmasını takip eden karar verici, kararların kalitesini etkileyecek temel değişkenleri seçer. Bu kalite, maksimize etmek (kar, hizmet hızı, vb.) Veya en aza indirmek (maliyet, kayıp, vb.) İçin nesnel bir işlevle ifade edilir.

Amaç işlevine ek olarak, fiziksel, teknik, ekonomik, çevresel vb. Bir dizi kısıtlama da dikkate alınır. Ardından, tüm karar değişkenlerinin değerlerini sistematik olarak ayarlayarak, optimum veya uygulanabilir bir çözüm seçilir.

-Ortak kullanır

Kritik yol analizi

Bir projedeki bir dizi etkinliği programlamak için bir algoritmadır. Kritik yol, bağımlı faaliyetlerin en uzun bölümünü belirleyerek ve bunları baştan sona tamamlamak için gereken süreyi ölçerek belirlenir.

Tahsis sorunu

Temel bir kombinatoryal optimizasyon problemidir. Bu problemde birden çok aracı ve birden çok görev vardır. Herhangi bir görevi gerçekleştirmek için herhangi bir temsilci atanabilir.

Temsilciye atanan göreve bağlı olarak, değişebilen bir maliyet ortaya çıkar. Bu nedenle, atamanın toplam maliyetini en aza indirmek için her göreve bir aracı ve her bir aracıya bir görevi uygun şekilde atayarak tüm görevleri gerçekleştirmek gerekir.

Modeller

Problemler değişkenlerin ilişkisini gösteren modeller aracılığıyla ifade edildiğinden, bir model yöneylem araştırmasını kolaylaştırmak için çok yardımcı olur.

Gerçek dünyanın basitleştirilmiş bir temsili olduğu için, yalnızca problemle ilgili değişkenler dahil edilmiştir. Örneğin, serbestçe düşen cisimlerin bir modeli, ilgili vücudun rengini veya dokusunu tanımlamaz.

Modeller, kontrollü ve kontrolsüz değişkenler ile sistemin performansı arasındaki ilişkiyi temsil eder. Bu nedenle, sadece açıklayıcı değil açıklayıcı olmalıdırlar.

Kullanılan basitleştirmelerin çoğu modelden türetilen tahminlerde bazı hatalara neden olur, ancak bu hata modelden elde edilebilecek operasyonel iyileştirmenin büyüklüğüne kıyasla oldukça küçüktür.

Model türleri

İlk modeller, model gemiler veya uçaklar gibi fiziksel temsillerdi. Fiziksel modellerin oluşturulması genellikle oldukça kolaydır, ancak yalnızca nispeten basit nesneler veya sistemler için, genellikle değiştirilmesi zordur.

Fiziksel modelden sonraki adım, oluşturulması ve işlenmesi daha kolay, ancak daha soyut olan grafiktir. Üçten fazla değişkenin grafik gösterimi zor olduğundan, sembolik modeller kullanılır.

Sembolik bir modele dahil edilebilecek değişken sayısında bir sınır yoktur. Bu modellerin yapımı ve çalıştırılması fiziksel modellere göre daha kolaydır.

Sembolik modellerin bariz avantajlarına rağmen, fiziksel yapıları ve mekanizmaları test ederken olduğu gibi, fiziksel modellerin hala yararlı olduğu birçok durum vardır. Aynı şey grafik modeller için de geçerlidir.

Sembolik model

Çoğu yöneylem araştırması modeli sembolik modellerdir, çünkü semboller sistemin özelliklerini daha iyi temsil eder.

Sembolik model, bir matris veya denklem biçimindedir. Bu modeller, probleme bağlı olarak nicel bir şekilde (maliyet, ağırlık vb.) Çözümler sunar.

Sembolik modeller tamamen soyuttur. Modelde semboller tanımlandığında ona anlam verilir.

Farklı içeriğe sahip sistemlerin sembolik modelleri genellikle benzer yapılar gösterir. Bu nedenle sistemlerde ortaya çıkan problemler birkaç yapıya göre sınıflandırılabilir.

Modellerden çözüm çıkarma yöntemleri yalnızca yapılarına bağlı olduğundan, çok çeşitli sorunları bağlamsal bir bakış açısıyla çözmek için birkaç yöntem kullanılabilir.

Uygulamalar

İmalat şirketleri, hizmet kuruluşları, askeri şubeler ve hükümetler gibi yöneylem araştırması uygulamaları bol miktarda bulunmaktadır. Çözümüne katkıda bulunduğunuz sorunların yelpazesi çok büyük:

- Havayolları, trenler veya otobüslerin planlanması.

- Çalışanların projelere atanması.

- Şirketler tarafından benimsenen stratejilerin geliştirilmesi (oyun teorisi).

- Rezervuarlardan su akışının yönetimi.

Proje planlaması

Karmaşık bir projenin toplam süresini etkileyen süreçler belirlenir.

Kat planlaması

Üretim süresini kısaltmak ve dolayısıyla maliyetleri düşürmek için bir fabrikadaki ekipmanın veya bir bilgisayar çipindeki bileşenlerin planını tasarlayın.

Bir ağı optimize etmek

Kesintiler sırasında hizmet kalitesini korumak için telekomünikasyon veya enerji sistemleri ağlarını yapılandırın.

Tesislerin konumu

Tehlikeli maddeleri evlerin yakınına yerleştirmekten kaçınma gibi faktörleri göz önünde bulundurarak nakliye maliyetlerini en aza indirmek.

Yönlendirme

Genel telefon ağı gibi devre anahtarlamalı ağlar ve İnternet gibi bilgisayar ağları dahil olmak üzere birçok ağ türünde gerçekleştirilir.

Proje operasyonel faaliyetleri

Bir projedeki operasyonel faaliyetlerin akışının, sistemin çok yönlülüğünün bir sonucu olarak, bu değişkenliği azaltmak ve zaman, envanter ve kapasite tahsisatlarının bir kombinasyonunu kullanarak alanları tahsis etmek için yöneylem araştırması teknikleri aracılığıyla yönetilmesi.

Tedarik zinciri yönetimi

Bitmiş ürünlere yönelik istikrarsız talepten kaynaklanan bileşenlerin ve hammaddelerin akışının yönetimidir.

Ulaşım

Teslimat ve nakliye sistemlerinin navlun yönetimi. Örnekler: intermodal navlun veya seyyar satıcı sorunu.

Küreselleşme

Daha ekonomik iş gücü, arazi, malzeme veya diğer üretken girdilerden yararlanmak için operasyonel süreçleri küreselleştirin.

Stok kesintisi sorunu

Kağıt ruloları veya metal levhalar gibi stokta bulunan bir malzemeyi, malzeme israfını en aza indirgemek için belirli boyutlarda parçalara kesmek anlamına gelir.

Örnekler

Benzin istasyonu çantası

İki caddenin kesişme noktasında bulunan şehir benzin istasyonlarında duran arabaların analizi, neredeyse tamamının kesişme noktasındaki 16 olası rotadan sadece dördünden (dört giriş, dört çıkış) geldiğini ortaya çıkardı.

Her bir güzergah için serviste duran araçların yüzdesi incelendiğinde, bu oranın dururken kaybedilen zaman miktarı ile ilişkili olduğu görüldü.

Ancak bu ilişki doğrusal değildi. Yani birindeki artış diğerindeki artışla orantılı değildi.

Daha sonra algılanan kayıp zamanın gerçek kayıp zamanı aştığı keşfedildi. Durdurulan arabaların yüzdesi ile algılanan kayıp zaman arasındaki ilişki doğrusaldır.

Bu nedenle, servis istasyonlarında duran araçların sayısı ile kavşağın her bir güzergahındaki trafik miktarını ilişkilendiren ve servis almak için gereken süreyi etkileyen bir model oluşturulmuştur.

Tahsis sorunu

İşçileri görevlere, kamyonları teslimat yollarına veya sınıfları sınıflara atamaktan oluşur. Tipik bir ulaşım sorunu, ihtiyaç duyulan yerlere boş vagonların tahsisini içerir.

Ayrıca, belirli bir ürünü üretmek için hangi makinelerin kullanılması gerektiğini veya belirli bir süre boyunca bir tesiste hangi ürün setinin üretilmesi gerektiğini belirlemek için de kullanılır.

Doğrusal programlama

Bu teknik, rafinerilerde petrol ve kimyasalların karıştırılması, büyük üretim şirketleri için tedarikçilerin seçilmesi, nakliye güzergahlarının ve programlarının belirlenmesi ve kamyon filolarının yönetilmesi ve bakımının yapılması gibi sorunlar için rutin olarak kullanılmaktadır.

Bayesçi arama teorisi

Kayıp öğeleri aramak için Bayes istatistikleri uygulanır. Kayıp gemileri bulmak için birkaç kez kullanılmıştır:

2009 Air France Flight 447 felaketinde uçuş kayıtlarının kurtarılmasında önemli bir rol oynadı.

Malezya Havayolları 370 sefer sayılı uçağının enkazını bulma girişimlerinde de kullanıldı.

Stok kontrolü

Envanter sorunları, örneğin satın alınacak veya üretilecek malların miktarlarının, kaç kişinin işe alınacağının veya eğitileceğinin, yeni bir üretim tesisi veya perakende mağazanın ne kadar büyük olması gerektiğinin belirlenmesinde ortaya çıkar.

Referanslar

1. Teknik Hedef (2019). Yöneylem araştırması (OR). Alınan: whatis.techtarget.com.
2. Wikipedia, özgür ansiklopedi (2019). Yöneylem araştırması. En.wikipedia.org adresinden alınmıştır.
3. Wolfram Mathworld (2019). Yöneylem Araştırması. Alınan: mathworld.wolfram.com.
4. Mohamed Leila (2018). Yöneylem Araştırmasının büyük resmi. Veri Bilimine Doğru. Alındığı kaynak: directiondatascience.com.
5. Sindhuja (2019). Yöneylem Araştırması: Tarihçe, Metodoloji ve Uygulamalar. İşletme Yönetimi Fikirleri. Alındığı: işadamıagementideas.com.
6. Encyclopaedia Britannica (2019). Yöneylem araştırması. Alınan: britannica.com.
7. Daha İyi Bilim (2019). Yöneylem Araştırması Nedir? Scienceofbetter.org sitesinden alınmıştır.