Исследование операций

Организация и управление. Д. М. Гвишиани 1998 г.

Основным толчком к началу «операционных исследований» послужило осознание необходимости комплексного изучения и поисков единого решения для сложного процесса с ясно выраженной целью (операции), поскольку решения отдельных частей общей задачи оказывались изолированными процессами, между тем как практика требовала единства всех частных решений.

Первоначально «исследование операций» сводилось к разработке способов анализа задачи как единого целого, без вычленения составляющих ее частей. Другой особенностью этих исследований в первый период было использование «бригадного метода» их проведения. Суть его заключалась не в том, чтобы собрать в одном месте всех специалистов, имеющих отношение к исследуемой операции, а в том, чтобы создать группу, владеющую методами точных наук и свободную от односторонности подхода, свойственного отдельным научным дисциплинам. Благодаря этому бригадный метод отражал одновременно два факта: во‑первых, необходимость внедрения в науку управления методов точных наук и, во‑вторых, отсутствие методов (и специалистов) в той области исследования, которая получила название «исследование операций».

В дальнейшем «исследование операций» превратилось из совместной деятельности специалистов разного профиля в самостоятельную отрасль науки и организационной практики, при этом разделившись на два основных направления.

Первое из них связано с построением математических моделей наиболее часто встречающихся подзадач управления, в которых в той или иной степени удается освободиться от необходимости учета поведения отдельных людей, принимающих участие в операции. Здесь произошло выделение основных задач математической теории «исследования операций» и связанная с этим дальнейшая специализация ученых, занимающихся данной проблематикой.

К таким задачам можно отнести большое число задач, решаемых руководителями, например:

управление запасами, связанное с определением необходимых размеров «хранимых» ресурсов (людских, материальных, финансовых, сырьевых и т. п.), при условии, что хранение требует определенных издержек;
распределение ограниченных ресурсов между различными потребителями, каждый из которых использует их с разной степенью эффективности;
задачи массового обслуживания, предполагающие распределение их в четкой последовательности, образующей тот или иной процесс, и установление правил очередности;
выбор маршрута и упорядочение работ во времени;
задачи, связанные с заменой устаревшего оборудования;
поиск решения посредством рационального (а не полного) перебора возможностей;
состязательные задачи или задачи теории игр, исследующие разумные стратегии поведения в ситуациях, где исход операции зависит не только от поведения субъекта, но и от поведения оппонента, цели которого противоречат целям субъекта.

Таким образом, метод «исследования операций» стали применять к разным типам операций и процессов, используя в зависимости от объекта анализа различные подходы и разнообразный математический аппарат (методы математического программирования, комбинаторного и статистического моделирования). Наряду с математическим аппаратом в «исследовании операций» применялись и эвристические методы.

При разработке методов анализа целенаправленных действий (операций) и сравнительных оценок решений, преимущественно в количественном выражении, «исследование операций» базируется на системной методологии, в соответствии с которой исследуемые явления рассматриваются в качестве систем, представляющих собой взаимодействующие совокупности элементов, предназначенных для достижения определенных целей.

Анализ конкретных операций или явлений с позиции «исследования операций» предполагает построение математической модели этого явления, анализ модели и поиски решения, проверку адекватности модели и решения явлению, необходимую корректировку («подстройку») модели и решения и, наконец, применение избранного решения на практике.

С математическими задачами данного метода взаимосвязана (хотя формально к ним и не относится) большая область так называемых сетевых методов планирования и управления. Развитие сетевых методов, сетевых систем тесно связано с разделом метода «исследования операций», изучающим модели упорядочения. Эти методы позволили найти новый и весьма удобный язык для описания, моделирования и анализа сложных многоэтапных операций. Таковы, в частности, сетевые методы моделирования и оперативного регулирования СРМ — «Метод критического пути» (Critical Path Method) и PERT — «Техника оценки и пересмотра программ» (Program Evaluation and Review Tecnique).

Возникновение различных формализованных систем управления, методов долгосрочного планирования, программирования, прогнозирования было обусловлено необходимостью создания условий для правильного принятия решений в такой обстановке, когда управление сталкивалось с огромными информационными массивами, тысячами факторов, учет, оценка и интеграция которых оказывались невозможными при обычной организации управления.

Исследования ряда американских психологов показали, что человек испытывает затруднения в принятии решений, когда для этого требуется учет более 10 переменных или противоречащих друг другу факторов либо более 20 однопорядковых факторов. Однако, поскольку оптимальное решение может быть лишь следствием учета и анализа всех факторов, независимо от того, способен ли человек на данном уровне управления справиться с этой задачей, объективно возникает необходимость разделения проблем на подпроблемы, подзадачи. Главный принцип, лежащий в основе большинства существовавших систем программирования, заключался в логическом расчленении задач. При этом исходили из необходимости сокращения числа факторов или количества информации до объемов, позволяющих обеспечить возможность их оценки человеком.

Несколько в ином плане развивалось второе направление «исследования операций», делающее акцент не столько на математизации задач управления и внедрении методов точных наук, сколько на применении принципов изучения операции как единого целого, с использованием «свежих», «непредубежденных» исследовательских бригад. С этим

направлением связано появление системотехники (system engineering). Следует отметить, что многие ученые, занимавшиеся процессами управления, используя метод «исследования операций», в дальнейшем постепенно выходят за границы данного типа изысканий. В этой связи они предлагают все более и более широкие определения научной дисциплины, основу которой составляет данный метод, что нередко приводит к терминологической путанице.

Многие американские специалисты сознают, что, хотя «исследование операций» в общем и явилось очень важным шагом на пути создания новой науки управления, оно все же охватило сравнительно узкий круг проблем. Кроме того, по мере развития математической специализации появилась тенденция рассматривать «исследования операций» как особые разделы прикладной математики, то есть не считать их образующими самостоятельную научную дисциплину, имеющую особый предмет исследования.

Поэтому еще в начале 1950-х гг. начались активные поиски более точного определения специфики таких задач управления, решение которых предполагает применение математических методов, хотя сами по себе эти задачи должны быть отнесены к предмету теории организации и управления. Результатом явилось выделение в качестве самостоятельной научной дисциплины (в рамках науки управления) теории управленческих решений, которая мыслится как дальнейшее развитие «исследования операций», соответственно этому интерпретирующихся как специфические способы принятия решений. Однако в теории решений (и это отличает ее от «исследования операций») главное внимание уделялось самому процессу принятия решения, формированию принципов выбора, выработке критериев качества и определению способов поиска решений, соответствующих этим принципам. Сторонники этой теории утверждают, что принятие решений составляет сердцевину управленческой деятельности, определяет ее специфические черты.

Работы в данной области идут в основном по двум направлениям. Первое из них занято прежде всего математическим моделированием процессов принятия решений в том виде, в каком они реализуются в реальных коллективах. Второе сосредоточивает свои усилия на разработке алгоритмов, позволяющих получать оптимальные решения. К первому направлению можно отнести различные «поведенческие» исследования, например, Е. Фогаля и Р. Люса, а ко второму — многочисленные изыскания по теории статистических решений, теории игр и т. п. В работах представителей обоих направлений широко используется аппарат математической логики, математической статистики, а также линейного, нелинейного, динамического и системного программирования. Необходимость оценивать последствия того или иного решения в условиях неопределенности привела к широкому использованию методов статистических испытаний, или «методов Монте-Карло».

В то же время в рамках «новой» школы сформировалась и другая точка зрения, согласно которой специфические особенности управления связаны с экономической стороной деятельности тех или иных систем, и поэтому в центре внимания науки управления должна быть задача квантификации и математического моделирования экономических явлений. Эта точка зрения породила так называемый эконометрический подход к анализу и программированию управленческих процессов.

Большое значение для развития эконометрического подхода имело открытие советским математиком, Нобелевским лауреатом Л. В. Канторовичем в 1939 г. метода линейного программирования, на котором в значительной степени базируются исследования в этой области. Лишь 10 лет спустя этот метод вновь был сформулирован американским математиком Д. Данцигом.

В основе эконометрического подхода — составление моделей, отражающих те или иные экономические явления или процессы в схематическом виде путем научного абстрагирования наиболее характерных черт этих явлений и процессов. В отличие от экономической модели эконометрическая модель выражается в математической форме. Согласно этому подходу, во всякой развитой экономико-математической модели выделяются четыре различные стороны:

она отражает определенные экономические явления качественного содержания, выраженные в тех или иных единицах измерения. Эти величины являются своего рода параметрами модели.
в модель входят определенные количественные связи и зависимости между параметрами. Это могут быть балансовые соотношения, определяющие структуру моделируемого процесса, или же более сложные зависимости, которые связывают результаты процессов с вызывающими их причинами.
модель определяет область допустимых изменений параметров модели во времени, пространстве и объеме. Это так называемые ограничения, наложенные на количественные зависимости.
модель должна представлять собой систему взаимосвязанных параметров, зависимостей и ограничений с определенными входами и выходами. Управление такой системой, то есть получение определенных результатов на выходе, должно происходить посредством того или иного воздействия на входы без вмешательства в ее внутреннюю структуру.

Построение эконометрических моделей подразделяется на четыре основных этапа.

Первый этап — спецификация, когда производится формализация основных экономических переменных и на основе исходных допущений и предложений отыскиваются математические уравнения.
Второй этап — идентификация, заключающаяся в нахождении значений параметров уравнений, полученных на первом этапе в результате спецификации.
Третий этап — верификация, состоящая в определении и выборе критериев для оценки качества результатов спецификации и идентификации, то есть степени адекватности моделей реальным экономическим процессам. Если модели, полученные путем спецификации и идентификации, неадекватны, то исследуются обоснованность исходных посылок, выбор и формализация экономических переменных.
Четвертый этап — предсказание, представляющее собой процедуру определения будущих значений переменных, входящих в эконометрическую модель.

Исследование операций

Введение в исследование операций. Черчмен, Акоф, Арноф

Основы исследования операций Акофф, Сасиени

Исследование операций. Моудер, Элмаграби

Исследование операций. Вентцель

Исследование операций. Вагнер

Скачать литературу по исследованию операций

На главную страницу