History of operations research — 운영 연구의 발전

운영 연구의 발전

운영 연구(OR)는 복잡한 의사결정 시스템을 분석하고 최적화하기 위해 과학적 방법을 적용하는 학제간 분야이다. 그 형성과 발전은 제한된 자원 속에서 전략적·전술적 문제를 해결해야 하는 필요성과 밀접하게 연결되어 있으며, 관리에 과학적 방법을 초기 적용하던 단계에서 컴퓨팅 기술 및 데이터 분석과 통합된 현대 과학으로 진화해 왔다.

전제 조건과 초기 연구 (제2차 세계대전 이전)

OR의 공식적인 형성은 이후에 이루어졌지만, 그 뿌리는 조직과 관리 문제에 과학적 분석을 적용하려는 초기 시도에서 찾을 수 있다.

• 과학적 관리법: 19세기 말에서 20세기 초, 프레더릭 W. 테일러(1885년부터)는 생산 방법에 대한 과학적 분석의 기초를 마련하였다. 헨리 L. 간트는 작업 계획 및 일정 관리 방법(간트 차트 참조)을 개발하여 지연을 최소화하고 설비 가동률을 최적화할 수 있게 하였다.
• 대기이론: 1917년 덴마크의 수학자 A. K. 에를랑은 전화 트래픽과 최대 부하 시의 지연에 관한 논문을 발표하여 대기행렬 이론의 기초를 마련하였다. 그의 방법은 영국 우편 서비스에서 용량 계산에 채택되었다.
• 재고 관리: 재고 관리의 고전이 된 경제적 주문량(EOQ) 모델은 1915년에 논문을 발표한 F. W. 해리스의 업적으로 인정받고 있다.
• 마케팅 분석: 1930년대 미국의 천문학자 H. K. 레빈슨은 과학적 분석을 상거래 문제에 적용하여 구매 습관, 광고 반응 및 판매에 대한 환경의 영향을 연구하였다.
• 산업혁명: 산업 규모의 성장, 수작업의 기계 작업으로의 대체, 관리 기능(계획, 구매, 생산, 판매)의 복잡화는 관리 노동의 분업화를 초래하였고 복잡한 시스템 최적화에 대한 필요성을 창출하였다.

학문의 탄생: 제2차 세계대전

OR이 과학 분야로서 공식적으로 탄생한 것은 제2차 세계대전 중 영국에서였다. 군 지도부는 항공 및 지상 방어의 전략적·전술적 문제를 연구하기 위해 과학자들을 참여시켰다.

핵심적인 역할을 한 것은 맨체스터 대학교의 패트릭 블래킷 교수가 이끄는 그룹으로, Blackett's Circus(블래킷의 서커스)로 알려져 있었다. 이 학제간 팀은 생리학자, 수리물리학자, 천체물리학자, 육군 장교, 측량사, 물리학자 및 수학자들로 구성되었다. 그들의 목표는 제한된 군사 자원의 가장 효과적인 배분 방법을 찾는 것이었다.

초기 OR의 적용 사례에는 다음이 포함된다:

• 새로운 레이더의 효과적 활용
• 영국 공군 항공기의 전투 임무 배분
• 잠수함 탐색의 최적 방식 결정

"운영 연구"(operations research 또는 operational research)라는 명칭은 팀들이 군사 작전을 연구하는 데 종사하였기 때문에 생겨났다. 이 연구들의 성공은 영국 내 다른 군대에서도 유사한 그룹을 창설하게 하였고, 방법론이 동맹국인 미국, 캐나다, 프랑스로 확산되는 계기가 되었다. OR이 영국에서 탄생하였지만 곧 미국이 주도권을 이어받았다. 미국의 OR 팀은 기뢰 전쟁 전략, 새로운 비행 경로, 해상 기뢰 부설 계획 개발에 기여하였다.

전후 발전과 제도화

군사 분야에서 운영 연구가 거둔 성공은 자신들의 문제에 대한 해결책을 모색하던 산업계 관리자들의 주목을 끌었다. 그러나 영국과 미국에서 OR이 발전하는 경로는 달랐다.

• 영국의 경우: 심각한 경제 상황은 생산 효율성을 대폭 높여야 한다는 요구를 불러왔다. 주요 산업의 국유화는 OR 적용 범위를 넓혔고, OR은 군사 분야에서 국가·산업·사회경제적 계획 분야로 빠르게 확산되었다.
• 미국의 경우: 영국에서의 성과에 힘입어 OR의 국방 적용은 계속 성장하였다. 그러나 많은 OR 전문가들이 군에 남아 있었고 산업계가 평시에 새로운 방법의 필요성을 항상 인식하지 못하였기 때문에 산업 부문에서의 도입은 더디었다. 미국에서 OR은 다양한 명칭 아래 발전하였다: operational analysis(운영 분석), operations evaluation(운영 평가), systems analysis(시스템 분석), system evaluation(시스템 평가), system research(시스템 연구), management science(경영 과학).

이후 발전의 핵심 요인은 다음과 같다:

• 자동화와 컴퓨터: 1940년대경 전자 컴퓨터의 상업적 등장과 함께 시작된 제2차 산업혁명은 OR에 필요한 계산 도구를 제공하였다. 컴퓨터 없이는 복잡한 운영 연구 문제를 풀 수 없었을 것이다.
• 학문적 인정: 1950년 OR은 미국 대학교의 교과목으로 도입되었으며, 수학·통계·상업·경제·경영·공학 전공 학생들에게 중요한 과목이 되었다.
• 전문 학회: 학문의 노력을 조율하고 발전시키기 위해 다음 단체들이 창설되었다:
  • Operations Research Society of America(ORSA), 1950년
  • The Institute of Management Sciences(IMS), 1953년
• 전문 학술지: Operations Research, Opsearch, Operational Research Quarterly, Management Science, Transportation Science, Mathematics of Operations Research 등의 학술지가 창간되었다.

핵심 방법 및 아이디어의 발전

전후 시기에는 운영 연구의 여러 근본적인 방법들이 개발되고 발전하였다:

• 선형 계획법: 1947년 조지 단치그가 개발한 심플렉스법.
• 대기행렬 이론: 에를랑의 방법 발전.
• 게임 이론: 전략적 상호작용 분석.
• 재고 관리: 해리스의 아이디어를 발전시킨 모델들.
• 시뮬레이션 모델링: 컴퓨터를 이용한 복잡한 시스템 분석.
• 네트워크 계획법: CPM과 PERT.

러셀 에이코프 등 여러 학자들이 적극적으로 발전시킨 시스템적 접근법은 운영 연구의 방법론에 중요한 영향을 끼쳤다.

참고 문헌

• Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. — М.: Наука, 1988. — 208 с.
• Акоф Р., Сасиени М. Основы исследования операций. — М.: Мир, 1971. — 534 с.
• Hillier, Frederick S.; Lieberman, Gerald J. Introduction to Operations Research. — 11th ed. — McGraw-Hill Education, 2021. — ISBN 978-1260295069.
• Taha, Hamdy A. Operations Research: An Introduction. — 10th ed. — Pearson, 2017. — ISBN 978-0134444017.
• Operations Research // Encyclopedia Britannica. (ссылка)

같이 보기

• 운영 연구
• 시스템 분석
• 최적화
• 수학적 모델링
• 의사결정 이론
• 선형 계획법
• 대기행렬 이론
• 시뮬레이션 모델링