Развитие исследования операций
Развитие исследования операций
Исследование операций (ИО) — это междисциплинарная область, применяющая научные методы для анализа и оптимизации сложных систем принятия решений. Её становление и развитие тесно связаны с необходимостью решения стратегических и тактических задач в условиях ограниченных ресурсов, эволюционировав от ранних применений научных методов в управлении до современной науки, интегрированной с вычислительной техникой и анализом данных.
Предпосылки и ранние работы (до Второй мировой войны)
Хотя формальное становление ИО произошло позже, его корни уходят в ранние попытки применения научного анализа к проблемам организации и управления.
- Научный менеджмент: В конце XIX - начале XX века Фредерик У. Тейлор (с 1885 г.) заложил основы научного анализа методов производства. Генри Л. Гантт разработал методы планирования и диспетчеризации работ (см. диаграмма Ганта), позволившие минимизировать задержки и оптимизировать загрузку оборудования.
- Теория очередей: В 1917 году датский математик А. К. Эрланг опубликовал работу о телефонном трафике и задержках в периоды пиковой нагрузки, заложив основы теории массового обслуживания. Его методы были приняты почтовой службой Великобритании для расчета мощностей.
- Управление запасами: Модель экономичного размера заказа (EOQ), ставшая классической в управлении запасами, приписывается Ф. У. Харрису, опубликовавшему свою работу в 1915 году.
- Анализ маркетинга: В 1930-х годах американский астроном Х. К. Левинсон применил научный анализ к проблемам торговли, изучая покупательские привычки, реакцию на рекламу и влияние среды на продажи.
- Промышленная революция: Рост масштабов промышленности, замена ручного труда машинным и усложнение управленческих функций (планирование, закупки, производство, сбыт) привели к разделению управленческого труда и создали потребность в оптимизации сложных систем
Зарождение дисциплины: Вторая мировая война
Формальное рождение ИО как научной дисциплины произошло в Великобритании во время Второй мировой войны. Военное руководство привлекло учёных к изучению стратегических и тактических проблем воздушной и наземной обороны.
Ключевую роль сыграла группа под руководством профессора Манчестерского университета Патрика Блэкетта, известная как «Кружок Блэкетта» (Blackett's Circus). Эта междисциплинарная команда включала физиологов, математических физиков, астрофизика, армейского офицера, геодезиста, физика и математиков. Их целью было нахождение наиболее эффективного распределения ограниченных военных ресурсов.
Применения раннего ИО включали:
- Эффективное использование нового радара.
- Распределение самолётов ВВС Великобритании по боевым задачам.
- Определение оптимальных схем поиска подводных лодок
Название «исследование операций» (operations research или operational research) возникло потому, что команды занимались исследованием военных операций. Успех этих работ привел к созданию аналогичных групп в других британских вооруженных силах и распространению методологии на союзников — США, Канаду и Францию. Хотя ИО зародилось в Англии, вскоре США перехватили лидерство. Американские команды ИО внесли вклад в разработку стратегий ведения минной войны, новых схем полётов и планирования постановки морских мин.
Послевоенное развитие и институционализация
Успех исследования операций в военных приложениях привлек внимание промышленных менеджеров, искавших решения для своих проблем. Однако пути развития ИО в Великобритании и США различались.
- В Великобритании: Критическая экономическая ситуация требовала резкого повышения эффективности производства. Национализация ключевых отраслей промышленности расширила поле для применения ИО, которое быстро распространилось из военной сферы в государственное, промышленное и социально-экономическое планирование.
- В США: Оборонное применение ИО продолжало расти под влиянием успехов в Великобритании. Однако промышленный сектор внедрял ИО медленнее, так как многие специалисты ИО остались на военной службе, а промышленники не всегда видели необходимость в новых методах в условиях мирного времени. ИО в США развивалось под разными названиями: operational analysis (Операционный анализ), operations evaluation (Оценка операций), systems analysis (Системный анализ), system evaluation (Оценка систем), system research (Системное исследование), management science (Наука управления).
Ключевыми факторами дальнейшего прогресса стали:
- Автоматизация и компьютеры: Вторая промышленная революция, начавшаяся около 1940-х годов с коммерческого появления электронных компьютеров, дала ИО необходимый вычислительный инструмент. Без компьютеров решение сложных задач исследования операций было бы невозможным.
- Академическое признание: В 1950 году ИО было введено как учебный предмет в американских университетах, приобретая важность для студентов математики, статистики, коммерции, экономики, менеджмента и инженерии.
- Профессиональные общества: Для координации усилий и развития дисциплины были созданы:
- Operations Research Society of America (ORSA) в 1950 году
- The Institute of Management Sciences (IMS) в 1953 году
- Специализированные журналы: Появились издания, такие как Operations Research, Opsearch, Operational Research Quarterly, Management Science, Transportation Science, Mathematics of Operations Research.
Развитие ключевых методов и идей
В послевоенный период были разработаны и усовершенствованы многие фундаментальные методы исследования операций:
- Линейное программирование: Симплекс-метод, разработанный Джорджем Данцигом в 1947 году.
- Теория массового обслуживания: Развитие методов Эрланга.
- Теория игр: Анализ стратегических взаимодействий.
- Управление запасами: Модели, развивающие идеи Харриса.
- Имитационное моделирование: Анализ сложных систем с помощью компьютеров.
- Сетевое планирование: CPM и PERT.
Важное влияние на методологию исследования операций оказал системный подход, активно продвигаемый Расселом Акоффом и другими учёными.
Литература
- 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)