¿Qué es la investigación de operaciones?
Como ciencia moderna, la investigación operativa se desarrolló por primera vez en el Reino Unido y Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial. Algunos académicos describen la investigación de operaciones como un método científico para tomar decisiones sobre diversas operaciones de sistemas organizacionales. La definición de investigación de operaciones de P.M. Morse y G.E. Kimball es: "La investigación de operaciones es una ciencia aplicada que utiliza métodos matemáticos para realizar la planificación general y la toma de decisiones sobre problemas que deben gestionarse en el campo de la gestión". investigación Uno de los fundadores definió la investigación de operaciones como "un método científico que deben utilizar quienes administran sistemas para obtener soluciones óptimas para el funcionamiento del sistema. Utiliza muchas herramientas matemáticas (incluidas estadísticas de probabilidad, análisis matemático y lineal). álgebra, etc.) y métodos de juicio lógico para estudiar la organización, gestión, planificación y programación de personas, finanzas y materiales en el sistema para maximizar los beneficios.
Los orígenes de la investigación operativa moderna se remontan a varias décadas atrás, cuando se intentaron por primera vez métodos científicos en la gestión de algunas organizaciones. Pero en general se cree que las actividades de investigación operativa comenzaron con misiones militares en los primeros días de la Segunda Guerra Mundial. En ese momento, existía una necesidad urgente de asignar eficientemente los escasos recursos a las diversas operaciones y actividades militares dentro de cada operación. Por lo tanto, la administración militar estadounidense y, más tarde, un gran número de científicos exigieron métodos científicos para abordar los problemas estratégicos y tácticos. De hecho, esto les exige estudiar diversas operaciones (militares). Estos grupos de científicos fueron los primeros equipos operativos.
Durante la Segunda Guerra Mundial, "OR" resolvió con éxito muchos problemas de combate importantes, mostrando el enorme poder material de la ciencia y allanando el camino para el desarrollo posterior de "OR".
Cuando la industria volvió a prosperar después de la guerra, la gente se dio cuenta de que los problemas eran esencialmente similares a los que se enfrentaron en la guerra debido a la creciente complejidad y especialización de las organizaciones, pero el entorno de la vida real era diferente. Por lo tanto, la investigación de operaciones penetró en las empresas industriales y comerciales y en otros departamentos, y llegó a ser ampliamente utilizada después de la década de 1950. Hemos llevado a cabo una investigación y aplicación en profundidad sobre los mecanismos de aplicación de la configuración, agregación, dispersión y competencia del sistema, formando un conjunto relativamente completo de teorías, como la teoría de la planificación, la teoría de colas, la teoría del almacenamiento, la teoría de la toma de decisiones, etc. Debido a la madurez de su teoría, la llegada de las computadoras electrónicas ha impulsado en gran medida el desarrollo de la investigación operativa. Muchos países del mundo han establecido sociedades especializadas en este campo y actividades relacionadas. La Sociedad de Investigación de Operaciones se estableció en los Estados Unidos en 1952.
Las características de la investigación operativa son: 1. La investigación de operaciones se ha utilizado ampliamente en la planificación y coordinación general de empresas industriales y comerciales, departamentos militares, asuntos civiles y otras instituciones de investigación, por lo que su aplicación no está restringida por industrias y departamentos. 2. La investigación de operaciones no solo realiza investigaciones científicas creativas sobre; diversas operaciones, sino que también implica la gestión práctica de la organización. Tiene una gran practicidad y, en última instancia, debe proporcionar sugerencias constructivas a los tomadores de decisiones y lograr resultados prácticos. 3. Tiene como objetivo la optimización general y comienza desde una perspectiva del sistema, tratando de resolver los problemas entre varios departamentos del sistema de la mejor manera. de interés. Encontrar la solución óptima y el mejor curso de acción para el problema que se está estudiando también puede considerarse como una tecnología de optimización, que proporciona un método de optimización para resolver diversos problemas.
Los métodos de investigación de la investigación operativa son los siguientes: 1. Extraer elementos esenciales de situaciones de la vida real para construir modelos matemáticos para encontrar soluciones relacionadas con los objetivos de los tomadores de decisiones 2. Explorar la estructura de la solución y deducir el proceso de solución del sistema 3. Buscar la solución óptima del sistema a partir de lo factible; soluciones.
El contenido específico de la investigación de operaciones incluye: teoría de la planificación (incluida la programación lineal, programación no lineal, programación entera y programación dinámica), teoría de grafos, teoría de la decisión, teoría de juegos, teoría de colas, teoría del almacenamiento, teoría de la confiabilidad y espera. .
Ya en 1939, H.B. Kahtopob de la Unión Soviética y F.L. Hitchcock de Estados Unidos estudiaron y aplicaron por primera vez métodos de programación lineal en la gestión de la organización de la producción y la formulación de planes de transporte. En 1947, Danziger y otros propusieron el método simplex para resolver problemas de programación lineal, sentando las bases para la teoría y el cálculo de la programación lineal.
En particular, la aparición y mejora de las computadoras electrónicas han llevado al rápido desarrollo de la teoría de la planificación. Desde la optimización de la resolución de problemas técnicos hasta la industria, la agricultura, el comercio, el transporte, el análisis de decisiones y otros departamentos, las computadoras electrónicas se pueden utilizar para manejar miles de problemas de programación lineal a gran escala con restricciones y variables. En términos de alcance, es útil desde la planificación y disposición de un equipo hasta el análisis de todo el departamento e incluso el plan óptimo del plan económico nacional. Tiene las características de gran adaptabilidad, amplia aplicación y tecnología de cálculo simple. El trabajo básico de la programación no lineal fue completado por H.W Kuhn y A.W. Tucker en 1951. En la década de 1970, la programación matemática se había desarrollado aún más en teoría y método, así como en profundidad y amplitud de aplicación.
La teoría de grafos es una rama antigua y muy activa y es la base de la tecnología de redes. El fundador de la teoría de grafos es el matemático Euler. En 1736, publicó su primer artículo sobre teoría de grafos, resolviendo el famoso problema de los Siete Puentes de Königsberg. Cien años después, Kirchhoff aplicó por primera vez los principios de la teoría de grafos para analizar la red eléctrica en 1847, introduciendo así la teoría de grafos en el campo de la tecnología de la ingeniería. Desde la década de 1950, la teoría de grafos se ha desarrollado aún más. El uso de diagramas para describir sistemas de ingeniería y problemas de gestión complejos y enormes puede resolver muchos problemas de optimización en las decisiones de gestión y diseño de ingeniería, como el tiempo más corto, la distancia más corta y el costo más bajo para completar las tareas de ingeniería. La teoría de grafos está recibiendo cada vez más atención por parte de las matemáticas, la tecnología de la ingeniería y la gestión.
La teoría de colas también se denomina teoría de sistemas de servicios aleatorios. Después de 1909, el ingeniero telefónico danés A.K. Erlang comenzó a estudiar el problema de las colas utilizando un método más general y logró algunos resultados importantes. Hacia 1949 se iniciaron las investigaciones sobre el manejo de máquinas, el transporte terrestre y aéreo. Después de 1951, se lograron nuevos avances en el trabajo teórico y gradualmente se sentaron las bases teóricas de los sistemas modernos de servicios aleatorios. La teoría de colas estudia principalmente la longitud de las colas, el tiempo de espera y los servicios proporcionados por varios sistemas para obtener mejores servicios. Es una teoría que estudia el fenómeno de agregación aleatoria y dispersión de sistemas.
La teoría de la confiabilidad es una teoría que estudia las fallas del sistema para mejorar la confiabilidad del sistema. Los sistemas estudiados en la teoría de la confiabilidad generalmente se dividen en dos categorías: (1) sistemas no reparables, como los misiles, cuyos parámetros son la vida útil y la confiabilidad (2) sistemas reparables, como los equipos electromecánicos generales, cuyos parámetros importantes son la efectividad, y El valor es la relación entre las horas de trabajo normales y las horas de trabajo normales más el tiempo de recuperación del incidente.
La teoría de la decisión estudia los problemas de toma de decisiones. La llamada toma de decisiones es el proceso de seleccionar científicamente el mejor plan basado en posibilidades objetivas con la ayuda de determinadas teorías, métodos y herramientas. El problema de toma de decisiones consta del tomador de decisiones y el dominio de toma de decisiones. El dominio de toma de decisiones consta del espacio de decisión, el espacio de estados y la función de resultado. La ciencia que estudia las teorías y métodos de toma de decisiones es la ciencia de la decisión. Los problemas a resolver en la toma de decisiones son diversos y tienen diferentes métodos de clasificación desde diferentes perspectivas. Según la certeza del estado natural que enfrenta quien toma las decisiones, se puede dividir en: toma de decisiones determinista, toma de decisiones basada en riesgos y toma de decisiones bajo incertidumbre según el número de objetivos sobre los que se basa la decisión; Según la naturaleza del problema de la toma de decisiones, se puede dividir en: toma de decisiones estratégicas y toma de decisiones estratégicas. toma de decisiones, así como diversos tipos de problemas de toma de decisiones según diferentes estándares. Para diferentes tipos de problemas de toma de decisiones, se deben utilizar diferentes métodos de toma de decisiones. Los pasos básicos de la toma de decisiones son: (1) Identificar el problema y proponer el objetivo de la toma de decisiones; (2) Descubrir, explorar y formular varias opciones factibles (3) Elegir la opción más satisfactoria entre múltiples opciones factibles; 4) Ejecución de la toma de decisiones y retroalimentación para buscar la optimización dinámica de la toma de decisiones.
Si la otra parte de quien toma las decisiones también es una persona (una persona o un grupo de personas) y ambas partes quieren ganar, este tipo de toma de decisiones competitiva se denomina juego de decisiones. toma de decisiones o toma de decisiones en el juego. Los tres elementos básicos que constituyen un problema de estrategia de juego son: los jugadores, las estrategias y las ganancias y pérdidas de una ronda de estrategia de juego. En la actualidad, los problemas de juego generalmente se pueden dividir en juegos finitos de dos personas de suma cero, juegos posicionales, juegos continuos, juegos de varias personas y juegos diferenciales.
La investigación de operaciones es un tema difícil entre las ciencias blandas, con las propiedades de la matemática lógica y la lógica matemática. Es la teoría básica y el método, medio y herramienta indispensables en la ingeniería de sistemas y la ciencia de la gestión moderna. La investigación operativa se ha aplicado a diversos proyectos de gestión y desempeña un papel importante en la modernización.