A gazdasági problémák megoldásakor a vezetés kérdései egyre inkább előtérbe kerülnek. A feladatok bonyolultsága, komplexitása miatt a döntés-előkészítésben új eljárásokat, módszereket kell alkalmazni.
Ilyen módszer a döntéselőkészítés folyamatában az operációkutatás.
Az operációkutatás fogalma
Az operációkutatás 1940. óta ismeretes. Bár a technikai fejlődés, a termelési folyamatok szervezése már korábban is igényelte a matematikai eszközök felhasználását-, amelyekben fellelhetők az operációkutatás sajátosságai – tudatos alkalmazására a II. világháború folyamán került sor. Elsősorban katonai célokra használták. A második világháború után először a hadseregben, majd a gazdasági életben is teljes polgárjogot nyert. Több meghatározás ismert a fogalmára.
Az operációkutatás nem külön tudományág, hanem tudományos magatartás a szervezési, gazdasági, műszaki jelenségekkel szemben.
A műszaki, gazdasági és szervezési folyamatok, jelenségek vizsgálatát jelentősen megkönnyíthetjük, ha a rendelkezésünkre álló – sokszor igen nagyszámú – alapadatokat az ismert matematikai eszközök felhasználásával rendszerbe foglaljuk és kezelhetővé tesszük.
Az operációkutatásra elsősorban az jellemző, hogy tudományos eszközöket módszereket, valamint korszerű technikát alkalmaz. Elsőként a matematikát kell megemlíteni, amely az operációkutatás leghatékonyabb tudományos eszköze. Fontos szerepet játszik még a matematikai statisztika és számítástechnika.
Az adott folyamat, jelenség szempontjából alapvető cél a lehető legjobb megoldás kiválasztása, tehát valamilyen optimum elérése. Az ipari, gazdasági szervezetek szövevényes volta miatt ezt a célt csak tudományos alapokon fekvő módszerekkel lehet biztosítani.
Az operációkutatás jellegzetessége, hogy mindig egy jól körülhatárolható teljes rendszerre vonatkozik. Ilyen alapon, a legkülönbözőbb ipari, közlekedési, igazgatási stb. rendszerekre alkalmazható, abból a célból, hogy az optimális megoldást meghatározza.
Optimális döntés fogalma: a szervezet vagy rendszer egésze szempontjából a legjobb megoldás.
Szuboptimum fogalma: egy vagy több rész szempontjából a legjobb megoldás.
Összefoglalásul megállapítható, hogy az operációkutatás valamely rendszer vagy folyamat mélyreható vizsgálata.
Jellegzetességei:
- tudományos módszerek felhasználása
- modern matematikai eszközök alkalmazása
- optimális megoldásra való törekvés
- döntéselőkészítési funkció
- team munka.
Az operációkutatás – mivel számos matematikai, statisztikai, számítás-technikai eljárást hasznosít – igényli az egységes szemléletmódot.
Az operációkutatás során a kísérletezést nem lehet megvalósítani, ezért a vizsgálatokhoz, kutatásokhoz modelleket használnak.
Az operációkutatási modell az egyes folyamatoknak a matematika nyelvén történő egyszerűbb és áttekinthetőbb megjelenítése, leképzése, hogy a döntések előkészítése érdekében a szükséges vizsgálatok, elemzések az eredeti folyamatba való beavatkozás nélkül elvégezhetők legyenek.
A modellkészítés során az objektív valóság tudatos egyszerűsítése szükséges, a lényeges elemek meghagyásával. A modell – bár egyszerűbb mint a valóság – annak minden fontos elemével, az elemek közti összefüggésekkel rendelkezik.
Az így megalkotott modell – mind az objektív valóság megjelenítése – alkalmas arra, hogy az egyes elemek változtatásával meghatározhassuk a többi elemre, ill. az egész folyamatra kiváltott hatást.
A modellek csoportosítása
A modell és az objektív valóság közötti kapcsolat szempontjából beszél-hetünk képszerű (pl. makett), analóg (egy rendszer tulajdonságait másként működő rendszer imitálja) és szimbolikus modellekről.
Az operációkutatás során általában szimbolikus modelleket használunk. A szimbolikus modellek a vizsgált folyamat egyes tényezőit és köztük levő kapcsolatokat matematikai szimbólumokkal, függvényekkel fejezik ki.
Alapvetően az alábbi három modellfajtát különböztetjük meg:
- formális vagy determisztikus modellek,
- valószínűségi vagy sztochasztikus modellek,
- stratégikus modellek
A formális modellekben a változók között funkcionális, egzakt összefüggések vannak, valamennyi paramétere konkrét érték.
A valószínűségi modellek változóinak, paramétereinek értékét csak bizonyos valószínűséggel adjuk meg, ezeket valószínűségi változóknak nevezzük.
A stratégiai modellek változóinak valószínűsége nem tisztázott, legfeljebb felvehető értékeinek tartománya ismert.
A modellek érvényességi idejét tekintve vannak
- statikus modellek
- dinamikus modellek.
A modell statikus, ha az a valóságot egy adott időpontban tükrözi, a modell dinamikus, ha a valóságot nemcsak egy adott időpontra vonatkozóan tükrözi, hanem hosszabb időszakra is érvényes.
Az operációkutatás főbb modellcsoportjai:
elosztási (allokációs) illetve hozzárendelési modellek, ezek lehetnek :
- lineáris és nem lineáris programozással megoldható modellek,
- kombinatorikus modellek (körutazási probléma),
- gráfelméleten alapuló modellek (hálótervezési modell),
a fentiek a determinisztikus, statikus modellek közé tartoznak;
- sorbaállási modellek,
- készletmodellek,
- pótlási modellek,
- szimulációs modellek,
amelyek a sztochasztikus és dinamikus modellek közé sorolhatók.
A fenti csoportosítás csak általában igaz, mert az egyes csoportokba tartozó modellek lehetnek olyan jellegűek, ami miatt a másik csoportba kerülhetnek.
Az elosztási modellek valamely elosztás optimális megvalósítását oldják meg. Alkalmazható, ha van egy cél, amelyet optimalizálni akarunk és ezt lineáris (vagy nem lineáris) egyenletekkel lehet kifejezni.
A körutazási modell több helység optimális végigjárási sorrendjét határozza meg oly módon, hogy minden helység csak egyszer érinthető és vissza kell térni a kiindulási helységbe.
A hálótervezési modell a gazdasági élet területén technológiai, szervezési és kivitelezés-szervezési feladatok optimalizálására alkalmas, ahol a folyamatok elemeinek megfelelő sorba rendezése és párhuzamosítása után meghatározható a kritikus út, és lehetőség van az adott folyamat meggyorsítására.
A sorbanállási modellek a valószínűségszámításra épülnek. Az érkezési és kiszolgálási idők valószínűségi eloszlásait használják fel abból a célból, hogy egy kiszolgáló rendszerben – amely lehet egy vagy több csatornás – meghatározzák a várakozó sor hosszát, a várakozási időt.
A készletezési modellek a sorozatgyártás és készletnagyság optimalizálására alkalmasak. (Mikor kell rendelni, megrendelendő mennyiség, raktározási költség alakulása stb.)
A pótlási modellek az elhasználódott termelőeszközök pótlásának optimalizálását oldják meg. Mikor kell egy eszközt a minimális költség érdekében egy újjal helyettesíteni ill. felújítani.
A szimulációs modellek. A szimuláció olyan matematikai modell, amely dinamikus problémák numerikus kezelésére alkalmas. A szimulációs modellek legnagyobb előnye azok flexibilitásában rejlik. A modell készítésének alapelve abban áll, hogy a modellezni kívánt rendszer időbeni működését egy algoritmussal leírjuk. A modellel elemezni tudjuk a változtatások hatásait, vagyis a rendszer várható viselkedését. Tehát olyan információk birtokába jutunk, amelyekkel megalapozottabbá, biztonságosabbá, eredményesebbé tehető a döntéselőkészítés.
Összefoglalásul megállapítható, hogy a modell az objektív valóság bizonyos egyszerűsítésekkel létrehozott tükörképe.
Az operációkutatás modelljeit szimbolikus modellek alkotják, ezek a modellek a bennük levő változók jellege szerint lehetnek sztochasztikusak vagy determinisztikusak.