운영 연구 : 그것이 무엇인지, 모델, 애플리케이션 - 과학 기술 - 2026

운영 연구 , 문제 해결 및 의사 결정을 지원하기 위해 고급 분석 분야를 적용 조직의 관리에 유용한에 전념하는 방법입니다. 즉, 최대 이익, 성능 또는 수익 또는 최소 손실, 비용 또는 위험과 같은 실제 목표의 최고 가치를 설정하는 데 전념합니다.

이 분야에서 문제는 기본 구성 요소로 구분 된 다음 수학적 분석을 통해 정의 된 단계로 해결됩니다. 사용되는 분석 방법에는 수학적 논리, 시뮬레이션, 네트워크 분석, 대기열 이론 및 게임 이론이 포함됩니다.

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수학적 과학의 이러한 기술을 사용하여 운영 연구는 복잡한 의사 결정 문제에 대한 최적 또는 실행 가능한 솔루션을 달성합니다. 그의 기술은 다양한 산업에서 관심있는 문제를 해결했습니다.

수학적 방법

대부분의 이러한 방법의 통계적 및 계산적 특성으로 인해 운영 연구는 분석 및 정보학과 강력한 연관성을 갖습니다.

문제에 직면 한 운영 연구원은 개선 목표, 시스템의 특성, 계산 능력 및 시간 제약을 기반으로 이러한 방법 중 가장 적합한 방법을 규정해야합니다.

수학적 프로그래밍은 운영 연구에서 사용되는 가장 강력한 기술 중 하나이며 때로는 두 용어가 같은 의미로 사용되기도합니다.

이 프로그래밍은 컴퓨터 프로그래밍과 관련이 없으며 최적화를 의미합니다. 이산 프로그래밍 또는 최적화는 변수가 이산 값 (예 : 정수 값) 만 가정 할 수있는 문제를 해결합니다.

인간-기술 상호 작용에 대한 강조와 실제 응용에 중점을두기 때문에 운영 연구는 심리학 및 조직 과학에 의존하는 다른 분야, 특히 산업 공학 및 운영 관리와 보간되었습니다.

역사

역사적 기원

17 세기에 Pascal과 Huygens와 같은 수학자들은 복잡한 결정과 관련된 문제를 해결하려고 노력했습니다. 이러한 유형의 문제는 조합론을 사용하여 18 세기와 19 세기에 해결되었습니다.

20 세기에 재고 관리 연구는 1913 년에 개발 된 저렴한 로트 수량과 함께 현대 운영 연구의 시작으로 간주 될 수있었습니다.

1937 년 작전 연구는 처음에 영국에서 적용되었으며, 레이더 기술을 공중전 작전에 통합하기 위해 수행 된 연구에서 실험실에서 수행 된 연구와 차별화되었습니다.

제 2 차 세계 대전

작전 연구라는 용어는 제 2 차 세계 대전 중 영국군 관리가 과학자 그룹을 소집하여 군사 작전 연구에 과학적 접근 방식을 적용한 1941 년 초에 만들어졌습니다.

주요 목표는 부족한 자원을 각 작전 내 다양한 ​​군사 작전 및 활동에 효과적으로 할당하는 것이 었습니다.

영국에서와 마찬가지로 레이더는 미 공군의 발전을 자극했으며 1942 년 10 월 모든 사령부는 작전 연구 그룹을 직원으로 포함하도록 촉구 받았습니다.

50 년대와 60 년대

과학자들이 민간 부문에 원칙을 적용하는 법을 배운 후 군사 이외의 많은 분야에서 운영 연구가 성장했습니다. 군사 영역에서의 효율성은 다른 산업 및 정부 영역으로도 관심을 확장했습니다.

파트너십은 1948 년 영국 운영 연구 클럽 (1954 년 운영 연구 협회가 됨)과 함께 조직되었습니다.

1952 년 미국에서 Operations Research Society가 결성되었습니다. 다른 많은 국가 사회도 나타났습니다.

1957 년 옥스퍼드 대학교에서 운영 연구에 관한 첫 번째 국제 회의가 열렸습니다. 1959 년에 International Federation of Operations Research Societies가 설립되었습니다.

1967 년 Stafford Beer는 경영 과학 분야를 운영 연구의 비즈니스 용도로 설명했습니다.

향후 30 년 동안 컴퓨터가 개발됨에 따라 운영 연구는 이제 수십만 개의 변수와 제약으로 문제를 해결할 수 있습니다.

운영 조사 란 무엇입니까?

운영 연구 전문가는 매일 실제 문제를 해결하여 비용과 시간을 절약합니다. 이러한 문제는 매우 다양하며 거의 항상 관련이없는 것처럼 보입니다. 그러나 그 본질은 항상 동일하며 가장 효율적인 방법으로 목표를 달성하기위한 결정을 내립니다.

운영 연구의 중심 목표는 최적화, 즉 주어진 상황에 따라 가능한 최선의 방법으로 작업하는 것입니다.

이 일반적인 개념은 데이터 분석, 상품 및 자원 할당, 생산 프로세스 제어, 위험 관리, 교통 제어 등과 같은 많은 응용 프로그램을 가지고 있습니다.

-최적 솔루션

운영 연구는 복잡한 시스템을 분석하고 최적화하는 데 사용할 수있는 수학적 모델의 개발에 중점을 둡니다. 학술 및 산업 연구 분야가되었습니다. 이 과정은 세 단계로 나뉩니다.

-문제에 대한 가능한 솔루션 세트가 개발됩니다.

-획득 ​​한 대안을 분석하고 실행 가능한 작은 솔루션 세트로 축소합니다.

-생산 된 대체 솔루션은 시뮬레이션 된 구현을 거칩니다. 가능한 경우 실제 상황에서 테스트됩니다.

운영 연구를 적용 할 때 최적화 패러다임을 따라 의사 결정자는 의사 결정의 품질에 영향을 미칠 주요 변수를 선택합니다. 이 품질은 최대 (수익, 서비스 속도 등) 또는 최소화 (비용, 손실 등)를위한 객관적인 기능을 통해 표현됩니다.

객관적 기능 외에도 물리적, 기술적, 경제적, 환경 적 등의 제약 조건도 고려됩니다. 그런 다음 모든 의사 결정 변수의 값을 체계적으로 조정하여 최적 또는 실행 가능한 솔루션을 선택합니다.

-일반적인 용도

중요 경로 분석

프로젝트에서 일련의 활동을 프로그래밍하는 알고리즘입니다. 중요 경로는 가장 긴 종속 활동을 식별하고이를 완료하는 데 필요한 시간을 처음부터 끝까지 측정하여 결정됩니다.

할당 문제

기본적인 조합 최적화 문제입니다. 이 문제에는 여러 에이전트와 여러 작업이 있습니다. 모든 에이전트를 할당하여 모든 작업을 수행 할 수 있습니다.

상담원에게 할당 된 작업에 따라 비용이 발생하며 다양 할 수 있습니다. 따라서 할당의 총 비용을 최소화하기 위해 모든 작업을 수행하고 각 작업에 에이전트를 적절하게 할당하고 각 에이전트에 작업을 할당해야합니다.

모델

문제는 변수의 관계를 보여주는 모델을 통해 표현되기 때문에 모델은 운영 연구를 용이하게하는 데 큰 도움이됩니다.

실제 세계의 단순화 된 표현이므로 문제와 관련된 변수 만 포함됩니다. 예를 들어, 자유롭게 떨어지는 물체의 모델은 관련된 신체의 색상이나 질감을 설명하지 않습니다.

모델은 제어 된 변수와 제어되지 않은 변수 간의 관계와 시스템 성능을 나타냅니다. 따라서 단순히 설명이 아닌 설명이어야합니다.

사용 된 많은 단순화로 인해 모델에서 파생 된 예측에 약간의 오류가 발생하지만이 오류는 모델에서 얻을 수있는 운영 개선의 규모에 비해 상당히 작습니다.

모델 유형

첫 번째 모델은 모형 선박이나 비행기와 같은 물리적 표현이었습니다. 물리적 모델은 일반적으로 구축하기가 매우 쉽지만 상대적으로 단순한 개체 또는 시스템에만 적용되며 일반적으로 변경하기가 어렵습니다.

물리적 모델 이후의 다음 단계는 그래프로, 빌드 및 처리가 더 쉽지만 더 추상적입니다. 세 개 이상의 변수를 그래픽으로 표현하기가 어렵 기 때문에 기호 모델이 사용됩니다.

기호 모델에 포함될 수있는 변수의 수에는 제한이 없습니다. 이러한 모델은 실제 모델보다 구축 및 운영이 더 쉽습니다.

상징적 모델의 분명한 장점에도 불구하고 물리적 구조 및 메커니즘을 테스트 할 때와 같이 물리적 모델이 여전히 유용한 경우가 많습니다. 그래픽 모델도 마찬가지입니다.

상징적 모델

대부분의 운영 연구 모델은 기호가 시스템의 속성을 더 잘 나타 내기 때문에 기호 모델입니다.

기호 모델은 행렬 또는 방정식의 형태입니다. 이러한 모델은 문제에 따라 정량적 방식 (비용, 무게 등)으로 솔루션을 제공합니다.

상징적 모델은 완전히 추상적입니다. 모델에 기호가 정의되면 의미가 부여됩니다.

콘텐츠가 다른 시스템의 상징적 모델은 종종 유사한 구조를 보여줍니다. 따라서 시스템에서 발생하는 문제를 몇 가지 구조로 분류 할 수 있습니다.

모델에서 솔루션을 추출하는 방법은 구조에만 의존하기 때문에 상황에 맞는 관점에서 다양한 문제를 해결하는 데 사용할 수있는 방법은 거의 없습니다.

응용

제조 회사, 서비스 조직, 군대 및 정부와 같이 운영 연구의 응용 프로그램이 풍부합니다. 솔루션에 기여한 문제의 범위는 엄청납니다.

-항공사, 기차 또는 버스 일정.

-프로젝트에 직원 할당.

-기업이 채택한 전략 개발 (게임 이론).

-저수지의 물 흐름 관리.

프로젝트 계획

프로젝트의 총 기간에 영향을 미치는 복잡한 프로젝트의 프로세스가 식별됩니다.

바닥 계획

공장의 장비 또는 컴퓨터 칩의 구성 요소에 대한 청사진을 설계하여 제조 시간을 줄여 비용을 절감합니다.

네트워크 최적화

중단 중에 서비스 품질을 보호하기 위해 통신 또는 에너지 시스템 네트워크를 구성합니다.

시설 위치

운송 비용을 최소화하고, 위험 물질을 집 근처에 두지 않는 것과 같은 요소를 고려합니다.

라우팅

공중 전화 네트워크와 같은 회선 교환 네트워크와 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크를 포함한 많은 유형의 네트워크에서 수행됩니다.

프로젝트 운영 활동

운영 연구 기술을 통해 시스템의 다양성의 결과로 프로젝트에서 운영 활동의 흐름을 관리하여 이러한 변동성을 줄이고 시간, 재고 및 용량 할당의 조합을 사용하여 공간을 할당합니다.

공급망 관리

완제품에 대한 불안정한 수요에서 파생 된 부품 및 원자재의 흐름을 관리하는 것입니다.

수송

배송 및 운송 시스템의화물 관리. 예 : 복합화물 또는 여행하는 세일즈맨 문제.

세계화

보다 경제적 인 노동력, 토지, 자재 또는 기타 생산적인 투입물을 활용하기 위해 운영 프로세스를 세계화합니다.

재고 중단 문제

종이 또는 금속 시트 롤과 같은 재고 재료를 특정 크기의 조각으로 자르고 재료 낭비를 최소화하는 것을 말합니다.

예

주유소 케이스

두 도로의 교차로에 위치한 도시 주유소에서 정차하는 차량을 분석 한 결과 거의 모든 것이 교차로에서 가능한 16 개 경로 중 4 개 (진입 방법 4 개, 출구 4 개)에서 비롯된 것으로 나타났습니다.

각 경로별로 운행에 정차 한 차량의 비율을 살펴보면,이 비율은 정차시 손실 된 시간과 관련이있는 것으로 나타났습니다.

그러나이 관계는 선형 적이 지 않았습니다. 즉, 하나의 증가는 다른 하나의 증가에 비례하지 않았습니다.

그런 다음 감지 된 손실 시간이 실제 손실 시간을 초과 함을 발견했습니다. 정지 된 차량의 비율과인지 된 손실 시간 사이의 관계는 선형 적이었습니다.

따라서 주유소에서 정차 한 차량의 수와 교차로의 각 경로의 교통량을 연관시켜 서비스를받는 데 필요한 시간에 영향을 미치는 모델이 구축되었습니다.

할당 문제

작업자를 작업에, 트럭을 배달 경로에, 수업을 교실에 배정하는 것으로 구성됩니다. 일반적인 운송 문제는 필요한 곳에 빈 철도 차량을 할당하는 것입니다.

또한 특정 제품을 제조하는 데 사용해야하는 기계 또는 특정 기간 동안 공장에서 제조해야하는 제품 세트를 결정하는데도 사용됩니다.

선형 프로그래밍

이 기술은 정유소에서 석유와 화학 물질을 혼합하고, 대기업을위한 공급 업체를 선택하고, 배송 경로와 일정을 결정하고, 트럭을 관리하고 유지하는 것과 같은 문제에 일상적으로 사용됩니다.

베이지안 검색 이론

베이지안 통계는 분실 된 항목을 검색하는 데 적용됩니다. 잃어버린 선박을 찾기 위해 여러 번 사용되었습니다.

그는 2009 년 에어 프랑스 447 편 재난에서 비행 기록을 복구하는 데 중요한 역할을했습니다.

또한 말레이시아 항공 370 편의 잔해를 찾는 데 사용되었습니다.

재고 관리

예를 들어, 구매 또는 생산할 상품의 수량, 고용 또는 교육 할 사람의 수, 새로운 생산 시설 또는 소매점의 규모를 결정할 때 재고 문제가 발생합니다.

참고 문헌

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