Под операцией мы будем понимать любое мероприятие (или систему действий), объединенное единым замыслом и направленное к достижению определенной цели.
Примеры операций.
- 1. Система мероприятий, направленная к повышению надежности технического устройства.
- 2. Отражение воздушного налета средствами ПВО.
- 3. Размещение заказов на производство оборудования.
- 4. Разведывательный поиск группы самолетов в тылу противника.
- 5. Запуск группы искусственных спутников Земли для установления системы телевизионной связи.
- 6. Система перевозок, обеспечивающая снабжение ряда пунктов определенного вида товарами.
Операция всегда является управляемым мероприятием, т. е. от нас зависит выбрать тем или другим способом какие-то параметры, характеризующие способ ее организации. «Организация» здесь понимается в широком смысле слова, включая и выбор технических средств, применяемых в операции. Например, организуя отражение воздушного налета средствами ПВО, мы можем, в зависимости от обстановки, выбирать тип и свойства применяемых технических средств (ракет, установок) или же, при заданных технических средствах, решать только задачу рациональной организации самой процедуры отражения нa^eтa (распределение целей между установками, количество ракет, направляемых на каждую цель и т. д.).
Всякий определенный выбор зависящих от нас параметров мы будем называть решением.
Решения могут быть удачными и неудачными, разумными и неразумными. Оптимальными называются решения, которые, по тем или иным соображениям, предпочтительнее других.
Основная задача исследования операций--предварительное количественное обоснование оптимальных решений.
Заметим, что само принятие решения выходит за рамки исследования операций и относится к компетенции ответственного лица (или группы лиц), которым предоставлено право окончательного выбора. При этом выборе ответственные за него лица могут учитывать, наряду с рекомендациями, вытекающими из математического расчета, еще ряд соображений (количественного и качественного характера), которые не были учтены расчетом.
Таким образом, исследование операций не ставит себе задачей полную автоматизацию принятия решений, полное исключение из этого процесса размышляющего, оценивающего, критикующего человеческого сознания. В конечном итоге, решение всегда принимается человеком (или группой лиц); задача исследования операций -- подготовить количественные данные и рекомендации, облегчающие человеку принятие решения*).
*) Даже в тех случаях, когда принятие решения, казалось бы, полностью автоматизировано (например, в процессе автоматического управления предприятием или космическим кораблем), роль человека не устраняется, ибо, в конечном счете, от него зависит выбор алгоритма, по которому осуществляется управление.
Наряду с основной задачей -- обоснованием оптимальных решений -- к области исследования операций относятся и другие задачи, такие как
- -- сравнительная оценка различных вариантов организации операции;
- -- оценка влияния на результат операции различных параметров (элементов решения и заданных условий);
- -- исследование так называемых «узких мест», то есть элементов управляемой системы, нарушение работы которых особенно сильно сказывается на успехе операции, и т. д.
Эти «вспомогательные» задачи исследования операций приобретают особую важность, когда мы рассматриваем данную операцию не изолированно, а как составной элемент целой системы операций. Так называемый «системный» подход к задачам исследования операций требует учета взаимной зависимости и обусловленности целого комплекса мероприятий. Разумеется, в принципе всегда можно объединить систему операций в одну сложную операцию более «высокого порядка», но на практике это не всегда удобно (и не всегда желательно), и в ряде случаев целесообразно выделять в качестве «операций» отдельные элементы системы, а окончательное решение принимать с учетом роли и места данной операции в системе.
Итак, рассмотрим отдельную операцию О. Размышляя над организацией операции, мы стремимся сделать ее наиболее эффективной. Под эффективностью операции разумеется степень ее приспособленности к выполнению стоящей перед ней задачи. Чем лучше организована операция, тем она эффективнее.
Чтобы судить об эффективности операции и сравнивать между собой по эффективности различно организованные операции, нужно иметь некоторый численный критерий оценки или показатель эффективности (в некоторых руководствах показатель эффективности называют «целевой функцией»).
Будем в дальнейшем обозначать показатель эффективности буквой W.
Конкретный вид показателя эффективности W, которым следует пользоваться при численной оценке эффективности, зависит от специфики рассматриваемой операции, ее целевой направленности, а также от задачи исследования, которая может быть поставлена в той или другой форме.
Многие операции выполняются в условиях, содержащих элемент случайности (например, операции, связанные с колебаниями спроса и предложения, с движением народонаселения, заболеваемостью, смертностью, а также все военные операции). В этих случаях исход операции, даже организованной строго определенным образом, не может быть точно предсказан, остается случайным. Если это так, то в качестве показателя эффективности W выбирается не просто характеристика исхода операции, а ее среднее значение (математическое ожидание). Например, если задача операции -- получение максимальной прибыли, то в качестве показателя эффективности берется средняя прибыль. В других случаях, когда задачей операции является осуществление вполне определенного события, в качестве показателя эффективности берут вероятность этого события (например, вероятность того, что в результате воздушного налета данная группа целей будет поражена).
Правильный выбор показателя эффективности -- необходимое условие полезности исследования, применяемого для обоснования решения.
Рассмотрим ряд примеров, в каждом из которых показатель эффективности W выбран в соответствии с целевой направленностью операции.
Пример 1. Рассматривается работа промышленного предприятия под углом зрения его рентабельности, причем проводится ряд мер с целью повышения этой рентабельности Показатель эффективности -- прибыль (или средняя прибыль), приносимая предприятием за хозяйственный год
Пример 2 Группа истребителей поднимается в воздух для перехвата одиночного самолета противника Цель операции -- сбить самолет. Показатель эффективности -- вероятность поражения (сбития) самолета
Пример 3. Ремонтная мастерская занимается обслуживанием машин; ее рентабельность определяется количеством машин, обслуженных в течение дня. Показатель эффективности -- среднее число машин, обслуженных за день («среднее» потому, что фактическое число случайно)
Пример 4. Группа радиолокационных станций в определенном районе ведет наблюдение за воздушным пространством. Задача группы -- обнаружить любой самолет, если он появится в районе Показатель эффективности -- вероятность обнаружения любого самолета, появившегося в районе.
Пример 5. Предпринимается ряд мер по повышению надежности электронной цифровой вычислительной машины (ЭЦВМ). Цель операции -- уменьшить частоту появления неисправностей («сбоев») ЭЦВМ, или, что равносильно, увеличить средний промежуток времени между сбоями («наработку на отказ»). Показатель эффективности -- среднее время безотказной работы ЭЦВМ (или среднее относительное время исправной работы).
Пример 6. Проводится борьба за экономию средств при производстве определенного вида товаров. Показатель эффективности--количество (или среднее количество) сэкономленных средств.
Во всех рассмотренных примерах показатель эффективности, каков бы он ни был, требовалось обратить в максимум («чем больше, тем лучше»). Вообще, это не обязательно: в исследовании операций часто пользуются показателями, которые требуется обратить не в максимум, а в минимум («чем меньше, тем лучше»). Например, в примере 4 можно было бы в качестве показателя эффективности взять «вероятность тоге, что появившийся самолет не будет обнаружен» -- этот показатель желательно сделать как можно меньше. В примере 5 за показатель эффективности можно было бы принять «среднее число сбоев за сутки», которое желательно минимизировать. Если оценивается какая-то система, обеспечивающая наведение снаряда на цель, то в качестве показателя эффективности можно выбрать среднее значение «промаха» снаряда (расстояния от траектории до центра цели), которое желательно сделать как можно меньше. Наряд средств, выделяемых на выполнение какой-либо задачи, тоже желательно сделать минимальным, равно как и стоимость предпринимаемой системы мероприятий. Таким образом, во многих задачах исследования операций разумное решение должно обеспечивать не максимум, а минимум некоторого показателя.
Очевидно, что случай, когда показатель эффективности W надо обратить в минимум, легко сводится к задаче максимизации (для этого достаточно, например, изменить знак величины W). Поэтому в дальнейшем, рассматривая в общем виде задачу исследования операций, мы будем для простоты говорить только о случае, когда W требуется обратить в м а к с и м у м. Что касается практических конкретных задач, то мы будем пользоваться как показателями эффективности, которые требуется максимизировать, так и теми, которые требуется минимизировать.
operations research) И. о. - сравнительно новая область, краткая история к-рой восходит к началу Второй мировой войны. Эта точная мат. наука содержит четко определенный набор общих принципов, к-рые обеспечивают исследователей планом реализации операций научного исслед. Он включает следующие стадии. 1. Формулирование проблемы. 2. Построение мат. модели, репрезентирующей исследуемую систему. 3. Получение решения из данной модели. 4. Проверка модели и полученного из нее решения. 5. Установление контроля за решением. 6. Практ. реализация решения: внедрение. Формулирование проблемы Необходимо уделять серьезное внимание определению общего характера проблемы и, что еще важнее, целям исслед. Эти цели должны формулироваться в поведенческих терминах, с тем чтобы минимизировать или устранить двусмысленность и неопределенность. Должно быть тж отведено время на то, чтобы корректно установить приоритеты в отношении реально достижимых целей. Слишком большой список целей может вызвать потенциальные трудности с их реализацией, особенно если эти цели не четко увязаны в логическую последовательность. Построение математической модели Вторая фаза проведения исследований с т. зр. И. о. предполагает описание модели. Предназначение модели заключается в репрезентации реального мира. В И. о. такие модели являются символическими, выражаемыми в мат. терминах. Классическое уравнение Е = тс2 - типичный пример мат. модели. Традиционными формами для таких моделей служат алгебраические уравнения, к-рые не только знач. более экономны, чем вербальные формулировки, но тж влекут за собой тщательность и точность определения, необходимую для четкого выражения и понимания отдельных элементов и их взаимосвязей. Наиболее важной задачей в построении такой модели является четкая и точная разработка и определение целевой функции. Эта функция выражает взаимосвязь между независимыми и зависимыми переменными. Получение решения из данной модели Третья фаза заключается в поиске решения. Как правило, желательно найти оптимальное или лучшее решение, однако следует учитывать, что такое решение будет обладать ценностью лишь в контексте рассматриваемой модели. Поскольку модель является лишь репрезентацией проблемы реального мира, существует множество ситуаций, в к-рых оптимальное решение может оказаться не сопряженным с наилучшим выбором. Однако, когда оптимальное решение сочетается с менее оптимальными или более реалистическими альтернативными решениями, с возможностью их последующей проверки применительно к реальной проблеме, использование оптимального решения влечет за собой определенные выгоды. Одна из таких выгод связана с определением в конце исслед. относительной дистанции между этим идеальным решением и принятой альтернативой. Побочным продуктом такой методологии использования И. о. является предположение, что менее оптимальные решения могут рассматриваться в качестве ступенек на пути достижения цели. Этот метод последовательных приближений может приводить исследователя операций к более плодотворным результатам. Существует множество мат. процедур для получения решений в модели И. о. Эти процедуры основываются на приложениях теории вероятностей. Проверка модели и полученного из нее решения Проверка модели и решения связана с реализацией двух шагов. Первый состоит в тщательном анализе всех элементов модели, включ. перепроверку ее алгебраических множителей на присутствие упрощенческих косметических ошибок, к-рые могут влиять на валидность. Др. еще более важный шаг связан с переопределением связей модели с предпосылками, к-рые изначально использовались для разработки этой модели. Более систематический план проверки включает тж использование ист. данных, к-рые можно легко ввести в модель, с тем чтобы можно было получить опытное (prototype) решение. Эти данные должны быть тщательным образом изучены, чтобы гарантировать специалисту по исследованию операций валидность проверки. Следует обратить внимание на то, что коль скоро эта модель практически разрабатывается на основе предшествующих ист. данных и потребностей, она может повести себя совершенно иначе в будущем. Др. распространенной ошибкой является введение в модель факторов, к-рые не были представлены в ист. базе данных. Установление контроля Пятая стадия, установление контроля за решением, появляется в ходе многократного использования модели. Контроль над моделью устанавливается в тех случаях, когда специалист по исследованию операций допускает расхождения в значениях ист. данных и признает, что эти расхождения могут влиять на связи между элементами модели и получаемыми решениями. Др. важным шагом может стать разработка ограничений по отобранным осн. параметрам модели для установления диапазона приемлемых значений с учетом реальных данных. Реализация модели Заключительным шагом является введение в модель реальных данных. Практ. реализация модели сопряжена с очевидным шагом введения реальных данных и получения решения реальной задачи. Кроме того, представляется тж важным оценить близость реального решения к ист. решениям, полученным ранее, а тж последствия этого решения для совершенствования способов эксплуатации модели. Эти шаги обеспечивают важную связь между мат. природой И. о. и практ. результатами исследования. В конечном счете, эти решения и их управленческие последствия используются опытным специалистом по И. о. для доведения модели в целях ее возможного использования в будущем. См. также Методология (научных) исследований Р. С. Эндрулис
Следует усвоить основные понятия и определения исследования операций.
Операция - любое управляемое мероприятие, направленное на достижение цели. Результат операции зависит от способа ее проведения, организации, иначе - от выбора некоторых параметров. Всякий определенный выбор параметров называется решением. Оптимальными считают те решения, которые по тем или иным соображениям предпочтительнее других. Поэтому основной задачей исследования операций является предварительное количественное обоснование оптимальных решений.
Замечание 1
Следует обратить внимание на постановку проблемы: само принятие решений выходит за рамки исследования операций и относится к компетенции ответственного лица или группы лиц, которые могут учитывать и другие соображения, отличные от математически обоснованных.
Замечание 2
Если в одних задачах исследования операций оптимальным является решение, при котором выбранный критерий эффективности принимает максимальное или минимальное значение, то в других задачах это вовсе не обязательно. Так, в задаче оптимальным можно считать, например, такое количество торговых точек и персонала в них, при котором среднее время обслуживания покупателей не превысит, например, 5 мин, а длина очереди в среднем в любой момент окажется не более 3 человек (1, стр. 10-11).
Эффективность производственно-коммерческой деятельности в значительной степени определяется качеством решений, повседневно принимаемым менеджерами разного уровня. В связи с этим большое значение приобретают задачи совершенствования процессов принятия решений, решить которые позволяет исследование операций. Термин «исследование операций» впервые начал использоваться в 1939-1940 гг. в военной области. К этому времени военная техника и ее управление принципиально усложнилось вследствие научно-технической революции. И поэтому к началу Второй мировой войны возникла острая необходимость проведения научных исследований в области эффективного использования новой военной техники, количественной оценки и оптимизации принимаемых командованием решений. В послевоенный период успехи новой научной дисциплины были востребованы в мирных областях: в промышленности, предпринимательской и коммерческой деятельности, в государственных учреждениях, в учебных заведениях.
Исследование операций – это методология применения математических количественных методов для обоснования решений задач во всех областях целенаправленной человеческой деятельности. Методы и модели исследования операций позволяют получить решения, наилучшим образом отвечающие целям организации.
Исследование операций - это наука, занимающаяся разработкой и практическим применением методов наиболее эффективного (или оптимального) управления организационными системами.
Основной постулат исследования операций состоит в следующем: оптимальным решением (управлением) является такой набор значений переменных, при котором достигается оптимальное (максимальное или минимальное) значение критерия эффективности (целевой функции) операции и соблюдаются заданные ограничения.
Предметом исследования операций являются задачи принятия оптимальных решений в системе с управлением на основе оценки эффективности ее функционирования. Характерными понятиями исследования операций являются: модель, изменяемые переменные, ограничения, целевая функция.
Предмет исследования операций в реальности - это системы организационного управления (организации), которые состоят из большого числа взаимодействующих между собой подразделений, причем интересы подразделений не всегда согласуются между собой и могут быть противоположными.
Целью исследования операций является количественное обоснование принимаемых решений по управлению организациями.
Решение, которое оказывается наиболее выгодным для всей организации, называется оптимальным, а решение, наиболее выгодное одному или нескольким подразделениям, будет субоптимальным.
В качестве примера типичной задачи организационного управления, где сталкиваются противоречивые интересы подразделений, рассмотрим задачу управления запасами предприятия.
Производственный отдел стремится выпускать как можно больше продукции при наименьших затратах. Поэтому он заинтересован в возможно более длительном и непрерывном производстве, т. е. в выпуске изделий большими партиями, ибо такое производство снижает затраты на переналадку оборудования, а следовательно и общие производственные затраты. Однако выпуск изделий большими партиями требует создания больших объемов запасов материалов, комплектующих изделий и т. д.
Отдел сбыта также заинтересован в больших запасах готовой продукции, чтобы удовлетворить любые запросы потребителя в любой момент времени. Заключая каждый контракт, отдел сбыта, стремясь продать как можно больше продукции, должен предлагать потребителю максимально широкую номенклатуру изделий. Вследствие этого между производственным отделом и отделом сбыта часто возникает конфликт по поводу номенклатуры изделий. При этом отдел сбыта настаивает на включении в план многих изделий, выпускаемых в небольших количествах даже тогда, когда они не приносят большой прибыли, а производственный отдел требует исключения таких изделий из номенклатуры продукции.
Финансовый отдел, стремясь минимизировать объем капитала, необходимого для функционирования предприятия, пытается уменьшить количество «связанных» оборотных средств. Поэтому он заинтересован в уменьшении запасов до минимума. Как видим, требования к размерам запасов у разных подразделений организации оказываются различными. Возникает вопрос, какая стратегия в отношении запасов будет наиболее благоприятной для всей организации. Это типичная задача организационного управления. Она связана с проблемой оптимизации функционирования системы в целом и затрагивает противоречивые интересы ее подразделений.
Основные особенности исследования операций:
1. Системный подход к анализу поставленной проблемы. Системный подход, или системный анализ, является основным методологическим принципом исследования операций, который состоит в следующем. Любая задача, какой бы частной она не казалась на первый взгляд, рассматривается с точки зрения ее влияния на критерий функционирования всей системы. Выше системный подход был проиллюстрирован на примере задачи управления запасами.
2. Для исследования операций характерно, что при решении каждой проблемы возникают все новые и новые задачи. Поэтому если сначала ставятся узкие, ограниченные цели, применение операционных методов не эффективно. Наибольший эффект может быть достигнут только при непрерывном исследовании, обеспечивающем преемственность в переходе от одной задачи к другой.
3. Одной из существенных особенностей исследования операций является стремление найти оптимальное решение поставленной задачи. Однако часто такое решение оказывается недостижимым из-за ограничений, накладываемых имеющимися в наличии ресурсами (денежные средства, машинное время) или уровнем современной науки. Например, для многих комбинаторных задач, в частности задач календарного планирования при числе станков п > 4, оптимальное решение при современном развитии математики оказывается возможным найти лишь простым перебором вариантов. Тогда приходится ограничиваться поиском «достаточно хорошего», или субоптимального решения. Поэтому исследование операций один из его создателей - Т. Саати - определил как «...искусство давать плохие ответы на те практические вопросы, на которые даются еще худшие ответы другими методами».
4. Особенность операционных исследований состоит в том, что они проводятся комплексно, по многим направлениям. Для проведения такого исследования создается операционная группа. В ее состав входят специалисты разных областей знания: инженеры, математики, экономисты, социологи, психологи. Задачей создания подобных операционных групп является комплексное исследование всего множества факторов, влияющих на решение проблемы, и использование идей и методов различных наук.
Каждое операционное исследование проходит последовательно следующие основные этапы:
1) описание задачи планирования,
2) построение математической модели,
3) нахождение решения,
4) проверка и корректировка модели,
5) реализация найденного решения на практике.
Описание задачи планирования:
Задачи сетевого планирования и управления
рассматривают соотношения между сроками окончания крупного комплекса операций (работ) и моментами начала всех операций комплекса. Эти задачи состоят в нахождении минимальной продолжительности комплекса операций, оптимального соотношения величин стоимости и сроков их выполнения.
Задачи массового обслуживания посвящены изучению и анализу систем обслуживания с очередями заявок или требований и состоят в определении показателей эффективности работы систем, их оптимальных характеристик, например в определении числа каналов обслуживания, времени обслуживания и т.п.
Задачи управления запасами состоят в отыскании оптимальных значений уровня запасов (точек заказа) и размеров заказа. Особенность таких задач заключается в том, что с увеличением уровня запасов, с одной стороны, увеличиваются затраты на их хранение, но, с другой стороны, уменьшаются потери вследствие возможного дефицита запасаемого продукта.
Задачи распределения ресурсов возникают при определенном наборе операций (работ), которые необходимо выполнять при ограниченных наличных ресурсах, и требуется найти оптимальные распределения ресурсов между операциями или состав операций.
Задачи ремонта и замены оборудования актуальны в связи с износом и старением оборудования и необходимостью его замены с течением времени. Задачи сводятся к определению оптимальных сроков, числа профилактических ремонтов и проверок, а также моментов замены оборудования модернизированным.
Задачи составления расписания (календарного планирования) состоят в определении оптимальной очередности выполнения операций (например, обработки деталей) на различных видах оборудования.
Задачи планировки и размещения состоят в определении числа и места размещения новых объектов с учетом их взаимодействия с существующими объектами и между собой.
Задачи выбора маршрута, или сетевые задачи, чаще всего встречаются при исследовании разнообразных задач на транспорте и в системе связи и состоят в определении наиболее экономичных маршрутов (1, стр.15).
Операцией называется всякое мероприятие (система действий), объединенное единым замыслом и направленное к достижению определенной цели. Операция есть всегда управляемое мероприятие, т.е. имеется возможность распорядиться способом выбора некоторых параметров, характеризующих ее организацию. Эти параметры называют управляющими переменными .
Всякий определенный выбор таких переменных называется решением. Решения могут быть удачными и неудачными, разумными и неразумными. Оптимальными называют такие решения, которые по некоторым критериям предпочтительнее других.
Цель исследования операций – предварительное количественное обоснование оптимальных решений, которых может быть более одного. Окончательный выбор решения выходит за рамки исследования операций и производится средствами так называемой теории принятия решений.
Любая задача исследования операций имеет начальные «дисциплинирующие» условия, т.е. такие исходные данные, которые фиксированы с самого начала и не могут быть нарушены. В своей совокупности они формируют так называемое множество возможных решений.
Чтобы сравнивать между собой по эффективности разные решения, нужно иметь количественный критерий, называемый показателем эффективности (или целевой функцией). Этот показатель выбирается так, чтобы отражать целевую направленность операции.
Часто выполнение операции сопровождается действием случайных факторов. Тогда в качестве показателя эффективности берется не сама величина, которую хотелось бы оптимизировать, а ее среднее значение (или математическое ожидание).
Иногда операция, сопровождаемая случайными факторами, преследует такую цель А , которая может быть либо достигнута полностью, либо не достигнута совсем (типа «да – нет»). Тогда в качестве показателя эффективности выбирают вероятность достижения этой цели p (A ). (Если p (A ) = 0 или 1, то приходим к известной в кибернетике задаче «черного ящика».)
Неправильный выбор показателя эффективности очень опасен. Операции, организованные под углом зрения неудачно выбранного критерия, могут привести к неоправданным затратам и потерям. (Например, «вал» в качестве основного критерия оценки хозяйственной деятельности предприятия.)
1.3. Общая постановка задачи исследования операций
Задачи исследования операций делятся на две категории: а) прямые и б) обратные.
Прямые задачи отвечают на вопрос: чему будет равен показатель эффективности Z , если в заданных условиях y Y будет принято некоторое решение x X . Для решения такой задачи строится математическая модель, позволяющая выразить показатель эффективности через заданные условия и решение, а именно:
где
заданные
факторы (исходные данные),
управляющие
переменные (решение),
Z – показатель эффективности (целевая функция),
F – функциональная зависимость между переменными.
Эта
зависимость в разных моделях выражается
по-разному. Зависимость между
и
обычно выражается в виде ограничений
на
Если
вид зависимости F
известен, то показатель Z
находится прямой подстановкой
и
в данный функционал.
Обратные
задачи
отвечают на вопрос: как при данных
условиях
выбрать решение
чтобы показатель эффективностиZ
обратился в максимум (минимум). Такую
задачу называют задачей оптимизации
решения.
Пусть прямая задача решена, т.е. модель операции задана и вид зависимости F известен. Тогда обратная задача (т.е. задача оптимизации) может быть сформулирована следующим образом.
Требуется
найти
такое
решение
при котором показатель эффективностиZ
= opt
:
Эта
формула читается так: Z
есть оптимальное значение
взятое по всем решениям, входящим в
множество возможных решенийX
.
Метод
поиска экстремума показателя эффективности
Z
и связанного с ним оптимального решения
должен всегда выбираться, исходя из
особенностей функцииF
и вида ограничений, накладываемых на
решение. (Например, классическая задача
линейного программирования.)
Под операцией понимается любое мероприятие, объединенное единым замыслом и направление к достижению определенной цели.
Операция всегда является управляемым мероприятием, т.е. от нас зависит выбор параметров, характеризующих способ ее организации.
Всякий определенный выбор зависящих от нас параметров будем называть решением .
Оптимальными называются решения, которые, по тем или иным соображениям, предпочтительнее других.
Основная задача исследования операций – предварительное количественное обоснование оптимальных решений . Исследование операций не ставит задачу полную автоматизацию принятия решений. Решение всегда принимается человеком. Задача исследования операций – подготовить количественные данные и рекомендации, облегчающие человеку принятие решений.
Наряду с основной задачей - обоснованием оптимальных решений – к области исследования операций относятся и другие задачи:
Сравнительная оценка различных вариантов организации операции,
Оценка влияния на операцию различных параметров,
Исследование «узких мест», т.е. элементов, нарушение работы которых особенно сильно сказывается на успехе операции, и т.д.
Эти вспомогательные задачи приобретают особую важность, когда данная операция рассматривается не изолировано, а как составной элемент целой системы операций. «Системный» подход к задачам исследования операций требует учета взаимной зависимости и обусловленности целого комплекса мероприятий, т.е. окончательное решение принимать с учетом роли и места данной операции в системе.
Под эффективностью операции понимается степень ее приспособленности к выполнению стоящей перед ней задачи.
Чтобы судить об эффективности операции и сравнивать между собой по эффективности различно организованные операции, нужно иметь некоторый численный критерий оценки или показатель эффективности .
Последовательность действий в исследовании операций.
1. Формулируется цель исследования и разрабатывается постановка задачи.
2. Для применения количественных методов в любой области всегда требуется построить математическую модель явления. На основе анализа свойств оригинала осуществляется построение этой модели.
3. После построения модели на ней получают результаты
4. Они интерпретируются в терминах оригинала и переносятся на оригинал.
5. С помощью сравнения осуществляется сопоставление результатов моделирования с результатами, полученными при непосредственном исследовании оригинала.
Если результаты, полученные с помощью модели, близки к результатам, полученным при исследовании оригинала, то в отношении данных свойств модель можно считать адекватной оригиналу.
При проектировании и эксплуатации АСУ часто возникают задачи, связанные с анализом, как количественных, так и качественных закономерностей их функционирования, определением их оптимальной структуры и т.д.
Непосредственное экспериментирование на объектах для решения этих задач имеет ряд существенных недостатков:
1. Нарушается установленный режим работы объекта.
2. В натурном эксперименте невозможно проанализировать все альтернативные варианты построения системы и т.д.
Эти задачи целесообразно решать на модели, отделенной от объекта и реализуемой на ЭВМ.
При моделировании информационных систем находят широкое применение математические модели.
Метод математического моделирования является способом исследования различных объектов путем составления соответствующего математического описания и вычисления на его основе характеристик исследуемого объекта.
Необходимо построение математической модели. Она формализовано отражает процесс функционирования оригинала и описывает основные закономерности его поведения. При этом все второстепенные, несущественные факторы из рассмотрения исключаются.
Объектом математического моделирования являются сложные системы. Сложной системой называют определенным образом организованную и целенаправленную функционирующую совокупность большого числа информационно связанных и взаимодействующих элементов в условиях воздействия внешних факторов.
Можно выделить 4 основных этапа моделирования систем на ЭВМ:
Построение концептуальной модели системы и ее формализация;
Алгоритмизация модели системы и разработка моделирующей программы;
Получение и интерпретация предварительных результатов моделирования;
Проверка адекватности модели и системы; корректировка модели
Основной расчет показателей качества функционирования системы по результатам моделирования, реализация модели.
Лекция 3. Основные понятия метода экспертных оценок. Формирование экспертных групп. Процедуры опроса. Методы ранжирования, парных сравнений, оценивание в относительной шкале.
