Επιχειρησιακή Έρευνα 1. Εισαγωγή

Επιχειρησιακή Έρευνα 1. Εισαγωγή 1

Ορολογία Operational Research (British/Europeans) Operations Research (USA) Κοινός συμβολισμός: OR Άλλοι όροι: Management Science (MS), Industrial Engineering (IE) Decision Science (DS) 2

Προέλευση και ιστορία της Ε.Ε. 3

Αλλαγές στις επιχειρήσεις Τέλος του 19ου αιώνα: βιομηχανική επανάσταση Αύξηση μεγέθους και πολυπλοκότητας επιχειρήσεων Δημιουργία πολυεθνικών Εξειδίκευση της εργασίας Επιμερισμός των διοικητικών δράσεων σε πολλά τμήματα 4

5

Προβλήματα από την εξειδίκευση και τον επιμερισμό 6 Τα τμήματα της εταιρείας αυτόνομες οντότητες με διαφορετικούς στόχους π.χ.: Τμήμα παραγωγής: στόχος η μέγιστη αξιοποίηση ανθρώπινου δυναμικού Οικονομικές υπηρεσίες: στόχος η δημιουργία καθαρού κέρδους Τμήμα πωλήσεων: στόχος η συνεχής διαθεσιμότητα των προϊόντων Τμήμα μάρκετινγκ: στόχος η δημιουργία αποτελεσματικού δικτύου διανομής και προώθησης προϊόντων

Προβλήματα από την πολυπλοκότητα των επιχειρήσεων Δύσκολη η κατανομή του ανθρώπινου δυναμικού Δύσκολη η διαχείριση των υλικών για το σύνολο της επιχείρησης Η ανάγκη επίλυσης προβλημάτων κατανομής πόρων με τον πιο αποδοτικό τρόπο δημιούργησε τις συνθήκες για την εμφάνιση της Ε.Ε. 7

Ιστορικά στοιχεία 8 Οι ρίζες της Ε.Ε. στις αρχές του 20ού αιώνα Πρώτες προσπάθειες συστηματικής επίλυσης προβλημάτων διοίκησης επιχειρήσεων Επιχειρησιακή Έρευνα: Ο όρος χρησιμοποιήθηκε στις αρχές του 2ου παγκοσμίου πολέμου οργάνωση στρατιωτικών δραστηριοτήτων της Μεγάλης Βρετανίας

9

Πρώτες μελέτες 10 Patrick Blackett (UK, 1897-1974): Μελέτη για τις εφοδιοπομπές των Βρετανών Σημεία ενίσχυσης των αεροπλάνων της RAF George Dantzig (USA,1914 2005): Εφοδιαστική αλυσίδα για χιλιάδες είδη και ανθρώπους

Γέννηση της Ε.Ε. 11 Ανάγκες για κατανομή ανθρώπινου και υλικού δυναμικού στις πολεμικές επιχειρήσεις Μεγάλος αριθμός επιστημόνων κλήθηκε από Βρετανικές και Αμερικανικές διοικήσεις Δημιουργήθηκαν οι πρώτες ομάδες Ε.Ε. για αντιμετώπιση επιχειρησιακών προβλημάτων Σημαντική συμβολή στις νίκες των συμμάχων

12

Ιστορικοί σταθμοί της ΕΕ 13 1936-1937: Προσπάθειες και πειράματα ενοποίησης δεδομένων από ραντάρ και παρατηρήσεις εδάφους για τις πτήσεις της RAF 1938: Εμφάνιση του όρου Operational Research = Research into military operations που σήμαινε την έρευνα με στόχο την επιχειρησιακή επάρκεια των συστημάτων ραντάρ. Σύσταση της πρώτης OR ομάδας. 1939: Μεγάλη στρατιωτική άσκηση της Βρετανίας όπου φάνηκε η βελτίωση του αμυντικού συστήματος 1940: Μελέτη της ομάδας OR σώζει 120 αεροσκάφη με τα πληρώματά τους όταν οι Γάλλοι ζήτησαν βοήθεια εναντίων των Γερμανών

Ιστορικοί σταθμοί της ΕΕ 14 1941: Operational Research Section (ORS) in Coastal Command Αρμοδιότητες/προβλήματα: Οργάνωση συντήρησης και επιθεωρήσεων αεροσκαφών Αποφάσεις για τους τύπους των αεροσκαφών που θα μετέχουν σε συγκεκριμένες επιχειρήσεις Βελτίωση της πιθανότητας να καταστραφεί ολοσχερώς ένα εχθρικό υποβρύχιο

Παράδειγμα επιτυχίας της ORS 15 Αρχικά (1941) η πιθανότητα καταστροφής υποβρυχίου ήταν 2%-3% (απαιτούνταν πάνω από 34.000 ανθρωποώρες για απλή επίθεση και >1.100.000 ανθρωποώρες για καταστροφή) Στη μελέτη ορίστηκαν μεταβλητές που επηρεάζουν την πιθανότητα καταστροφής(kill probability): Χρόνος έκρηξης της βόμβας Φονική ακτίνα Σφάλμα σκόπευσης Προσανατολισμός επίθεσης Απόσταση ανάμεσα στις βόμβες του ορμαθού Χρήση συσκευής σκόπευσης για ρίψη βομβών Αποτέλεσμα: Αύξηση της πιθανότητας σε 40% (1945)

16

Ανάπτυξη της Ε.Ε. Οι στρατιωτικές επιτυχίες προσέλκυσαν το ενδιαφέρον της βιομηχανίας Ίδια προβλήματα σε άλλο πλαίσιο Μετακίνηση πολλών επιστημόνων στη βιομηχανία Ραγδαία εξέλιξη της Ε.Ε. 17

Παράγοντες που επηρέασαν την ανάπτυξη της Ε.Ε. 18 Γρήγορη ανάπτυξη μαθηματικών τεχνικών και εργαλείων Γραμμικός προγραμματισμός μέθοδος Simplex Δυναμικός προγραμματισμός Έλεγχος αποθεμάτων Θεωρία αναμονής Επανάσταση της πληροφορικής: γρήγορη επίλυση προβλημάτων διαχείριση δεδομένων

Έννοια και επιδράσεις της Ε.Ε. 19

Τι είναι η Ε.Ε. 20 Προέρχεται από τον Αγγλικό όρο Operations Research (O.R.) Σημασία: Εφαρμογή σε προβλήματα που ασχολούνται με διεξαγωγή ή συντονισμό επιχειρήσεων ή δραστηριοτήτων σε μια οργάνωση Π.χ. εμπόριο, δημόσιος τομέας, παροχές υπηρεσιών, υγεία, στρατός, βιομηχανία κλπ.

Ορισμός της Ε.Ε. Γενικός ορισμός: Επιστημονική προσέγγιση στη λήψη αποφάσεων η οποία σχετίζεται με τις επιχειρήσεις που πραγματοποιούνται μέσα σε οργανωμένα συστήματα Συστηματική μελέτη και επίλυση προβλημάτων με παρατήρηση και χρήση μαθηματικών εργαλείων 21

Η γενική μεθοδολογία της Ε.Ε. Παρατήρηση του συστήματος διατύπωση προβλήματος Δημιουργία μαθηματικού μοντέλου ακριβής παράσταση χαρακτηριστικών προβλήματος Έλεγχος καταλληλότητας του μοντέλου Επίλυση μαθηματικού μοντέλου Επαλήθευση καταλληλότητας λύσης 22

Χαρακτηριστικά 23 Αναζήτηση βέλτιστης λύσης για το σύνολο της επιχείρησης Ολοκληρωμένη μελέτη από ομάδα ειδικών (στατιστική, μαθηματικά, πληροφορική κλπ) αλλά και έμπειρων σε θέματα επιχειρήσεων Έννοιες - περιοχές όπως «Επιχειρησιακή Έρευνα», «Διοικητική Επιστήμη» και «Επιστήμη Αποφάσεων» συχνά ταυτίζονται

Συγκεκριμένος ορισμός Ε.Ε. είναι ο κλάδος της Διοίκησης Επιχειρήσεων που ασχολείται με την κατασκευή μαθηματικών μοντέλων και τη βέλτιστη λήψη αποφάσεων για την επίλυση επιχειρησιακών προβλημάτων του αληθινού κόσμου 24

Κλάδοι περιοχές εφαρμογής 25 Ναυπηγική αεροναυπηγική Βιομηχανία τροφίμων Μεταφορές Αυτοκινητοβιομηχανία Πληροφορική Ηλεκτρονική επικοινωνίες Υγεία Χρηματιστήριο Δημόσιο...

Παραδείγματα εφαρμογής Ε.Ε. (1) 26 Σχεδιασμός εργοστασίου για αποδοτική διακίνηση των υλικών Κατασκευή δικτύου τηλεπικοινωνιών με μικρό κόστος με την ταυτόχρονη παροχή υπηρεσιών με τη μεγαλύτερη ποιότητα Διαχείριση κυκλοφοριακών προβλημάτων (π.χ. καθορισμός μονόδρομων, φαναριών, κλπ)

Παραδείγματα εφαρμογής Ε.Ε. (2) Καθορισμός διαδρομών λεωφορείων, φορτηγών, κλπ ώστε να χρησιμοποιούνται όσο το δυνατό λιγότερα οχήματα Σχεδιασμός πλακέτας ΗΥ με στόχο τη μείωση του χρόνου παραγωγής (και επομένως του κόστους) διαχείριση πρώτων υλών στην εφοδιαστική αλυσίδα ώστε να ανταποκρίνονται η παραγωγή στη ζήτηση 27

Παραδείγματα εφαρμογής Ε.Ε. (3) Αποτελεσματική στρατηγική επικοινωνίας με πελάτες Αυτοματοποίηση επιχειρησιακών διαδικασιών αντικατάσταση ανθρώπων από μηχανές / ρομπότ Παγκοσμιοποίηση επιχειρησιακών λειτουργιών με σκοπό την ωφέλεια από φτηνά υλικά, εργατική δύναμη κλπ 28

Παραδείγματα εφαρμογής Ε.Ε. (4) χρονοπρογραμματισμός: αξιοποίηση προσωπικού φάσεις παραγωγής διαχείριση έργου προβλήματα σε συστήματα ουρών αθλητικά γεγονότα και τηλεοπτική κάλυψή τους 29

Επιδράσεις της Ε.Ε. Μεγάλες επιδράσεις στις επιχειρησιακές και οικονομικές δραστηριότητες Ίδρυση εταιρειών και οργανώσεων Operation Research Society of America (ORSA) The Institute of Management Sciences (TIMS) International Federation of Operational Research Societies (IFORS) Ελληνική Εταιρεία Επιχειρησιακών Ερευνών (ΕΕΕΕ) 30

Η Ε.Ε. στην ανώτατη εκπαίδευση Σπουδές σε Ευρώπη και Αμερική στην Ε.Ε. και σε συναφείς κλάδους (Διοίκηση Επιχειρήσεων) Εκπαιδευτική σύνδεση της Ε.Ε. με άλλες επιστήμες (Μάρκετινγκ, Στατιστική, Μαθηματικά, Πληροφορική) Αυτοτελή μαθήματα σε τμήματα θετικής κατεύθυνσης ΑΕΙ 31

Στάδια επίλυσης προβλημάτων 32

Στάδιο 1: Αναγνώριση και διατύπωση του προβλήματος 33

Δυσκολίες αναγνώρισης και διατύπωσης 34 Διαφορά πραγματικών επιχειρησιακών προβλημάτων και τεχνητών παραδειγμάτων Ασάφεια στα προβλήματα του πραγματικού κόσμου Αναγνώριση του προβλήματος το πλέον δύσκολο στάδιο Η διατύπωση απαιτεί μεγάλη προσοχή συνεχή επανεξέταση

Καθορισμός συστατικών προβλήματος Καθορισμός αντικειμενικών στόχων Συνεργασία με διοίκηση Πολλαπλοί στόχοι εναλλακτικές δυνατότητες Εξισορρόπηση ανάμεσα σε εξειδίκευση και γενίκευση Εξειδίκευση μεμονωμένοι στόχοι Γενίκευση δυσκίνητη ανάλυση 35

Καθορισμός συστατικών προβλήματος (συν.) 36 Καθορισμός παραμέτρων του προβλήματος Παράγοντες που επηρεάζουν τη λύση Καλύτερος προσδιορισμός και ερμηνεία της λύσης Τεχνητές μεταβολές εξέταση εναλλακτικών σεναρίων Καθορισμός περιορισμών Ανώτερα και κατώτερα όρια διαθέσιμων πόρων

Καθορισμός συστατικών προβλήματος (συν.) Καθορισμός της ζητούμενης λύσης 37 Η λύση πρέπει να είναι η βέλτιστη (ή άριστη) Βελτιστοποίηση αντικειμενικών στόχων Καθορισμός ποσοτικών μέτρων απόδοσης Κέρδος Χρόνος Δυναμικό (ανθρώπινο, υλικό) Παραγωγικότητα Κόστος...

Στάδιο 2: Κατασκευή μαθηματικού μοντέλου 38

Παράσταση του προβλήματος με μοντέλο Μοντέλο: Εξιδανικευμένη απεικόνιση συστήματος Μαθηματικά μοντέλα απεικόνιση καταστάσεων και διαδικασιών με μεταβλητές, εξισώσεις και σύμβολα Πλεονεκτήματα: ακρίβεια και λιτότητα στην περιγραφή, εφαρμογή αλγοριθμικών μεθόδων, επίλυση με Η/Υ 39

Χαρακτηριστικά των μοντέλων Η ακρίβεια αντιτίθεται στην αφαίρεση, τις προσεγγίσεις και τις απλουστευτικές παραδοχές Η αξιοπιστία του μοντέλου (ακρίβεια συσχέτιση με το πραγματικό πρόβλημα) πρέπει να ελέγχεται με μαθηματικές μεθόδους 40

Κατασκευή του μοντέλου Καθορισμός αντικειμενικού στόχου Διατύπωση αντικειμενικής συνάρτησης Καθορισμός μεταβλητών Καθορισμός παραμέτρων Είδος μοντέλου Ντετερμινιστικό (καθοριστικό ή προσδιοριστικό) Στοχαστικό 41

Στάδιο 3: Εύρεση της λύσης του μοντέλου 42 Αναλυτική λύση από επίλυση εξισώσεων Εφαρμογή αλγόριθμου Η βέλτιστη λύση του μοντέλου προσέγγιση της πραγματικής Σε περιπτώσεις πολύπλοκων προβλημάτων εφαρμόζονται ευριστικές μέθοδοι (heuristics) Σημαντική η μελέτη της επίδρασης των παραμέτρων στη λύση: Ανάλυση ευαισθησίας (sensitivity analysis)

Στάδιο 4: Έλεγχος του μοντέλου και της λύσης Έλεγχος για σφάλματα και παραλείψεις Συστηματικές διαδικασίες ελέγχου Αναδρομικοί έλεγχοι: χρήση ιστορικών δεδομένων και εφαρμογή του μοντέλου για σύγκριση Επαναληπτικές εφαρμογές του μοντέλου ανίχνευση μεταβολών στο χρόνο Ανάλυση ευαισθησίας 43

Στάδιο 5: Εφαρμογή της λύσης 44 Κρίσιμο στάδιο για την επιχείρηση Απαραίτητη η συνεργασία επιστημόνων Ε.Ε. και διοίκησης Η όλη διαδικασία της εφαρμογής ακολουθεί βήματα από την ενημέρωση των διευθύνσεων μέχρι την υλοποίηση, την παρακολούθηση της πορείας της εφαρμογής και μελέτη πιθανών τροποποιήσεων