Operační výzkum. Základní informace

Transkript

1 Operační výzkum Přednášející: doc. Ing. Miroslav Žižka, Ph.D. Katedra podnikové ekonomiky Cvičící: doc. Ing. Miroslav Žižka, Ph.D. Základní informace rozsah předmětu: 2/2, zakončeno: zkouškou, počet kreditů: 5, podmínky udělení kreditu: absolvování písemné zkoušky, návaznost na předměty: Matematika I, II, Úvod do managementu, Podniková logistika, Metody síťové analýzy. 1

2 Základní literatura ŽIŽKA, M. Vybrané statě z operačního výzkumu. 1. vyd. Liberec: Technická univerzita v Liberci, s. ISBN PLEVNÝ, M.; ŽIŽKA, M. Modelování a optimalizace v manažerském rozhodování. 2. vyd. Plzeň: ZČU, s. ISBN SIXTA, J.; ŽIŽKA, M. Logistika: Metody používané pro řešení logistických projektů. 1. vyd. Brno: Computer Press, s. ISBN Doporučená literatura [1] JABLONSKÝ, J. Operační výzkum: kvantitativní modely pro ekonomické rozhodování. 3. vyd. Praha: Professional Publishing, s. ISBN [2] JABLONSKÝ, J. Operační výzkum. 3. vyd. Praha: VŠE, s. ISBN [3] GROS, I. Matematické modely pro manažerské rozhodování. 1. vyd. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, s. ISBN [4] PLEVNÝ, M.; LUKÁŠ, L. Operační výzkum. 2. vyd. Plzeň: ZČU, s. ISBN [5] KUBÁT, J.; HORÁKOVÁ, H. Řízení zásob. Logistické pojetí, metody, aplikace, praktické úlohy. 3. přeprac. vydání. Praha: Profess Consulting, s. ISBN [6] CHASE, R.B.; AQUILANO, N.J. Production and Operations Management. Chicago: IRWIN, s. ISBN

3 Stručná osnova předmětu 1. Uvedení do problematiky operačního výzkumu. 2. Teorie zásob. 3. Teorie front. 4. Simulační modely. 5. Teorie obnovy. 6. Lineární programování. Podrobněji viz Charakteristika operačního výzkumu Soubor metod zaměřených na řešení složitých, většinou mikroekonomických rozhodovacích situací pomocí modelové techniky. (GROS, I., Matematické modely pro manažerské rozhodování, s. 3) 3

4 Proč operační výzkum? Operační výzkum = Výzkum operací Operační výzkum slouží k analýze a koordinaci provádění operací v rámci určitého systému. Další používané názvy: Operační analýza, Systémové inženýrství, Kvantitativní metody. Cizojazyčné ekvivalenty Anglicky: Operations Research Operations Management Quantitative Methods Německy: Operationsforschung Rusky: Issledovanie operacij 4

5 Historie operačního výzkumu do r ekonometrie matematický popis a statistická verifikace ekonomických vztahů (L. Walras: Theorie mathématique de la richesse sociale 1883; V. Pareto, J. Sluckij); pohybové studie (F. W. Taylor: Principles of scientific management ), proudová výroba (H. Ford 1913), řízení zásob (F. W. Harris 1917), 1939 strukturní analýza (W. W. Leontief meziodvětvová analýza; L. V. Kantorovič: Matematičeskije metody organizacii i planirovanija proizvodstva základy lineárního programování), Historie operačního výzkumu 1944 teorie her (J. von Neumann, O. Morgenstern: Theory of games and economic behavior), 1947 simplexová metoda řešení úloh lineárního programování (G. B. Dantzig: Linear programming and extensions), cca 1950 teorie front (D. G. Kendall), nelineární programování (R. Frisch), 1957 dynamické programování (R. Bellman: Dynamic programming), 5

6 Historie operačního výzkumu síťová analýza, celočíselné programování (R. E. Gomory), počítačová simulace (G. Gordon), vícekriteriální optimalizace (T. L. Saaty), MRP (J. Orlický), nové výrobní strategie (JIT T. Ohno, TQC, TQM W. E. Deming, J. M. Juran), reengineering (M. Hammer). Vztah operačního výzkumu a managementu Klasické období rozvoje managementu ( ): 1) Škola vědeckého průmyslového řízení (F. W. Taylor, H. L. Gantt ), 2) Škola lidských vztahů, 3) Škola správního řízení, 4) Škola byrokratického řízení. (VODÁČEK, L. VODÁČKOVÁ, O. Management. Teorie a praxe pro 90. léta. Praha: MP, 1996, s. 28.) 6

7 Vztah operačního výzkumu a managementu Moderní období rozvoje managementu (cca po roce 1950): 1) Procesní přístupy, 2) Psychologicko-sociální přístupy, 3) Systémové přístupy (R. L. Ackoff, C. W. Churchman ), 4) Kvantitativní přístupy (G. B. Dantzig, T. L. Saaty, P. M. Morse ), 5) Empirické přístupy. (VODÁČEK, L. VODÁČKOVÁ, O. Management. Teorie a praxe pro 90. léta. Praha: MP, 1996, s. 30.) Charakteristické rysy operačního výzkumu systémový přístup, týmová práce, modelová technika. 7

8 Systémový přístup Chování libovolného prvku zkoumaného systému nelze posuzovat izolovaně, protože vždy určitým způsobem ovlivňuje i ostatní prvky, přitom ne každá z těchto vazeb je podstatná a ne všechny vlivy lze zjistit. Týmová práce Komplexní řešení složitých rozhodovacích úloh vyžaduje použití poznatků řady vědních disciplín. Operační výzkum je proto nutné chápat jako mezioborovou vědní disciplínu. 8

9 Modelová technika K řešení problémů se přistupuje tak, že na základě empirické a racionální analýzy reality se zavádějí určité zjednodušené matematické modely, na kterých se řeší složité problémy skutečnosti. Modely operačního výzkumu mají povahu optimalizačních modelů, tj. umožňují dospět k řešením, které jsou z hlediska cílových kritérií nejlepší. Postup řešení úlohy operačního výzkumu 1. Rozpoznání a definice problému v rámci reálného systému. 2. Vytvoření ekonomického modelu. 3. Sestavení matematického modelu. 4. Řešení matematického modelu. 5. Interpretace a verifikace výsledků řešení. 6. Realizace řešení. 9

10 1. Rozpoznání a definice problému Manažerský problém je možné analyzovat ze dvou základních hledisek: 1) Kvalitativní analýza rozbor problému na základě znalostí a zkušeností příslušného manažera, bez přímých číselných propočtů. 2) Kvantitativní analýza rozbor problému pomocí kvantitativních dat, které je možné vyjádřit v numerické podobě. 2. Vytvoření ekonomického modelu Model je: - určité zobrazení reálného systému, - vždy nedokonalý obraz skutečnosti. Ekonomický model obsahuje: hledisko hodnocení (např. maximalizace zisku, minimalizace nákladů), popis procesů v systému (např. výroba produktu), popis činitelů ovlivňujících provádění procesů (např. omezené zdroje), popis vzájemného vztahu mezi procesy, činiteli a hlediskem hodnocení. 10

11 3. Sestavení matematického modelu Každému prvku ekonomického modelu je zcela jednoznačně přiřazen určitý prvek matematického modelu. Matematický model vyjadřuje vztahy platné v reálném systému formou matematických výrazových prostředků jako jsou funkce a soustavy rovnic a nerovnic. Deterministický model model, ve kterém jsou všechna vystupující data známa s určitostí, tj. vystupují zde jako konstanty. Pravděpodobnostní model model, ve kterém je některý z prvků udán jako náhodná veličina. 4. Řešení matematického modelu Určit takové hodnoty řiditelných proměnných, pro které zvolené kritérium optimality dosahuje požadovaného extrému (maxima, minima). při omezeních z = f(x, y) extrém g(x, y) 0, kde x vektor řiditelných proměnných, y vektor neřiditelných proměnných, z hodnota kritéria optimality. 11

12 Druhy proměnných Řiditelné proměnné vstupy do matematického modelu, které lze ovlivňovat nebo řídit tak, aby byl dosažen požadovaný výsledek (např. počet vyráběných výrobků, velikost převáženého nákladu ). Neřiditelné proměnné vstupy do matematického modelu, které není možné ovlivňovat, tzv. faktory prostředí (např. ceny nakupovaných surovin, kapacity zařízení, spotřeba surovin na jednotku produkce ). 5. Interpretace a verifikace výsledků řešení Prověřit, zda model věrně zobrazuje vztahy existující v reálném systému. Časté nedostatky: 1) Model obsahuje nepodstatné proměnné, jejichž vliv na kriteriální funkci je slabý nebo naopak nezahrnuje důležité proměnné. 2) Hodnoty parametrů nejsou stanoveny s dostatečnou spolehlivostí. 3) Struktura modelu je nevyhovující cílové kritérium, omezující podmínky neodpovídají skutečnosti. 12

13 6. Realizace řešení Implementace výsledků řešení získaných pomocí modelu. Formulace rozhodnutí s přihlédnutím k souvislostem, které nebyly do modelu zahrnuty. Oblasti aplikace operačního výzkumu dlouhodobé výhledy a koncepce, střednědobé a krátkodobé projekty, operativní řízení výroby, přímé řízení výrobních a technologických procesů. Metody operačního výzkumu jsou nedílnou součástí systémů pro podporu rozhodování. 13

14 Metody operačního výzkumu matematické programování, síťová analýza, modely řízení zásob a skladů, teorie front (hromadné obsluhy), optimalizace procesů obnovy, teorie her a rozhodování v konfliktních situacích, vícekriteriální hodnocení variant, simulační modely. 14