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
Základní literatura ŽIŽKA, M. Vybrané statě z operačního výzkumu. 1. vyd. Liberec: Technická univerzita v Liberci, 2003. 155 s. ISBN 80-7083-691-1. PLEVNÝ, M.; ŽIŽKA, M. Modelování a optimalizace v manažerském rozhodování. 2. vyd. Plzeň: ZČU, 2010. 298 s. ISBN 978-80-7043-933-3. SIXTA, J.; ŽIŽKA, M. Logistika: Metody používané pro řešení logistických projektů. 1. vyd. Brno: Computer Press, 2009. 238 s. ISBN 978-80-251-2563-2.
Doporučená literatura [1] JABLONSKÝ, J. Operační výzkum: kvantitativní modely pro ekonomické rozhodování. 3. vyd. Praha: Professional Publishing, 2007. 323 s. ISBN 978-80-86946-44-3. [2] JABLONSKÝ, J. Operační výzkum. 3. vyd. Praha: VŠE, 2001. 305 s. ISBN 80-245-0162-7. [3] GROS, I. Matematické modely pro manažerské rozhodování. 1. vyd. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2009. 282 s. ISBN 978-80-7080-709-5. [4] PLEVNÝ, M.; LUKÁŠ, L. Operační výzkum. 2. vyd. Plzeň: ZČU, 2000. 191 s. ISBN 80-7043-240-3. [5] KUBÁT, J.; HORÁKOVÁ, H. Řízení zásob. Logistické pojetí, metody, aplikace, praktické úlohy. 3. přeprac. vydání. Praha: Profess Consulting, 1999. 236 s. ISBN 80-85235-55-2 [6] CHASE, R.B.; AQUILANO, N.J. Production and Operations Management. Chicago: IRWIN, 1995. 853 s. ISBN 0-256-14023-5
2
Stručná osnova předmětu 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Uvedení do problematiky operačního výzkumu. Teorie zásob. Teorie front. Simulační modely. Teorie obnovy. Lineární programování.
Podrobněji viz
https://stag-new.tul.cz/wps/portal
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
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
Historie operačního výzkumu do r. 1930 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 - 1911), 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
Historie operačního výzkumu 1960 - 1970 síťová analýza, celočíselné programování (R. E. Gomory), počítačová simulace (G. Gordon), 1970 - 1980 vícekriteriální optimalizace (T. L. Saaty), MRP (J. Orlický), 1980 – 1990 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 (1900 –1950): 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
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
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
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. 2. 3. 4. 5.
Rozpoznání a definice problému v rámci reálného systému. Vytvoření ekonomického modelu. Sestavení matematického modelu. Řešení matematického modelu. Interpretace a verifikace výsledků řešení.
6.
Realizace řešení.
9
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
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). z = f(x, y) extrém při omezeních g(x, y) 0, kde x … vektor řiditelných proměnných, y … vektor neřiditelných proměnných, z … hodnota kritéria optimality.
11
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
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
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
