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Operations Research (OR) Operations Research (OR) ist die Anwendung mathematischer Methoden zur Vorbereitung optimaler Entscheidungen. Sofern die vorzubereitenden Entscheidungen betrieblicher Natur sind, heißt OR auch Unternehmensforschung. OR entstand während des Zweiten Weltkriegs in England und in den USA und wurde zunächst im militärischen Bereich angewendet; heute dominiert die betriebswirtschaftliche Anwendung.
Die lineare Programmierung (LP) ist das bedeutsamste und am besten entwickelte OR-Verfahren. LP wird eingesetzt zur Ermittlung des größten Gewinns, der geringsten Kosten, des höchsten Werbeerfolgs, der kürzesten Wegstrecke, der günstigsten Futtermittelmischung, der Verschnittminimierung usw. Operations Research (oftmals abgekürzt mit OR) ist ein Teilgebiet der Betriebswirtschafts- und Managementlehre, das mathematische Modelle und Verfahren zur Abbildung von Entscheidungsproblemen und zur Ableitung von Handlungsempfehlungen benutzt. Operations Research Operations Research besteht aus wissenschaftlichen Methoden und Verfahren mit dem Ziel, dem Unternehmer und anderen Entscheidungsverantwortlichen zur Lösung von Planungs- und Koordinierungsproblemen, die sich als mathematisch berechenbare Auswahlprobleme bei mehreren Alternativen darstellen, quantitative Unterlagen zur Verfügung zu stellen. Operations Research bezieht Variable eines technisch-sozialen Systems so aufeinander, dass sich ein Funktionsmodell bilden läßt, mit dem (Verhaltens-) Vorhersagen möglich werden. Deutsche Bezeichnungen für Operations Research sind: Unternehmungsforschung, Entscheidungsforschung, Planungs-, Ablauf-, Verfahrensforschung etc. Operations Research wird hauptsächlich zur Lösung folgender Probleme angewandt: Lagerhaltungsprobleme, Zuteilungs- und Verteilungsprobleme, Probleme der Wartezeiten und Stauungen, Ersatzprobleme, Konkurrenzprobleme. Zur Lösung eines Problems durch OR sind folgende Schritte notwendig: 1. verbale Formulierung eines Problems 2. Entwicklung eines dazu passenden mathematischen Modells 3. Ableitung einer Lösung aus dem Modell (mit Hilfe von Algorithmen) 4. Prüfung von Modell und Lösung auf Konsistenz 5. laufende Kontrolle der Lösung während ihrer Anwendung. Ein derartiger Lösungsweg kann oftmals nur durch Zusammenwirken verschiedener Fachrichtungen erzielt werden: Betriebswirtschaft, Ingenieurwissen, Statistik und Mathematik, ggf. Physik, Soziologie, Psychologie etc... 1. Mathematische Hilfsmittel aus Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie: Wahrscheinlichkeitsgesetze, Verteilungstypen, Zufallsvariable, Additionstheoreme, Monte-Carlo-Methode, Warteschlangentheorie, Markov-Prozesse 2. Mathematische Hilfsmittel aus der Gleichungslehre: lineare und nichtlineare Gleichungen, numerische Berechnung von Funktionswerten, - Simulation als schrittweises Berechnungsverfahren. 3. Mathematische Hilfsmittel aus der Optimierungslehre: Extremwert-Methoden aus der Differentialrechnung, lineare und nichtlineare Optimierung, dynamische Optimierung, Spieltheorie u.a. Grenzen der Anwendbarkeit des Operations Research: Für manche Verfahren von Operations Research sind Daten erforderlich, die in der Praxis nicht zu beschaffen sind, z.B. in der Spieltheorie Gewinne und Verluste, die in der Praxis nicht verfügbar sind. Außerdem müssen die in das Operations Research-Modell eingehenden Faktoren quantifizierbar und meßbar sein. Beschränkungen der mathematischen Modelle setzen voraus, daß zwischen den einzelnen Variablen streng funktionale Beziehungen bestehen. Im OR-Modell können viele betriebliche Vorgänge nur stark vereinfacht erfaßt werden, so daß die Genauigkeit und Zuverlässigkeit derartiger Ergebnisse stark gemindert wird. Beschränkung durch die vorhandenen Lösungsverfahren (Algorithmen) bestehen, da die bekannten Lösungsverfahren z.B. nicht ausreichen, um bei nichtlinearen Programmen eindeutig optimale Kombinationen zu bestimmen. Des weiteren gibt es Beschränkungen durch die Wirtschaftlichkeit. Die zum Teil recht erheblichen Kosten zwingen zu der Überlegung, ob die zu erzielenden Ersparnisse den Einsatz von Operations Research rechtfertigen. Der Einsatz von Operations Research stellt erhebliche Anforderungen an die Kostenrechnung, da die meisten Optimierungsprobleme nicht ohne Rückgriff auf Kosteninformationen zu lösen sind. Kostendaten des Operations Research sind aus der Kostenrechnung zu entnehmen. Da die Optimierungsansätze meist mit Grenzwerten arbeiten, kommt die Entwicklung der Kostenrechnung zum Rechnen mit - Grenzkosten der verstärkten Anwendung von Operations Research entgegen. Operations Research wurde in Großbritannien und USA während des Weltkrieges zur Beschaffung und Auswertung von Unterlagen für die Entscheidungen über militärische Maßnahmen und Operationen entwickelt. Operations Research oder Unternehmensforschung ist ein Forschungsgebiet, das, bedingt durch ständige Neu und Weiterentwicklungen, kaum exakt abzugrenzen ist. Das Ziel des Operations Research ist es, unter Verwendung quantitativer wissenschaftlicher Methoden eine optimale Lösung für den Aufbau und die Wirkungsweise eines betrachteten Systems zu finden. Solche Systeme sind z. B. Lagerhaltung, Produktion, Warteschlangensysteme, Transportsystem. Die Betrachtung von Problemen unter Berücksichtigung des ganzen Systems bedeutet nicht, daß sie in einem einzigen Untersuchungsgang gelöst werden müssen. Da diese Betrachtungsweise zu umfangreich ist, werden in der Praxis Teilprobleme zeitlich hintereinander und mitunter auch rekursiv gelöst. Die Charakteristik von O. R. als wissenschaftliche Disziplin ist, daß nicht eine bessere Lösung gegenüber dem Bestehenden, sondern eine optimale Lösung gef und en werden soll. Dies schließt allerdings nicht aus, daß aus Kostengründen neben exakten Verfahren auch heuristische verwendet werden. Bei allen Operations Research-Optimie-rungsprozessen darf nicht übersehen werden, daß die Ergebnisse nur insoweit aussagefähig sind, wie das herangezogene Modell der Realität entspricht. Die Optimierungsergebnisse sollen keine Handlungsvorschrift, sondern eine Handlungsempfehlung sein. Obwohl das Forschungsgebiet Operations Research noch sehr jung ist die ersten Forschungsaktivitäten begannen während des 2. Weltkriegs existieren bereits eine Vielzahl von Modellstrukturen mit zugehörigen Lösungsverfahren. Der von theoretischer und praktischer Seite bedeutendste Modelltyp ist das lineare Programm (Lineare Programmierung). Ausgehend von der Linearen Programmierung wurde die Ganzzahlige Programmierung und die Nichtlineare Programmierung entwickelt. Die Netzplantechnik ist ebenso wie die Transportoptimierung eine Spezialform der Linearen Programmierung. Hierfür konnten Lösungsalgorithmen geschaffen werden, die wesentlich schneller arbeiten als z. B. die Simplex-Methode. Das Rucksackproblem kann als Spezialform der Ganzzahligen Programmierung aufgefaßt werden. Modellstrukturen, die nicht aus der Linearen Programmierung hervorgehen, sind Warteschlangenmodelle, Konkurrenzmodelle (Spieltheorie) und die Dynamische Programmierung. Die aufgezeigten Modelle lassen sich im wesentlichen mit vier Methoden lösen, den graphentheoretischen Verfahren, den Verfahren zur mathematischen Programmierung, der Simulation und den heuristischen Verfahren. Das Problem des Operations Research liegt heute nicht in der theoretischen Modell und Methodenentwicklung, sondern in der Anwendung. Das Wissen über O. R. ist noch relativ wenig in der Praxis verbreitet, die Kosten für eine praktische Modellentwicklung und der damit verbundenen Datenerfassung sind meist sehr hoch. Auch fehlen zum Teil noch geeignete, anwendungsfre und liche Softwarepakete. Die größte Verbreitung finden die Erkenntnisse des Operations Research bislang im militärischen Bereich, in der volkswirtschaftlichen Planung (z. B. Verkehrspolitik, Energiewirtschaft) und in großen Unternehmungen.
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