5. Моделирование и исследование операций

Первоначально исследование операций было определено как научный метод, дающий в распоряжение руководителя количественные основания для принятия решений, связанных с деятельностью подчиненных организаций. Подчеркивалось, что речь идет прикладной науке, применяющей достижения других (фундаментальных) наук для анализа специфических проблем совершенствования руководства.

С течением времени круг интересов исследователей операций значительно расширился и охватывает сегодня области экономики, военного дела, энергетики, освоения природных ресурсов. Важное место отводится изучению проблем автоматизации производства и управления различными видами деятельности, поскольку сам процесс автоматизации отражает единство вещественного, энергетического и информационного аспектов развития общества. Конкретным выражением этого стало создание разнообразных автоматизированных систем на базе современной вычислительной техники. Все они по существу являются организационно-техническими системами, соединяющими в себе достижения современной наук об управлении с разработкой новых машин, процессов, форм организации.

Операцией называется совокупность взаимосогласованных дей­ствий, направленных на достижение вполне определенной цели.

До тех пор, пока цель не определена, нет смысла говорить об операции. Если же цель определена и существуют разные пути ее достижения, то желательно найти лучший из них, добиваясь над­лежащей согласованности предпринимаемых действий. Понятие «лучший» относительно и требует уточнения во всех случаях. Оно начинает что-либо означать тогда, когда назван показатель (крите­рий) качества выбираемых решений (например, «план А лучше плана В с точки зрения более полной загрузки оборудования» или «вычислительная машина одного типа лучше вычислительной ма­шины другого типа в смысле быстродействия»). Из этих замечаний следует утверждение о единственности цели в каждой конкретной операции.

Примеры операций: аппаратный контроль перфолент с целью выявления ошибок, выполнение расчетов на ЭВМ с целью получе­ния каких-то данных, монтаж оборудования в цехе с целью обес­печения выпуска новой продукции в заданные сроки.

Оперирующей стороной называются отдельные лица или кол­лективы, объединенные организационным руководством и активно стремящиеся (в рамках данной операции) к достижению постав­ленной цели.

В зависимости от масштабов операции и характера своего уча­стия в ней представители оперирующей стороны могут либо сами формулировать себе цель, либо получать директивы извне.

Активными средствами проведения операции называется сово­купность материальных, энергетических, денежных, трудовых и других ресурсов, а также организационных возможностей, ис­пользуемых оперирующей стороной для обеспечения успешного хода операции и достижения ее цели.

Очевидно, оперирующая сторона должна обладать определен­ной свободой выбора активных средств и способностью как-то влиять на развитие событий (в противном случае операция перестает быть управляемой, а оперирующая сторона становится пассивным наблюдателем). Не случайно в сферу исследования операций попадают разнообразные проблемы распределения ресурсов.

Примерами активных средств являются вычислительные машины, электроэнергия, время, находящиеся в распоряжении коллектива ВЦ, или производственные мощности, запасы сырья, трудовые ресурсы завода, или фонд заработной платы производственной бригады, расходуемый по ее усмотрению и определяющий численный состав, и квалификацию работников.

Стратегиями оперирующей стороны в данной операции называются допустимые способы расходования ею имеющихся активных средств.

Здесь слово «допустимые» следует понимать как «не выходящие за пределы технических, организационных, физических возможностей (ограничений)». Среди допустимых обычно находятся и оптимальные (предпочтительные) стратегии, превосходящие остальные по каким-либо признакам. Оптимальные (от латинского optimus — наилучший) стратегии должны представлять первоочередной интерес для оперирующей стороны.

Примеры стратегий: принятая последовательность обработки массивов данных на ЭВМ, установленный распорядок дня руководителя учреждения, рекомендуемый принцип поиска неисправностей в сложном изделии, выбранный режим обслуживания заявок на ремонт какого-либо оборудования.

Действующими факторами операции называются объективные условия и обстоятельства, определяющие ее особенности и непосредственно влияющие на ее исход.

Критерием эффективности операции (или выбранной стратегии) называется показатель требуемого, ожидаемого, достигнутого соответствия между результатом предпринимаемых действий и целью операции.

Важнейшей функцией критерия является сравнительная оценка различных стратегий до начала их реализации. Его используют также на завершающем этапе операции для характеристики полученных результатов.

Математической моделью операции называются формальные соотношения, устанавливающие связь принятого критерия эффективности с действующими факторами операции.

Чтобы построить математическую модель, необходимо оценить количественно проявления рассматриваемых факторов и указать группы изменяемых параметров, формально представляющие факторы. Однако следует иметь в виду, что никаких правил построения математических моделей не существует. Каждая модель есть проявление знаний, опыта, искусства оперирующей стороны. Процесс создания модели требует четкого осознания цели операции, проникновения в существо моделируемых явлений, умения отделить главное от второстепенного. Математические модели могут иметь вид формул, систем уравнений или неравенств, а также таблиц, числовых последовательностей, геометрических образов, отражающих зависимости между критерием эффективности операции и теми параметрами, которые представляют учтенные действующие факторы. Примеры математических моделей приведены во всех последующих главах книги.

Решением, связанным с выбранной математической моделью называется конкретный набор значений управляемых (контролируемых) параметров (фазовых переменных).