Das Operations Research dient der Unterstützung von Entscheidungsprozessen mit Hilfe mathematischer Methoden. Es beschreibt die stetige Untersuchung der Handlungen im Unternehmen zur Lösung bestehender oder Vorbeugung zukünftiger Probleme.
In diesem Kapitel erfährst du, warum Operations Research wichtig ist, was es ausmacht und welche unterschiedlichen Verfahren Anwendung finden können. Außerdem zeigen wir dir die einzelnen Phasen des Operations Research und stellen die Vor- und Nachteile gegenüber, sodass du im Anschluss unsere Übungsaufgaben lösen kannst und damit bestens auf deine nächste Prüfung vorbereitet bist.
Das Operations Research dient der Unterstützung von Entscheidungsprozessen mit Hilfe mathematischer Methoden. Es beschreibt die stetige Untersuchung der Handlungen im Unternehmen zur Lösung bestehender oder Vorbeugung zukünftiger Probleme.
Synonyme: Operational Research | Unternehmensforschung
In diesem Kapitel erfährst du, warum Operations Research wichtig ist, was es ausmacht und welche unterschiedlichen Verfahren Anwendung finden können. Außerdem zeigen wir dir die einzelnen Phasen des Operations Research und stellen die Vor- und Nachteile gegenüber, sodass du im Anschluss unsere Übungsaufgaben lösen kannst und damit bestens auf deine nächste Prüfung vorbereitet bist.
Warum ist Operations Research wichtig?
Das Ziel des Operations Research ist die Untersuchung von unternehmensinternen Prozessen sowie die Entwicklung und der Einsatz mathematischer Modelle zur Unterstützung von Entscheidungsprozessen im Unternehmen. Somit ist das Operations Research sowohl für die Vorbereitung, die Findung und Durchführung als auch für die Kontrolle von Entscheidungen von Bedeutung.
Das Operations Research dient damit in erster Linie der Lösung von Problemen. Diese können eingeteilt werden in folgende Problemtypen:
- Wartezeitprobleme
- Ersatzprobleme
- Lagerhaltungsprobleme
- Zuteilungsprobleme
- Konkurrenzprobleme
Was versteht man unter Operations Research?
Im Allgemeinen versteht man unter dem Begriff Operations Research den fachgerechten Einsatz und die Entwicklung von Methoden zur Problemlösung und Entscheidungsfindung. Ursprünglich im 2. Weltkrieg vom britischen und US-amerikanischen Militär angewandt, nimmt die Bedeutung des Operations Research heutzutage in der betrieblichen Praxis immer weiter zu.
Mithilfe interdisziplinärer Methoden aus der angewandten Mathematik, der Informatik, aber auch den Wirtschafts- und Ingenieurswissenschaften und anderen Fachbereichen wird im Rahmen des Operations Researchs versucht, die bestmögliche Lösung für ein Problem zu finden. In der betrieblichen Praxis bedeutet das zumeist die Lösung, welche den geringsten Aufwand, die geringsten Kosten oder den höchsten Nutzen bzw. den höchsten Gewinn verspricht.
Insbesondere in großen Wirtschaftsunternehmen findet das Operations Research Anwendung, teilweise sind sogar gleichnamige Abteilungen damit befasst. So sollen die innerbetrieblichen Abläufe unter dem Gesichtspunkt der Kosten- bzw. Nutzenoptimierung untersucht und verbessert werden.
Die angewendeten Maßnahmen des Operations Research haben dabei das Ziel, Informationen, welche für eine Entscheidung relevant sind, zu beschaffen, zu bewerten und aufzubereiten. Die daraus entstehenden Erklärungsmodelle für ein Problem werden in Entscheidungsmodelle übertragen, woraus durch Anwendung bestimmter Verfahren, wie der Spieltheorie oder der mathematischen Optimierung, Vorschläge für die zu treffende Entscheidung abgeleitet werden.
Das Operations Research deckt dabei den gesamten Prozess von der Entscheidungsvorbereitung, über die Entscheidungsfindung bis hin zur Analyse der Wirksamkeit der getroffenen Entscheidung ab.
Ein Handlungsreisender muss hierbei die beste Route für einen Besuch in mehreren Städten planen, wobei keine Stadt mehrmals besucht werden soll. Um ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis zu schaffen, soll die Strecke für diese Reise möglichst kurz sein und der Handlungsreisende am Ende wieder in seiner Ausgangsstadt eintreffen.
Als praktisches Anwendungsbeispiel hierfür kann beispielsweise auch die Tourenplanung in einem Kurierdienst herangezogen werden. Zur Lösung dieses Problems stehen unterschiedlichste Methoden zur Verfügung, die Forscher seit der ersten Erwähnung des Problems 1930 entwickelt haben.
Bei einer geringen Anzahl von zu besuchenden Städten bietet sich eine modellhafte Darstellung der Reise mittels eines Graphen an. Angenommen, der Paketbote der „Flix&Günstig AG“ soll in seiner Tagestour vom Lager A aus die Adressen B, C und D abfahren, um die bestellten Pakete auszuliefern.
Die Abstände zwischen den einzelnen Adressen sind bekannt. Die Darstellung als Graph sieht folgendermaßen aus:
- A → B → C → D → A
- A → D → C → B → A
- A → C → D → B → A
- A → C → B → D → A
Um die effektivste Route herauszufinden, werden die einzelnen Teil-Entfernungen zwischen den Adressen addiert:
- 15 km + 29 km + 7 km + 37 km = 88 km
- 37 km + 7 km + 29 km + 15 km = 88 km
- 30 km + 7 km + 25 km + 15 km = 77 km
- 30 km + 29 km + 25 km + 37 km = 121 km
So ergibt sich also, dass die Route 3 die kürzeste Route für den Paketboten der „Flix&Günstig AG“ ist. Bei wenigen Stopps, wie in diesem Beispiel, ist die Ermittlung mithilfe eines einfachen Graphen möglich.
Besteht das Problem aus mehreren Stopps, so müssen im Rahmen des Operations Research jedoch andere Methoden gefunden und angewendet werden, um das Problem zeiteffektiv zu lösen. Im Falle der Routenplanung erledigen dies heutzutage spezielle Softwareprogrammen, in denen solche Methoden einprogrammiert sind.
Unterschiedliche Verfahren im Operations Research
Um die unternehmerischen Entscheidungsprozesse zu unterstützen, können im Rahmen des Operations Research unterschiedlichste Verfahren angewendet werden.
Dazu gehören vor allem:
- Simulationsverfahren
- Entscheidungsbaumverfahren
- mathematische Optimierung
- Verfahren und Modelle der Spieltheorie
- Verfahren und Modelle der Warteschlangentheorie
- Heuristische Verfahren
- uvm.
Im Einzelfall hängt der Einsatz eines bestimmten Verfahrens immer von dem zu lösenden Problem ab. Verfahren der Warteschlangentheorie kommen beispielsweise zur Lösung von Wartezeitproblemen bei Service-Hotlines zum Einsatz, während Modelle der Spieltheorie bspw. im Rahmen von Produkteinführungen oder Marketing-Entscheidungen angewendet werden.
Die Prämisse der Effektivität im Operations Research beginnt hier schon bei der Auswahl des zum Problem am besten passenden Lösungsverfahrens.
Der Operations Research Prozess in seinen einzelnen Phasen
Das Operations Research kann grundsätzlich in folgende Phasen eingeteilt werden:
- Ausformulierung des bestehenden Problems.
- Analyse des Problems und der damit zusammenhängenden Prozesse.
- Auswahl bzw. Entwicklung eines dem Problem entsprechenden mathematischen Modells.
- Beschaffung, Aufbereitung und Qualifizierung aller zur Lösung des Problems benötigten Daten.
- Lösung des Problems innerhalb des gewählten Modells.
- Ergebniskontrolle
- Übertragung der modellhaften Lösungen auf das Ursprungsproblem.
Um umfangreiche Probleme in ihrer gesamten Komplexität lösen zu können, bedarf es oft eines Zusammenspiels unterschiedlicher Fachrichtungen. So kommen neben der Betriebswirtschaft oft auch die Statistik und Mathematik, die Ingenieurwissenschaften, die Physik, die Soziologie und Psychologie und andere Fachbereiche zum Einsatz.
Um die Verfahren des Operations Research anwenden zu können, müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:
- die zu betrachtenden Faktoren zur Problemlösung müssen quantifizierbar und messbar sein
- die erforderlichen Daten müssen beschafft werden können
- der Aufwand für die Datenbeschaffung und die Anwendung der Verfahren muss in einem wirtschaftlichen Verhältnis zu dem erwarteten Nutzen stehen.
Vorteile und Nachteile von Operations Research
- innerbetriebliche Prozesse können optimiert werden
- Kosten können minimiert werden
- Teilweise verursacht die Anwendung des Operations Researchs mehr Kosten, als durch die Optimierung eingespart werden kann.
Übungsaufgaben
#1. Was versteht man unter Operations Research?
#2. Welche Problemtypen können durch das Operations Research gelöst werden?
#3. Welche Nachteile kann das Operations Research haben?
#4. “Das Operations Research dient der Vorbereitung von Entscheidungsprozessen im Unternehmen.” - Diese Aussage ist:
#5. “Das Operations Research findet in der betrieblichen Praxis besonders in kleinen Unternehmen Anwendung” - diese Aussage ist:
Ergebnisse
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