Μέσω της αξιοποίησης σύγχρονων τεχνολογιών και εργαλείων από τα πεδία των μαθηματικών, της οικονομίας και της επιστήμης των υπολογιστών για την υποστήριξη επιχειρησιακών αποφάσεων, η επιχειρησιακή έρευνα (ΕΕ) παρέχει προστιθέμενη αξία σε όλους τους τομείς της επιχειρηματικής δραστηριότητας.
άρθρο Καθηγητή Μιχάλη Δούμπου, Πολυτεχνείο Κρήτης, Κοσμήτορας Σχολής Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης & Καθηγητή Κωνσταντίνου Ζοπουνίδη, Ακαδημαϊκός, Πολυτεχνείο Κρήτης, Επίτιμος Δρ. ΑΠΘ, Paris School of Business
Ερωτήματα όπως:
- Πώς να βελτιστοποιηθεί η διαδρομή ενός οχήματος παράδοσης;
- Πού πρέπει να τοποθετηθούν σταθμοί εξυπηρέτησης (πχ., σταθμοί φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων);
- Πώς να οργανωθεί η λειτουργία μια μονάδας παραγωγής για τη βελτίωση της αποδοτικότητας;
- Πώς να γίνει η κατανομή των πόρων σε ένα πλάνο επένδυσης με στόχο τη μεγιστοποίηση του κέρδους και την ελαχιστοποίηση του κινδύνου;
είναι πλέον τόσο σύνθετα και πολύπλευρα, που απάντησή τους δεν μπορεί να δοθεί εμπειρικά. Αντίθετα, απαιτείται μια συστηματική διαδικασία, στην οποία θα σχεδιαστούν, μελετηθούν και θα υλοποιηθούν κατάλληλες λύσεις μέσω τεκμηριωμένων επιστημονικών προσεγγίσεων. Αυτό ακριβώς είναι το πλαίσιο που περιγράφει το αντικείμενο της ΕΕ.
Ο στόχος αυτού του άρθρου είναι να παρουσιάσει, με περιεκτικό τρόπο, την προσέγγιση και τις φάσεις που πρέπει να υιοθετηθούν με βάση τις αρχές της ΕΕ για την αντιμετώπιση προβλημάτων λήψης αποφάσεων σε επιχειρήσεις και οργανισμούς, καθώς και ορισμένα χαρακτηριστικά πεδία εφαρμογής.
Ορισμός, στόχος
Η ΕΕ ορίζεται από τη Γαλλική Εταιρεία Επιχειρησιακής Έρευνας και Υποστήριξης Αποφάσεων (ROADEF: Societe Francaise de Recherche Operationnelle et d’Aide a la Decision) ως «η εφαρμογή επιστημονικών μεθόδων, κυρίως μαθηματικών και αλγοριθμικών, με σκοπό τη λήψη της καλύτερης δυνατής απόφασης. Η ΕΕ παρέχει εργαλεία για τον εξορθολογισμό, την προσομοίωση και τη βελτιστοποίηση της αρχιτεκτονικής και της λειτουργίας βιομηχανικών και οικονομικών συστημάτων. Προσφέρει μοντέλα για την ανάλυση περίπλοκων καταστάσεων και επιτρέπει στους λήπτες αποφάσεων να κάνουν αποτελεσματικές και εύρωστες επιλογές».
Το Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS) δίνει έναν πιο περιεκτικό ορισμό της ΕΕ, ως «η επιστημονική διαδικασία μετασχηματισμού δεδομένων σε πληροφορία για τη λήψη καλύτερων αποφάσεων». Ο ορισμός αυτός εστιάζει στη νέα τάση της επιχειρηματικής αναλυτικής (business analytics), όπου τα δεδομένα διαδραματίζουν κυρίαρχο ρόλο.
Η ΕΕ αναπτύχθηκε κατά τη διάρκεια του 2ου παγκόσμιου πολέμου μέσα από τις προσπάθειες πολλών μαθηματικών να διαμορφώσουν κατάλληλες τεχνικές για τη βελτιστοποίηση των στρατιωτικών πόρων. Σήμερα, η ΕΕ έχει ένα ευρύτατο πεδίο εφαρμογών στο χώρο της διοικητικής επιστήμης.
Φάσεις της ΕΕ
Η ΕΕ αρχίζει με τον ορισμό του προβλήματος και συνεχίζει με τη μοντελοποίηση. Οι φάσεις αφορούν: συλλογή δεδομένων, επικύρωση μοντέλου, επιλογή μεθόδου και επίλυση. Στη συνέχεια, τα στελέχη της επιχείρησης θα κληθούν να ερμηνεύσουν τα αποτελέσματα, να θέσουν σε ισχύ τις λύσεις και να ολοκληρώσουν την τελική αξιολόγηση.
- Προσδιορισμός του προβλήματος
Το πρώτο αυτό στάδιο εστιάζει στον σαφή καθορισμό του προβλήματος, των ερωτημάτων που πρέπει να απαντηθούν, την καταγραφή των στόχων που συνδέονται με αυτό, και την ανάλυση του πλαισίου μέσα στο οποίο πρέπει να διαμορφωθεί η λύση (πχ., περιορισμοί).
- Μοντελοποίηση
Η φάση της μοντελοποίησης συνίσταται στη μαθηματική αναπαράσταση του προβλήματος, η οποία είναι απαραίτητη για τη συστηματική του μελέτη και ανάλυση.
- Συλλογή δεδομένων
Τα δεδομένα «τροφοδοτούν» το μαθηματικό μοντέλο απόφασης, με τα στοιχεία και πληροφορίες που είναι απαραίτητα για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων. Ανάλογα με τη φύση του προβλήματος, τα δεδομένα μπορούν να αφορούν στοιχεία ζήτησης, κόστους/εσόδων, τους διαθέσιμους πόρους (κεφάλαια, προσωπικό, χρόνο), κ.ά.
- Επικύρωση του μοντέλου
Η σύγκριση του μοντέλου που προκύπτει με την πραγματικότητα αποτελεί βασικό στοιχείο προκειμένου να εξεταστεί ο βαθμός στον οποίο το μοντέλο ανταποκρίνεται στα πραγματικά χαρακτηριστικά του εξεταζόμενου προβλήματος και τους επιδιωκόμενους στόχους.
- Μεθοδολογία ανάλυσης
Μετά την επικύρωση του μοντέλου και ανάλογα με τη μορφή που αυτό έχει πρέπει να χρησιμοποιηθεί η κατάλληλη αλγοριθμική μεθοδολογία ανάλυσης. Στο πεδίο της ΕΕ υπάρχει πληθώρα μεθοδολογικών προσεγγίσεων, όπως αλγόριθμοι βελτιστοποίησης, μεθοδολογίες προσομοίωσης, τεχνικές από το χώρο της θεωρίας παιγνίων, μοντέλα στοχαστικής ανάλυσης, κ.ά. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται στην ποιοτική ανάλυση και ερμηνεία των αποτελεσμάτων, ώστε να διασφαλιστεί ότι συμβαδίζουν με τους στόχους και το πλαίσιο της ανάλυσης.
- Υλοποίηση
Η φάση της υλοποίησης είναι το τελικό στάδιο, το οποίο αναφέρεται σε όλες τις διαδικασίες και δράσεις που απαιτούνται για την επιτυχημένη πρακτική υλοποίηση των αποτελεσμάτων. Ενδεικτικά αναφέρονται η εκπαίδευση του προσωπικού στην εφαρμογή των προτεινόμενων λύσεων και η προσαρμογή των ενδοεπιχειρησιακών διαδικασιών.
- Κύριοι τομείς εφαρμογής
Εργαλεία και μεθοδολογίες ΕΕ χρησιμοποιούνται εκτενώς σε διάφορα πεδία, όπως η διοίκηση παραγωγής, οι μεταφορές, η εφοδιαστική αλυσίδα, οι τηλεπικοινωνίες, τα χρηματοοικονομικά, οι υπηρεσίες υγείας, τα ενεργειακά συστήματα, κ.ά. Παρακάτω γίνεται μια σύντομη αναφορά σε ορισμένα χαρακτηριστικά πεδία εφαρμογών.
- Μεταφορές και εφοδιαστική αλυσίδα
Τα συστήματα μεταφορών και εφοδιαστικής, είναι από τα δημοφιλέστερα πεδία εφαρμογής της ΕΕ. Η βελτιστοποίηση της κυκλοφορίας σε δίκτυα μεταφορών, η δρομολόγηση οχημάτων, καθώς και η ανάλυση και διαχείριση αλυσίδων εφοδιασμού (δικτύων προμηθειών και διανομής), αποτελούν ορισμένα από τα κύρια πεδία το χώρο αυτό. Ενδεικτικά αναφέρονται, δύο χαρακτηριστικές περιπτώσεις όπου εργαλεία ΕΕ έχουν εφαρμοστεί με επιτυχία στην πράξη.
Το πρώτο παράδειγμα αφορά τα συστήματα ORION (On-Road Integrated Optimization and Navigation) και UPSNav της United Parcel Service (UPS) χρησιμοποιούν εξελιγμένους αλγορίθμους ΕΕ για την καθημερινή δρομολόγηση του στόλου των οχημάτων της εταιρείας (περισσότερα από 65.000 οχήματα), καλύπτοντας περισσότερα από 250 εκατομμύρια σημεία στο δίκτυο της εταιρείας στη βόρεια Αμερική και την Ευρώπη, επιτυγχάνοντας σημαντική εξοικονόμηση στο κόστος και μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος της εταιρείας (περιορισμός εκπομπών CO2 κατά άνω των 100.000 τόνων ετησίως).
Το 2ο παράδειγμα αφορά μια ελληνική εταιρεία, την Danaos Shipping Co Ltd., η οποία έχει σημαντική διεθνή παρουσία στο χώρο των θαλάσσιων μεταφορών και είναι εισηγμένη στο χρηματιστήριο της Νέας Υόρκης. Η εταιρεία ανέπτυξε το σύστημα ORISMA (Operations Research In Ship Management) για τη βελτιστοποίηση της δρομολόγησης και διαχείρισης του στόλου της, λαμβάνοντας υπόψη οικονομικά, μετεωρολογικά, υδροδυναμικά δεδομένα, καθώς και προβλέψεις για την αγορά των εμπορικών ναύλων.
- Χρηματοοικονομική
Ο χώρος των χρηματοοικονομικών υπηρεσιών έχει αποκτήσει τις τελευταίες δεκαετίες έντονα αναλυτικό χαρακτήρα, τόσο λόγω της πολυπλοκότητας των αγορών, όσο και λόγω της υιοθέτησης ενός αυστηρού εποπτικού πλαισίου για τους χρηματοπιστωτικούς οργανισμούς. Σήμερα, μεθοδολογίες ΕΕ, κυρίως αλγόριθμοι μαθηματικού προγραμματισμού και μεθοδολογίες προσομοίωσης και στοχαστικής ανάλυσης, χρησιμοποιούνται για τη βελτιστοποίηση επενδυτικών χαρτοφυλακίων, τη διαχείριση ενεργητικών/παθητικών στοιχείων (asset/liability management), την εκτίμηση κινδύνων, την αποτίμηση και ανάπτυξη νέων χρηματοοικονομικών προϊόντων, και τη διαχείριση εσόδων (revenue management).
- Μάρκετινγκ
Στην εποχή των μεγάλων δεδομένων, η ΕΕ παρέχει σύγχρονα υπολογιστικά εργαλεία, τα οποία σε συνδυασμό με αλγορίθμους τεχνητής νοημοσύνης, υποστηρίζουν τη λειτουργία μάρκετινγκ επιχειρήσεων και οργανισμών. Στην περίπτωση δημιουργίας ενός νέου καταστήματος, για παράδειγμα, η επιλογή της τοποθεσίας ανάλογα με παράγοντες όπως τα χαρακτηριστικά του πληθυσμού και η γεωγραφική θέση των ανταγωνιστών, παίζουν σημαντικό ρόλο. Αυτό είναι που προσφέρει η ΕΕ, λαμβάνοντας υπόψη τους επιχειρηματικούς λειτουργικούς και στρατηγικούς περιορισμούς που απαιτούνται. Ένα άλλο σημαντικό ζήτημα για το μάρκετινγκ είναι η βελτιστοποίηση των προωθητικών δράσεων. Η ΕΕ διαχειρίζεται την πολυπλοκότητα των χαρακτηριστικών των πελατών για το σχεδιασμό προωθητικών δράσεων που ανταποκρίνονται σε αυτά τα χαρακτηριστικά και μεγιστοποιούν την απόδοση της επένδυσης (return on investment, ROI), και το βαθμό ανταπόκρισης των πελατών.
- Διοίκηση παραγωγής
Από την πρώτη περίοδο ανάπτυξης της ΕΕ, ο χώρος της διοίκησης παραγωγής (ΔΠ) αποτέλεσε ένα από τα δημοφιλέστερα πεδία έρευνας με πλήθος πρακτικών εφαρμογών. Ενδεικτικά αναφέρονται θέματα όπως:
- Διαχείριση προμηθειών και αποθεμάτων.
- Χρονοπρογραμματισμός έργων με τις μεθόδους PERT/CPM.
- Πολυάριθμες βιομηχανικές εφαρμογές σε κλάδους όπως η βιομηχανία πετρελαίου (σχεδιασμός παραγωγής και διανομής), αγροδιατροφή (μεταφορά, ανάμειξη), και βιομηχανικών υλικών.
- Προγραμματισμός απαιτήσεων υλικών (MRP1 και μετά MRP2).
H βιομηχανική διοίκηση έχει εξελιχθεί σημαντικά τις τελευταίες δεκαετίες και έχει, περνώντας από την οικονομία της παραγωγής στην οικονομία της αγοράς. Οι κύριες αιτίες αυτής της εξέλιξης είναι.
- Η αντιστροφή της σχέσης μεταξύ της προσφοράς και της ζήτησης: για τα περισσότερα προϊόντα οι τρέχουσες ικανότητες παραγωγής υπερβαίνουν κατά πολύ αυτό που μπορεί να απορροφήσει η αγορά.
- Η παγκοσμιοποίηση της οικονομίας.
- Η επιτάχυνση της ανανέωσης των προϊόντων.
Αξιοποιώντας καινοτόμα μαθηματικά εργαλεία και σύγχρονες υπολογιστικές τεχνολογίας, σε συνδυασμό με τις εξελίξεις στο πεδίο της διοικητικής επιστήμης, η ΕΕ παρέχει πραγματική προστιθέμενη αξία στη λειτουργία επιχειρήσεων και οργανισμών. Επειδή όμως τα αποτελέσματα ενός προβλήματος ΕΕ είναι πάντα το αποτέλεσμα μιας μοντελοποίησης της πραγματικότητας, είναι απαραίτητο να έχουμε πάντα υπόψη μας τις υποθέσεις και παραδοχές που διέπουν την ανάλυση, ώστε τα αποτελέσματα που εξάγονται να ανταποκρίνονται με ρεαλιστικό τρόπο στις απαιτήσεις του σύγχρονου επιχειρηματικού περιβάλλοντος.
