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.
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.
∆ιοίκηση παραγωγής
Από την πρώτη περίοδο ανάπτυξης της ΕΕ, ο χώρος της διοίκησης παραγωγής (∆Π) αποτέλεσε ένα από τα δηµοφιλέστερα πεδία έρευνας µε πλήθος πρακτικών εφαρµογών. Ενδεικτικά αναφέρονται θέµατα όπως:
∆ιαχείριση 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.
Καθηγητής Μιχάλης ∆ούµπος
Πολυτεχνείο Κρήτης
Κοσµήτορας Σχολής Μηχανικών Παραγωγής & ∆ιοίκησης
Καθηγητής Κωνσταντίνος Ζοπουνίδης, Ακαδηµαϊκός
Πολυτεχνείο Κρήτης
Επίτιµος ∆ρ. ΑΠΘ
Paris School of Business
