Definition Was ist Operations Research (OR)?

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Modelle. Es wird der vollständige Prozess der Entscheidungsfindung von der Analyse der Problemstellung bis zur Kontrolle der Wirkung betrachtet. Operations Research arbeitet interdisziplinär und nutzt Methoden der angewandten Mathematik, Informatik, Statistik sowie der Ingenieurs- und Wirtschaftswissenschaften und anderer Fachbereiche.

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Operations Research, abgekürzt OR, unterstützt Entscheidungsprozesse mithilfe mathematischer Verfahren und Modelle. Alternativ wird teilweise die Bezeichnung Operational Research genutzt. Die Verwendung deutscher Übersetzungen und Begriffe wie Operationsforschung oder Unternehmensforschung ist eher unüblich. Operations Research betrachtet den vollständigen Prozess der Entscheidungsfindung von der Analyse einer Problemstellung bis zur Kontrolle der Wirkung der Problemlösung. Ziel ist es, bestehende Probleme zu lösen oder zukünftige Probleme zu verhindern.

Ursprünglich stammt der Begriff Operations Research aus dem militärischen Bereich. Im 2. Weltkrieg nutzten das britische und US-Militär Operations Research für die Planung und Optimierung militärischer Infrastrukturen und Operationen. Heute ist Operations Research vor allem für Unternehmen von Bedeutung. OR hilft, Lösungen für Probleme der betrieblichen Praxis unter Minimierung der Kosten und des Aufwands und Maximierung des Nutzens und Gewinns zu finden. Operations Research arbeitet interdisziplinär und nutzt Methoden der angewandten Mathematik, Informatik, Statistik sowie der Ingenieurs- und Wirtschaftswissenschaften und anderer Fachbereiche. Konkret werden zur Unterstützung der Entscheidungsprozesse und Ableitung der Entscheidungsvorschläge statistische Analysen, Modelle der Spieltheorie, Optimierungstheorien, Netzwerkanalysen, Künstliche Intelligenz und vieles mehr eingesetzt. Oft müssen große Datenmengen analysiert, aufbereitet und modelliert werden. Typische Einsatzbereiche sind daher auch im Big-Data-, Business-Intelligence- und Business-Analytics-Umfeld zu finden.

Auf internationaler Ebene befassen sich die International Federation of Operational Research Societies (IFORS) und die European Operational Research Societies mit Operations Research. Die deutsche Fachgesellschaft für OR ist die Gesellschaft für Operations Research (GOR) e. V.

Ziele von Operations Research

Ziel von Operations Research ist es, Entscheidungsprozesse unter Zuhilfenahme ausgewählter oder zuvor entwickelter mathematischer Verfahren und Modelle zu unterstützen. Die entwickelten oder ausgewählten Verfahren und Modelle sollen für alle Phasen der Entscheidungsprozesse von der Analyse der Problemstellung über die Entscheidungsfindung und Entscheidungsdurchführung bis zur Kontrolle der Wirkung einsetzbar sein. Letztendlich geht es darum, bestehende Probleme der betrieblichen Praxis zu lösen oder zukünftige Probleme zu verhindern. Die Probleme selbst lassen sich in verschiedene Problemtypen einteilen. Diese Problemtypen sind beispielsweise Wartezeitprobleme, Zuteilungsprobleme, Konkurrenzprobleme, Lagerhaltungsprobleme, Ersatzprobleme und andere.

Die verschiedenen Phasen von Operations Research

Da Operations Research den gesamten Entscheidungsprozess abdeckt, lässt sich die Anwendung von OR in verschiedene Phasen unterteilen. Diese Phasen sind:

  • Formulierung der Problemstellung
  • genaue Untersuchung des Problems und aller relevanten Zusammenhänge
  • Entwicklung oder Auswahl geeigneter mathematischer Modelle zur Lösung des Problems
  • Beschaffung und Aufbereitung der für die Lösung des Problems benötigten Daten
  • Problemlösung mithilfe des gewählten Modells und der beschafften Daten
  • Kontrolle der Ergebnisse der Problemlösung
  • gegebenenfalls Überarbeitung und Anpassung des Modells
  • Übertragung der Lösung auf das ursprüngliche Problem

Für Operations Research genutzte Verfahren

Für Operations Research lassen sich zahlreiche verschiedene Verfahren einsetzen. Allerdings müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein, um mathematische Verfahren und Modelle zu nutzen. Die für die Problemlösung zu betrachtenden Faktoren müssen messbar und quantifizierbar sein. Darüber hinaus müssen die für die Anwendung der Modelle notwendigen Daten mit vertretbarem Aufwand beschaffbar sein. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, kommen für Operations Research Verfahren wie mathematische Optimierungsverfahren, heuristische Verfahren, graphentheoretische Verfahren, Entscheidungsbaumverfahren, Simulationsverfahren, Modelle und Verfahren der Spieltheorie, Modelle und Verfahren der Warteschlangentheorie und weitere zum Einsatz.

Anwendungsbereiche und Beispiele für Operations Research

Grundsätzlich ist Operations Research zur Lösung verschiedener Problemtypen wie Wartezeitprobleme, Zuteilungsprobleme, Konkurrenzprobleme, Lagerhaltungsprobleme, Ersatzprobleme und andere einsetzbar. Diese Problemtypen treten in vielen Branchen und Geschäftsbereichen beispielsweise in der Logistik, Verwaltung von Lagerbeständen, Auftragsdisposition, Wegeplanung, Gebietsplanung, Produktionsplanung, Terminplanung, Supply-Chain-Management oder Netzwerkoptimierung auf.

Etabliert hat sich Operations Research in großen Unternehmen. Dort existieren teils eigene Abteilungen, die sich zur Unterstützung der betrieblichen Abläufe und Entscheidungsprozesse ausschließlich mit Operations Research befassen. Typische Beispiele für Operations Research im Unternehmensumfeld sind:

  • optimale Routenplanung für Lkw einer Spedition
  • optimale Gebietsplanung für den Außendienst oder Vertriebsmitarbeiter
  • Tourenplanungen für Kurierdienste
  • optimale Belegungspläne für Maschinenhallen oder Rechenzentren
  • optimaler Zuschnitt von Produktionsteilen mit geringstem Verschnitt
  • optimale Ausnutzung des vorhandenen Lagerplatzes
  • optimale Bauform eines Bauwerks unter Beachtung der verwendeten Materialien
  • optimale Netzwerkinfrastruktur
  • optimaler Personaleinsatz und optimierte Schichtpläne

Vorteile durch den Einsatz von Operations Research

Durch den Einsatz von Operations Research ergeben sich für ein Unternehmen zahlreiche Vorteile. Betriebliche Prozesse lassen sich auf Basis mathematischer Verfahren und Modelle sowie vorhandener Daten optimieren. Kosten und Aufwand werden minimiert, Nutzen und Gewinn maximiert. Operations Research löst komplexe Problemstellungen und liefert quantitative Antworten zur Findung optimaler Entscheidungen. Selbst sehr komplexe Prozesse werden beherrschbar. Die Lösungsfindung bleibt zu jeder Zeit transparent, da sie auf nachvollziehbaren Berechnungen und Modellen und auf einer validen Datengrundlage basiert.

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