Yöneylem araştırması

Yöneylem araştırması (Amerikan İngilizce Operations Research; İngiliz İngilizce Operational research); belirli kısıtların olduğu bir durumda, belirli bir amaca yönelik en uygun çözümün bulunması için geliştirilmiş bir yöntem.

Yöneylem araştırması; bir organizasyon içinde operasyonların koordinasyonu ve yürütmesi ile ilgili dünyanın gerçek karmaşık sorunları için fikir üretmede matematiksel modelleme, istatistik ve algoritma gibi bilimsel yöntemleri kullanan disiplinlerarası bir bilimdir. Organizasyonun doğası maddi değildir. Soruna bilimsel olarak en uygun çözümü sağlamak için bu bilimi kullandıktan sonraki hedef organizasyonun performansını iyileştirmek ve optimize etmektir.

Yöneylem araştırmasının İngilizce adındaki "operation" kavramı II. Dünya Savaşı sırasındaki askerî operasyonları anlatmak için kullanılmıştır. 1969 yılına kadar Harekât Araştırması olarak Türkiye'de öncelikle askeri kurumlarda, daha sonra üniversiteler ile kamu kurumlarında kullanılmıştır. Yöneylem Araştırması Derneği'nin (YAD) kurucuları arasında da yer alan Halim Doğrusöz'ün önerisi ile bu disiplinlerarası bilim dalı Yöneylem Araştırması olarak tanınır hale gelmiştir.

Kavramsal açıdan Yöneylem Araştırması ile Yönetim Bilimi (Management Science) modern bilim açısından aynı anlamdadır. Yönetim Bilimi (ya da Yöneylem Araştırması), işletmecilik alanındaki örgütsel çalışmaları ele alan Yönetim Bilimleri ile birbirlerinden kuramsal olarak ayrılan dallar olarak ele alınmaktadır.

Yöneylem araştırması endüstri mühendisliği ile yakından ilişkilidir. Endüstri mühendisliği mühendis bakış açısıyla yöneylem araştırması tekniklerini başlıca araç olarak düşünürler.

Yöneylem araştırmacıları tarafından kullanılan öncelikli araçlar istatistik, optimizasyon, rassallık, kuyruk kuramı, oyun kuramı, çizge kuramı, karar analizi ve simülasyondur. Bu alanların sayısal niteliğinden dolayı yöneylem araştırması bilgisayar bilimleri ile de ilgilidir. Dolayısıyla yöneylem araştırmacıları özel olarak yazılmış ya da hazır yazılımları kullanırlar.

Yöneylem araştırması, spesifik elemanlara yönelmektense sistem genelini ele alarak bütünüyle geliştirme yeteneğiyle diğerlerinden ayrılır. Yeni bir problemle karşılaşan yöneylem araştırmacısının hangi tekniklerin sistemin doğasına, geliştirme hedeflerine, zaman ve hesap gücü kısıtlarına en yatkın olduğuna karar vermesi beklenir. Bu ve diğer nedenlerden ötürü insan etkeni yöneylem araştırması için yaşamsaldır. Öteki herhangi araçlar gibi yöneylem araştırması teknikleri problemleri kendi başlarına çözemezler.

Yöneylem araştırmasının kapsamı

Yöneylem araştırmasının kullanıldığı birkaç uygulama örneği:

• Verimli bir madde akışı için fabrikanın yerleşim planını tasarlarken
• Belirli bağlantılar çok meşgul ya da hasarlı ise QoS(quality of service=hizmet kalitesi) ya da QuE(quality of experience=deneyim kalitesi)ni garanti ederek telekomünikasyon ağını kurarken
• Yol trafiği yönetiminde
• Araç sayısını mümkün olduğunca indirebilmek için toplu taşıma araçlarının güzergahını belirlerken
• Bilgisayar çipinin üretim zamanını ve maliyetini azaltmak için tasarımını değiştirirken
• Tedarik zincirinde bitmiş ürünler için belirsiz talep söz konusu olduğunda hammadde ve ürün akışını yönetirken
• Müşteriyle verimli bir iletişim ve geri bildirim için
• İnsanla yönetilen süreçlerin robotlaştırılması ve otomasyonunda
• Ucuz madde, işgücü, yer ve diğer üretkenlik girdilerinde avantaj sağlamak için operasyon süreçlerini küreselleştirirken
• Nakliyat ve taşıma yönetiminde
• Çizelgelemede:
  • Personel görevlendirirken
  • İmalat adımlarında
  • Proje yönetiminde
  • Ağ veri trafiğinde: bunlar kuyruk modeli olarak da bilinir.
  • Spor olayları ve bunların televizyon sunumlarında
• Petrol rafinerilerinde hammaddeleri karıştırırken

Yöneylem araştırması devletler tarafından da geniş ölçüde kullanılmaktadır.

Tarihçe

Yöneylem araştırmasının modern alanı II. Dünya Savaşı sırasında ortaya çıktı. İngiltere’de (Patrick Blackett, Cecil Gordon, C. H. Waddington, Owen Wansbrough-Jones ve Frank Yates de aralarındaydı) ve ABD'deki (George Dantzig) bilimciler lojistik ve talim çizelgelerinde daha iyi kararlar verebilmek için yollar aramaya başladılar. Savaştan sonra endüstrideki benzer problemlere uygulanmaya başladı.

İkinci Dünya Savaşı

Blackett’in ekibi savaş çabasını amaçlayan bir dizi can alıcı analiz yaptı. Britanya sevkiyat kayıplarını azaltmak için konvoy sistemini tanıttı. Ancak savaş gemilerini kullanma ilkesine karşın ticari gemilere eşlik etmeleri genel olarak kabul edilse de, konvoyların küçük ya da büyük olmasının daha iyi mi kötü mü olduğu açık değildi. Konvoylar en yavaş üyenin hızına göre yol alıyordu bu yüzden küçük konvoylar daha hızlı yol alabilirdi. Ayrıca küçük konvoyların Alman U-Bot’ları tarafından saptanmasının daha zor olacağı tartışılıyordu. Öte yandan büyük konvoylar saldıranlara karşı daha çok savaş gemisini intikal edebilecekti. Blackett’in ekibi açıkça şunu gösterdi:

• Geniş konvoylar daha etkilidir
• Bir U-Bot tarafından saptanma olasılığı istatistiksel olarak konvoyun büyüklüğüne bağlı değildir
• Yavaş konvoylar daha büyük bir risk altındadırlar (hepsi düşünüldüğünde geniş konvoylar yeğlendi)

Bir diğer çalışmada Blackett'in ekibi Kraliyet Hava Kuvvetleri Bombardıman Komutanlığı tarafından gerçekleştirilen bir araştırmanın raporunu incelediler. Araştırma için Bombardıman Komutanlığı Almanya’dan belli bir dönem sonra bombardıman baskınından dönen tüm bombardıman uçaklarını inceledi. Alman hava savunması tarafından uğratılan tüm hasar not edildi ve en hasarlı bölgelere zırh eklenmesi önerisi getirildi. Onların -hava aracı kaybının en düşük personel kaybıyla sonuçlanmasını sağlayabilecek- mürettebatın bir kısmını kaldırma önerisi komutanlıkça reddedildi.

Araştırmaya göre bunun yerine Blackett’in ekibi hasardan tümüyle kurtulmuş bölgelerin zırhla kaplanması gibi şaşırtıcı ve kontra sezgisel bir öneri yaptı. Araştırmanın sırf Almanya’dan başarıyla geri dönebilen hava araçlarını içerdiği için önyargılı olduğuna karar verdiler. Eğer alınan isabet aracın kaybına yol açıyorsa hasarsız bölgeler yaşamsal alanlar olmalıydı.

Almanlar hava savunmasını Kammhuber Hattı’nda birleştirdiğinde Kraliyet Hava Kuvvetleri bombardıman uçaklarının kara kontrol tertibatının hedefindeki bireysel hücrelerine uçan gece savaşçılarını basabilecekleri bir bombardıman uçağı akımına doğru uçtukları fark edildi. Geriye Kraliyet Hava Kuvvetleri'nin kaybını en aza indirgeme amacıyla bombardıman uçaklarının ne kadar yakın uçmaları gerektiğini ölçmek için çarpışmalardan kaynaklanan istatistiksel kaybı gece savaşçılarının istatistiksel kaybına karşı hesaplamak kalmıştı.

Matematiksel modeller

Yöneylem problemlerinde öncelikle bir amaç fonksiyonu vardır. Bu problemlerde amaç fonksiyonunun azami veya asgari değerini bulmaya çalışırız. Bu değere uygun (optimum) çözüm denir. Her yöneylem probleminde ayrıca çözüm kümesini belirleyen kısıtlar bulunur. Uygun çözüm hem amaç fonksiyonunu, hem de kısıtları mutlaka sağlamalıdır.

Yöneylem araştırmaları ilk defa II. Dünya Savaşı'nda İngilizler tarafından cephane nakliyatının en verimli şekilde nasıl ulaştırılacağını hesaplamak için uygulanmıştır. Günümüzde ise genellikle şirketler tarafından üretim ve satış miktarlarının belirlenmesinde kullanılmaktadır.

Tipik bir Yöneylem Araştırması modeli, genel şekil olarak aşağıdaki gibi düzenlenir.

1. Maksimum veya Minimum Amaç Fonksiyonu (maks A = lw)
2. Kısıtlar (l + w = L/2)

Bu tür bir modelde pek çok alternatif çözüm bulunacaktır ama bu çözümlerden sadece biri veya bir kaçı optimum çözümü sağlar. Bir matematiksel modelde nihai sonuç, değişkenler, kısıtlar ve amaç fonksiyonu bulunur. Matematiksel modeller grafik yardımı veya simpleks algoritması ile çözülebilirler.

Gelişen teknikler ve artan bilinçle birlikte yöneylem araştırması artık yalnızca operasyonlarla sınırlı değildir ve bilgisayar verisi toplamak analizcilerin yükünü hafifletti. Fakat yöneylem araştırması analizcisi hala bir sistemin nasıl işlediğini bilmeli ve hep bir öncekinden daha sofistike araştırmalar yapmayı öğrenmelidir.

Topluluklar

• Yöneylem Araştırması Derneği | Operational Research Society, Turkey (YAD)
• The International Federation of Operational Research Societies (IFORS)
• Institute for Operations Research and the Management Sciences (INFORMS9 Kasım 2011 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.)
• The OR Society (ORS)
• The Association of European Operational Research Societies (EURO)
• Canadian Operations Research Society (CORS)
• Australian Society for Operations Research (ASOR)
• Military Operations Research Society (MORS)
• Operations Research Society of New Zealand (ORSNZ)
• Operations Research Society of the Philippines (ORSP)
• Operational Research Society of India (ORSI)
• Operations Research Society of South Africa (ORSSA)
• Institute for Operations Research (IFOR)

Makaleler

• INFORMS Journals
• European Journal of Operational Research (EJOR)
• Journal of The Operational Research Society (JORS)
• INFOR Journal
• Opsearch
• TOP
• Arastirmax Bilimsel Yayın İndeksi Yöneylem Makaleleri()