Pesquisa OperacionalIntrodução

Profa. Alessandra Martins Coelho

agosto/2013

Operational Research

Pesquisa Operacional - (Investigação operacional, investigación operativa)

Termo ligado à invenção do radar (Inglaterra – 1934), atribuído à Rowe (1938)

OrigensRevolução industrial:

Crescimento das organizações Dificuldade na alocação + Eficaz dos recursos Complexidade dos problemas Disponíveis às atividades

Início das atividades:

Análise científica do uso operacional de recursos militares de maneira sistemática – 2ª Guerra Mundial - Problemas estratégicos e táticos

Fatores chaves para o crescimento da PO

– Readaptação do parque industrial;

– Desenvolvimento e aperfeiçoamento de técnicas de PO;

– Desenvolvimento dos recursos computacionais

– Dantzig – método simplex – otimização linear

• Evolução rápida - Inglaterra e Estados Unidos 1ª Conferência Internacional – 1957 - Oxford

Estudos de casos ou problemas específicos Modelos e métodos matemáticos em diversos temas

(teoria de estoques, substituição de equipamentos, teoria de filas, programação (scheduling) de tarefas em máquinas, teoria dos jogos, fluxo em redes e otimização linear.

Início da década de 50 e final da década de 60 – aplicação setores público e privado.

O avanço da PO - aumento da velocidade de processamento; quantidade de memória - execução de problemas mais complexos -

Pesquisa Operacional Pesquisa Operacional: PO propõe uma

abordagem científica sobre a tomada de decisões

• Ideias e processos para articular e modelar problemas de decisão, determinando os objetivos do tomador de decisão e as restrições sob as quais se deve operar

Métodos matemáticos, estatísticos e algorítmicos

Conceito de Decisão Chiavenato (1997) - “o processo de análise entre

várias alternativas disponíveis do curso de ação que a pessoa deverá seguir”

Wikipédia - “o processo pelo qual são escolhidas algumas ou apenas uma entre muitas alternativas para as ações a serem realizadas”

Exemplos de decisão escolher uma localização dentre várias

disponíveis;

determinar a melhor composição de uma certeira de ações;

escolher uma entre várias alternativas que balanceia os recursos de produção, como mão de obra disponível, contratação, demissão, estoque.

A natureza• aplicada a problemas associados a condução e a

coordenação de operações ou atividades numa organização.

• possui um amplo espectro de utilização: – Governo e suas agências, indústrias, empresas comerciais e de

serviço.– adota um enfoque sistêmico para os problemas.– busca a solução “ótima” para o problema.

• Ramo multidisciplinar – Engenharia, computação, economia, estatística, administração,

matemática, ciências comportamentais.

Fases de uma estudo de pesquisa operacional

(1) definição do problema;(2) construção do modelo;(3) solução do modelo;(4) validação do modelo;(5) implementação da solução;(6) avaliação final.

Fases de uma estudo de pesquisa operacional

(1) definição do problema;(2) construção do modelo;(3) solução do modelo;(4) validação do modelo;(5) implementação da solução;(6) avaliação final.

- objetivos a serem alcançados

- possíveis caminhos para a solução do modelo

- definição das limitações técnicas do sistema

- relação do sistema com outros da empresa ou do ambiente externo

Fases de uma estudo de pesquisa operacional

(1) definição do problema;(2) construção do modelo;(3) solução do modelo;(4) validação do modelo;(5) implementação da solução;(6) avaliação final.

- conjunto de equações (funções objetivo e restriçoes de igualdade) e inequações (restrições de desigualdade) que tem como objetivo otimizar a eficiência do sistema e oferecer subsídios para que o tomador de decisão identifique as limitações do mesmo.

Fases de uma estudo de pesquisa operacional

(1) definição do problema;(2) construção do modelo;(3) solução do modelo;(4) validação do modelo;(5) implementação da solução;(6) avaliação final.

- uso de várias técnicas de PO. Ex.:

Simplex (programação linear e programação em redes)

Branch-and-bound (programação inteira)

Fases de uma estudo de pesquisa operacional

(1) definição do problema;(2) construção do modelo;(3) solução do modelo;(4) validação do modelo;(5) implementação da solução;(6) avaliação final.

- Um modelo é considerado válido se conseguir representar ou prever, com precisão aceitável, o comportamento do sistema em estudo

Fases de uma estudo de pesquisa operacional

(1) definição do problema;(2) construção do modelo;(3) solução do modelo;(4) validação do modelo;(5) implementação da solução;(6) avaliação final.

- deve ser controlada e acompanhada de maneira a detectar e corrigir possíveis mudanças da nova solução, o que pose fazer cm que algumas partes do modelo sejam reformuladas.

Fases de uma estudo de pesquisa operacional

(1) definição do problema;(2) construção do modelo;(3) solução do modelo;(4) validação do modelo;(5) implementação da solução;(6) avaliação final. - verificar se o

objetivo final foi alcançado

Exemplos

• Programação linear: mix de produção, mistura de matérias-primas, modelos de equilíbrio econômico, carteiras de investimentos, roteamento de veículos, jogos entre empresas;

• Modelos em redes: rotas econômicas de transporte, distribuição e transporte de bens, alocação de pessoal, monitoramento de projetos;

• Teoria de filas: congestionamento de tráfego, operações de hospitais, dimensionamento de equipes de serviço;

Ferramentas da Pesquisa Operacional

Modelos determinísticos: programação linear; em redes; binária e inteira; por metas ou multiobjetivo; programação não linear; dinâmica determinística

Modelos estocásticos: teoria das filas; modelos de simulação; programação dinâmica estocástica (cadeias de markov); teoria dos jogos

Outras técnicas: Metodologia Multicritério de apoio a Decisão; Análise Envoltória de Dados; Inteligência Artificial(Inteligência Computacional; Heurísticas e Metaheurísticas

Principais Sociedades Profissionais ligadas à PO

INFORMS – The Institute for Operations Research and the Management Sciences (1995)

EURO - European Operational Research Society

IFORS - International Federation of Operational Research Societies

SOBRAPO - Sociedade Brasileira de Pesquisa Operacional (1968)

ABEPRO – Associação Brasileira de Engenharia de Produção