Scienco

MATEMATIKO

Operacia esploro: scienco de mirindaj elektoj

Operacia esploro povas esti difinita kiel scienca aliro al decida procedo. Alivorte, ĝi helpas determini manierojn por agi pli efike. La naskiĝo de operacia esploro okazis tuj antaŭ la dua mondmilito. Tiam la brita reĝa aerarmeo (Royal Air Force), ekde la jaro 1937, iniciatis novajn matematikajn esploradojn por solvi taktikajn kaj strategiajn problemojn en armeaj operacoj. Instiginto de tiuj studoj estis la bezono efike interpreti la multajn radarsignalajn informojn, kiuj estis unuafoje haveblaj pere de novaj radaraj aparatoj. Dum la dua mondmilito, la unua praktika uzo de operacia esploro donis la eblon savi pilotojn kaj aviadilojn implikitajn en la konflikto. Verdire, historiistoj konsentas, ke esence la rezulto de la dua mondmilito estis akirita danke al du novaĵoj fare de la britoj, tuj adoptitaj ankaŭ de la usonanoj: la radaro kaj, precize, operacia esploro. Ekde tiam la civilaj utiligoj de operacia esploro estas sennombraj kaj tre utilas por industrio, ekonomio kaj sansektoro.

En la industria fako sukcesaj aplikoj koncernas la planadon de produktado, la optimuman kvantigon de magazenaj stokoj, la idealan lokadon kaj grandecon de instalaĵoj. En la ekonomia kaj financa sektoroj operacia esploro estas efika por faciligi la plej bonan elekton inter diversaj investoj, por determini deĵortempojn de laboristoj, por racie aldirekti veturilojn kaj, ĝenerale, por la plibonigo de transporto kaj loĝistiko. En la medicina kampo efektivaj aplikoj rilatas al studado de la homa genaro, al bilda rekonstruo kaj al solvo de diagnozaj problemoj. Tamen, kromaj aplikoj nuntempe koncernas ankaŭ sociajn sciencojn, biologion, medion kaj eĉ psikologion.

Modeloj kaj metodoj

Ĝenerale, la ekspluatado de matematiko por solvi realajn decidajn problemojn estas kutime atingata ĉefe per tri stadioj: analizo de la reala problemo, modelkonstruo kaj ĝia solvo. Aparte en la modelkonstrua stadio oni devas klare difini la alpreneblajn elektojn, la praktikajn barojn, kiuj limigas tiujn liberajn elektojn, kaj fine la deziratan celon.

Post konstruo de la modelo, gravas matematikaj metodoj por atingi ĝian solvon. Rimarkinde, la metodoj estas sendependaj kaj de la realaj problemoj kaj iel de la rezultontaj modeloj. Alivorte, modelo por precize fiksi, ekzemple, kiamaniere maksimumigi profiton de produktado en industrio, aŭ tiu por plej bone plani deĵortempojn de laboristoj en hospitalo, povus strange esti tre similaj unu al la alia. Tial la studado kaj la evoluo de metodoj povas koncentriĝi ununure al paradigmaj modelaj strukturoj.

Komplekseco

Bedaŭrinde, operacia esploro devas ofte alfronti praktikajn problemojn, tre kompleksajn, kies solvo postulas tro da rimedoj. Klasika ekzemplo estas la tiel nomata „Problemo de vojaĝanta komizo” (Travelling Salesman Problem en la angla, aŭ simple TSP). Ĉi tiu problemo postulas elekti la optimuman sinsekvon por viziti iujn lokojn, kun la celo vojaĝi kiel eble plej malmulte. Indas substreki, ke ĝi havas tre vastajn praktikajn aplikojn, ne nur rilatajn al vojaĝantaj komizoj. Pensu, ekzemple, pri optimuma sinsekvo por ĉerpi artiklojn el aŭtomatigita magazeno aŭ pri la plej mallonga itinero por liverado de pakaĵoj pere de kuriero.

Nu, ĉar la grandeco de ĉi tiu problemo kreskas, la tempo por trovi la plej bonan solvon kreskas eksponenciale, preskaŭ neebligante akiri ĝin en akceptebla tempo. El praktika vidpunkto, en ĉi tiuj okazoj oni kontentiĝas pri bonaj, sed ne plej bonaj, solvoj (tio estas konata kiel heŭristika aliro).

Nuntempe, ĉu ekzistas praktika metodo por solvi ĉi tiun kaj aliajn same kompleksajn problemojn, estas unu el la ĉefaj nesolvitaj problemoj en matematiko.

Sciencaj komunumoj

Hodiaŭ en ĉiu evoluinta nacio ekzistas asocioj, kiuj kunigas akademianojn kaj fakulojn pri operacia esploro. Aliflanke, tiuj kutime grupiĝas en internaciaj federacioj. Sendube, la plej grandaj kaj aktivaj estas EURO en Eŭropo, INFORMS en Usono, APORS en Azio kaj IFORS en la tuta mondo.