Was ist Operations Research?

Was ist Operations Research?

OR ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die mathematische Modelle, statistische Analysen und algorithmische Verfahren kombiniert, um optimale Entscheidungen in komplexen Situationen zu treffen. Der Begriff stammt aus dem Englischen und bedeutet so viel „Operationsforschung“. In Deutschland ist die Disziplin unter dem Begriff „Unternehmensforschung“ bekannt. OR wird angewendet, um Entscheidungen zu verbessern, Prozesse zu optimieren und Ressourcen effizient einzusetzen. OR ist eine der ältesten KI-methoden und bildet bei INFORM die Basis aller Softwareprodukte. Dank OR sind diese in der Lage, verschiedenste Faktoren, Beschränkungen und Priorisierungen sinnvoll zueinander in Bezug zu setzen, um daraus eine ganzheitliche Lösung zu errechnen, die stets dem Gesamtoptimum eines betrieblichen Ablaufs dient.

Hintergrund und Kontext

Die Ursprünge des OR reichen zurück bis in den Zweiten Weltkrieg. Entwickelt wurde es mit dem Ziel, militärische Operationen durch wissenschaftliche Methoden effizienter zu gestalten. Teams aus Mathematikern, Physikern und Ingenieuren analysierten logistische Abläufe, um Einsatzpläne zu verbessern und Ressourcen effektiver zu nutzen. Nach dem Krieg erkannte auch die Wirtschaft das Potenzial dieser Methodik. Seitdem hat sich OR als unverzichtbares Werkzeug für Planung und Entscheidungsunterstützung etabliert.

INFORM gehört seit den 1960er Jahren zu den Pionieren bei der Entwicklung und Anwendung von OR-Methoden in der Unternehmenspraxis. Es ist eines der ersten Unternehmen, welches OR-Verfahren für industrielle Zwecke anwendbar gemacht hat. Diese Verfahren gelten heute als eine der ältesten existierenden KI-Methoden. Lange bevor also Begriffe wie Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen in aller Munde waren, hat INFORM bereits intelligente Algorithmen entwickelt, die in komplexen Entscheidungssituationen konkrete Handlungsempfehlungen errechnen.

Wie funktioniert Operations Research?

Die Funktionsweise von OR lässt sich in vier zentrale Schritte unterteilen:

1. Modellbildung: Zunächst wird das reale Problem mathematisch beschrieben. Dabei werden Entscheidungsvariablen definiert (z. B. „Wann soll welcher Auftrag auf welcher Maschine produziert werden?“) sowie Rahmenbedingungen berücksichtigt (z. B. Kapazitäten, Liefertermine, Ressourcenkonflikte). Diese werden in Form von Gleichungen oder Ungleichungen in ein Modell übertragen.
2. Lösung mit Algorithmen: Ein mathematischer Algorithmus analysiert den sogenannten Lösungsraum und sucht nach der besten Entscheidungsmöglichkeit. Je nach Zielsetzung wird eine Zielfunktion maximiert oder minimiert – etwa Gewinn, Termintreue oder Ressourcenauslastung.
3. Implementierung in Software: Die entwickelten Modelle und Lösungsverfahren werden in leistungsfähige Software übersetzt. Diese ist in der Lage, in Sekundenschnelle Millionen von Entscheidungsvarianten zu berechnen und dem Anwender die bestmögliche Empfehlung bereitzustellen.
4. Monitoring und Anpassung: Die Modelle werden regelmäßig überwacht und angepasst, sobald sich Rahmenbedingungen, Daten oder Ziele ändern. So bleibt die Lösung stets optimal.

Ein einfaches Beispiel verdeutlicht die Leistungsfähigkeit dieser Methode: Schon bei zehn Produktionsaufträgen gibt es mehr als 3,6 Millionen mögliche Reihenfolgen, in denen sie abgearbeitet werden können. In der industriellen Praxis mit Hunderttausenden Aufgaben wäre es für den Menschen unmöglich, diese Vielzahl an Möglichkeiten manuell zu vergleichen. OR-Algorithmen liefern hingegen in Sekunden eine Empfehlung, die sowohl effizient als auch realisierbar ist.

Operations Research bei INFORM

OR steckt in jeder Lösung von INFORM. Sie unterstützt Unternehmen aus zahlreichen Branchen dabei, komplexe Fragestellungen zu beantworten. Und betriebliche Abläufe und Prozesse sind voll davon – egal ob in der Industrie, im Handel, auf Flughäfen- und Häfen, in der Logistik oder bei Banken und Versicherungen: Um wieviel verzögere ich einen Flugzeugstart, um die Passagiere einer verspätet ankommenden Maschine noch mitzunehmen? Soll ein kurzfristiges Angebot über eine große Warenlieferung wahrgenommen werden? Kann ich einem Kunden in der Auftragsverhandlung einen früheren Liefertermin zusichern? Auf welchem Stellplatz muss ein Container vor der Weiterverladung zwischengelagert werden? Ist eine Geldtransaktion legal oder steckt Betrug dahinter?

Die Bandbreite der Anwendungsfälle ist groß:

• Flughafenlogistik: Pünktliche Starts trotz Verspätungen
  Täglich müssen weltweit Tausende von Flügen koordiniert werden. INFORM unterstützt Flughäfen dabei, Ressourcen wie Gates, Gepäckbänder und Personal optimal einzusetzen und eine pünktliche Abfertigung zu gewährleisten. Die Software analysiert alle relevanten Daten in Echtzeit und berechnet die optimale Reihenfolge, in der die Aufgaben abgewickelt werden.
• Automobilindustrie: Produktionslogistik für Millionen Fahrzeuge
  INFORM hilft Automobilherstellern, täglich mehrere Hunderttausend Transporte innerhalb der Werke zu koordinieren. Dabei müssen Fahrzeuge, Bauteile und Materialien zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein. Die mathematischen Modelle berücksichtigen Montagezeiten, Transportwege, Kapazitäten und Engpässe und schlagen in Echtzeit die effizienteste Logistikplanung vor. Ohne diese Technologie wären reibungslose Abläufe bei der Produktion und der Auslieferung von Neufahrzeugen kaum möglich.
• Finanzwirtschaft: Betrugsprävention in Echtzeit
  INFORM analysiert täglich über 250 Millionen Finanztransaktionen. Ziel ist es, verdächtige Muster in Zahlungsverhalten zu erkennen und betrügerische Transaktionen zu blockieren, bevor Schaden entsteht. Die Systeme arbeiten mit hochentwickelten Mustern, die permanent überprüft und optimiert werden. OR hilft dabei, zwischen normalen und auffälligen Transaktionen zu unterscheiden, ohne den regulären Zahlungsverkehr zu stören.
• Lebensmittel- und Einzelhandel: Sicherstellung der Lieferketten
  Supermärkte müssen täglich beliefert werden. INFORM-Software unterstützt bei der Disposition von Nahrungsmitteln, indem sie Faktoren wie Lagerbestand, Verbrauchsprognosen und Feiertage in die Planung integriert. OR sorgt dafür, dass die richtige Menge zum richtigen Zeitpunkt im Regal liegt – weder zu wenig noch zu viel.
• Produktionsplanung im Maschinenbau: Komplexe Montageprozesse steuern
  Beim Bau von Maschinen mit mehreren Tausend Bauteilen müssen alle Komponenten in der richtigen Reihenfolge und zur richtigen Zeit bereitstehen. INFORM nutzt OR, um Montagepläne zu erstellen, Materialverfügbarkeiten zu sichern und Termine einzuhalten. Das System erkennt Engpässe frühzeitig und kann rechtzeitig gegensteuern.

FAQ zu Operations Research

Was unterscheidet Operations Research von klassischer Unternehmensberatung?

Operations Research basiert auf mathematischen Modellen und algorithmischer Optimierung. Im Gegensatz zur klassischen Beratung, die oft auf Erfahrungswerten und Heuristiken beruht, liefert OR quantitativ überprüfbare, datenbasierte Handlungsempfehlungen. Die Lösungen sind reproduzierbar, objektiv und lassen sich mithilfe intelligenter Software automatisieren.

Brauche ich spezielles Vorwissen, um mit OR-Software zu arbeiten?

Nein. Die Softwarelösungen von INFORM sind so konzipiert, dass Anwenderinnen und Anwender keine mathematischen Spezialkenntnisse benötigen. Die Systeme arbeiten im Hintergrund, analysieren Daten und schlagen optimale Entscheidungen vor. Planerinnen und Planer können diese Empfehlungen nachvollziehen und bei Bedarf übersteuern.

In welchen Branchen ist der Einsatz von Operations Research besonders sinnvoll?

Operations Research ist überall dort sinnvoll, wo viele komplexe Entscheidungen gleichzeitig getroffen werden müssen. Typische Anwendungsbereiche sind Logistik, Produktion, Finanzwirtschaft, Handel, Luftfahrt und der öffentliche Sektor. INFORM hat für viele dieser Branchen spezialisierte Lösungen entwickelt, die täglich weltweit im Einsatz sind.

Fazit

Entscheidungsvariablen sind Dinge, die man anpassen kann, Rahmenbedingungen sind Beschränkungen. Operations Research heißt: Machen Sie das Beste aus den Beschränkungen!

Wer OR einsetzt, stellt seine Entscheidungen auf eine fundierte Basis und macht Komplexität beherrschbar. Deshalb bildet OR das Herzstück jeder INFORM-Softwarelösung. Damit optimieren unsere Systeme nicht nur einfach Prozesse – sie ermöglichen nachhaltiges, intelligentes und wirtschaftlich erfolgreiches Handeln.