Modul 32621

Wozu Operations Research?

Ganz gleich, ob in der Produktion und Logistik, in der Investitionsplanung, im Gesundheits- oder Dienstleistungsmanagement – um nur einige Beispiele zu nennen, in all diesen und vielen weiteren Anwendungsgebieten kommen heutzutage Methoden des Operations Research zum Einsatz. So umschreibt die internationale Gesellschaft des Operations Research INFORMS ihre Ziele schlicht mit „Solving Problems, Saving Money, Saving Lives“ (hier eine Auswahl von Success Stories der INFORMS). Um diese Ziele zu erreichen, bedient sich das Operations Research eines breiten Spektrums an Optimierungsmethoden.

Welche Optimierungsmethoden?

Die Vielfalt der Methoden lässt sich im Rahmen des Moduls in die drei Bereiche lineare Optimierung, ganzzahlige Optimierung und Optimierung bei mehrfacher Zielsetzung unterscheiden. Diese Schlagworte geben bereits erste Hinweise auf mögliche Struktureigenschaften der Modelle zur Erfassung und Berechnung realer Optimierungs- und Planungsprobleme. Die Mischung eines Müslis unter Berücksichtigung der Vorgaben zur Zusammensetzung fällt beispielsweise in den Bereich der linearen Optimierung. Anstatt des Müslis könnte es sich ebenso um ein Produktionsprogramm, um ein Portfolio aus Aktien oder um die Verteilung eines Budgets auf verschiedene Marketingaktionen handeln.

Ebenso offensichtlich sind die Anwendungen im Bereich der Optimierung ganzzahliger Problemstellungen. Ganzzahlig? Fallweise ergibt es wenig Sinn, von bestimmten Gütern nur halbe Produkte herzustellen – etwa Flugzeuge. Darüber hinaus lassen sich vielfältige Problemstellungen mithilfe ganzzahliger Formulierungen darstellen. Beispiele finden sich in der Planung von Standorten für Feuerwachen oder Versandlager sowie Reise- und Transportrouten. Auch die Zuordnung von Fertigungsaufträgen auf Maschinen oder die Berücksichtigung von Rüstvorgängen sowie die Personalplanung unter Beachtung von Arbeitszeit- und Pausenregelungen fällt in den Bereich der ganzzahligen Optimierung.

Und sicher kennen Sie das Problem beim Einkaufen: Preis, Design oder Ausstattung – um nur einige Kriterien zu nennen – sind beim Treffen einer Entscheidung zumeist nicht gleichzeitig in idealer Weise realisierbar. Derartige Zielkonflikte gibt es gleichermaßen bei betriebswirtschaftlichen Fragestellungen. Wie sich diese Zielkonflikte lösen lassen, ist Gegenstand der Optimierung unter mehrfacher Zielsetzung. Insbesondere besitzen derartige Methoden bei der Untersuchung und Bewertung von Nachhaltigkeit eine hohe Bedeutung. Denken Sie etwa an die seitens der Vereinten Nationen definierten 17 Sustainable Development Goals, auch als SDGs bekannt, welche bereits auf nationaler Ebene zu Zielkonflikten führen können.

Welche Zielgruppe?

Das Modul richtet sich an Masterstudierende mit Interesse am Einsatz von Optimierungsmethoden. Wir zeigen Ihnen an kleinen Beispielen die zugrundeliegenden Problemstellungen auf und wie sich die vorgestellten Algorithmen anwenden lassen. Die erworbenen Kenntnisse können Sie auch im Rahmen von Seminar- und Abschlussarbeiten – ggf. auch aus Ihrem Arbeitsumfeld – in den unterschiedlichsten Anwendungsfeldern vertiefen.