Investigação Operacional - Isutc

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Instituto Superior de Transportes e Comunicações “Investigação Operacional” Licenciatura em Engenharia Civil e de Transportes Disciplina: Investigação Operacional Docente: Dr. Isac Ilal Discente(s): Lauro Mota, Kelvin Ossmane, Ana Morais. Turma: C21 2º Ano Maputo, Março - 2016 Índice 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 2 2. INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL ........................................................................................ 3 2.1 ORIGEM ....................................................................................................................................... 3 2.3 NATUREZA DA INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL ..................................................... 5 2.4 CARACTERÍSTICA DA INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL ...................................... 6 2.5 IMPACTO DA INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL ......................................................... 7 2.6 PASSOS PARA A RESOLUÇÃO DE UM PROBLEMA .................................................. 8 3. EXEMPLO 1 .................................................................................................................................. 9 3.1 EXEMPLO 2 ................................................................................................................................ 9 4. CONCLUSÃO ............................................................................................................................. 10 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 11 1. INTRODUÇÃO O presente trabalho tem como objectivo definir a origem e natureza da Investigação Operacional, o seu impacto em problemas de planeamento e no apoio a decisão em problemas de gestão. O mesmo apresenta como estrutura: A capa, Índice, Introdução, Desenvolvimento do Tema, Conclusão e por ultimo as Referencias Bibliográficas. A metodologia usada foi pesquisa bibliográfica e pesquisa na internet. 2 2. INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL Investigação Operacional é uma ciência aplicada, com função de melhorar a organizar, isto e, usando recursos materiais, financeiros, para um bom funcionamento, uma boa produtividade. Baseando se em formulação de modelos matemáticos a serem resolvidos, sendo feito em seguida a análise e a implementação das soluções obtidas. Segundo: • Wagner; “Investigação Operacional é um tratamento científico da resolução de problemas de gestão” • Ecker e Kupfeschmid; “ Investigação Operacional é o uso de modelos quantitativos para analisar e prever o comportamento de sistemas que são influenciados por decisões Humanas” 2.1 ORIGEM A revolução industrial influenciou para o aparecimento da Investigação Operacional como ciência. Com o crescimento considerado de empresas tanto em dimensão como em complexidade, os problemas também foram ficando cada vez maiores, problemas estes relacionados a perda da coordenação com as atividades e objetivos, e também relacionados com o aumento da complexidade e especialização, tornando mais difícil a distribuição dos recursos disponíveis pelas várias atividades. O seu nome “Investigação Operacional” era referida a atividades da 2ª Guerra Mundial. Surgindo neste mesmo período, com o objetivo de poder resolver problemas relacionados aos recursos lógicos e as operações das forças armadas de grande dimensão e complexas. 3 Para a resolução desses problemas, foram criados grupos multidisciplinares e cientistas em que se incluíam matemáticos, físicos, engenheiros e outros cientistas das aéreas sociais. Estes perante os problemas que lhes eram colocados, desenvolveram então a ideia de criar modelos matemáticos, apoiado em dados e factos, que lhes permitissem perceber os problemas em estudo, a ensaiar e avaliar o resultado hipotético de estratégias ou decisões alternativas. As administrações britânicas e americanas foram as primeiras equipes existentes em Investigação Operacional. A consequência de formação de grupos de cientistas para aplicação dessa ciência foi a vitória na Batalha Aérea de Inglaterra, na Campanha das Ilhas do Pacifico, na Batalha do Atlântico Norte, entre outras. Impressionada pelo êxito presumível da Investigação Operacional no campo militar, a indústria começou se gradualmente a interessar. Em 1951, os efeitos da adopção da Investigação Operacional eram evidentes em Inglaterra e prestes a notarem se nos EUA. E ao longo do tempo, nos países industrializados, o desenvolvimento tem sido muito rápido. Foi possível verificar dois fatores que determinaram o rápido curso dos acontecimentos: Em 1947, o progresso substancial das técnicas de Investigação Operacional durante a guerra. Como por exemplo, o método do simplex para os problemas de programação linear, de autoria de George Dantzig. E em 1950, o surgimento de componentes básicos da Investigação Operacional, com: programação linear, programação dinâmica, teoria das filas de espera, gestão de stocks. O outro fator que deu grande impacto ao crescimento da Investigação Operacional foi a coincidência com o advento da revolução informática. 4 2.3 NATUREZA DA INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL A melhor maneira de compreender a verdadeira natureza da Investigação Operacional é talvez examinar as suas características mais marcadas. • Aplica-se a problemas de condução e coordenação de operações ou actividades numa organização. • A natureza da organização é essencialmente imaterial: comércio, indústria, administração civil ou militar, hospitais, etc. O âmbito de aplicação é, pois, extraordinariamente largo. O método da Investigação Operacional é o método científico: observação, formulação do problema e construção dum modelo científico (matemático) que procura extrair a essência do problema real. • Tenta encontrar, não só uma solução, mas a melhor solução (solução «óptima»). • Em vez de se contentar com uma simples melhoria duma situação, o objectivo é identificar a melhor decisão. A pesquisa do óptimo é uma característica fundamental da Investigação Operacional. Em suma, a Investigação Operacional ocupa-se da tomada óptima de decisões e da modelação de sistemas determinísticos e probabilísticos da vida real. 5 2.4 CARACTERÍSTICA DA INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL • Visão sistémica: o estudo da Investigação Operacional consiste em construir um modelo de um sistema real existente como meio de analisar e compreender o comportamento desta situação. Esta visão é atualmente a mais importante da tendência da administração. O método da visão sistema consiste em considerar a empresa ou cada parte da mesma como um sistema com várias variáveis inter-relacionadas. O sistema aqui considerado pode existir atualmente ou pode estar em concepção. No primeiro caso o objectivo do estudo tem sido analisar o desempenho do sistema para escolher um curso de ações no sentido de aprimorá-lo. No segundo caso, o objectivo é identificar a melhor estrutura do futuro sistema. • A abordagem por equipa: na Investigação Operacional é necessário utilizar a abordagem de equipes inter-disciplinares (formação de conjuntos e subconjuntos de equipas entre o pessoal técnico, treinado, mestres, especialistas, etc.) para fazer um esforço conducente a determinação da melhor forma de utilização de recursos limitados. • Uso de modelos matemáticos mais formais através de técnicas estatísticas e ou quantitativas: esta característica facilita o processo de analise e decisão pela visualização da estrutura real em análise e pela representação e análise das informações e suas inter-relações • Buscar a optimização da solução de um problema: que consiste em selecionar a alternativa que melhor conduzirá a maximização dos lucros ou minimização dos custos. • Emprego de simulação sobre os modelos: que consiste em imitar um funcionamento de um sistema real, que não pode ser compreendido tal como está, recorrendo a uma 6 representação adequada para fins experimentais ou de estudo deste sistema real, desde que o sistema real seja determinístico ou não estocástico. • Desenvolveu uma série de técnicas muito úteis e modelos para a engenharia de sistemas. Entre eles: Programação não-linear, Teoria das Filas, Programação inteira, Programação Dinâmica, entre outros. 2.5 IMPACTO DA INVESTIGAÇÃO OPERACIONAL Nos dias de hoje pode se verificar nas grandes, medias e pequenas empresas a aplicação da Investigação operacional como um sector base para um bom rendimento em termos financeiros e um bom funcionamento no trabalho. Referindo se industrias como: aeronáuticas, automóvel, de comunicação, informática, de energia elétrica, metalúrgicas, de exploração minerais, alimentar, de transporte, instituições financeiras, os hospitais, departamentos governamentais, entre outras. A investigação Operacional contribuiu para o surgimento de componentes básicos de programação como: • Programação linear, que tem sido fundamental para resolver problemas de colocação de pessoas, loteamento de materiais, distribuição, transporte e carteiras de investimentos. • Programação dinâmica, que aplica se a planeamento de campanhas de publicidades, distribuição de esforço de venda e planeamento de produção. • A teoria das filas de espera, aplicadas a problemas de congestão de trafego, avaria de maquinas sujeitas a falha, organização de trafego aéreo, gestão hospitalar. 7 2.6 PASSOS PARA A RESOLUÇÃO DE UM PROBLEMA O problema deve ser analisado a partir da um sistema integrado, onde interatuam várias componentes, todas elas interdependentes, para o qual é preciso obter uma solução ótima que satisfaça a todas elas. Num problema mal formulado é muito difícil procurar uma solução certa. Para resolução de problemas é necessário: 1º Formulação; para formular corretamente um problema de investigação Operacional e preciso definir corretamente: os objetivos (os que se pretende alcançar com a resolução do problema), e as restrições ou limitações (definidas pelas relações de interdependência entre as componentes integrantes do sistema). 2º Modelação; para construir um modelo matemático, é necessário que perceber que um modelo é uma representação simplificada de uma situação da vida real que reflete a essência do problema, representando as relações de interdependência. Modelo matemático é onde são apresentados os dados de um problema, podendo ser apresentados num gráfico ou uma tabela. O modelo matemático possibilita uma melhor compreensão de essência do problema. Num Modelo matemático, são incluídos três conjuntos principais de elementos: • Variáveis de decisão e parâmetros: Variáveis de decisão são as incógnitas a serem determinadas pela solução do modelo. Parâmetros são valores fixos no problema; • Restrições: de modo a levar em conta as limitações físicas do sistema, o modelo deve incluir restrições que limitam as variáveis de decisão a seus valores possíveis (ou viáveis); • Função Objectivo: é uma função matemática que define a qualidade da solução em função das variáveis de decisão. 8 3. EXEMPLO 1 Numa fá brica sã o produzidos dois tipos de artigos; A e B. Os lucros unitá rios associados aos artigos A e B sã o respectivamente 3 e 2 u.m.. Para a produçã o de um artigo do tipo A sã o necessá rios 2 Kg de metal e 5 horas de trabalho de um operá rio. Para a produçã o de um artigo do tipo B sã o necessá rios 4 Kg de metal e 2 horas de trabalho de um operá rio. Semanalmente pode dispor-se de 20 Kg de metal. A fá brica dispõ e de um trabalhador, que pode assegurar 45 horas de laboraçã o por semana. O gerente pretende estipular o plano de produçã o que maximize o lucro. Formule o problema com um modelo de Programaçã o Linear. 3.1 EXEMPLO 2 O gerente de uma empresa pretende renovar a frota da sua empresa. A frota actual é composta por 20 veı́culos do tipo A e 10 do tipo B. Pretende-se estudar a hipó tese de aquisiçã o de veı́culos novos dos tipos B e C, sabendo-se que nã o é possı́vel adquirir mais de 8 veı́culos de cada um desses tipos. O aumento da capacidade de carga deverá ser superior a 120 unidades de volume. A disponibilidade financeira para efectuar as novas aquisiçõ es é de 100 u.m.. Pretende-se maximizar a capacidade de carga da frota. 9 4. CONCLUSÃO Com o presente trabalho concluiu-se que o longo do processo de investigação do trabalho pode perceber que é necessário ter uma noção sobre Investigação Operacional, pois são processos importantes para a resolução de problemas que podemos encontrar no dia a dia , para além de encontrarmos nas empresas, na maiorias das vezes. Não só como um processo para a resolução de problemas como um processo de organização, para um melhor rendimento. O desenvolvimento dos computadores digitais, face a sua velocidade de processamento, capacidade de armazenamento e recuperação das informações constituiu um imenso progresso da Investigação Operacional. Durante a realização do trabalho, os livros encontrados na biblioteca, e os da internet, foram recursos muito importantes, contribuíram para um bom trabalho. Este trabalho foi muito importante para o nosso conhecimento sobre esta disciplina, pois permitiu-nos ficar a compreender melhor os seus vários aspectos e características, além de ter nos permitido aperfeiçoar as nossas competências de investigação. De uma forma geral um trabalho de Investigação Operacional, deve desenvolver-se seguindo as seguintes fases: 1ª Definição do problema; 2ª Construção do modelo; 3ª Solução do modelo; 4ª Validação do modelo; 5ª Implementação da solução. 10 5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS MULENGA, Alberto C. Investigação Operacional: Uma Abordagem Introdutória. Maputo: 2001. Wikipedia a enciclopédia livre, Investigação Operacional, em: . Acesso em 08 de Março. 2016 Investigação Operacional, em: < http://web.tecnico.ulisboa.pt/mcasquilho/acad/or/TP/IOcad1_2A7.pdf>. Acesso em 08 de Março. 2016 11