Operation Research 05010103

ดร. เทอดศักดิ์ ลิ่วหาทอง สาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง Operation Research05010103

เนื้อหาการสอน • เนื้อหาครอบคลุมถึงความเป็นมาและหลักการวิจัยดำเนินงาน การกำหนดรูปแบบของปัญหา โครงสร้างและการวิเคราะห์แบบจำลอง ลิเนียร์โปรแกรมมิ่ง (ในเทอมของปัญหา ตัวอย่างมาตรฐาน หลักของวิธีซิมเพกส์และดูอัลลิตี้) ไดนามิกโปรแกรมมิ่ง ทฤษฎีเกมส์ การวิเคราะห์ข่ายงาน ทฤษฎีการเรียงลำดับและการประยุกต์การควบคุมสต๊อค การจำลองแบบและหัวข้อประยุกต์ในอุตสาหกรรม • สอบกลางภาค 40 คะแนน • สอบปลายภาค 60 คะแนน

กำหนดการเชิงเส้น และการแก้ปัญหาโดยวิธีกราฟ • การแก้ปัญหากำหนดการเชิงเส้นด้วยวิธีซิมเพล็กซ์ • การแก้ปัญหากำหนดการเชิงเส้นโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์และการประยุกต์ • ตัวแบบการขนส่ง • ตัวแบบการกำหนดงาน • การวางแผนและควบคุมโครงการโดยใช้ PERT และ CPM • ตัวแบบแถวคอย • ตัวแบบพัสดุคงคลัง • ตัวแบบการจำลองสถานการณ์

หนังสือเรียน

Operation Research คืออะไร ในธุรกิจคำว่า Operation มีความหมายดังต่อไปนี้ การผลิต มีภาระหน้าที่ในการผลิตสินค้า หรือบริการ ในส่วนนี้ก็จะมี องค์การย่อยๆ ที่รับผิดชอบ ในการขนส่งวัตถุดิบ จัดซื้อ จัดหา วางแผนการผลิต โรงงานผลิตและประกอบ การควบคุณคุณภาพ วางแผนสินค้าคงคลัง และอื่นๆ ที่เกี่ยวกับการผลิตอีกมากมาย การออกแบบ วิจัย พัฒนา มีหน้าที่ในการคิดค้น ออกแบบ พัฒนา ตัวสินค้า วิธีการผลิต และวิธีการการดำเนินการอื่นๆ ที่เกี่ยวของ การขาย การตลาด บริการลูกค้า มีหน้าที่นำสินค้าไปสู่ลูกค้า การดูแลบริการลูกค้าทั้งก่อนและหลังการขาย

Operation Research คืออะไร Research การนำเอาปัญหา ข้อจำกัด ในการปฏิบัติ มาสู่การวิเคราะห์ด้วยคณิตศาสตร์ และสรุปออกมา เป็นตัวเลขเพื่อใช้ในการตัดสินใจ ดังนั้น Operation Research จึงหมายถึง การนำเอาปัญหาในการผลิต การออกแบบ หรือการขาย ที่มีความซับซ้อน มาวิเคราะห์ด้วยแบบจำลองเชิงคณิตศาสตร์ สถิติ และอัลกอริทึม เพื่อช่วยในการตัดสินใจให้ได้ผลลัพธ์ที่มีประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุด

ขั้นตอนการแก้ปัญหา การแก้ปัญหาประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้ • เกิดปัญหา • วิเคราะห์ปัญหา • หาทางเลือก • ประเมินทางเลือก • เลือกทางเลือกที่เหมาะสมที่สุด • นำทางเลือกนั้นไปปฏิบัติ • ประเมินผลการแก้ปัญหา จุดยุติการตัดสินใจ ในบางครั้งผู้ตัดสินใจไม่สามารถควบคุมผลที่ ตามมาได้ทั้งหมด ดังนั้นหลังจากที่ตัดสินใจ เลือกวิธีการแก้ปัญหาไปแล้ว จำเป็นจะต้องมีการ ประเมินผล และถ้าพบว่าได้ผลลัพธ์ไม่เป็นไปตาม ที่คาดไว้จะต้องปรับปรุงแก้ไขวิธีการทันที

ชนิดของข้อมูลที่ใช้ในการตัดสินใจชนิดของข้อมูลที่ใช้ในการตัดสินใจ กระบวนการแก้ปัญหาจำเป็นจะต้องมีข้อมูลเพื่อให้สามารถวิเคราะห์ปัญหาได้ตรงจุด ชนิดของข้อมูลที่ใช้ในการตัดสินใจสามารถแบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ ข้อมูลเชิงคุณภาพ รายงาน บันทึกข้อความ คำอธิบาย บทความ สภาพดินฟ้าอากาศ ข้อมูลเชิงปริมาณ ข้อมูลที่แสดงเป็นตัวเลข ตาราง กราฟ สมการทางคณิตศาสตร์

ทฤษฎีการจัดการองค์กร • การจัดการเชิงวิทยาศาสตร์ เป็นการใช้หลักการทางวิทยาศาสตร์มาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของคนงาน • แนวทางด้านการบริหารจัดการ หลักการจัดการ 14 ข้อของฟาโยล หลักการบริหารแบบระบบราชการ • พฤติกรรมองค์การ เป็นการให้ความสำคัญกับพฤติกรรมของสมาชิกในองค์การ • แนวทางเชิงปริมาณ เป็นการใช้เทคนิคทางคณิตศาสตร์มาช่วยในการวางแผนและตัดสินใจ (OR)

ขั้นตอนของ Operation Research เกิดปัญหา • วิเคราะห์ปัญหา • สร้างตัวแบบ • รวบรวมข้อมูลนำเข้า • คำนวณหาผลลัพธ์ • ทดสอบผลลัพธ์ • นำผลลัพธ์ไปใช้ • ประเมินผลการแก้ปัญหา

ขั้นตอนที่ 1. การวิเคราะห์ปัญหา • โดยทั่วไปปัญหาที่ประสบอยู่มักจะกว้างและไม่เด่นชัด ตัวอย่างเช่น ปัญหาด้านต้นทุนการผลิตที่สูงเกินไป ปัญหาขายสินค้าไม่ได้ ปัญหาการขาดทุน • ปัญหาต่างๆ เหล่านี้อาจมีสาเหตุหลายประการ เช่น ปัญหาต้นทุนสูง อาจเกิดจากการขาดการควบคุมต้นทุนอย่างรัดกุม หรือเกิดจากการจัดซื้อวัตถุดิบที่มีราคาสูงเกินไป หรือเกิดจากการใช้เครื่องจักรอย่างไม่มีประสิทธิภาพ และอื่นๆ • การวิเคราะห์และกำหนดปัญหาเป็นขั้นตอนที่สำคัญ ที่จะทำให้การประยุกต์ OR เพื่อแก้ปัญหาอย่างมีประสิทธิภาพ • การวิเคราะห์ปัญหาจะต้องรวบรวม ข่าวสารข้อมูลและวิเคราะห์เพื่อค้นหา • สาเหตุของปัญหา • กรอบหรือขอบเขตของปัญหา • เงื่อนไข หรือข้อจำกัดต่างๆ

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • ตัวแบบหมายถึง • แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ • อัลกอริทึม • โปรแกรมที่มีความสามารถในการใช้สูตรคำนวณทางคณิตศาสตร์ ที่ใช้ในการนำเสนอข้อมูลต่างๆของระบบ เพื่อจะนำข้อมูลเหล่านั้นไปใช้ในการแก้ไขปัญหา

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • เราสามารถแบ่งประเภทของตัวแบบได้ 4 วิธีคือ • แบ่งตัวแบบตามลักษณะของข้อมูลนำเข้า แบ่งได้ 2 ประเภท • ตัวแบบที่ใช้ข้อมูลนำเข้าที่มีลักษณะคงที่ (Deterministic Model) หมายถึงตัวแบบที่สามารถกำหนดค่าของตัวแปรและปัจจัย ต่างๆของตัวแบบได้อย่างแน่นอน ตัวอย่างเช่น ปริมาณน้ำมันที่ใช้ขนส่งสินค้าไปยังปลายทาง ราคาวัตถุดิบต่อการผลิตสินค้า 1 ชิ้น เป็นต้น ตัวแบบที่จัดอยู่ในประเภทนี้มีดังนี้ • ตัวแบบกำหนดการเชิงเส้น (LinearProgramming Model) • ตัวแบบการขนส่ง (Transportation Model) • ตัวแบบปริมาณสั่งประหยัดสุด (EOQ Model)

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • ตัวแบบที่ใช้ข้อมูลนำเข้าที่มีลักษณะไม่คงที่ (Probability Model) หมายถึงตัวแบบที่สร้างขึ้นภายใต้เงื่อนไขของ ความไม่แน่นอนของค่าตัวแปรและปัจจัยต่างๆของตัวแบบ เช่น เวลาที่ผู้ค้าส่งจะส่งสินค้าให้เราไม่แน่นอน บางครั้งก็ส่งภายในสามวัน บางครั้งก็ส่งภายในห้าวันอย่างนี้เป็นต้น ตัวแบบที่จัดอยู่ในประเภทนี้มีดังนี้ • ตัวแบบการตัดสินใจ (Decision Model) • ตัวแบบข่ายงาน PERT(PERT Network Model) • ตัวแบบปริมาณสั่งประหยัดสุด (EOQ Model)

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • แบ่งตัวแบบตามลักษณะของผลลัพธ์ แบ่งได้ 2 ประเภท • ตัวแบบที่ให้ผลลัพธ์เหมาะสมที่สุด (Optimization Model) หมายถึงตัวแบบให้ผลลัพธ์ที่เป็นวิธีการที่เหมาะสมที่สุด เช่นให้กำไรรวมสูงสุด ต้นทุนต่ำสุด ค่าใช้จ่ายต่ำสุด หรือความเสี่ยงต่ำสุด ตัวแบบที่จัดอยู่ในประเภทนี้มีดังนี้ • ตัวแบบกำหนดการเชิงเส้น (LinearProgramming Model) • ตัวแบบการขนส่ง (Transportation Model) • ตัวแบบปริมาณสั่งประหยัดสุด (EOQ Model)

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • ตัวแบบที่ให้ผลลัพธ์ที่เป็นการคาดการณ์ (Prediction Model) หมายถึงตัวแบบที่ให้ผลลัพธ์เป็นความน่าจะเป็นที่จะเกิดเหตุการณ์ที่สนใจ เช่น เจ้าหน้าที่สินเชื่อต้องการทำนายผลลัพธ์ของผู้ที่มีแนวโน้มก่อหนี้เสีย โดยดูจาก อายุ ระดับการศึกษา จำนวนปีที่ทำงานกับนายจ้างคนปัจจุบัน จำนวนปีที่อยู่ปัจจุบัน รายได้ของครัวเรือน (ในพัน) อัตราส่วนหนี้สินต่อรายได้ จำนวนเงินที่เป็นหนี้บัตรเครดิต (ในพัน) ตัวแบบที่จัดอยู่ในประเภทนี้มีดังนี้ • ตัวแบบการถดถอย (Regression Model) • ตัวแบบอนุกรมเวลา (Time Series Model) • ตัวแบบการจำลองสถานการณ์ (Simulation Model)

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • แบ่งตัวแบบตามลักษณะการเขียนตัวแบบ แบ่งได้ 2 ประเภท • ตัวแบบเชิงคุณภาพ (Qualitative Model) หมายถึงตัวแบบที่อาศัยวิจารณญาณ ประสบการณ์ ความรู้ ความสามารถและความชำนาญของผู้วิจัยโดยตรง นิยมใช้ในกรณีที่ปัจจัยที่จะพิจารณานั้นมีความสำคัญมากและไม่อาจประเมินเป็นตัวเลขได้ เนื่องจากไม่มีการเก็บรวบรวมข้อมูลในอดีตเป็นตัวเลข หรือผู้บริหารไม่มีทักษะในด้านการใช้ตัวแบบเชิงปริมาณ ไม่มีเวลา หรือไม่เชื่อถือในวิธีการคำนวณเป็นต้น ตัวแบบที่จัดอยู่ในประเภทนี้มีดังนี้ • ตัวแบบไดมอนด์(Dimond Model) • ตัวแบบ 7 ปัจจัย (7 S Model) • ตัวแบบ 5 แรงของพอร์เตอร์(Porter’s 5 Forces Model)

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • ตัวแบบเชิงปริมาณ (Quantitative Model) หมายถึงตัวแบบที่ใช้ตัวเลขและสัญลักษณ์ทางคณิตศาสตร์ ตัวแบบที่จัดอยู่ในประเภทนี้มีดังนี้ • ตัวแบบกำหนดการเชิงเส้น (Linear Programming Model) • ตัวแบบแถวคอย (Waiting Line Model)

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • แบ่งตัวแบบตามลักษณะของตัวแบบ แบ่งได้ 3 ประเภท • ตัวแบบรูปจำลอง (Physical Model) หมายถึงตัวแบบที่เน้นทางด้านกายภาพของวัตถุสิ่งของจริง เช่นแบบจำลองของอาคาร เครื่องจักร เป็นต้น • ตัวแบบรูปภาพ (Schematic Model) หมายถึงตัวแบบที่ใช้ภาพและกราฟต่างๆเพื่อแสดงโครงสร้างองค์กร แนวโน้มของยอดขาย และคุณวุฒิของบุคลากรในองค์กรเป็นต้น

ขั้นตอนที่ 2 การสร้างตัวแบบ (Model) • ตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์ (Mathematical Model) หมายถึงเป็นตัวแบบที่เป็นสมการทางคณิตศาสตร์ที่เป็นตัวแทนของกระบวนการหรือระบบต่างๆ ตัวแบบประเภทนี้ใช้มากที่สุดในการบริหารการผลิตตัวแบบที่จัดอยู่ในประเภทนี้มีดังนี้ • ตัวแบบกำหนดการเชิงเส้น (Linear Programming Model) • ตัวแบบแถวคอย (Waiting Line Model)

ขั้นตอนที่ 3 การรวบรวมข้อมูลนำเข้า • ข้อมูลนำเข้าเป็นปัจจัยสำคัญต่อความน่าเชื่อถือของตัวแบบ และการคำนวณหาผลลัพธ์ และการนำผลลัพธ์ไปใช้งาน • ข้อมูลที่ดีคือ • มีจำนวนมากเพียงพอ • ถูกต้อง • เชื่อถือได้ • ทันสมัย

ขั้นตอนที่ 4 การคำนวณหาผลลัพธ์ • การคำนวณหาผลลัพธ์ของตัวแบบส่วนใหญ่ เป็นการคำนวณที่ซับซ้อน และต้องคำนวณแบบวนซ้ำหลายๆครั้งจนกระทั่งได้คำตอบที่ดีที่สุด ดังนั้นจึงใช้เวลามาก และไม่สามารถคำนวณด้วยมือได้ • ดังนั้นการคำนวณส่วนใหญ่จะทำโดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ในปัจจุบันได้มีโปรแกรมสำเร็จรูปที่นำมาใช้คำนวณทางด้าน Operation Research อยู่หลายตัวด้วยกันเช่น • Lindo • QM for Windows • Management Scientist • Excel’s Solver • WinQsb

ขั้นตอนที่ 5 การทดสอบผลลัพธ์ • เป็นการทดสอบผลลัพธ์ของตัวแบบเพื่อหา • ความเป็นไปได้ และความสมเหตุสมผลของผลลัพธ์ • ทดสอบข้อมูลที่ใช้กับตัวแบบ • ทดสอบคุณภาพของตัวแบบ • จากนั้นจึงนำเอาผลลัพธ์ที่ได้ไปปรับปรุงคุณภาพของตัวแบบให้ดียิ่งขึ้น

ขั้นตอนที่ 6 การประเมินผลและการเขียนรายงาน • เป็นการทำความเข้าใจผลลัพธ์ที่ได้จากการทดสอบ เพื่อเตรียมนำไปใช้งาน • วิเคราะห์หาความไวต่อการเปลี่ยนแปลง (Sensitivity Analysis) โดยทดลองเปลี่ยนแปลงค่าของข้อมูลไปเพียงเล็กน้อย แล้วสังเกตการเปลี่ยนแปลงของผลลัพธ์ • ตัวอย่างเช่น สมมติว่าในการผลิตสินค้า A มีปัจจัยอยู่ที่มีผลต่อต้นทุนการผลิตดังนี้ ราคาวัตถุดิบ 5 ชนิด ค่าไฟฟ้าและน้ำมันสำหรับเครื่องจักร ค่าแรงคนงาน ถ้าปัจจัยมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย เช่นราคาวัตถุดิบ หรือค่าไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงเพียง แล้วมีผลทำให้ต้นทุนการผลิตมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมาก แสดงว่าการผลิตสินค้านี้ความไวต่อการเปลี่ยนแปลงมาก ทำให้มีความเสี่ยงสูงต่อการขาดทุน • การเขียนรายงานเพื่อนำเสนอผลลัพธ์ของตัวแบบควรจะเขียนให้เข้าใจง่าย แสดงสมมติฐาน การเก็บข้อมูล การวิเคราะห์ผลลัพธ์ และข้อเสนอแนะที่ชัดเจนในการแก้ปัญหา

ขั้นตอนที่ 7 การนำผลลัพธ์ไปใช้แก้ปัญหา • นำผลลัพธ์ไปใช้ในการปฏิบัติและควบคุมดูแลให้เป็นไปตามแนวทางที่เหมาะสม ตลอดจนปรับเปลี่ยนแก้ไขถ้ามีความจำเป็น • ขั้นตอนนี้มีความเกี่ยวข้องกับบุคคลอื่นที่อยู่ในขอบเขตของปัญหา ซึ่งบ่อยครั้งมักเกิดปัญหาต่างๆมากมาย เช่นเกิดการต่อต้าน ไม่ยอมรับ หรือไม่เห็นความสำคัญ ทำให้ไม่สามารถนำผลลัพธ์ไปใช้แก้ปัญหาได้

ข้อได้เปรียบและเสียเปรียบของการใช้ตัวแบบ OR ข้อได้เปรียบ • สามารถใช้ตัวแบบแสดงลักษณะของปัญหาได้อย่างครบถ้วนถูกต้อง ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายมากกว่าการแก้ปัญหาโดยวิธีลองผิดลองถูก • สามารถวิเคราะห์ความไวต่อการเปลี่ยนแปลง • ทำให้ผู้บริหารและผู้ที่เกี่ยวข้องต้องทำความเข้าใจปัญหาอย่างถ่องแท้ รวมถึงมีเป้าหมายและวิธีการแก้ปัญหาอย่างเป็นระบบ • ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะแก้ปัญหาขนาดใหญ่ที่มีความซับซ้อนมาก

ข้อได้เปรียบและเสียเปรียบของการใช้ตัวแบบ OR ข้อเสียเปรียบ • จำเป็นต้องมีข้อมูลเพื่อนำมาใช้สร้างตัวแบบอย่างเพียงพอ ทำให้เสียเวลาและค่าใช้จ่ายในการรวบรวมข้อมูล • ต้องการผู้ที่มีความรู้เกี่ยวกับตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์ เพื่อป้องกันไม่ให้เลือกตัวแบบที่ไม่เหมาะสม หรือไม่เข้าใจตัวแบบที่ใช้ และนำไปใช้อย่างไม่ถูกต้อง • เนื่องจากเป็นตัวแบบเชิงคณิตศาสตร์ ดังนั้นจึงมักให้ความสำคัญกับข้อมูลที่สามารถวัดเป็นตัวเลขได้ และลดความสำคัญของข้อมูลที่ไม่ใช่ตัวเลข ซึ่งในบางครั้งมีความสำคัญมาก • สมมติฐานของตัวแบบต่างๆทำให้ลดความซับซ้อนหรือลดความไม่แน่นอนของปัญหา จึงดูเหมือนกับมองข้ามสิ่งที่เกิดขึ้นในปัญหาจริง

Operation Research 05010103