Operation (operations research) — 연산 (작전)

연산(작전) — 운용과학(OR) 맥락에서, 이는 목적 지향적이고 관리 가능한 활동(상호 연관된 행동들의 복합체)으로서, 단일한 구상 아래 통합되어 있으며, 특정 자원을 사용하고 주어진 제약 조건 내에서 설정된 목표를 달성하기 위해 지향된다.

연산은 운용과학에서 연구 및 모델링의 핵심 대상이다. OR의 방법론은 연산의 계획 및 관리에 관한 최적 결정을 정량적으로 뒷받침하기 위해 적용된다.

운용과학에서 연산의 주요 특성

운용과학에서 연산은 다음과 같은 핵심적 특징을 갖는다:

• 능동적 성격: 연산은 항상 다음을 포함하는 능동적 과정을 나타낸다:
  • 목표 — 기대되고 바람직한 결과.
  • 수단(자원) — 사용되는 물질적, 시간적, 재정적, 인적 및 정보적 자원.
  • 활동 대상 — 목표 달성을 위해 영향을 미치는 시스템, 과정 또는 상황.

• 시스템적 성격: 연산은 임의의 행동 집합이 아니라 상호 연관된 행동들의 시스템으로 간주된다. 연산은 구상을 가지며, 이는 계획과 조정의 존재를 의미한다.
• 관리 가능성: 연산의 수행은 의사결정자(DM)가 내리는 결정에 달려 있다. DM이 선택할 수 있는 관리 가능한 매개변수가 존재한다.
• 대안의 존재: 일반적으로 연산을 수행하는 여러 대안적 방법(전략)이 존재한다.
• 자원의 제한성: 연산은 가용 자원이 제한된 조건에서 수행된다.
• 제약 조건의 존재: 반드시 준수되어야 하는 조건(기술적, 경제적, 시간적 등)이 존재한다.

모델링 대상으로서 연산의 구성 요소

OR에서 연산을 분석 및 최적화하기 위해 모델링할 때, 일반적으로 다음과 같은 구조적 구성 요소를 구분한다:

• 의사결정자(DM): 연산의 전략과 매개변수 선택을 담당하는 주체.
• 연산의 목표(들): 명확하게 공식화된 바람직한 결과로, 흔히 효과성 기준을 통해 표현된다.
• 대안(전략들): 연산 수행을 위한 가능한 계획 또는 행동 집합의 전체.
• 자원: 연산 수행에 필요하고 가용한 수단들의 총체.
• 제약 조건: 대안 선택 또는 자원 활용을 제한하는 요소들.
• 효과성 기준(들): 대안을 평가하고 비교하기 위한 지표(예: 이익, 비용, 시간). 수학적 모델에서는 흔히 목적 함수로 표현된다.
• 결과(산출): 선택된 전략과 경우에 따라 외부 조건(불확실성, 위험)에 따라 달라지는 연산의 최종 결과.

연산과 의사결정

연산은 항상 다음을 담당하는 DM에 의해 관리된다:

• 연산 목표의 공식화.
• 관리 가능한 매개변수의 식별 및 선택.
• 대안의 평가와 최선의 전략 선택.

운용과학은 DM에게 다음을 위한 방법과 모델을 제공한다:

• 연산의 형식화.
• 가능한 결과의 분석.
• 최적 또는 합리적 결정 선택에 대한 정성적·정량적 근거 마련.

복잡한 시스템에서의 연산

OR에서 연구되는 연산들은 흔히 더 크고 복잡한 시스템의 일부를 이루며, 계층적으로 조직될 수 있다. 이러한 연산의 관리에는 시스템적 접근법의 적용이 필요하다. 운용과학은 복잡한 조직적, 기술적, 경제적 시스템에서 연산을 분석하고 최적화하기 위해 시스템 이론 및 의사결정 이론과 긴밀하게 상호작용한다.

참고 문헌

• Ventcel, E. S. 운용과학: 문제, 원리, 방법론. — 모스크바: Nauka, 1988. (또는 후속 판)
• Taha, Hamdy A. Operations Research: An Introduction. — Pearson. (판 명기, 예: 10th ed., 2017)
• Hillier, Frederick S.; Lieberman, Gerald J. Introduction to Operations Research. — McGraw-Hill Education.

같이 보기

• 운용과학
• 시스템 분석
• 의사결정
• 최적화
• 모델링
• 수학적 모델
• 목적 함수
• 기준
• 제약 조건
• 목표
• 활동
• 과정