Pesquisa Operacional: O que é e como usar
A Pesquisa Operacional é uma área de conhecimento básica na grade curricular de um aluno de Engenharia de Produção. Por ser uma área mais analítica e estatística, profissionais com um bom conhecimento sobre a área tendem a ter boas tomadas de decisões e conseguem resolver problemas complexos de modo mais simples.
Mas afinal, o que de fato é a Pesquisa Operacional e como usá-la? Isso é o que veremos a seguir.
O que é Pesquisa Operacional e o seu surgimento?
A Pesquisa Operacional, chamada popularmente de PO, foi desenvolvida durante a Segunda Guerra Mundial por militares que enfrentavam problemas logísticos e precisavam resolver esse problema.
Como sabemos, durante a Segunda Guerra foi um período de escassez e que muitos países se encontravam devastados, necessitando assim de métodos que otimizam seus processos logísticos para que eles pudessem se recuperar de modo mais rápido e se colocar à frente dos seus inimigos.
Dessa forma, os militares desenvolveram a Pesquisa Operacional para conseguir melhorar os seus processos logísticos e conseguir se recuperarem do período difícil que estava sendo o pós guerra.
A Pesquisa Operacional consiste em uma metodologia para fazer análise de dados em um processo ou negócio de modo geral, auxiliando assim no processo da tomada de decisão e contribuindo para o aumento da eficiência através da otimização dos processos.
Atualmente a PO vem sendo aplicada nas mais diversas áreas para a resolução de problemas como na área de negócios, sociedade, governo, indústria, comércio e serviços.
Quanto ao método de abordagem, a Pesquisa Operacional pode fazer isso de modo qualitativo e quantitativa. A PO qualitativa é aquela que possui base na experiência da pessoa responsável pela tomada de decisão. Já a PO quantitativa é a que faz análises de problemas complexos com base em uma linha científica.
Vale ressaltar que tanto na metodologia qualitativa como na quantitativa, a PO atua com base em sistemas reais, fazendo uso da probabilidade ou relações de causalidades.
Para resumir, a Pesquisa Operacional pode ser definida como um método de base analítica de solução de problemas e tomada de decisão, tornando-se muito útil quando o assunto é gerenciamento.
Dessa forma, podemos concluir que a Pesquisa Operacional pode ser útil para resolver desde os problemas simples até aos mais complexos, sendo estes divididos em partes básicas e depois resolvidos em etapas que são definidas com base em uma análise matemática.
O Objetivo da PO
O principal objetivo da Pesquisa Operacional consiste em oferecer uma base de informações sólidas, objetivas e quantitativas para a tomada de decisão, sendo dessa forma muito útil para quem gerencia empresas. Dessa forma, a PO não é considerada uma ciência, mas sim a aplicação da ciência para resolução de problemas.
Desde o seu início, a Pesquisa Operacional tem uma maior preocupação com sistemas em que o comportamento do ser humano é importante, sendo diferente assim de outros sistemas de bases estatísticas que se diferem da PO justamente por ignorar a interferência humana.
O ser humano pode interferir de forma significativa em qualquer processo, principalmente em processos que são realizados de forma mais manual. Sendo assim, é essencial em qualquer análise levar em consideração as interferências humanas.
Função objetivo – Fórmula
Toda aplicação da Pesquisa Operacional tem um objetivo e possui uma modelagem matemática para isso. Essa modelagem matemática recebe o nome de função objetivo, que é exatamente o que se deseja conquistar, mas traduzida para uma linguagem matemática.
Um exemplo de uma aplicação da função objetivo é maximizar: z = 4x + 2y.
Nesse caso, o z presente na fórmula é o que nós queremos maximizar e as variáveis x e y irão variar de acordo com os parâmetros que estamos analisando. A variável X é definida como variável de controle e a variável Y é a constante, que também pode ser chamada de não controlável.
A parte mais complexa da aplicação é conseguir modelar de forma correta a equação matemática. No entanto, ao conseguir fazer essa modelagem que atenda às restrições e resolva o problema, tudo se torna mais fácil.
Atualmente existem diversos softwares que são especializados em aplicar fórmulas da Pesquisa Operacional, tornando todo o processo mais rápido e muito mais fácil do que fazer o cálculo no papel.
Um bom exemplo de um software simples e que faz aplicação da Pesquisa Operacional é o Excel, onde podemos fazer a utilização da aplicação do Solver.
Etapas do processo de Pesquisa Operacional
Para conseguir ter êxito na aplicação da PO é importante que algumas etapas sejam seguidas. Essas etapas são compostas por:
Formulação do problema
A formulação do problema ocorre durante a etapa de investigação. É essencial identificar o problema e conhecer quais são as reais consequências que ele causa à empresa.
Para que um problema seja identificado é necessário em muitos casos fazer uma análise com base em alguns dados por um bom período.
Depois de identificado é interessante elaborar um referencial teórico com os objetivos e limitações da empresa, considerando sempre qual é a melhor solução e qual método será utilizado.
Formulação do modelo matemático
O segundo passo é encontrar um modelo matemático que possa representar o nosso problema e que ao mesmo tempo contribua para a nossa solução. Esse modelo deve ser construído com base em uma representação abstrata da realidade, permitindo assim uma boa análise das opções que podem resolver o nosso problema.
Com esse modelo poderemos encontrar a solução ótima do problema analisado.
Solução do modelo matemático
Depois de criar a modelagem matemática do problema, é necessário encontrar as nossas variáveis possíveis. Para resolver o modelo matemático temos que atribuir um valor às variáveis, pois isso melhora a eficácia da modelagem.
Testar as soluções no modelo e fazer as devidas análises
Nessa etapa é necessário validar por meio de testes as soluções encontradas. Para isso, basta verificar se a solução atende aos requisitos para resolver o problema.
Implementar a solução no problema real
Depois dos testes é necessário aplicar a solução na nossa realidade. A equipe responsável por analisar e estudar soluções para o problema deve informar toda a organização sobre as atualizações que serão feitas ao implementar a solução.
Limitações da PO
- O problema deve ser simplificado para ser controlado e resolvido;
- Os modelos matemáticos só conseguem encontrar a solução para um objetivo;
- Em alguns casos é necessário ter cuidado ao implementar o modelo testado, pois a implementação do modelo pode ser muito mais caro do que os benefícios proporcionados;
- Em muitos problemas as restrições não são consideradas.
Tipos de Pesquisa Operacional
Os principais tipos de PO que são aplicados na melhoria dos processos de decisão e otimização de processos são: Programação Linear, Método Simplex, Teoria dos Jogos, Simulação de Monte Carlo, Teoria das Filas e Teoria dos Grafos.
É importante saber qual é o objetivo que desejamos atingir ao aplicar a Pesquisa Operacional, pois dessa forma conseguimos aplicar o tipo mais adequado.
Programação Linear (PL)
A Programação Linear é o tipo de Pesquisa Operacional mais utilizada. Ela tem como principal objetivo fazer com que haja uma otimização na utilização dos recursos limitados da empresa, fazendo com que os seus processos se tornem mais eficientes e baratos.
O intuito da PL é conseguir alcançar o aumento do lucro ao mesmo tempo em que consegue diminuir os custos, assim como reduzir os desperdícios.
A função objetivo, que envolve a modelagem matemática, é aplicada por meio da Programação Linear.
Método Simplex
O Método Simplex é utilizado em conjunto com a Programação Linear. Ele consiste em uma técnica utilizada para determinar de forma numérica a solução ótima da PL.
O Método Simplex tem como base os seguintes critérios para atender a um sistema linear de equações:
- Nenhuma variável pode ser negativa, respeitando assim o princípio da não-negatividade;
- Nenhum bi’ pode ser negativo, assim como as variáveis;
- As equações iniciais do sistema são ≤, onde na forma padrão encontramos somente variáveis de folga.
Dessa forma, caso algum dos critérios anteriores seja quebrado, é necessário utilizar algum caso especial do Método Simplex que seja adequado.
Teoria dos Jogos
A Teoria dos Jogos é uma área que analisa as estratégias e técnicas onde os jogadores tomam diferentes decisões na tentativa de conseguir obter algum retorno ou melhorar seu desempenho. Um exemplo clássico da aplicação de Teoria de Jogos são jogos de azar como Caça Níquel.
Simulação de Monte Carlo
Chamada também como Método de Monte Carlo ou MMC, esse tipo de simulação consiste em uma série de cálculos matemáticos da área de probabilidade que fazem a estimativa da chance de um determinado evento futuro vir a acontecer. Na simulação também podem ser feitos cálculos para encontrar a probabilidade de acertos ou perdas.
É muito comum fazer a aplicação do MMC para realizar análises de projetos futuros, analisar negócios, estimar investimentos e resultados.
Teoria das Filas
A Teoria das Filas é um estudo de filas feito com base em probabilidade. Os dados são gerados a partir de uma análise do comportamento da fila, onde o objetivo é descobrir pela probabilidade quais são as chances de algo realmente acontecer.
Teoria dos Grafos
A Teoria dos Grafos consiste na representação gráfica que nos mostra qual é a relação entre todos os elementos existentes analisados. Por ser uma representação gráfica de modelos reais, essa teoria pode fazer com que o gestor visualize facilmente qual a tomada de decisão a ser feita
A Importância da Pesquisa Operacional
A área da Pesquisa Operacional é uma ótima alternativa para quem busca fazer tomadas de decisões de modos mais seguros e assertivos. Além disso, a aplicação da PO se mostra mais eficiente do que uma aplicação de softwares e outras ferramentas que trabalham com a análise de dados.
Contratar um profissional que tenha conhecimento técnico e prático quanto à aplicação da PO permite que as empresas consigam dados mais completos, onde todas as opções possíveis serão consideradas, assim como podem ser levadas em conta todas as restrições, estimação de riscos e demonstração de todos os resultados possíveis.
A Pesquisa Operacional é importante também por conta da sua versatilidade, já que ela pode ser personalizada para a aplicação em processos relacionados à área de negócios mais específicos ou até mesmo em situações que desejamos definir quais são as técnicas mais adequadas para que determinado problema definido possa ser resolvido de modo mais simples.
Além de ser importante por conta dessa resolução de problemas, a aplicação da PO também merece destaque por ajudar uma empresa a crescer tanto a ponto de se colocar na frente dos seus concorrentes, pois ela mostra de forma assertiva quais sãos os recursos que devem ser otimizados e quais melhorias podem ajudar nos indicadores de produtividade da empresa, tendo como base a redução de custos e melhora da produção.
Onde aplicar a PO
A Pesquisa Operacional é uma área de análises matemáticas que pode ser aplicada em diversas situações e por seguir princípios matemáticos, a PO nos fornece resultados mais precisos para a área de gestão. A PO pode ser aplicada em diversas situações como:
- Para a realização de scheduling, que consiste no agendamento e gerenciamento de tempo;
- Realização de planejamento no setor agrícola e urbano;
- Permite uma boa execução da Gestão de Estoque;
- Auxilia no Gerenciamento de Riscos;
- Ajuda no Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos (SCM);
- Auxiliam no Planejamento de recursos empresariais (ERP):
- Aplicação na área da Inteligência Artificial;
- Aplicação na área de Engenharia de redes;
- Otimização de roteamento de pacotes;
- Otimização de recursos limitados;
- Maximização de receita;
- Melhora a eficiência e performance da organização.
A aplicação da Pesquisa Operacional deve ser realizada por profissionais da área que sejam capacitados experientes. Geralmente a equipe é composta por profissionais de áreas exatas variadas, dependendo principalmente do objetivo que se deseja alcançar.
Concluindo
Por meio da Pesquisa Operacional é possível fazer análises de perda e ganho e conseguir diversos benefícios para a empresa como a maximização da receita e redução de custos.
Responsável também por ajudar a identificar a variação máxima de recursos que uma empresa possui sem que venha prejudicar os seus lucros, a PO é uma excelente aliada às gestões estratégicas que priorizam a alta eficiência e desempenho da empresa no mercado.