ORの概要

オペレーションズリサーチとは

オペレーションズリサーチとは、経営問題解決の手法の一つです。
社会現象を対象とし、経営意思決定のための最適な答えを見いだす科学的な手法です。
その特徴は、定量的、数理的アプローチを取り、ハードウェアではなくソフトウェア(=運用)を対象とすることです。
例えば、レストランの経営でいえば、新しい厨房設備を購入するのではなく、今ある厨房設備の配置や使い方を工夫して効率を上げるのがオペレーションズリサーチです。
すなわち、モノよりコトを対象としています。
定量的、数理的アプローチを取ることは、一方では経験則や常識、社会通念、定性的な問題解決手法と対立する手法です。

コンピュータ計算科学が発達し、インターネットやセンサーの普及により莫大なデータを大量に情報処理することが可能となった現代、問題解決方法の主流として認識されるようになるでしょう。
人間の認識能力を超えたデータを処理しきれないと言って死蔵するか、24時間働くコンピュータに処理させて、意思決定に役立てるか、その判断をするのは組織のトップです。

オペレーションズリサーチの歴史と現在

オペレーションズリサーチ(略して「OR」)の歴史は、戦争における作戦の研究に、軍人ではない、民間人、中でも科学者を動員することから始まりました。
始まりは第2次世界大戦時のイギリスです。
ナチスドイツ軍のUボートをいかに効率的に撃沈するか、
同じくドイツ軍の爆撃機によるイギリス本土空襲の被害を最小化するために、いかに効率的にレーダーを国土に設置するか、
という問題を解決するために科学者、中でも数学者や物理学者など問題を数値や関数など抽象的な概念に置き換えて定量的な解決策を導き出す能力を持つ専門家が集められました。
もちろん、それまでも兵器開発といった機械や軍需物資の分野では動員されていましたが、従来は将軍クラスの上位の軍人が決定するような抽象的な作戦の分野において意識的に科学者に関与させることは、当時としては軍人の反発もあり、政府首脳の思い切った政策的判断でした。

第二次世界大戦後はオペレーションズリサーチの中心はアメリカに移りました。
軍事的作戦だけではなく政府のビックプロジェクトなどにも応用されるようになりました。
例えばアポロ計画やスペースシャトル計画です。
知識が普及するにしたがって民間企業でもORが応用されるようになりました。
例えば企業や自治体でのプロジェクト全体のスケジュール管理や費用削減計画、組織の効率的運用に応用されるようになりました。
 
日本でもORは活用されています。
2011年の東日本大震災では、震災発生直後の自衛隊派遣につき、部隊の運用計画を最適化するためにORの手法が活用され、多くの人命を救助しました。
運用された部隊の人数は以下のとおりです。

  • 陸上自衛隊 7万
  • 海上自衛隊 1.4万 艦船50隻
  • 航空自衛隊 2.2万 230機

(適用例)

  • 被害見積もりの修正シミュレーション
  • 避難支援構想の策定及び隊員防護 特に原子力災害
  • 救援物資の配送による被災者生活支援体制構築

オペレーションズリサーチのプロセス

オペレーションズリサーチの主要なプロセス

オペレーションズリサーチは、その課題によって細かい過程はケースバイケースで策定しますが、大まかな工程は以下のようになっています。
個人のプライベートな問題解決から、国家間の国際問題まで、幅広い分野で応用されているのがオペレーションズリサーチです。

1.  ヒアリング

クライアントより現状の問題点や解決したい課題、ゴールを聞き取ります。

合わせて組織の体制、リソース、保有データなども伺います。

2.  データ収集

秘密保持契約を締結の上、分析対象となるデータを預かります。

データが無い場合、現場からのアンケート調査やシステムによるデータベース構築をお手伝いします。

3.  データ分析

収集したデータの統計解析を行います。

ヒストグラム、散布図、相関図などのビジュアル化を行います。

データ分析結果をレポートとして制作します。

4.  アルゴリズム開発

数理工学の分野から使用できる知見を利用し、数理的な施策を開発します。

データや計算過程が複雑なものとなる場合、ディープラーニングを含む機械学習など人工知能(AI)分野の手法を使用します。

アルゴリズムについて独自開発を行う場合もあります。

5.  最適化

開発したアルゴリズムを実用化するためデータを入力して最適化します。

過去データへの当てはめ(バックテスト)を行い、有効性を検証します。

シミュレーションや遺伝的アルゴリズムなどの手法を使用します。

6.   現場オペレーションへの適用

最適化したアルゴリズムもしくは施策を現場オペレーションに適用します。

必要に応じて現場への導入トレーニングを行います。

後日の効果測定のため、計測ツールやデータ収集の仕組みを構築します。

7.  評価

現場へアルゴリズムを適用した結果の効果測定を行います。

効果が見られる/見られないの判定につき、統計的検定を行い判断します。

アルゴリズムが有効ではない場合、もしくは改善の余地がある場合、プロセスを戻って修正を行います。

オペレーションズリサーチの対象分野・適用範囲の例

オペレーションズリサーチの手法は幅広い分野に適用可能です。

個人の意思決定

引っ越す際の次の居住地を選びたい
不動産を購入する場合に場所と予算を勘案して選びたい
結婚相手をどうやって決めればよいか
必要最小限どのカロリーで最適な栄養素を取るための食事メニューを作りたい
新車を購入したいが予算との関係で決めかねている
子供の遠足のリュックサックには何をどの程度詰めれば満足度が最大化するか
 

教育

時間割を組みたい。最適な振り分け方は?
どのように生徒をクラス分けし編成すればよいか
特定の部活の希望人数が多すぎる。どのように制限したらよいか
オーケストラの各楽器のパートの最適な人数をどのように決めたらよいか
 

農業畜産

農作物への最適な肥料や農薬の分量とスケジュール
家畜の飼料について栄養成分が偏らず、なおかつ育成に効率的な最適な食品構成は何か 
 

企業経営

特定の部署への人材の割り当て
人事異動の時期と異動割合の最適化
航空会社の客室乗務員の勤務スケジュールを作りたい
 
お客の離反確率コンバージョンレート改善
社内の給与テーブルを見直したい
季節ごとの売上予測を立て、それを予算に反映したい
 
 

運輸・交通

特定地域内での人員輸送・物流を最適化したい
生産地から消費地への最適なルートを選びたい
現在の輸送量を前提とすると、何台の輸送量車両を保有するのがベストか
どの時間帯でどのルートを巡回するとタクシー1台あたりの売上が最大化するか
燃料を最小限にするための航空機の飛行ルートを決めたい
電車のダイヤ構成を最適化したい
宅配便の配送センターをどこにおけば効率的に集荷・配送ができるか
 

企業経営

売上を最大化させるための営業マンの得意先周りのルートを設定したい
コールセンターの時間帯別の人員配置、スケジューリング
在庫管理 在庫を少なくし、なおかつ在庫切れを無くしたい
商品追加発注量と時期・頻度の決め方
最適な仕入れ価格はいくらか
店舗出店計画(場所、時期、予算)を一貫した方針で決めたい
年次生産計画を作りたい
電力会社の変電所をどの位置に配置すればよいか
携帯電話基地局の設置場所をどのように決めたらよいか
業績連動また年俸制の給与テーブルの作成
次年度以降の売上を予測したい
 

店舗経営

スーパーのレジ前の行列を少なくするには 
銀行ATM前に並ぶ行列をいかにして最小化するか
映画館(シネコン)の上映映画選定とスケジューリング
アルバイトやパートのシフト作成
競合店舗との価格競争に勝ちたい
店舗ごとの業績評価基準を作りたい
 

スポーツ

陸上競技場のトラックにセパレートコースを引く場合のスタートラインの位置を決めたい
プロ野球選手の年俸を決めたい
サッカー選手の評価を客観的・定量的に行いたい
 

行政

社会福祉の予算配分 
産業別就業人口による都道府県の分類
災害予測と被害予測のシミュレーションを行いたい
 

医療・健康

がん検診結果に基づく陽性と擬陽性の判別を行いたい
血液検査と疾病の相関性を検証したい