La Ricerca Operativa


La Ricerca Operativa è l'insieme dei modelli e dei metodi matematici atti a risolvere un determinato problema di scelta.

Benché non esista una definizione di Ricerca Operativa universalmente accettata spesso viene citata la seguente definizione che comunque si tratta di una definizione un po' generica che può fare riferimento anche ad altre attività di ricerca:
La Ricerca Operativa è un metodo scientifico atto a fornire ai dirigenti aziendali una base quantitativa per le decisioni concernenti le operazioni sottoposte al controllo.
Morse & Kimball

Storia della Ricerca Operativa
Il termine Ricerca Operativa fu coniato nel 1938 da scienziati inglesi impegnati nella valutazione di situazioni e decisioni di tipo militare. Infatti furono proprio alcuni militari della R.A.F. a costituire un gruppo di ricerca per studiare sistemi ottimali di offesa e di difesa. Il gruppo, composto da chimici, fisici, matematici e, naturalmente, strateghi della R.A.F. , si chiamò circolo Blackett dal nome dello scienziato che lo dirigeva e che oggi è considerato come uno dei padri della Ricerca Operativa. Siamo alle soglie della seconda guerra mondiale. Seguì un periodo dal 1945 alla metà degli anni '70 (noto come il periodo d'oro della Ricerca Operativa) dove l'uso di nuove metodologie di analisi e di decisione si espanse rapidamente ed in profondità nelle industrie e nella pubblica amministrazione (soprattutto nei paesi anglosassoni, ma anche in Italia). Pur continuando a essere coltivati in campo militare, dove erano nati, gli studi di Ricerca Operativa oggi sono principalmente rivolti a problemi economici e sociali e inoltre gli interessi non militari della Ricerca Operativa sono quelli che prevalgono.

I caratteri distintivi di un lavoro di Ricerca Operativa sono fondamentalmente i seguenti:
Tra le difficoltà che si possono incontrare affrontando un problema di Ricerca Operativa c'è sicuramente quella di dover delineare il problema. Infatti spetta al Ricercatore Operativo il compito di individuare il problema esplicitando gli obiettivi del decisore ed esprimendo numericamente i vari risultati. Non è detto che il modello sia sufficiente e sempre adeguato a descrivere il funzionamento di un sistema; non è detto che sia sempre possibile individuare la soluzione ottima, ma già l'analisi e la razionalizzazione che uno studio di Ricerca Operativa comportano sono talora strumento e garanzia di scelta razionale. L'analisi di un problema e la creazione di un modello richiedono conoscenze di vario tipo: nozioni di statistica, di matematica, di informatica, talora di meccanica, di urbanistica, ecc. Non solo; spesso i tradizionali metodi di analisi per la ricerca degli estremi non sono sufficienti per individuare la migliore soluzione di un problema di Ricerca Operativa: le variabili ed i vincoli possono essere in numero troppo elevato (a volte centinaia); le espressioni analitiche della funzione obiettivo e dei vincoli possono risultare troppo complesse per una trattazione tradizionale. È proprio per questo che sono stati creati e messe a punto dei procedimenti speciali che vanno, appunto, sotto il nome di tecniche della Ricerca Operativa.
Per ottenere dal modello le risposte desiderate, il Ricercatore Operativo si serve spesso di elaboratori elettronici; ma non è detto che fare della Ricerca Operativa significhi sempre applicare formule complicate ed usare elaboratori elettronici.
Anche se ciò è spesso vero, va detto che l'arma sicuramente indispensabile e talora anche sufficiente, per un Ricercatore Operativo è la sua capacità di analisi e di logica:la convinzione che ogni problema di scelta non vada risolto in fretta o ad intuito, ma che occorra elencare tutte le possibili vie, comprese quelle che a prima vista appaiono contraddittorie, impossibili o addirittura folli.
Infatti è solo l'esame comparato di vie alternative che conduce a scelte sicure, o almeno razionali, entro i limiti concessi dalla prevedibilità del sistema.

Fasi della Ricerca Operativa
  1. individuazione del problema;
  2. raccolta dei dati;
  3. costruzione di un modello rappresentativo del problema;
  4. determinazione della soluzione;
  5. messa a punto e collaudo del modello e della soluzione;
  6. interpretazione dei risultati e relazione per i decisori.



Individuazione del problema
Spetta ai ricercatori operativi individuare chiaramente i confini del problema, fissare le variabili d'azione, la funzione obiettivo e i vincoli: in molti casi si può dire che i problemi vanno anzitutto scoperti.
Conoscere un problema significa conoscere le varie alternative possibili: spesso neppure il cliente che sottopone il problema al Ricercatore Operativo ha chiare le idee sulle alternative possibili. La definizione del problema è un lavoro congiunto del cliente e del Ricercatore Operativo che, per poter svolgere questo lavoro, deve anzitutto conoscere bene l'azienda o almeno avere esperienza nel settore che interessa razionalizzare.
Per poter scegliere razionalmente occorre in primo luogo avere ben chiari gli obiettivi.
Nella fissazione di questi, benché sia spesso necessario ridurre gli obiettivi generali d'impresa a sub-obiettivi parziali, è bene avere la vista lunga: uno studio di Ricerca Operativa dovrebbe mirare a soluzioni che siano ottimali per tutta l'organizzazione piuttosto che per un solo suo settore. Tuttavia questo non significa che ciascun problema debba essere esteso a uno studio di tutta l'organizzazione, ma che fissando gli obiettivi di uno studio specifico si debba mantenere un ragionevole grado di omogeneità con gli obiettivi generali dell'organizzazione.


Raccolta dei dati
Tutti i parametri che figurano nel problema vanno determinati dal Ricercatore Operativo raccogliendo dati sia all'interno sia all'esterno dell'azienda.


Costruzione del modello
Una volta individuato il problema occorre costruire un modello matematico che ne rappresenti adeguatamente l'essenza. In sostanza, il modello matematico non è altro che una rappresentazione ideale della realtà, rappresentazione realizzata facendo ricorso ad appostiti simboli ed espressioni matematiche. I modelli matematici presentano molti vantaggi rispetto ad una descrizione verbale del problema. In primo luogo esprimono il problema in modo più coinciso, in secondo lo predispongono per la soluzione con tecniche matematiche.
Naturalmente, essendo un'ideazione del problema, un modello può, a volte, non esserne una valida rappresentazione. Un modello è ben posto quando esiste una profonda correlazione tra la previsione del modello e ciò che accadrebbe effettivamente nel mondo reale.
Comunque, va detto che, in generale, l'abilità di costruire un modello sta nel saper distinguere fra elementi essenziali ed elementi superflui. Di solito, quando più il Ricercatore Operativo è abile, tanto più il modello risulterà semplice.


Quando in Ricerca Operativa si afferma di cercare la soluzione ottima di un certo problema in realtà si mira a trovare soltanto la soluzione migliore compatibile con le informazioni di cui si dispone. A tal proposito occorre osservare che:
  1. La soluzione alla quale si previene, anche se è ottimale, lo è per il modello considerato. Ciò, però, non assicura che lo sia per il problema. In ogni caso, se il modello è ben costruito la soluzione trovata costituirà senz'altro una buona approssimazione della soluzione del problema.
  2. Molto spesso l'individuazione della soluzione ottimale in senso assoluto tra le numerose possibili è così laboriosa da non essere assolutamente conveniente.
Molto spesso, i problemi pratici vengono risolti con metodi euristici (frutto di invenzione intellettuale) che non conducono con certezza ad una soluzione ottimale ma assicurano il raggiungimento di una buona soluzione, prossima all'ottimale, con una spesa ragionevole.


Messa a punto e collaudo del modello e della soluzione
Si sa che per risolvere un problema non è in genere sufficiente basarsi sulla propria intuizione: ciò vale anche per la valutazione del modello. Come già detto, il criterio per giudicare la validità consiste ne verificare se c'è profonda corrispondenza tra le previsioni del modello e quello che accadrebbe nella realtà. Ora, può accadere che al Ricercatore Operativo sia sfuggito qualche dato o qualche relazione. Da ciò la necessità di controllare il modello per vedere se il suo output è plausibile. Si parla a tal proposito di messa a punto e collaudo del modello e della sua soluzione. A tal proposito, molto spesso si ritiene opportuno effettuare un'analisi di sensibilità per vedere in quale misura variazioni nei valori dei parametri che caratterizzano il problema possono influenzare la soluzione trovata.


Interpolazione dei risultati e relazione per i decisori
La fase con cui si chiude uno studio di Ricerca Operativa è quella relativa all'interpretazione dei risultati e della stesura della relazione per i decisori, cioè per i committenti. In particolare, per quanto riguarda la relazione essa andrà quasi sempre accompagnata da una serie più o meno numerosa di grafici il cui scopo è quello di chiarire i risultati raggiunti in modo abbastanza semplice.
Una considerazione conclusiva rispetto a quanto fin qui detto può essere, infine, la seguente. Può accadere che in presenza di un problema concreto ci si trovi, per motivi diversi, nell'impossibilità di giungere alla costruzione di un idoneo modello. Tale fatto non è di per sé una sconfitta definitiva: il fatto di avere analizzato il problema e di averlo individuato in certi suo tratti essenziali può portare già avanti sulla strada di una maggiore razionalizzazione della gestione di quel particolare problema.