Operationele Research: De vroege periode 1955 – 1964
Operationeel onderzoek: De beginperiode (1955 – 1964)
Rond de Tweede Wereldoorlog ontstond er een nieuw onderzoeksveld genaamd Operations Research (OR) ook wel Operationele Analyse genoemd (OA). Operations Research maakt gebruik van geavanceerde wiskunde om besluitvorming te optimaliseren. Operations Research werd voor het eerst ontwikkeld als antwoord op militaire behoeften tijdens de oorlog. Aanvankelijk werd het spaarzaam gebruikt voor industriële en overheidsactiviteiten. In 1950 legden professor George E. Kimball en natuurkundige Phillip M. Morse de basis voor Operations Research in hun boek ‘Methods of Operations Research’, waarin zij de definitie geven: “Operations research is een wetenschappelijke methode om uitvoerende afdelingen een kwantitatieve basis te geven voor beslissingen over de activiteiten die onder hun controle vallen”.
Een belangrijk aspect van de definitie is de term ‘kwantitatief’. Bepaalde aspecten van vrijwel elke operatie kunnen kwantitatief worden gemeten en vergeleken met andere, soortgelijke operaties. Die aspecten kunnen wetenschappelijk worden bestudeerd. De uitdrukking ‘basis voor beslissingen’ impliceert dat deze kwantitatieve resultaten niet de enige maatstaf zijn die wordt gebruikt om beslissingen te nemen. Ook andere aspecten kunnen de besluitvorming beïnvloeden, zoals politiek, traditie enz.
Ondanks de snelle en positieve resultaten die Operations Research boekte tijdens de Tweede Wereldoorlog duurde het even voordat TNO met Operations Research aan de slag ging. In 1955 startte directeur J.L. van Soest een taskforce die zich bezig hield met het optimaliseren van communicatiekanalen. Het zenden en ontvangen moesten worden gemaximaliseerd, terwijl ruis moest worden geminimaliseerd. De taskforce maakte zich vertrouwd met de benodigde wiskundige kennis en bestudeerde uitgebreid speltheorie. De taskforce kwam al snel tot de conclusie dat speltheorie niet alleen toepasbaar was op spellen als poker maar ook zeer nuttig zou kunnen zijn voor militaire toepassingen zoals het optimaliseren van het richten van torpedo’s.
Omdat de oorsprong van Operations Research in de Tweede Wereldoorlog echter bij radartoepassingen lag, leek het niet meer dan logisch om Operations Research als eerste op te nemen in het lopende TNO-onderzoek naar radar- en vuurleidingssystemen van de Koninklijke Marine.
Echter, als gevolg van een gesprek in 1956 met ir Maarten van Batenburg, gaf de Koninklijke Marine een andere opdracht aan de taskforce: het optimaliseren van de sonarzoekprocedure voor de ‘zoeklicht’-sonars PAE-1 en CWE-1 die geïnstalleerd waren op de Holland/Frieslandklasse onderzeebootjagers. Vele uren werk volgden. De taskforce werkte elke mogelijke combinatie van variabelen uit. Vanwege deze zeer omslachtige taak en de steeds toenemende wiskundige complexiteit van de mogelijkheden, werd het idee van simulatie overwogen. Tegenwoordig lijkt simulatie een basismethode voor Operations Research, maar in 1956 was het behoorlijk lastig uit te voeren.
De taskforce begon eenvoudigweg met het gooien van dobbelstenen. Later begonnen ze pseudo-willekeurige getallen te gebruiken, hoewel dit een omslachtig handmatig proces was. Maar het was succesvol. Na twee maanden werken waren 45 ASW-simulaties voltooid. De conclusie was dat de verschillen tussen de verschillende zoekstrategieën verwaarloosbaar waren, wat een behoorlijke anticlimax op het onderzoek zette.
De onverslaanbare Melk-Boter-Kaas machine
In 1957 werd ir. E.W. Gröneveld de leider van de taskforce. Hij besloot een melk-boter-kaasmachine (ook wel: “boter, melk, kaas, ik ben de baas“) te laten bouwen als demonstratie van de zero-sum speltheorie. De elektronische machine kan nooit een spel verliezen, hoogstens gelijkspelen. Niettemin beproefden vele militaire bezoekers en ZKH Prins Bernhard hun geluk op de machine. Helaas is het bekabelde machinedeel met het min-max-algoritme ergens in de jaren zeventig verloren gegaan. De gebruikersinterface uit 1957 is echter nog steeds in het museum aanwezig.
In 2023 probeert het museum de gebruikersinterface weer tot leven te brengen met behulp van een Arduino als processor.
De achttien, 65 jaar oude, lampen werken allemaal.
Tussen 1956 en 1964 werkte de taskforce uitsluitend voor de Koninklijke Marine. Naast sonar- en vuurleidingsystemen ging er veel aandacht naar het optimaliseren van het ruimen van zeemijnen. Gezien de bekende fysieke beperkingen werd een optimaal mijnenveegplan ontwikkeld. Er kwam veel waarschijnlijkheidstheorie bij kijken vanwege de ingebouwde activeringstijden die de mijnen bezaten.
In 1964 kwam de eerste opdracht van de Koninklijke Luchtmacht voor de evaluatie van de 40 mm-luchtdoelartillerie. De Koninklijke Landmacht volgde met een opdracht voor beslissingsondersteuning bij de keuze van een nieuw transportvoertuig voor het legerkorps.
Met dank aan T. Nooijen voor zijn achtergrondonderzoek naar RVO-TNO in de jaren 1947 – 1977 en zijn publicatie