پژوهش در عمليات: مفاهيم، اصول و تاريخچه
نويسنده : اميدوار، مجيد
چكيده
اين مقاله به تشريح مفاهيم و اصول پژوهش در عمليات مي‌پردازد. تعاريف مختلفي از پژوهش در عمليات مطرح مي‌شود و موضوع از جنبه علم بودن، هدف، ابزار، فنون، روش علمي، فعاليت‌ها و ساير ويژگي‌ها مورد بررسي قرار مي‌گيرد. سپس پيدايش، تحول و توسعه پژوهش در عمليات در سه دوره زماني قبل از جنگ جهاني دوم، جنگ جهاني دوم، و پس از جنگ جهاني دوم شرح داده مي‌شود. در پايان به حوزه‌هاي مرتبط با پژوهش در عمليات اشاره مي‌شود.
كليدواژه : تعريف؛ تاريخچه؛ ابزار؛ فنون؛ پژوهش در عمليات؛ تحقيق در عمليات؛ پژوهش عملياتي؛ مفاهيم؛ اصول
1- مقدمه
با وجود منابع علمي بيشمار در زمينه پژوهش در عمليات درصد ناچيزي از آ‌‌‌نان به مفاهيم، اصول و روش پژوهش اين حوزه پرداخته‌‌‌اند. برخي از دلايل اين نارسايي را بايد در ميان دلايل توسعه نيافتن روش پژوهش در علوم پايه و فني و مهندسي جست. در اين حال و از اوايل دهه 70 به اين طرف، هدف دوره‌هاي آموزشي پژوهش در عمليات كه در قالب رشتههاي فني و مهندسي مانند مهندسي صنايع، رشتههاي رياضي كاربردي و بعضي از گرايشهاي مديريت تدوين شدند، خواسته يا نا‌خواسته تربيت متخصصيني بوده‌است كه به توسعه روشها و مفاهيم رياضي اين حوزه بپردازند.
اين شرايط باعث مهجور ماندن جنبه كاربردي پژوهش در عمليات (كه به خاطر آن توسعه يافته بود) شده است. در ايران نيز كه تقريباً هر رشته و حوزه علمي همين شرايط را داراست، وضعيت اشاره شده براي پژوهش در عمليات را بيش از ساير جاها تشديد نموده است.
علاوه بر اين و با وجود كلاسهاي متعدد پژوهش در عمليات در دانشگاههاي ايران، دانشجويان كمتر با مفاهيم و مباني آن آشنا شده و بدون هيچ هدف‌گذاري و برنامهريزي براي تدوين دوره‌هاي آموزشي از سوي وزارت علوم، تحقيقات و فناوري، در‌گير مباحث رياضي پژوهش در عمليات مي‌گردند در حالي كه هيچ ديد مناسبي از وجوه مختلف پژوهش در عمليات ندارند.
پژوهش در عمليات همانند فيل مولوي شده است كه هر‌كس از آن درك و تصوري دارد كه همه پژوهش در عمليات نيست. اين موضوع از دو جهت قابل بررسي است. يكي آنكه شكلگيري هر نظام يا حوزه علمي از ابتدا به صورت كامل و مدون انجام نمي‌شود و در طول زمان به موازات پژوهشها، توسعه يافته و شكل مي‌گيرد. اين روند در هر حوزه علمي امري طبيعي است. اما اين روند به هر حال به جايي مي‌رسد كه تصوير روشن و مشتركي در پيش روي پژوهشگران آن حوزه باز مي‌نمايد و به نظر مي‌رسد پژوهش در عمليات اين روند را طي نموده است. جهت ديگر اين است كه عدم آشنايي كامل با مباني، مفاهيم و اصول پژوهش در عمليات و نگاه تك بعدي باعث درك و تصور متفاوت شده است. بعضي پژوهش در عمليات را روشهاي بهينه‌سازي مي‌دانند و برخي ديگر روشهاي آن را به عنوان علم و فن آمار مي‌شناسند. در اين مقاله سعي ميگردد كه تا حد امكان ابهام‌هاي فوق بر‌طرف شود و تصوير روشني از پژوهش در عمليات ارائه شود.
2-كدام عبارت؟
همانطور كه در عنوان مقاله ديده مي‌شود عبارت پژوهش در عمليات به جاي عبارت همارز آن يعني تحقيق عمليات (اصغر‌پور 1372)، تحقيق در عمليات (آريا‌‌نژاد 1371) و پژوهش عملياتي (مهرگان 1378) بكار رفته است. وجود چند عبارت به ظاهر متفاوت ممكن است باعث پديد آمدن ابها‌‌ماتي براي خواننده گردد. آيا هر يك از اين عبارات به حوزه‌اي خاص اشاره مي‌كنند؟ آيا هر يك از اين عبارات در يكي از رشتههاي دانشگاهي بكار مي‌روند؟ آيا رويكرد، نگرش و نوع پرداختن به مطالب با عبارت بكار رفته ارتباطي دارد؟
در جامعه علمي و دانشگاهي ايران بيشتر دو عبارت تحقيق در عمليات و پژوهش عملياتي بكار مي‌رود؛ تحقيق در عمليات در رشتههاي مهندسي صنايع و رياضي با گرايش تحقيق در عمليات و پژوهش عملياتي در رشتههاي مربوط به مديريت. قبل از پرداختن به تعاريف، لازم است توضيحي در خصوص عبارات همارز اشاره شده ارائه شود.
همانطور كه در ادا‌مه نيز اشاره خواهد شد در سالهاي جنگ جهاني دوم، تحقيق روي عمليات نظامي1 از اهميت و اولويت بالايي برخوردار بود. كاربرد اين نوع تحقيق در عمليات غير‌نظامي2 باعث شكلگيري عبارت تحقيق در عمليات3 شد.
در بريتانيا اين نوع تحقيق، تحقيق عملياتي4 ناميده مي‌شود كه در ايران با عبارت پژوهش عملياتي ترجمه شده است. دو عبارت تحقيق در عمليات و پژوهش عملياتي بصورت مترادف بكار مي‌روند با اين تفاوت كه پژوهش عملياتي در بريتانيا و بخش‌هايي از اروپا و تحقيق در عمليات در ديگر جاها مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
واژه عملياتي در عبارت پژوهش عملياتي همان نقش صفتي را كه واژه‌هاي تاريخي، پيمايشي و تطبيقي در پژوهشهاي تاريخي، پيمايشي و تطبيقي بعهده دارند را به ذهن مي‌آورد بدين معني كه پژوهش عملياتي يك نوع روش پژوهش است. اما همانطور كه بعداً نيز شرح داده مي‌شود تحليل سيستم، علوم مديريت و تصميم‌گيري حوزه‌هايي هستند كه با تحقيق در عمليات مقايسه مي‌شوند. تحقيق در عمليات همانند هر‌يك از حوزه‌هاي تحليل سيستم و علوم مديريت داراي اهداف، تئوريها، مباني و روشهايي است كه آن را به چيزي بيش از يك روش پژوهش تبديل مي‌كند. همچنين عبارت پژوهش عملياتي، آنچه كه تحقيق در عمليات (يعني تحقيق روي عمليات و نه نوعي تحقيق بنام عملياتي) در نتيجه آن شكل گرفته است را بيان نمي‌دارد. اين تفسير با عبارت «research into» توسط استين هارد (ساعتي 1988) براي تعريف و توضيح تحقيق در عمليات بكار رفته‌است و با تأكيدي كه پولاك، راسكوپف و بارنت (1994) بر اين مطلب مي‌كنند همخواني دارد. با توجه به توضيحات بالا، بنظر نويسنده عبارت تحقيق در عمليات مناسبتر از عبارت پژوهش عملياتي مي‌باشد. عبارت پژوهش در عمليات، فارسي‌تر از عبارت تحقيق در عمليات است و از اين پس پژوهش در عمليات را به جاي تحقيق در عمليات بكار مي‌بريم.
3- پژوهش در عمليات چيست؟
از اواسط دهه پنجاه به بعد تعاريف متعددي از پژوهش در عمليات توسط انجمن‌‌هاي تخصصي پژوهش در عمليات و نويسندگان ارائه شده‌است اما هنوز تعريف واحدي از آن وجود ندارد. در اينجا بعضي از تعاريف موجود ارائه شده و مورد تحليل قرار مي‌گيرند.
تعريف 1 (انجمن پژوهش در عمليات بريتانياي كبير (ويلكس 1980))
پژوهش در عمليات عبارتست از كاربرد روشهاي علمي در مسائل پيچيده پديد آمده براي هدايت و مديريت سيستمهاي بزرگ شامل انسان، ماشين، مواد و پول در صنعت، تجارت، دولت و دفاع. رويكرد متمايز پژوهش در عمليات، توسعه مدلي علمي از سيستم به همراه اندازه‌گيري عواملي مانند شانس و خطر براي پيشگويي و مقايسه پيامدهاي تصميمات، استرتژيها يا كنترلهاي جانشين مي‌باشد. هدف، كمك به مديريت در تعيين سياست‌ها و اقدامات به صورت علمي است.
تعريف 2 (انجمن پژوهش در عمليات آمريكا (پولاك، راسكوپف و بارنت 1994، 1))
(1) پژوهش در عمليات رويكردي علمي براي تصميم‌گيري است.
(2) پژوهش در عمليات عبارتست از تصميم‌گيري علمي براي دستيابي به بهترين طراحي و عمليات سيستمها، معمولاً در شرايطي كه تخصيص منابع محدود نيز مورد نياز باشد.
تعريف 3 (دالن‌باخ و جرج 1978، 3)
پژوهش در عمليات عبارتست از كاربرد سيستماتيك روشها، تكنيكها و ابزار مقداري براي تحليل مسائل عمليات سيستمها.
تعريف 4 (دالن‌باخ وجرج 1978، 3)
پژوهش در عمليات اساساً عبارتست از مجموعه‌اي از تكنيكها و ابزارهاي رياضي به همراه نگرشي سيستمي كه براي حل مسائل تصميم عملي داراي ماهيت اقتصادي يا مهندسي بكار مي‌رود.
تعريف 5 (ثيراف و كك‌لمپ 1975، 3)
پژوهش در عمليات عبارتست از بكارگيري نگرش برنامهريزي شده (روش علمي روز‌آمد شده) و تيمي چند تخصصي براي بيان ارتباطات عملكردي پيچيده در قالب مدلهاي رياضي با هدف ارائه مبنايي مقداري براي تصميم‌گيري و كشف مسائل جديد براي تحليل مقداري.
تعريف 6 (طه 1976، 4)
اين حوزه جديد تصميم‌گيري با استفاده دانش علمي از طريق تلاش تيمي چند تخصصي براي تعيين بهترين نحوه بهره‌برداري از منابع محدود تعريف مي‌شود.
تعريف 7 (چرچمن، اكاف و آرنوف 1957، 4)
پژوهش در عمليات، در كلي‌ترين معني، عبارتست از كاربرد روشها، تكنيكها و ابزار علمي در مسائل شامل عمليات سيستمها بطوري كه عمليات چنين سيستمهايي در قالب جوابهاي بهينه مسائل كنترل شوند.
تعريف 8 (لاس و روزن‌‌وين 1977)
پژوهش در عمليات مي‌تواند بعنوان رويكردي علمي براي تصميم‌گيري تعريف شود. رسالت پژوهش در عمليات پشتيباني در حل مسائل واقعي در حوزه‌هاي كاربردي متنوع با استفاده از مدلسازي رياضي و كامپيوتري مي‌باشد.
تعريف 9 (سوپر، اوسبورن و زوزيگ 1990، 22)
پژوهش در عمليات نوع خاصي از پژوهش كاربردي است و در بيشتر موارد به عنوان ابزار مديريت بكار گرفته مي‌شود. پژوهش در عمليات به عنوان كاربرد روش علمي در حل مسائل مديريت آغاز شد. پژوهش در عمليات رويكردي مقداري به تحليل مسائل مديريت دارد.
تعريف 10 (كي‌وود 1971)
پژوهش در عمليات علمي تجربي و كاربردي است كه به مشاهده، درك و پيشگويي رفتار سيستمهاي هدفمند متشكل از انسان و ماشين مي‌پردازد.
تعريف 11 (وارنر 1996، 3743)
پژوهش در عمليات تلاش خود را مختص به درك رفتار سيستمهاي عملياتي متشكل از طبيعت، انسان و ماشينها مي‌كند. ماشينها چيزهايي علاوه بر ساخته‌هاي بشري، مانند قوانين، عادات معمول، رفتار بشري و ساختارها و رسوم اجتماعي را شامل مي‌شوند. چنين سيستمهايي در تجارت، مديريت و دولت معمول هستند. نوع پژوهش در پژوهش در عمليات هم توسعه تئوريها (كه در پژوهش در عمليات مدل ناميده مي‌شود) و هم كاربرد اين دانش در بهبود عمليات سيستمها را شامل مي‌شود.
تعريف 12 (ساعتي 1988، 3)
از بين تعريف‌هايي كه ساعتي با آنها آشناست تعريف زير را ترجيح مي‌دهد: پژوهش در عمليات عبارت است از هنر ارائه جوابهاي بد به مسائلي كه به آنها جوابهاي بدتر داده مي‌شود.
تعريف 13 (ساعتي 1988، 3)
پژوهش در عمليات عبارت است از كمك به مديران در تصميم‌گيري از طريق ارائه اطلاعات عددي مورد نياز به آنها بر اساس روش علمي تحليل.
4- تحليل تعاريف
4-1- علميت
آيا پژوهش در عمليات علم است؟ هنر است؟ كاربرد نتايج ديگر علوم است؟ مجموعه‌اي از روشها، تكنيكها و ابزار علمي است؟ اگر علم است، چه نوع علمي است؟ تعاريف ارائه شده پاسخ واحدي به اين پرسشها نمي‌دهند. در بررسي موضوع علميت در پژوهش در عمليات، لازم است ابتدا تعريفي از علم ارائه شود.
اكاف (1962، 1) علم را فرايند تحقيق تعريف مي‌نمايد. يعني شيوه‌اي براي (الف) پاسخ به پرسشها و حل مسائل. با پذيرش اين تعريف، پژوهش در عمليات نيز علم است زيرا آنچه در همه تعاريف پژوهش در عمليات به نوعي مورد نظر قرار مي‌گيرد حل مسائل است. حال اين پرسش باقي مي‌ماند كه پژوهش در عمليات چه نوع علمي است؟ در پاسخ به اين پرسش بايد دسته‌بندي و تعاريف علوم را مشخص نمود. يك دسته‌بندي كلي كه بر مبناي نتيجه فرايند تحقيق (هوسي و هوسي 1997) شكل گرفته‌است علم محض5 و كاربردي6 مي‌باشد.
تمايز بين علم محض و كاربردي بسيار مشكل است و شايد مناسبتر باشد كه اين دسته‌بندي طيفي از يك مقياس تصور شود كه درجه محض يا كاربردي بودن علم را مشخص كند. اكاف (1962، 7) و هوسي و هوسي (1997، 13) تمايز بين علم محض و كاربردي را بر مبناي پاسخ به پرسش7 يا حل مسأله8 توضيح مي‌دهند. تفاوت بين پرسش و مسأله در علت بروز پرسش، كنجكاوي، نياز به درك بهتر موضوعات علمي و تمايل به گسترش مرزهاي دانش بوده در حاليكه هيچگونه انگيزه‌اي براي كاربرد نتايج ناشي از پاسخ به آن پرسش وجود ندارد اگرچه ممكن است قابل كاربرد باشد. مسأله زماني مطرح مي‌شود كه بخواهيم شرايط موجود به گونه‌اي تغيير كند كه مطابق خواست ما گردد. علم محض علمي است كه در آن به پرسشها پاسخ داده مي‌شود در حاليكه با استفاده از علم كاربردي مسائل حل مي‌شوند.
همانطور كه از تعاريف بر‌مي‌آيد پژوهش در عمليات با هدف حل مسائل شكل گرفته است. بنابراين در ابتدا علمي كاربردي است اما با گسترش استفاده از پژوهش در عمليات در حل مسائل، نياز به توسعه مفاهيم، مباني، تئوريها و ارائه روشهاي كاراتر بيشتر نمايان شد بطوري كه در كنار شاخه كاربردي آن، شاخص محض آن نيز گسترش يافت تا جايي كه توجه به فعاليتهاي پژوهشي در شاخه محض پژوهش در عمليات از تعداد و حجم فعاليتهاي پژوهشي در راستاي كاربرد اين علم در حل مسائل واقعي كاست و ارزش بعد كاربردي اين علم را كمرنگ نمود (لاس و روزن وين 1997). با اين توضيح مشاهده مي‌شود كه پژوهش در عمليات نيز مانند علومي همچون فيزيك، شيمي و رياضي مي‌تواند داراي شاخه‌هاي محض و كاربردي باشد.
4-2- هدف پژوهش در عمليات
1. حل مسائل عملياتي
2. حل مسائل عمليات سيستمهاي شامل انسان، ماشين، مواد، انرژي، اطلاعات و پول
3. حل مسائل تصميم‌گيري
عمليات عبارتست از مجموعه‌اي از چند يا تعداد زيادي عمل يا وظيفه مستقل مربوط به مواد خام، انسان و ماشينها كه وقتي در كنار هم قرار مي‌گيرند ساختار منسجمي را تشكيل مي‌دهند كه از آن عملي در راستاي اهداف بزرگتر و وسيعتر حاصل مي‌شود (ساعتي 1988). مورديك و مانسون (1986، 131) عمليات را چنين تعريف مي‌نمايند: عمليات عبارتست از مجموعه‌اي از عناصر كاري كه منجر به تغيير ارادي خصوصيات فيزيكي يا شيميايي يك شئي، مونتاژ يا دمونتاژ اجزاء، تنظيم و آماده‌سازي عمليات ديگر، حمل ونقل، بازرسي، بايگاني يك شئي يا ثبت داده‌ها مي‌گردند. همچنين عمليات زماني اتفاق مي‌افتد كه تلاش فكري در خصوص اجزاء يك مسئله پيچيده يا براي يك مسئله ساده بكار رود.
مورديك و مانسون (1986، 31) سيستم را چنين تعريف مي‌نمايند:سيستم عبارتست از مجموعه‌اي از عناصر سازمان يافته داراي اثر متقابل كه از طريق انجام عمليات روي داده‌ها، اطلاعات، انرژي، ماده يا ارگانيسم‌ها در يك فاصله زماني براي توليد اطلاعات، انرژي، ماده يا ارگانيسم‌ها به عنوان خروجي، هدف يا اهداف مشتركي را دنبال مي‌كند.
مسائل عملياتي و عمليات سيستمها مسائلي هستند كه در اجرا، كنترل، هدايت، هماهنگي، تنظيم، برنامهريزي، زمانبندي، بهينه‌سازي و بهبود عمليات پيش مي‌آيند. خيلي از نويسندگان بين پاسخهاي مسأله و تصميم‌ها و همچنين حل مسأله و تصميم‌گيري تفاوتي قايل نمي‌شوند. مورديك و مانسون (1986، 366) مسأله و تصميم را يكي نمي‌دانند؛ مسائل هنگامي بروز مي‌نمايند كه ما ناراضي هستيم، هنگامي كه چيزي ما را تا آن حد آزار مي‌دهد كه احساس ميكنيم بايد اقدامي صورت دهيم. فعاليت حل مسأله عبارتست از جستجوي راه حل‌ها يا خط مشي‌ها كه نارضايتي ما را كاهش دهد. معمولاً تعداد زيادي راه حل براي يك مسأله وجود دارد كه بعضي از آنها بهتر از بقيه هستند. انتخاب از ميان اين راه حل‌ها يا خط مشي‌ها تصميم‌گيري و چگونگي انتخاب، تصميم‌گيري است.
4-3- ابزار، فنون و روش علمي در پژوهش در عمليات
در تعاريف به واژه‌هاي ابزار9، فنون10 (يا تكنيكها) و روش علمي11 بر‌مي‌خوريم. قبل از اينكه به نقش، جايگاه و مفهوم اين واژه‌ها در پژوهش در عمليات بپردازيم لازم است هر يك از واژه‌ها را بهتر و بيشتر بشناسيم. در (اكاف 1377، 16- 17) در خصوص اين واژه‌ها چنين آمده است:
منظور از ابزار علمي، ابزار فيزيكي يا مفهومي است كه در تحقيقات علمي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نمونه‌هايي از چنين ابزار‌هايي عبارتند از: نمادهاي رياضي، كامپيوترهاي الكترونيكي، ميكروسكوپ‌ها، جداول لگاريتمي و اعداد تصادفي، ترمومترها و شتاب دهنده‌ها.
ما با استفاده از عبارت «فنون علمي» به راهي اشاره ميكنيم براي نيل به اهداف علمي، يا انجام يك راهكار علمي. بنابراين فنون، راههاي استفاده از ابزارهاي علمي هستند. براي مثال، شيوه‌هاي متنوع نمونه‌گيري، فنوني علمي هستند كه از جداول اعداد تصادفي به عنوان يك ابزار علمي استفاده كرده‌اند. محاسبه و تحليل گرافيكي، فنون متفاوتي براي پيداكردن ارزش حداقل و حداكثر يك فعاليت هستند.
روش علمي به راه انتخاب فنون در علم اطلاق ميگردد؛ يعني اينكه ارزيابي راهكارهاي علمي مختلف. بنابراين، همانگونه كه فنون مورد استفاده يك دانشمند، نتايج تصميمات او هستند، روشي كه اين تصميمات اتخاذ مي‌شوند، محصول يا نتيجه قواعد تصميم‌گيري او به شمار مي‌آيند. روشها قواعد انتخاب هستند. فنون، خود همان انتخاب‌ها هستند. براي مثال، شيوۀ انتخاب بهترين مجموعه ممكن از ميان طرحهاي نمونه، يك روش علمي است؛ و گزينش مناسب‌ترين مجموعه از ميان شقوق مختلف براي اندازه‌گيري يك ويژگي همچون طول، سختي، هوش يا همكاري مستلزم استفاده از يك روش است.
روش‌شناسي12 غالباً به مطالعه روشهاي علمي اطلاق ميگردد. هدف روش‌شناسي بهبود بخشيدن به شيوه‌ها و معيارهاي بكار گرفته شده براي مديريت و هدايت يك تحقيق علمي است. به همين دليل، اغلب روش‌شناسي را به عنوان منطق علم مي‌شناسند.
با اين توضيح، روش علمي در پژوهش در عمليات چگونه است؟ فنون و ابزار آن چيستند؟ روش‌شناسي پژوهش در عمليات متكي بر مدل است. اصل فعاليت پژوهش در عمليات ساخت و استفاده از مدلهاست. بيش از شرح روش علمي پژوهش در عمليات به مفاهيم مدل مي‌پردازيم.
مدل بياني ساده شده از واقعيت است. به عبارت ديگر مدل تجريدي از يك سيستم فيزيكي يا خاصيتي از آن سيستم يا يك مفهوم است. توجه به اين مطلب لازم است كه يك مدل هميشه و ضرورتاً بياني است كه كامل نيست.
چرا مدل؟ دلايل متعددي وجود دارد كه چرا جايگزيني براي يك چيز واقعي به خود آن چيز ترجيح داده مي‌شود. اغلب انگيزه اقتصادي مطرح است؛ صرفه‌جويي در هزينه، زمان يا كالاهاي باارزش ديگر. گاهي اوقات به دليل دوري از خطر بررسي يا تغيير مستقيم شئي واقعي است. گاهي اوقات محيط واقعي آنقدر پيچيده است كه تنها يك مدل براي درك آن و ارتباط با ديگران در خصوص آن محيط نياز است.
روش علمي در پژوهش در عمليات عمدتاً يك فرايند مدلسازي است و ابزار اين روش علمي مدل است. با فرض وجود يك چيز واقعي كه آنرا سيستم واقعي مي‌ناميم و دليل قابل دركي براي تمايل به بررسي آن (يعني مسأله مربوط به سيستم واقعي كه نيازمند نتيجه‌گيري13 يا تصميم معين است)، فرايند مدلسازي مي‌تواند مطابق شكل زير (شكل 1) باشد:
<v:imagedata o:title="شكل 1- فرايند مدلسازي" src="file:///C:DOCUME~1MehranLOCALS~1Tempmsohtmlclip1گرد آورنده : مهرداد فتاحی
