تحقیق در عملیات 1

تحقيق در عمليات و كاربرد آن در مهندسي صنايع<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

(ساسان رفيعي)

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.

مقدمه

پژوهش در عمليات موضوعي 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.

تاريخچه پژوهش در عمليات

• سرچشمه بيشتر فعاليتهاي پژوهش در عمليات جنگ جهاني دوم بود. در واقع عبارت پژوهش در عمليات در نتيجه پژوهش روي عمليات (نظامي) در هنگام جنگ شكل گرفت. گروههايي از رياضيدانان، اقتصاددانان و ديگر دانشمندان تشكيل شد تا مسائل عملياتي نظامي گوناگوني را تحليل كنند. اين گروهها در انگلستان و ايالات متحده آمريكا شكل گرفتند. نيروي دريايي آمريكا بيش از 70 تحليل‌گر را در قالب اين گروهها استخدام نمود. مسائل مختلفي با موفقيت حل شدند از جمله تعيين محل نصب رادار، چگونگي تخريب مين‌هاي دريايي در درياهاي اطراف ژاپن، تعيين اندازه بهينه ناوگان حمل مواد و توسعه استراتژي‌هاي مانور ناوهاي جنگي هنگام حمله دشمن.

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.

تاريخچه عبارت ها

همانطور كه در بخش قبل نيز اشاره شد در سالهاي جنگ جهاني دوم، تحقيق روي عمليات نظامي از اهميت و اولويت بالايي برخوردار بود. كاربرد اين نوع تحقيق در عمليات غير‌نظامي باعث شكل‌‌گيري عبارت تحقيق در عمليات شد.
در بريتانيا اين نوع تحقيق، تحقيق عملياتي 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.

تاريخچه عبارت ها

با توجه به توضيحات، بنظر ميرسد 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.

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 مسائلَ عمليات سيستم‌‌ها.

تعريف4

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 (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.

تحليل تعاريف

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.

پژوهش در عمليات علمي كاربردي است يا محض؟

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.

اهداف پژوهش در عمليات

• حل مسائل عملياتي

• حل مسائل عمليات سيستمهاي شامل انسان، ماشين، مواد، انرژي، اطلاعات و پول

• حل مسائل تصميم‌گيري

حل مسائل عملياتي

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.

حل مسائل عمليات سيستمهاي شامل انسان، ماشين، مواد، انرژي، اطلاعات و پول

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.

حل مسائل تصميم‌گيري

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.

روش علمي در پژوهش در عمليات

اصل فعاليت پژوهش در عمليات ساخت و استفاده از مدلهاست.

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.

فعاليتهاي پژوهش در عمليات

در پژوهش در عمليات، مسائل از طريق چه فعاليتهايي حل مي‌شوند؟ در اينجا سعي مي‌كنيم دسته‌هاي فعاليتهاي پژوهش در عمليات را توضيح دهيم.

برنامه‌ريزي

زمانبندي

تخصيص منابع

بهينه سازي

تعيين خط مشي و تصميم

توصيف

پيشگويي

برنامه‌ريزي

• در اينجا منظور از برنامه‌ريزي، برنامه‌‌ريزي در مواردي است كه تصميمات از طريق كار با روشهاي مقداري و كمي استخراج مي‌شوند و نبايد با برنامه‌ريزي كيفي مانند برنامه‌ريزي استراتژيك و امثال آن اشتباه شود. در يك كارخانه، توليد در چه زمانهايي و در چه سطحي بايد باشد؟ خريد مواد اوليه و نگهداري موجودي چگونه باشد؟ در چه مقاطعي به اضافه‌ كاري نيروي كار نياز داريم؟ پاسخ اين پرسشها در استفاده از فنون برنامه‌ريزي توليد است كه از فنون پژوهش در عمليات به شمار مي‌آيند.

زمانبندي

هر عمليات داراي مجموعه‌اي از عناصر است كه در ارتباط با يكديگر عمل مي‌كنند. موفقيت عمليات نيازمند هماهنگي در فعاليت عناصر است. يكي از جنبه‌‌هاي هماهنگي، هماهنگي زماني است. به عنوان مثال در يك عمليات ماشينكاري كه از چند ماشين، چند نيروي انساني و قطعات مختلف تشكيل شده است هريك از عناصر در هر زمان بايد چه كاري انجام داده يا چه كاري بر روي آنها انجام شود تا در پايان عمليات، قطعه تكميل شده توليد شود.

تخصيص منابع

• هر عمليات نيازمند منابع است. اين منابع مي‌توانند مواد خام، نيروي انساني، ماشين آلات و تجهيزات جانبي، اطلاعات، بودجه، فضا و زمان باشد. مجموع عملياتي كه در يك سيستم موجود هستند به چه ميزان از منابع مي‌توانند استفاده نمايند تا اهداف سيستم تأمين شود؟ تخصيص و تسهيم منابع (كه ميزان آنها محدود است) بين عمليات و عناصر آنها يكي ديگر از فعاليتهاي پژوهش در عمليات است.

بهينه سازي

در بعضي از تعاريف عباراتي همچون دستيابي به بهترين، كنترل در قالب جوابهاي بهينه و بهترين نحوه بهره‌برداري از منابع محدود در مقابل بهبود عمليات سيستم‌ها و ارائه جوابهاي بهتر آمده است. آيا هدف پژوهش در عمليات ارائه راه‌حل بهينه به مسائل است؟ آيا بهينه سازي هدف است يا بهبود؟ آنطور كه از تعاريف و توضيحات موجود بر مي‌آيد هدف پژوهش در عمليات بهبود است اما بهينه، در صورتيكه دست يافتني باشد مطلوب خواهد بود. در اينجا بهينه سازي بعنوان يكي از حوزه‌هاي فعاليت پژوهش در عمليات مطرح مي‌گردد. برنامه‌ريزي، زمانبندي و تخصيص منابع مي‌توانند به شكل بهينه در نظر گرفته شوند اما بدليل مشكلات محاسباتي و فرمول‌بندي، به راه‌حلهاي نزديك بهينه حاصل از آنها اكتفا مي‌شود و به اين دليل در اينجا به عنوان حوزه‌هاي مستقل از بهينه سازي در نظر گرفته شده‌اند.

تعيين خط مشي و تصميم

همانطور كه اشاره شد حل مسائل تصميم يكي از اهداف پژوهش در عمليات است. انتخاب پروژه‌ها، تعيين روش سرمايه‌گذاري، انتخاب استراتژي، انتخاب راه‌ حل مناسب و مواردي از اين قبيل فعاليتهايي هستند كه در پژوهش در عمليات مطرح مي‌‌شوند.

پيشگويي

در خيلي از موارد نياز داريم كه شرايط فرضي براي عمليات يا سيستم در نظر گرفته و رفتار آن را در آن شرايط بررسي نماييم. چنين شرايطي وجود خارجي نداشته و ايجاد آن براي ظاهر شدن رفتار جديد مستلزم صرف زمان و هزينه است. راه ساده‌تر براي دستيابي به آن شرايط و رفتار حاصل، پيشگويي است. بدين منظور با استفاده از مدلسازي علاوه بر توصيف عمليات يا سيستم، شرايط متفاوت مورد نظر را از طريق تغيير مشخصه‌هاي مدل به وجود آورده و با حل مدل رفتار جديد را پيشگويي مي‌كنيم.

پژوهش در عمليات و حوزه‌هاي مرتبط

مهندسي صنايع

علم مديريت

تحليل سيستم‌ها

تصميم‌گيري

علم آمار

مهندسي صنايع

تا اواخر سالهاي 1940 توسعه مهندسي صنايع مبتني بر روشهاي سنتي تيلور، گانت و گيلبرت بود. بعد از جنگ جهاني دوم و در اواخر سالهاي 1940 و اوايل 1950، پژوهش در عمليات به واسطه موفقيتهاي بدست آمده در جنگ، جاي خود را در فعاليتهاي صنعتي، بخشهاي خدماتي

و سازمانهاي دولتي و خصوصي باز كرد

ظهور پژوهش در عمليات، نقطه عطفي در تحول روشهاي مهندسي صنايع بود كه نتيجه آن توسعه روشهاي مقداري، الگوريتمهاي رياضي و... بود كه در بكارگيري مؤثر مفاهيم توسعه يافته توسط تيلور و ديگران استفاده شد. ممكن است اين پرسش مطرح شود كه آيا مهندسي صنايع و پژوهش در عمليات يك نظام واحد هستند يا دو نظام جدا از هم؟ تاريخ مهندسي صنايع و پژوهش در عمليات جداي از هم است اما فلسفه وجودي هر دو يكي است يعني ارائه راه حلهاي مؤثر و كارا براي مسائل مربوط به طراحي، تحليل و ارزيابي.

علم مديريت

علم مديريت حوزه‌اي است كه در ارتباط تنگاتنگ با پژوهش در عمليات در دهه 1960 توسعه يافته است. فنون مورد استفاده در اين رشته‌ همان فنون پژوهش در عمليات مي‌باشند اما تفاوت آن با پژوهش در عمليات در حوزه كاربرد آن است كه بيشتر در امور اداري، بازرگاني و مديريت بكار مي‌روند. امروزه تفاوتي بين اين دو قائل نمي‌شوند

تحليل سيستم‌ها

• تحليل سيستم‌ها رويكردي سيستماتيك است براي كمك به تصميم‌گيرنده در انتخاب يك خط مشي از طريق بررسي كل مسأله، جستجوي اهداف و راههاي جايگزين و مقايسه براساس پيامدهاي حاصل با استفاده از چهارچوب تحليلي مناسب بطوري كه قضاوت و بينش متخصص بر مسأله تأ‌ثير گذارد.

• هر دو پژوهش در عمليات و تحليل سيستم‌ها از زمان مطرح شدن در سال 1950 به اين طرف با تعيين انتخابهاي بهينه، راه‌اندازي و كنترل سيستم‌هاي عملياتي موجود سر و كار دارند.

تصميم‌گيري

همانطور كه در بخش تعريف اشاره گرديد يكي از اهداف پژوهش در عمليات حل مسائل مربوط به تصميم است. اما اين رابطه بدين معني نيست كه پژوهش در عمليات هم‌ارز تصميم‌گيري است. در واقع پژوهش در عمليات با ارائه ابزار و فنون تحليلي رياضي، مايه علمي بخشي از فرايند تصميم‌گيري را بيشتر مي‌نمايد اما تصميم‌گيري نيازمند مفاهيمي و نظريه‌هايي در خصوص رفتار تصميم‌گيرنده، مباني تصميم، الگوها و استراتژيهاي انتخاب مي‌باشد كه از جهت علمي داراي هدف، فرايند و منطق متفاوت از پژوهش در عمليات بوده و به رويكرد و روش علمي متفاوتي نياز دارد.

علم آمار

بيشتر پديده‌هاي مورد بررسي در پژوهش در عمليات به جاي جنبه قطعي، جنبه تصادفي دارند و به عنوان مثال خرابي تجهيزات براساس قاعده‌اي معين رخ نمي‌دهد بلكه جنبه اتفاقي و تصادفي دارد. پارامترهاي تعيين كننده در فرايندهاي توليد معمولاً در يك مقدار مشخص غيرقابل كنترل هستند و دامنه‌اي براي آن تعريف مي‌شود و تغيير پارامتر در اين زمينه به صورت احتمالي خواهد بود. مدت زمان ساخت و توليد و يا ارائه خدمات در بيشتر موارد داراي توزيعي احتمالي مي‌باشد. شرايط فوق و بسياري از شرايط احتمالي ديگر باعث مي‌شوند كه تحليل، طراحي و ارزيابي‌هاي مورد نياز در پژوهش در عمليات توام با شرايط احتمالي و نااطميناني باشد. بنابراين بكارگيري مفاهيم، فنون و ابزار علم آمار گريزناپذير خواهد بود.

تحقیق در عملیات 1

مطالب مشابه :

تاریخچه ی تحقیق در عملیات

تحقیق در عملیات 1

آموزش تحقیق در عملیات 1(پژوهش عملیاتی 1)جلسات سوم تا هفتم (روشهای حل سیمپلکس)

جزوه تحقیق در عملیات 1 استاد صراف