انواع پژوهش در عملیات روش پژوهش

در اين مقاله يك دسته بندي از انواع پژوهش در «پژوهش در عمليات» ارائه مي‌شود و مراحل و روش انجام هر يك از انواع پژوهش شرح داده مي شود. انواع پژوهش در پژوهش در عمليات، روش پژوهش در حل مسائل واقعي، استخراج مسئله، مدلسازي، تعريف مدل، هدف استفاده از مدل، دلايل استفاده از مدل، هدف از مطالعه سيستم‌ها و عمليات از طريق مدل، انواع مدلها، اصول مدلسازي، مدلهاي كلاسيك پژوهش در عمليات، روش مدلسازي، ساده‌سازي مدلها، حل مدل، اعتبارسنجي مدل، پياده‌سازي مدل، روش پژوهش در توسعه مدل يا روش حل براي مسائل كلاسيك، توسعه روش حل براي مسائل كلاسيك، روش پژوهش در توسعه تئوريها و فنون عمومي از جمله مباحث اين مقاله هستند.

كليدواژه : پژوهش در عمليات؛ پژوهش عملياتي؛ تحقيق در عمليات؛ روش پژوهش؛ مدل‌سازي؛ توسعه مدل؛ اعتبارسنجي؛ حل مسائل واقعي؛ توسعه تئوري

مقدمه

این مقاله به روش پژوهش در حوزه پژوهش در عملیات اختصاص دارد. در این مقاله کلیات روش پژوهش مدنظر قرار می‌گیرد و از جزئیات فنون سخنی به میان نمی‌آید و خواننده می‌تواند برای مطالعه بیشتر در زمینه فنون پژوهش در عملیات، به موضوعات مربوط مراجعه کند. آنچه که در این مقاله مورد تاکید است انواع پژوهش و خصوصیات آنان در حوزه پژوهش در عملیات است و روشهای جمع‌آوری داده‌ها، آزمونهای آماری و مهارتهایی که هر پژوهشگر باید کسب نماید شرح داده نمی‌شوند و به جای آن ابزار اصلی پژوهش در عملیات، مدلها، مورد بررسی قرار می‌گیرند.

انواع پژوهش در پژوهش در عملیات

در یک دسته‌بندی عمومی، اگر پژوهش برای حل مسائل مشخص و موجود انجام شود نوع پژوهش از جهت خروجی، کاربردی خواهد بود و اگر توسعه تئوریها و روشهای عمومی برای تولید دانش هدف باشد نوع پژوهش، محض خواهد بود.

با هدف تدوین روش پژوهش برای پژوهش در عملیات، در اینجا دسته‌بندی عملی‌تری از انواع پژوهش در پژوهش در عملیات ارائه می‌کنیم. در این دسته‌بندی سه نوع پژوهش قابل تشخیص است؛

• حل مسائل واقعی
• توسعه مدل یا روش حل برای مسائل کلاسیک
• توسعه تئوریها یا فنون عمومی.

در حل مسائل واقعی، متخصص پژوهش در عملیات با مسئله‌ای مربوط به یک عملیات در حال اجرا روبروست. صرفنظر از اینکه مشکل چه باشد و چگونه توسط سفارش‌دهنده مطرح شده باشد ممکن است از دیدگاه پژوهش در عملیات ناشناخته بوده، و به درستی تعریف نشده باشد یا چیزی به غیر از آنچه باشد که مدنظر سفارش‌دهنده است. بنابراین تعریف مسئله در این نوع پژوهش از اهمیت بالایی برخوردار است. واقعی بودن مسئله ضرورت دقت در تعیین مفروضات، جمع‌آوری داده‌ها، تعیین پارامترها و روابط و تدوین اهداف عملیات و شاخص‌های اثربخشی را دوچندان می‌نماید. عوامل اشاره شده نقش تعیین‌کننده‌ای در تعریف مسئله و دستیابی به راه‌حل دارند. راه‌حل پیشنهادی در حل مسائل واقعی زمانی ارزشمند است که بتواند در عمل پیاده شود. یعنی تطبیق و تعدیل راه‌حل پژوهش به شکلی که به راه‌حل عملیاتی و واقعی منجر شود بسیار مهم است.

مسائل کلاسیک، مسائلی هستند که به دلیل تشابه در بسیاری از عملیات مختلف، پژوهشهای متعدد برای ارائه راه‌حل و دارا شدن سابقه علمی در کتابها و مقاله‌های مربوط به پژوهش در عملیات، به شکل کلاسیک در آمده‌اند. مسئله فروشنده دوره‌گرد¹، مسئله مسیریابی وسایل ترابری²، مسائل برش و چیدمان³، تعادل خط مونتاژ⁴، مسئله زمانبندی خدمه پرواز⁵، مسئله تخصیص مضاعف⁶ و زمانبندی کارگاهی⁷ از مسائل کلاسیک به شمار می‌آیند. این مسائل کاملاً شناخته شده هستند. اهداف، شاخص‌های اثربخشی، محدودیتها و قیود، پارامترها و مفروضات هر یک از مسائل کلاسیک مشخص و روشن هستند. خصوصیات راه‌حل، مشخص و به صورت مستقیم قابل کاربرد در موارد واقعی هستند. نیازی به جمع‌آوری داده‌های واقعی نیست و داده‌ های فرضی که به شرایط واقعی این نوع مسائل شبیه باشد کفایت می‌کند. در حل این نوع مسائل، پژوهشگر با توسعه مدلی از مسئله، روش حل مسئله یا هر دو روبروست.

در توسعه تئوریها یا فنون عمومی، حل مسئله واقعی یا کلاسیک مدنظر نیست بلکه پژوهشگر قصد دارد تئوریهای جدیدی را در قالب قضایا و روابط برای مفاهیم، اصول و فنون موجود بیان دارد یا فن جدیدی را برای استفاده در حل مدلها ابداع نماید. در اینجا هدف، کاربرد نتایج پژوهش در حل مسائل نیست (اگر چه ممکن است از آنها استفاده شود) بلکه تولید دانش در حوزه پژوهش در عملیات است. در این نوع پژوهش، پژوهشگر با تعریف مسئله، جمع‌آوری داده‌ها، مدلسازی و کاربرد نتایج حل مدل روبرو نیست و بنابراین روش پژوهش، متفاوت و کمتر قابل مستندسازی خواهد بود.

استخراج مسئله

مسئله عبارتست از فاصله بین آنچه که می‌خواهیم وجود داشته باشد و آنچه که در عمل وجود دارد. در استخراج مسئله سه مرحله (1) شناسایی مسئله،(2) تعریف مسئله و (3) تنظیم صورت مسئله باید طی شود.

با توجه به تعریف واژه مسئله، برای شناسایی مسئله باید دو موضوع تعریف شوند؛ خواسته‌ها و واقعیت‌ها. آْرمانها و اهداف عملیات یا سیستم دربردارنده آن عملیات، خواسته‌هایی هستند که درک مشترکی از چگونگی شرایط مطلوب برای سفارش دهنده و تحلیلگر مسئله ارائه می‌کنند. واقعیت‌ها شرایط فعلی را بیان می‌دارند. خلا بین خواسته‌ها و واقعیت‌ها مسئله را تشکیل می‌دهد. به عنوان مثال یکی از آرمانهای یک کارخانه تولیدی دستیابی به 10000 واحد پول سود در سال است اما در شرایط فعلی سود در سطح 7000 واحد پول در سال می‌باشد.

مدلهای کلاسیک پژوهش در عملیات

عملیات و سیستمهای مختلف دارای مسائل مشابهی هستند که منجر به مدلهای مشابهی برای بررسی و حل می‌گردند. بعنوان مثال فرض کنید در یک بانک طولانی شدن طول صف افراد در حال انتظار برای انجام عملیات بانکی مسئله مدیریت آن بانک باشد. همچنین در خط تولید یک کارخانه، انباشته شدن قطعات نیمه ساخته در بعضی از ایستگاههای کاری مسئله مورد نظر مدیر خط تولید باشد. به طور مشابه در یک مرکز مخابرات تعیین ظرفیت مناسب برای مرکز بطوری که حداکثر ده درصد از تقاضاهای ارتباط رد شوند مورد نظر باشد. همه این مسائل و مسائل مشابه آنها در قالب مدلهای صف بررسی می‌شوند. مدلهای صف در طول زمان توسعه یافته و به شکل کلاسیک در آمده‌اند. به همین ترتیب برای مسائل دیگر نیز مدلهای کلاسیک وجود دارد که می‌توان مسائل مشابه را از طریق آنها بررسی نمود. مدلهای کلاسیک به دلیل دارا بودن کاربرد وسیع از نوع مدلهای عمومی هستند. مدلهای پژوهش در عملیات همگی نوع خاصی از مدلهای نمادین یعنی مدلهای ریاضی هستند. مدلهای ریاضی مدلهای نمادینی هستند که در آنها از نمادهای حروف، اعداد و عملگرهای ریاضی مانند جمع، تفریق، ضرب، تقسیم، علامت کوچکتر و بزرگتر و… استفاده می‌شود و از طریق عبارات ریاضی مانند معادلات، نامعادلات و… به یکدیگر مرتبط می‌شوند.

روش پژوهش در توسعه تئوریها و فنون عمومی

تمایز بین علم محض و کاربردی بر مبنای پاسخ به پرسش یا حل مسئله توضیح داده می‌شود و تفاوت بین پرسش و مسئله در علت بروز آنهاست. علت بروز پرسش کنجکاوی، نیاز به درک بهتر موضوعات علمی و تمایل به گسترش مرزهای دانش بوده در حالیکه هیچگونه انگیزه‌ای برای کاربرد نتایج ناشی از پاسخ به آن وجود ندارد اگرچه ممکن است قابل کاربرد باشد. مسئله زمانی مطرح می‌شود که بخواهیم شرایط موجود به گونه‌ای تغییر کند که مطابق خواست ما گردد. علم محض علمی است که در آن به پرسشها پاسخ داده می‌شود در حالیکه با استفاده از علم کاربردی مسائل حل می‌شوند.

در توسعه تئوریها یا فنون عمومی، حل مسئله واقعی یا کلاسیک مدنظر نیست بلکه پژوهشگر قصد دارد تئوریهای جدیدی را در قالب قضایا و روابط برای مفاهیم، اصول و فنون موجود بیان دارد یا فن جدیدی را برای استفاده در حل مدلها ابداع نماید. در اینجا هدف،‌ پاسخ به کنجکاوی، درک بهتر موضوعات علمی و گسترش مرزهای دانش بوده در حالیکه هیچگونه انگیزه‌ای برای کاربرد نتایج ناشی از آن وجود ندارد (اگر چه ممکن است قابل کاربرد باشد).

از آنجایی که پرسشها می‌توانند شکل‌ها و ویژگیهای متفاوت داشته باشند نحوه پاسخگویی به آنها نیز متفاوت خواهد بود. در جایی ممکن است از روشهای کمی استفاده نماییم و در جای دیگر مجبور به استفاده از روشهای کیفی باشیم. اثبات فرضیه ممکن است از طریق اثبات ریاضی انجام شود یا از طریق آزمونهای آماری صورت پذیرد. اما به هرحال سه مرحله کلی را نیز در این نوع پژوهش می‌توان تشخیص داد:

1. تعریف پرسش
2. پاسخ به پرسش
3. اعتبارسنجی پاسخ

پرسش باید به صورت روشن بیان شود و در آن مفروضات اصلی و قلمرو پژوهش مشخص شوند. پرسش ممکن است در شکل سئوالی یا مثبت بیان شود. هم‌چنین باید رویکرد پاسخ به پرسش را روشن سازد. به عنوان مثال تحلیل الگوریتمهای ژنتیک ساده با استفاده از زنجیره های مارکوف محدود پرسشی است که در آن هدف درک بهتر الگوریتم‌های ژنتیک است. مفروضات اصلی و قلمرو پژوهش بدینگونه مشخص شده است که الگوریتم ژنتیک از نوع ساده مدنظر بوده و پژوهش تنها با زنجیره های مارکوف از نوع محدود انجام خواهد شد. رویکرد پاسخ به درک بهتر الگوریتم ژنتیک نیز زنجیره‌های مارکوف است.

• چکیده
• مقدمه
• انواع پژوهش در پژوهش در عملیات
• استخراج مسئله
• مدلسازی
• تعریف مدل
• هدف استفاده از مدل
• دلایل استفاده از مدل
• هدف از مطالعه سیستم‌ها و عملیات از طریق مدل
• انواع مدلها (موردیک و مانسون 1986، 54-56)
• اصول مدلسازی (فیلیپس، راوین داران و سولبرگ 1987، 4)
• مدلهای کلاسیک پژوهش در عملیات
• روش مدلسازی
• ساده‌سازی مدلها
• حل مدل
• اعتبارسنجی مدل
• پیاده‌سازی مدل
• روش پژوهش در توسعه مدل یا روش حل برای مسائل کلاسیک
• توسعه مدل
• مطالعه مسئله
• مدلسازی
• حل و اعتبارسنجی مدل
• توسعه روش حل برای مسائل کلاسیک
• روش پژوهش در توسعه تئوریها و فنون عمومی
• مراجع
• پی نوشت ها

منابع

1. Golden, B. L. and A. A. Assad. 1984. A decision-theoretic framework for comparing heuristics. European Journal of Operational Research. 18 167-171.
2. Miller, D. M. and J. W. Schmidt. 1984. Industrial Engineering and Operations Research. New York: John Wiley & Sons.
3. Murdick, R. G. and J. C. Munson. 1986. MIS concepts & design. 2nd ed. New Jersey: Prentice Hall.
4. Philips, D. T., A. Ravindran and J. J. Solberg. 1987. Operations Research: methods and practice. New York: John Wiley & Sons.
5. Saaty, T. L. 1988. Mathematical methods for operations research. New York: Dover.