پژوهش در عملیات روش پژوهش

این مقاله به روش پژوهش در حوزه پژوهش در عملیات اختصاص دارد. در این مقاله كلیات 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 كند. آنچه كه در این مقاله مورد تأكید است انواع پژوهش و خصوصیات آنان در حوزه پژوهش در عملیات است و روشهای جمع‌آوری داده‌ها، آزمونهای آماری و مهارتهایی كه هر پژوهشگر باید كسب نماید شرح داده نمی‌شوند و به جای آن ابزار اصلی پژوهش در عملیات، مدلها، مورد بررسی قرار می‌گیرند.

۲- انواع پژوهش در پژوهش در عملیات

در یك دسته‌بندی عمومی، اگر پژوهش برای حل مسائل مشخص و موجود انجام شود نوع پژوهش از جهت خروجی، كاربردی 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 می‌كنیم. در این دسته‌بندی سه نوع پژوهش قابل تشخیص است؛

▪ حل مسائل واقعی

▪ توسعه مدل یا روش حل برای مسائل كلاسیك

▪ توسعه تئوریها یا فنون عمومی.

در حل مسائل واقعی، متخصص پژوهش در عملیات با مسئله‌ای مربوط به یك عملیات در حال اجرا روبروست. صرفنظر از اینكه مشكل چه باشد و چگونه توسط سفارش‌دهنده مطرح شده باشد ممكن است از دیدگاه پژوهش در عملیات ناشناخته بوده، و به درستی تعریف نشده باشد یا چیزی به غیر از آنچه باشد كه 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 تعیین‌كننده‌ای در تعریف مسئله و دستیابی به راه‌حل دارند. راه‌حل پیشنهادی در حل مسائل واقعی زمانی ارزشمند است كه بتواند در عمل پیاده شود. یعنی تطبیق و تعدیل راه‌حل پژوهش به شكلی كه به راه‌حل عملیاتی و واقعی منجر شود بسیار مهم است.

مسائل كلاسیك، مسائلی هستند كه به دلیل تشابه در بسیاری از عملیات مختلف، پژوهشهای متعدد برای ارائه راه‌حل و دارا شدن سابقه علمی در كتابها و مقاله‌های مربوط به پژوهش در عملیات، به شكل كلاسیك در آمده‌اند. مسئله فروشنده دوره‌گرد۱، مسئله مسیریابی وسایل ترابری۲، مسائل برش و چیدمان۳، تعادل خط مونتاژ۴، مسئله زمانبندی خدمه پرواز۵، مسئله تخصیص مضاعف۶ و زمانبندی كارگاهی۷ از مسائل كلاسیك به شمار می‌آیند. این مسائل كاملاً شناخته شده هستند. اهداف، شاخص‌های اثربخشی، محدودیتها و قیود، پارامترها و مفروضات هر یك از مسائل كلاسیك مشخص و روشن هستند. خصوصیات راه‌حل، مشخص و به صورت مستقیم قابل كاربرد در موارد واقعی هستند. نیازی به جمع‌آوری داده‌های واقعی نیست و داده‌ های فرضی كه به شرایط واقعی این نوع مسائل شبیه باشد كفایت می‌كند. 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 كلاسیك مدنظر نیست بلكه 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، كاربرد نتایج پژوهش در حل مسائل نیست (اگر چه ممكن است از آنها استفاده شود) بلكه تولید دانش در حوزه پژوهش در عملیات است. در این نوع پژوهش، پژوهشگر با تعریف مسئله، جمع‌آوری داده‌ها، مدلسازی و كاربرد نتایج حل مدل روبرو نیست و بنابراین روش پژوهش، متفاوت و كمتر قابل مستندسازی خواهد بود.

همانطور كه مشاهده می‌شود روش پژوهش در هر دسته متفاوت از دیگر دسته‌ها خواهد بود. دسته اول و دوم براساس تعاریف، پژوهش كاربردی هستند اما ممكن است پژوهشهای دسته اول منجر به انجام پژوهش‌های دسته دوم و سوم و پژوهش دسته دوم منجر به پژوهش دسته سوم گردد. پژوهش در دسته سوم، پژوهش از نوع محض است. در ادامه روش پژوهش در این دسته‌ها شرح داده می‌شوند.

۳-۱- استخراج مسئله

مسئله عبارتست از فاصله بین آنچه كه می‌خواهیم وجود داشته باشد و آنچه كه در عمل وجود دارد. در استخراج مسئله سه مرحله (۱) شناسایی مسئله،(۲) تعریف مسئله و (۳) 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 كه درك مشتركی از چگونگی شرایط مطلوب برای سفارش دهنده و تحلیلگر مسئله ارائه می‌كنند. واقعیت‌ها شرایط فعلی را بیان می‌دارند. خلأ بین خواسته‌ها و واقعیت‌ها مسئله را تشكیل می‌دهد. به عنوان مثال یكی از آرمانهای یك كارخانه تولیدی دستیابی به ۱۰۰۰۰ واحد پول سود در سال است اما در شرایط فعلی سود در سطح ۷۰۰۰ واحد پول در سال می‌باشد. اختلاف بین شرایط فعلی و آرمانی از جنبه سود كارخانه موجب پدید آمدن مسئله شده است.

وقتی مسئله شناسایی شد می‌توان آن را تعریف نمود. شناسایی و تعریف مسئله یكی نیستند. تا زمانی كه علل بروز مسئله روشن نباشد نمی‌توان آن مسئله را حل كرد. كار تعریف مسئله همانند كار فرضیه‌سازی یك دانشمند یا تشخیص بیماری توسط یك پزشك است. دانشمند با مشاهده یك پدیده فرضیه‌ای را فرموله كرده و سپس آزمایشهایی را برای تست فرضیه خود طراحی می‌كند. پزشك علایم بیماری را مشاهده نموده، علل ممكن بیماری را مشخص كرده و سپس آزمایشهایی را برای تست هر یك از علل انجام می‌دهد. در تعریف مسئله نیز تحلیل‌گر سیستم ابتدا مسئله را شناسایی نموده، علل ممكن را فهرست نموده و سپس هر یك از علل را از طریق مصاحبه با كاربران و مطالعه سیستم موجود بررسی می‌كند. بنابراین با شناسایی علل بروز مسئله، مسئله تعریف می‌شود.

در نمودار علت و معلول، خطوط افقی نشانه۸ (یا معلول) و خطوط كج علت۹ هستند. مسئله نشانه اصلی یا اولیه۱۰ و بقیه خطوط افقی نشانه ثانویه۱۱ هستند. همانطور كه مشاهده می‌شود در تعریف مسئله، ابتدا مسئله اولیه شناسایی می‌شود. سپس علل ممكن (كه در مستطیل‌ها آمده‌اند) در نظر گرفته می‌شوند. برای هر یك از علل نیز نشانه‌های ثانویه بیان شده‌اند و برای هر یك از آنها علت ثانویه‌ای ذكر شده است. بنابراین در یك مسئله علل مختلفی می‌توانند وجود داشته باشند كه همه آنها از طریق پژوهش در عملیات نمی‌توانند پاسخ داده شوند. به عنوان مثال نبود انگیزه در كارگران و فرسوده بودن ماشین‌آلات از جمله عللی هستند كه تخصص‌ها یا مهارتهای دیگری را می‌خواهد یا بستگی به خواست و تصمیم مدیریت دارد.

بررسی علت و معلولی انجام شده در تعریف مسئله ناشی از رویكرد سیستمی پژوهش در عملیات است كه با ذهن باز۱۲ مسئله را مورد تحلیل قرار می‌دهد. با این رویكرد، علل ممكن برای مسئله بررسی شده و سپس نتیجه گرفته می‌شود كه آیا پژوهش در عملیات می‌تواند به برخی از آنها پاسخ دهد یا خیر. ممكن است بعد از انجام این مرحله، این نتیجه حاصل شود كه مباحث دیگری غیر از پژوهش در عملیات باید به مسئله پاسخ دهند.

تا اینجا علل و نشانه‌ها براساس مشاهده، تجربه و حدس در قالب نمودار علت و معلول فهرست شده‌اند اما اینكه كدام یك از علل و نشانه‌ها وجود دارند؟ میزان و نوع تأثیر هر یك چیست؟ برای هر یك به چه تخصص، مهارت و اقداماتی نیاز است؟ و كدام یك دارای اولویت بیشتر برای بررسی هستند نیازمند پژوهش بیشتر است.

این پژوهش باید شامل جمع‌آوری داده‌های كمی و كیفی در خصوص نشانه‌ها، بررسی میزان تأثیر در علت و نشانه سطح بالاتر از طریق تحلیل كمی و كیفی یا تعریف و آزمون فرضیه‌ها و اولویت‌بندی اهمیت و ضرورت حل هر یك از علل باشد.

نتیجه این پژوهش باید فهرستی از علل باشد كه به صورت هدف بیان شده‌اند به همراه اولویت اهمیت و تأثیر، تخصص و مهارتهای مورد نیاز و اقداماتی كه باید صورت پذیرد. بعنوان مثال اگر در نتیجه این پژوهش مشخص شود كه بالابودن درصد ضایعات و دورریز بخش مهمی از هزینه‌ها را به خود اختصاص داده و در اولویت اول بررسی قرار گیرد نیاز به تخصص‌هایی مانند مهندس ماشین‌آلات، روانشناس، مهندس فرایند ساخت و تولید، مهندس طراح قالب و متخصص پژوهش در عملیات خواهیم داشت تا بتوانیم زوایای مختلف این علت را (كه در بخش تعریف مسئله در قالب نشانه‌ها بیان شده‌اند) بررسی كرده و علل ثانویه مربوط به آن نشانه‌های ثانویه را برطرف نماییم. اقداماتی كه در این زمینه باید صورت گیرد ممكن است شامل تعویض یا تعمیر بخشی از ماشین‌آلات، كنترل كیفیت مناسب، افزایش انگیزش در كارگران، طراحی مجدد قالبها و بهبود فرایند ساخت و تولید باشد. تعیین اقدامات پس از بررسی و تحلیل نشانه‌ها از طریق داده‌های جمع‌آوری شده و براساس میزان تأثیر هر یك صورت می‌پذیرد. علت اصلی همانطور كه اشاره گردید، بالابودن درصد ضایعات و دورریز بود كه در اینجا به شكل هدف و با عنوان كاهش درصد ضایعات و دورریز مطرح می‌گردد زیرا علل عموماً دارای شكل منفی بوده و ماهیت فاعلی ندارند و به همین دلیل در قالب اهداف روشن بیان می‌شوند. دستیابی به این اهداف برابر با برطرف شدن علل می‌باشد.

همانطور كه ملاحظه می‌شود مسئله و علت متفاوت از یكدیگرند. آنچه كه ما درصدد حل آن هستیم مسئله است ولی آنچه كه به عنوان هدف در مطالعه پژوهش در عملیات مدنظر ما قرار می‌گیرد علل هستند كه در قالب اهداف بیان می‌شوند. در مرحله تعریف مسئله ممكن است بعضی از نشانه‌ها و علل كه حدس زده بودیم، تأثیزی در شكل‌گیری مسئله نداشته باشند و بنابراین حذف می‌شوند. در استخراج مسئله ممكن است با نشانه‌ها و علل متعددی روبرو شویم كه هر یك دارای اهمیت و اولویتی هستند. مطالعه همزمان همه نشانه‌ها و علل از طریق پژوهش در عملیات ممكن است از جهت محدودیت زمانی و منابع انسانی و مالی یا از جهت فنی عملی نباشد. بنابراین باید از بین علل موجود انتخاب كرده و مطالعه پژوهش در عملیات را در خصوص موارد انتخاب شده ادامه داد. هر علت یا دسته‌ای از علل ممكن است به مطالعه متفاوت و جداگانه از طریق پژوهش در عملیات نیاز داشته باشند. در اینجا در مرحله تنظیم مسئله، یك علت یا یك دسته از علل در نظر گرفته شده و صورت مسئله تنظیم می‌شود.

در تنظیم مسئله، ارزشها۱۳، معیارها۱۴، اهداف۱۵، حدود۱۶ و محدودیتهای۱۷ مسئله باید روشن شده باشند. ارزشها عباراتی هستند كه خواست و تمایل فرد را در ارج نهادن به مفاهیم، اصول و باورها نشان می‌دهند. ارزشها می‌توانند جنبه اخلاقی، مذهبی، اجتماعی، فردی و فنی داشته باشند. به عنوان مثال عبارت «حفظ سادگی در فرایندهای ساخت و تولید» ارزشی است كه مدیر یك كارخانه برای فرایندهای ساخت و تولید قایل شده است. آگاهی از چنین ارزشی به متخصص پژوهش در عملیات كمك می‌كند به دنبال راههایی باشد كه از نظر تصمیم‌گیرنده مورد قبول واقع شود. معیارها شاخص‌هایی برای اندازه‌گیری اهداف و محدودیتهای مسئله هستند. بعنوان مثال دورریز مواد اولیه می‌تواند براساس وزن، مساحت، درصد از كل ماده اولیه و غیره اندازه‌گیری شود. انتخاب معیار مناسب نقش مهمی در نوع جواب خواهد داشت. ممكن است استفاده از معیارهای متفاوت موجب پدیدآمدن جوابهای متفاوتی گردد. اهداف همان اهدافی هستند كه در مرحله تعریف مسئله شكل گرفتند و در واقع بیان فاعلی علل بروز مسئله می‌باشند.

حدود مسئله وسعت مطالعه پژوهش در عملیات را مشخص می‌كنند. وسعت مطالعه می‌تواند از جنبه‌های وظیفه‌ای، سازمانی، جغرافیایی و... مشخص شود. حدود مشخص می‌كنند كه چه حوزه و چه وسعتی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. بعنوان مثال در بررسی مطالعه علت با عنوان «بالابودن درصد ضایعات و دورریز» چه بخشی از دورریزها و ضایعات در نظر گرفته می‌شود؟ آیا تنها دورریز ناشی از عملیات روی ماده اولیه مدنظر است؟ آیا ضایعات قطعات ضمن تولید نیز منظور می‌شوند؟ با مشخص نمودن نوع دورریز و ضایعات حدود بررسی نیز برای تصمیم‌گیرنده و متخصص پژوهش در عملیات روشن می‌شوند.

منابع مورد نیاز برای هر عملیات و یا سیستم عموماً در طول زمان محدود می‌باشند. بودجه، نیروی انسانی، فناوری، اطلاعات و زمان از جمله منابع مورد نیاز هستند. یكی از عناصر مهم در مطالعه پژوهش در عملیات محدودیتها هستند. عموماً مسائل به دلیل وجود محدودیتها شكل می‌گیرند و بنابراین آگاهی از وجود و نوع آنها ضروری است. مشخص نمودن محدودیتها ممكن است نیازمند جمع‌آوری اطلاعات و تحلیل آنها باشد. با تعریف موارد اشاره شده در فوق صورت مسئله تنظیم شده است. صورت مسئله اطلاعات لازم برای مدلسازی را فراهم می‌آورد.

نویسنده: مجید امیدوار

پی‌نوشت‌ها

۱. Traveling Salesman Problem (TSP)

۲. Vehicle Routing Problem (VRP)

۳. Cutting and Packing Problem (C&P)

۴. Assembly Line Balancing

۵. Aircrew Scheduling Problem

۶. Quadratic Assignment Problem (QAP)

۷. Job-Shop Scheduling

۸. symptom

۹. cause

۱۰. primary symptom