Riset Operasi: Gvishiani

Salah satu pendorong utama riset operasi adalah kesadaran bahwa proses-proses kompleks yang berorientasi tujuan harus dipelajari dan dipecahkan sebagai satu kesatuan yang terintegrasi, karena solusi-solusi untuk bagian-bagian individual dari masalah keseluruhan ternyata bersifat terisolasi, sementara praktik menuntut kesatuan di antara semua solusi parsial.

Pada awalnya, “riset operasi” terbatas pada pengembangan metode untuk menganalisis suatu masalah sebagai satu kesatuan tunggal, tanpa memisahkan bagian-bagian penyusunnya. Ciri khas lain dari penelitian-penelitian ini pada periode awal adalah penggunaan pendekatan tim interdisipliner. Esensinya bukan terletak pada mengumpulkan semua spesialis terkait di satu tempat, melainkan pada pembentukan kelompok yang menguasai metode kuantitatif dan bebas dari sudut pandang sempit yang melekat pada disiplin ilmu tunggal mana pun. Pendekatan ini mencerminkan dua kenyataan: pertama, kebutuhan untuk membawa metode kuantitatif ke dalam ilmu manajemen, dan kedua, kelangkaan metode (dan spesialis) di bidang yang kemudian disebut “riset operasi”.

Selanjutnya, “riset operasi” berkembang dari aktivitas bersama para spesialis dari berbagai bidang menjadi cabang ilmu dan praktik organisasi yang mandiri, sekaligus terpecah menjadi dua arah utama.

Arah pertama berkaitan dengan penyusunan model matematis untuk sub-masalah manajemen yang paling sering dijumpai, yang pada tingkat tertentu memungkinkan untuk tidak memperhitungkan perilaku masing-masing individu yang terlibat dalam operasi tersebut. Di sinilah masalah-masalah pokok teori matematis “riset operasi” diidentifikasi, beserta spesialisasi lebih lanjut para ilmuwan yang bekerja di bidang ini.

Sejumlah besar masalah yang dipecahkan oleh manajer dapat digolongkan ke dalam tugas-tugas semacam ini, misalnya:

  • manajemen persediaan, yang berkaitan dengan penentuan ukuran sumber daya “tersimpan” (manusia, material, keuangan, bahan baku, dan lain-lain) yang diperlukan, mengingat penyimpanan menimbulkan biaya tertentu;
  • alokasi sumber daya terbatas di antara berbagai konsumen, yang masing-masing menggunakannya dengan tingkat efisiensi yang berbeda-beda;
  • masalah antrean, yang melibatkan pendistribusian tugas dalam urutan yang ketat, membentuk satu proses atau lainnya, dan menetapkan aturan prioritas;
  • pemilihan rute dan penjadwalan pekerjaan sepanjang waktu;
  • masalah yang berkaitan dengan penggantian peralatan usang;
  • penemuan solusi melalui enumerasi kemungkinan secara rasional (bukan menyeluruh);
  • masalah kompetitif, atau masalah teori permainan, yang menyelidiki strategi perilaku rasional dalam situasi di mana hasil suatu operasi bergantung tidak hanya pada perilaku subjek, tetapi juga pada perilaku lawan yang tujuannya bertentangan dengan tujuan subjek.

Dengan demikian, metode “riset operasi” mulai diterapkan pada berbagai jenis operasi dan proses, dengan menggunakan berbagai pendekatan dan perangkat matematis yang beragam tergantung pada objek analisis (metode pemrograman matematis, pemodelan kombinatorial dan statistik). Selain perangkat matematis, metode heuristik juga digunakan dalam “riset operasi”.

Dalam mengembangkan metode untuk analisis tindakan yang berorientasi tujuan (operasi) dan evaluasi komparatif solusi, terutama dalam istilah kuantitatif, “riset operasi” berlandaskan pada metodologi sistem, yang menurutnya fenomena yang diteliti dipandang sebagai sistem yang mewakili kumpulan elemen yang saling berinteraksi dan dirancang untuk mencapai tujuan tertentu.

Analisis operasi atau fenomena tertentu dari sudut pandang “riset operasi” melibatkan penyusunan model matematis dari fenomena tersebut, menganalisis model dan mencari solusi, memverifikasi kesesuaian model dan solusi dengan fenomena tersebut, melakukan penyesuaian (“penalaan”) yang diperlukan terhadap model dan solusi, dan akhirnya menerapkan solusi yang dipilih dalam praktik.

Terkait erat dengan masalah-masalah matematis dari metode ini (meskipun secara formal bukan bagiannya) adalah bidang luas yang disebut metode jaringan perencanaan dan manajemen. Pengembangan metode jaringan dan sistem jaringan terkait erat dengan cabang “riset operasi” yang mempelajari model penjadwalan. Metode-metode ini memungkinkan ditemukannya bahasa baru yang sangat nyaman untuk mendeskripsikan, memodelkan, dan menganalisis operasi multi-tahap yang kompleks. Contohnya adalah metode jaringan untuk pemodelan dan kontrol operasional: CPM — “Critical Path Method” dan PERT — “Program Evaluation and Review Technique”.

Munculnya berbagai sistem manajemen terformalisasi, metode perencanaan jangka panjang, pemrograman, dan peramalan didorong oleh kebutuhan untuk menciptakan kondisi bagi pengambilan keputusan yang benar dalam lingkungan di mana manajemen dihadapkan pada volume informasi yang sangat besar, ribuan faktor yang perhitungan, evaluasi, dan pengintegrasiannya terbukti mustahil dilakukan dengan organisasi manajemen konvensional.

Penelitian oleh sejumlah psikolog Amerika menunjukkan bahwa seseorang mengalami kesulitan dalam mengambil keputusan ketika hal itu mengharuskan mempertimbangkan lebih dari 10 variabel atau faktor yang saling bertentangan, atau lebih dari 20 faktor dengan orde yang sama. Namun, karena solusi optimal hanya dapat dihasilkan dari perhitungan dan analisis atas semua faktor, terlepas dari apakah seseorang pada tingkat manajemen tertentu mampu mengatasi tugas ini, maka secara objektif muncul kebutuhan untuk membagi masalah menjadi sub-masalah dan sub-tugas. Prinsip utama yang mendasari sebagian besar sistem pemrograman yang ada terdiri dari dekomposisi logis tugas-tugas. Premisnya adalah kebutuhan untuk mengurangi jumlah faktor atau volume informasi ke tingkat yang memungkinkan seseorang mengevaluasinya.

Arah kedua “riset operasi” berkembang dengan garis yang agak berbeda, menekankan bukan begitu banyak pada matematisasi masalah manajemen dan pengenalan metode ilmu eksak, melainkan pada penerapan prinsip-prinsip mempelajari suatu operasi sebagai satu kesatuan utuh, dengan menggunakan tim penelitian yang “segar” dan “tidak bias”. Munculnya rekayasa sistem dikaitkan dengan arah ini. Perlu dicatat bahwa banyak ilmuwan yang mempelajari proses manajemen dengan menggunakan metode “riset operasi” kemudian melampaui batas-batas jenis penyelidikan ini. Sehubungan dengan hal ini, mereka mengusulkan definisi disiplin ilmu yang semakin luas yang menjadi dasar metode ini, yang tidak jarang menimbulkan kebingungan terminologis.

Banyak spesialis Amerika mengakui bahwa, meskipun “riset operasi” secara keseluruhan merupakan langkah yang sangat penting menuju terciptanya ilmu manajemen baru, ia tetap mencakup rentang masalah yang relatif sempit. Selain itu, seiring berkembangnya spesialisasi matematis, muncul kecenderungan untuk memandang “riset operasi” sebagai cabang-cabang khusus matematika terapan — yaitu, tidak menganggapnya sebagai disiplin ilmu mandiri dengan subjek kajian yang berbeda.

Oleh karena itu, sejak awal 1950-an, dimulailah pencarian aktif untuk definisi yang lebih tepat mengenai kekhususan masalah-masalah manajemen yang penyelesaiannya mengandaikan penerapan metode matematis, meskipun masalah-masalah itu sendiri seharusnya termasuk dalam subjek teori organisasi dan manajemen. Hasilnya adalah teridentifikasinya teori keputusan sebagai disiplin ilmu mandiri (dalam ilmu manajemen), yang dipandang sebagai pengembangan lebih lanjut dari “riset operasi”, yang kemudian diinterpretasikan sebagai metode pengambilan keputusan tertentu. Namun, dalam teori keputusan (dan inilah yang membedakannya dari “riset operasi”), perhatian utama diberikan pada proses pengambilan keputusan itu sendiri, pada pembentukan prinsip-prinsip pemilihan, pada pengembangan kriteria kualitas, dan pada penentuan metode untuk menemukan solusi yang sesuai dengan prinsip-prinsip tersebut. Para pendukung teori ini menyatakan bahwa pengambilan keputusan merupakan inti dari kegiatan manajerial dan menentukan ciri khasnya.

Pekerjaan di bidang ini terutama berlangsung dalam dua arah. Arah pertama berkaitan terutama dengan pemodelan matematis proses pengambilan keputusan sebagaimana benar-benar dilaksanakan dalam tim nyata. Arah kedua memusatkan usahanya pada pengembangan algoritme yang memungkinkan diperolehnya solusi optimal. Arah pertama mencakup berbagai penelitian “perilaku”, misalnya karya E. Fogel dan R. Luce, sedangkan arah kedua mencakup banyak penyelidikan dalam teori keputusan statistik, teori permainan, dan sejenisnya. Karya para perwakilan kedua arah ini banyak memanfaatkan perangkat logika matematis, statistik matematis, serta pemrograman linear, nonlinear, dinamis, dan sistem. Kebutuhan untuk mengevaluasi konsekuensi dari suatu keputusan dalam kondisi ketidakpastian menyebabkan meluasnya penggunaan metode pengujian statistik, atau “metode Monte Carlo”.

Pada saat yang sama, dalam aliran “baru” terbentuk pandangan lain, yang menurutnya ciri khas manajemen dikaitkan dengan aspek ekonomi dari aktivitas berbagai sistem, sehingga fokus utama ilmu manajemen seharusnya adalah tugas kuantifikasi dan pemodelan matematis fenomena ekonomi. Pandangan ini melahirkan apa yang disebut pendekatan ekonometrik untuk analisis dan pemrograman proses manajemen.

Penemuan metode pemrograman linear oleh matematikawan Soviet dan peraih Hadiah Nobel L. V. Kantorovich pada tahun 1939 sangat penting bagi perkembangan pendekatan ekonometrik, dan penelitian di bidang ini sebagian besar didasarkan padanya. Baru 10 tahun kemudian metode ini ditemukan kembali secara independen oleh matematikawan Amerika G. Dantzig.

Dasar dari pendekatan ekonometrik adalah penyusunan model yang mencerminkan fenomena atau proses ekonomi tertentu secara skematis melalui abstraksi ilmiah dari ciri-ciri paling khas fenomena dan proses tersebut. Berbeda dengan model ekonomi, model ekonometrik dinyatakan dalam bentuk matematis. Menurut pendekatan ini, setiap model ekonomi-matematis yang dikembangkan memiliki empat aspek berbeda:

  • Model tersebut mencerminkan fenomena ekonomi tertentu dengan konten kualitatif, yang dinyatakan dalam satuan pengukuran tertentu. Besaran-besaran ini, dalam arti tertentu, merupakan parameter model.
  • Model tersebut mencakup hubungan dan ketergantungan kuantitatif tertentu di antara parameter-parameternya. Ini dapat berupa persamaan neraca yang mendefinisikan struktur proses yang dimodelkan, atau ketergantungan yang lebih kompleks yang menghubungkan hasil proses dengan penyebabnya.
  • Model tersebut mendefinisikan ranah perubahan yang diperbolehkan pada parameter model dalam waktu, ruang, dan volume. Ini adalah apa yang disebut kendala yang dikenakan pada ketergantungan kuantitatif.
  • Model tersebut harus merepresentasikan sistem parameter, ketergantungan, dan kendala yang saling terkait dengan masukan dan keluaran yang jelas. Mengelola sistem semacam ini — yaitu, memperoleh hasil tertentu pada keluaran — harus dilakukan melalui satu bentuk tindakan pada masukan atau lainnya, tanpa mengganggu struktur internalnya.

Penyusunan model ekonometrik dibagi menjadi empat tahap utama.

  • Tahap pertama adalah spesifikasi, ketika variabel-variabel ekonomi utama diformalkan, dan persamaan matematis dicari berdasarkan asumsi dan proposisi awal.
  • Tahap kedua adalah identifikasi, yang terdiri dari penemuan nilai-nilai parameter persamaan yang diperoleh pada tahap pertama sebagai hasil spesifikasi.
  • Tahap ketiga adalah verifikasi, yang terdiri dari mendefinisikan dan memilih kriteria untuk mengevaluasi kualitas hasil spesifikasi dan identifikasi — yaitu, tingkat kesesuaian model dengan proses ekonomi nyata. Jika model yang diperoleh melalui spesifikasi dan identifikasi tidak memadai, maka validitas premis awal serta pemilihan dan formalisasi variabel ekonomi diperiksa kembali.
  • Tahap keempat adalah prediksi, yaitu prosedur penentuan nilai-nilai masa depan dari variabel yang termasuk dalam model ekonometrik.

Riset Operasi