History of operations research — พัฒนาการของการวิจัยเชิงปฏิบัติการ

พัฒนาการของการวิจัยเชิงปฏิบัติการ

การวิจัยเชิงปฏิบัติการ (Operations Research — OR) คือสาขาวิชาสหวิทยาการที่ประยุกต์ใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์เพื่อวิเคราะห์และปรับให้เหมาะสมซึ่งระบบการตัดสินใจที่ซับซ้อน การก่อตัวและพัฒนาการของสาขานี้ผูกพันอย่างใกล้ชิดกับความจำเป็นในการแก้ปัญหาเชิงยุทธศาสตร์และยุทธวิธีภายใต้ทรัพยากรที่จำกัด โดยวิวัฒนาการมาจากการประยุกต์วิธีการทางวิทยาศาสตร์ในยุคแรกกับการบริหารจัดการ สู่วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ที่บูรณาการกับเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และการวิเคราะห์ข้อมูล

ที่มาและงานในยุคแรก (ก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง)

แม้ว่าการก่อตั้ง OR อย่างเป็นทางการจะเกิดขึ้นในภายหลัง แต่รากเหง้าของสาขานี้ย้อนไปถึงความพยายามในยุคแรกที่นำการวิเคราะห์เชิงวิทยาศาสตร์มาใช้กับปัญหาการจัดองค์กรและการบริหาร

• การจัดการเชิงวิทยาศาสตร์: ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ถึงต้นศตวรรษที่ 20 เฟรเดอริก ดับเบิลยู. เทย์เลอร์ (ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1885) ได้วางรากฐานการวิเคราะห์เชิงวิทยาศาสตร์ของวิธีการผลิต เฮนรี แอล. แกนต์ได้พัฒนาวิธีการวางแผนและการจัดตารางงาน (ดู แผนภูมิแกนต์) ซึ่งช่วยลดความล่าช้าและปรับการใช้ประโยชน์อุปกรณ์ให้เหมาะสม
• ทฤษฎีคิว: ในปี ค.ศ. 1917 นักคณิตศาสตร์ชาวเดนมาร์ก เอ. เค. เออร์แลง ได้ตีพิมพ์งานเกี่ยวกับปริมาณการใช้โทรศัพท์และความล่าช้าในช่วงโหลดสูงสุด ซึ่งวางรากฐานทฤษฎีการให้บริการมวลชน วิธีการของเขาได้รับการนำไปใช้โดยบริการไปรษณีย์ของสหราชอาณาจักรเพื่อคำนวณความสามารถในการรองรับ
• การจัดการสินค้าคงคลัง: แบบจำลองขนาดคำสั่งซื้อที่ประหยัดที่สุด (EOQ) ซึ่งกลายเป็นแบบคลาสสิกในการจัดการสินค้าคงคลัง ได้รับการยกให้เป็นผลงานของ เอฟ. ดับเบิลยู. แฮร์ริส ที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1915
• การวิเคราะห์การตลาด: ในช่วงทศวรรษ 1930 นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน เอช. เค. เลวินสัน ได้นำการวิเคราะห์เชิงวิทยาศาสตร์มาประยุกต์กับปัญหาทางการค้า โดยศึกษาพฤติกรรมการซื้อ การตอบสนองต่อโฆษณา และอิทธิพลของสภาพแวดล้อมต่อยอดขาย
• การปฏิวัติอุตสาหกรรม: การขยายขนาดของอุตสาหกรรม การแทนที่แรงงานคนด้วยเครื่องจักร และความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของหน้าที่การจัดการ (การวางแผน การจัดซื้อ การผลิต การจัดจำหน่าย) ทำให้เกิดการแบ่งงานบริหารและสร้างความต้องการในการปรับระบบที่ซับซ้อนให้เหมาะสม

จุดกำเนิดของสาขาวิชา: สงครามโลกครั้งที่สอง

การถือกำเนิดอย่างเป็นทางการของ OR ในฐานะสาขาวิทยาศาสตร์เกิดขึ้นในสหราชอาณาจักรระหว่างสงครามโลกครั้งที่สอง ผู้นำทางทหารได้เชิญนักวิทยาศาสตร์มาศึกษาปัญหาเชิงยุทธศาสตร์และยุทธวิธีของการป้องกันทางอากาศและทางบก

บทบาทสำคัญถูกรับผิดชอบโดยกลุ่มภายใต้การนำของศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ แพทริก แบล็กเก็ตต์ ซึ่งรู้จักกันในนาม Blackett's Circus ทีมสหสาขาวิชาชีพนี้ประกอบด้วยนักสรีรวิทยา นักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ นายทหาร นักภูมิสารสนเทศ นักฟิสิกส์ และนักคณิตศาสตร์ เป้าหมายของพวกเขาคือการค้นหาการจัดสรรทรัพยากรทางทหารที่จำกัดอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

การประยุกต์ใช้ OR ในยุคแรกครอบคลุม:

• การใช้เรดาร์ใหม่อย่างมีประสิทธิภาพ
• การจัดสรรเครื่องบินของกองทัพอากาศสหราชอาณาจักรตามภารกิจรบ
• การกำหนดแผนการค้นหาเรือดำน้ำที่เหมาะสมที่สุด

ชื่อ "การวิจัยเชิงปฏิบัติการ" (operations research หรือ operational research) เกิดขึ้นเพราะทีมงานดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับปฏิบัติการทางทหาร ความสำเร็จของงานเหล่านี้นำไปสู่การจัดตั้งกลุ่มที่คล้ายกันในกองกำลังติดอาวุธอื่นๆ ของอังกฤษ และการเผยแพร่วิธีการดังกล่าวสู่พันธมิตร ได้แก่ สหรัฐอเมริกา แคนาดา และฝรั่งเศส แม้ว่า OR จะถือกำเนิดในอังกฤษ แต่ในไม่ช้าสหรัฐอเมริกาก็ก้าวขึ้นมาเป็นผู้นำ ทีม OR ของอเมริกามีส่วนในการพัฒนายุทธศาสตร์การทำสงครามทุ่นระเบิด รูปแบบการบินใหม่ และการวางแผนการวางทุ่นระเบิดทางทะเล

การพัฒนาหลังสงครามและการสถาปนาสถาบัน

ความสำเร็จของการวิจัยเชิงปฏิบัติการในการประยุกต์ใช้ทางทหารดึงดูดความสนใจของผู้จัดการภาคอุตสาหกรรมที่แสวงหาแนวทางแก้ปัญหาของตน อย่างไรก็ตาม เส้นทางการพัฒนา OR ในสหราชอาณาจักรและสหรัฐอเมริกาแตกต่างกัน

• ในสหราชอาณาจักร: สถานการณ์ทางเศรษฐกิจที่วิกฤตต้องการการยกระดับประสิทธิภาพการผลิตอย่างรวดเร็ว การแปรรูปอุตสาหกรรมสำคัญเป็นของรัฐขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้ OR ซึ่งแพร่กระจายอย่างรวดเร็วจากด้านการทหารสู่การวางแผนภาครัฐ อุตสาหกรรม และเศรษฐกิจสังคม
• ในสหรัฐอเมริกา: การประยุกต์ใช้ OR ในด้านการป้องกันประเทศยังคงเติบโตภายใต้อิทธิพลจากความสำเร็จในสหราชอาณาจักร อย่างไรก็ตาม ภาคอุตสาหกรรมนำ OR มาใช้ช้ากว่า เนื่องจากผู้เชี่ยวชาญ OR หลายคนยังคงอยู่ในราชการทหาร และนักอุตสาหกรรมมักไม่เห็นความจำเป็นของวิธีการใหม่ในสภาวะสันติภาพ OR ในสหรัฐอเมริกาพัฒนาภายใต้ชื่อต่างๆ ได้แก่ operational analysis (การวิเคราะห์ปฏิบัติการ), operations evaluation (การประเมินปฏิบัติการ), systems analysis (การวิเคราะห์ระบบ), system evaluation (การประเมินระบบ), system research (การวิจัยระบบ), management science (วิทยาศาสตร์การจัดการ)

ปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนความก้าวหน้าต่อไป ได้แก่:

• ระบบอัตโนมัติและคอมพิวเตอร์: การปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สองซึ่งเริ่มต้นราวทศวรรษ 1940 พร้อมกับการปรากฏตัวของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เชิงพาณิชย์ มอบเครื่องมือคำนวณที่จำเป็นให้แก่ OR หากปราศจากคอมพิวเตอร์ การแก้ปัญหา OR ที่ซับซ้อนย่อมเป็นไปไม่ได้
• การยอมรับในแวดวงวิชาการ: ในปี ค.ศ. 1950 OR ได้รับการบรรจุเป็นวิชาในมหาวิทยาลัยของอเมริกา และมีความสำคัญต่อนักศึกษาสาขาคณิตศาสตร์ สถิติ พาณิชยศาสตร์ เศรษฐศาสตร์ การจัดการ และวิศวกรรม
• สมาคมวิชาชีพ: เพื่อประสานความพยายามและพัฒนาสาขาวิชา จึงได้ก่อตั้งขึ้น:
  • Operations Research Society of America (ORSA) ในปี ค.ศ. 1950
  • The Institute of Management Sciences (IMS) ในปี ค.ศ. 1953
• วารสารเฉพาะทาง: มีสิ่งพิมพ์ปรากฏขึ้น เช่น Operations Research, Opsearch, Operational Research Quarterly, Management Science, Transportation Science, Mathematics of Operations Research

พัฒนาการของวิธีการและแนวคิดสำคัญ

ในช่วงหลังสงคราม วิธีการพื้นฐานของการวิจัยเชิงปฏิบัติการจำนวนมากได้รับการพัฒนาและปรับปรุง:

• การโปรแกรมเชิงเส้น: วิธี Simplex ที่พัฒนาโดย จอร์จ แดนต์ซิก ในปี ค.ศ. 1947
• ทฤษฎีการให้บริการมวลชน: การพัฒนาวิธีการของเออร์แลง
• ทฤษฎีเกม: การวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์เชิงกลยุทธ์
• การจัดการสินค้าคงคลัง: แบบจำลองที่พัฒนาต่อยอดจากแนวคิดของแฮร์ริส
• การจำลองสถานการณ์: การวิเคราะห์ระบบที่ซับซ้อนด้วยคอมพิวเตอร์
• การวางแผนเครือข่าย: CPM และ PERT

แนวทางเชิงระบบที่ได้รับการส่งเสริมอย่างแข็งขันโดย รัสเซล แอคอฟ และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ มีอิทธิพลสำคัญต่อวิธีการของการวิจัยเชิงปฏิบัติการ

เอกสารอ้างอิง

• เวนต์เซล เยส. การวิจัยเชิงปฏิบัติการ: งาน หลักการ วิธีการ — มอสโก: Nauka, 1988 — 208 หน้า
• แอคอฟ อาร์., ซาซีเอนี เอ็ม. พื้นฐานของการวิจัยเชิงปฏิบัติการ — มอสโก: Mir, 1971 — 534 หน้า
• Hillier, Frederick S.; Lieberman, Gerald J. Introduction to Operations Research. — 11th ed. — McGraw-Hill Education, 2021. — ISBN 978-1260295069.
• Taha, Hamdy A. Operations Research: An Introduction. — 10th ed. — Pearson, 2017. — ISBN 978-0134444017.
• Operations Research // Encyclopedia Britannica. (ссылка)

ดูเพิ่มเติม

• การวิจัยเชิงปฏิบัติการ
• การวิเคราะห์ระบบ
• การปรับให้เหมาะสม
• การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์
• ทฤษฎีการตัดสินใจ
• การโปรแกรมเชิงเส้น
• ทฤษฎีการให้บริการมวลชน
• การจำลองสถานการณ์