Un impuls major pentru cercetările operaționale a fost recunoașterea faptului că procesele complexe, orientate spre scop, trebuie studiate și rezolvate ca întreguri integrate, întrucât soluțiile pentru părțile individuale ale problemei generale s-au dovedit izolate, în timp ce practica cerea unitate între toate soluțiile parțiale.
Inițial, „cercetările operaționale” s-au limitat la elaborarea de metode pentru analizarea unei probleme ca un întreg unic, fără a-i izola componentele. O altă trăsătură distinctivă a acestor studii din perioada timpurie a fost utilizarea abordării echipei interdisciplinare. Esența acesteia nu consta în reunirea într-un singur loc a tuturor specialiștilor relevanți, ci în crearea unui grup care stăpânea metode cantitative și era lipsit de perspectiva îngustă inerentă oricărei discipline luate separat. Această abordare reflecta două realități: în primul rând, necesitatea de a introduce metode cantitative în știința managementului și, în al doilea rând, lipsa metodelor (și a specialiștilor) în domeniul care avea să fie numit „cercetări operaționale”.
Ulterior, „cercetările operaționale” au evoluat de la activitatea comună a specialiștilor din diverse profiluri către o ramură independentă a științei și a practicii organizaționale, împărțindu-se în acest proces în două direcții principale.
Prima dintre acestea este legată de construirea modelelor matematice pentru subproblemele de management cel mai frecvent întâlnite, în cazul cărora este posibil, într-o anumită măsură, să se renunțe la necesitatea de a lua în considerare comportamentul persoanelor individuale implicate în operație. Aici au fost identificate problemele principale ale teoriei matematice a „cercetărilor operaționale”, împreună cu specializarea ulterioară asociată a oamenilor de știință care lucrează în acest domeniu.
Un număr mare de probleme rezolvate de manageri pot fi atribuite unor astfel de sarcini, de exemplu:
- gestionarea stocurilor, care se ocupă de determinarea dimensiunii necesare a resurselor „stocate” (umane, materiale, financiare, materii prime etc.), ținând cont de faptul că depozitarea implică anumite costuri;
- alocarea resurselor limitate între diverși consumatori, fiecare dintre aceștia utilizându-le cu grade diferite de eficiență;
- problemele de așteptare, care implică distribuirea sarcinilor într-o secvență strictă, formând unul sau altul proces, și stabilirea regulilor de prioritate;
- alegerea rutelor și planificarea în timp a lucrărilor;
- probleme legate de înlocuirea echipamentelor uzate moral;
- găsirea soluțiilor printr-o enumerare rațională (și nu exhaustivă) a posibilităților;
- probleme competitive, sau probleme de teoria jocurilor, care investighează strategiile raționale de comportament în situațiile în care rezultatul unei operații depinde nu numai de comportamentul subiectului, ci și de comportamentul unui adversar ale cărui scopuri contrazic scopurile subiectului.
Astfel, metoda „cercetărilor operaționale” a ajuns să fie aplicată diferitelor tipuri de operații și procese, folosind diverse abordări și instrumente matematice diferite, în funcție de obiectul analizei (metode de programare matematică, modelare combinatorică și statistică). Alături de instrumentele matematice, în „cercetările operaționale” au fost utilizate și metode euristice.
Prin elaborarea metodelor de analiză a acțiunilor orientate spre scop (operațiilor) și a evaluării comparative a soluțiilor, predominant în termeni cantitativi, „cercetările operaționale” se bazează pe metodologia sistemică, conform căreia fenomenele studiate sunt considerate sisteme reprezentând ansambluri de elemente aflate în interacțiune, destinate atingerii unor obiective specifice.
Analiza unor operații sau fenomene specifice din perspectiva „cercetărilor operaționale” presupune construirea unui model matematic al fenomenului, analiza modelului și căutarea unei soluții, verificarea adecvării modelului și a soluției la fenomen, efectuarea ajustărilor necesare („reglarea”) modelului și a soluției și, în final, aplicarea în practică a soluției alese.
Strâns legat de problemele matematice ale acestei metode (deși nu face formal parte din ele) este domeniul vast al așa-numitelor metode de rețea de planificare și management. Dezvoltarea metodelor de rețea și a sistemelor de rețea este strâns legată de ramura „cercetărilor operaționale” care studiază modelele de programare. Aceste metode au permis găsirea unui limbaj nou și extrem de convenabil pentru descrierea, modelarea și analiza operațiilor complexe cu mai multe etape. Astfel sunt, în particular, metodele de rețea de modelare și control operațional: CPM — „Metoda Drumului Critic” și PERT — „Tehnica de Evaluare și Revizuire a Programului”.
Apariția diverselor sisteme formalizate de management, a metodelor de planificare pe termen lung, programare și prognoză a fost determinată de necesitatea de a crea condiții pentru luarea corectă a deciziilor într-un mediu în care managementul se confrunta cu volume enorme de informații, cu mii de factori a căror luare în considerare, evaluare și integrare s-au dovedit imposibile în cadrul organizării convenționale a managementului.
Studii efectuate de o serie de psihologi americani au arătat că o persoană întâmpină dificultăți în luarea deciziilor atunci când acestea necesită luarea în considerare a mai mult de 10 variabile sau factori contradictorii între ei, ori a mai mult de 20 de factori de același ordin. Cu toate acestea, întrucât o soluție optimă poate rezulta doar din luarea în considerare și analiza tuturor factorilor, indiferent dacă o persoană de la un anumit nivel de management este capabilă să facă față acestei sarcini, apare în mod obiectiv necesitatea de a împărți problemele în subprobleme și subsarcini. Principiul principal care stă la baza majorității sistemelor de programare existente constă în descompunerea logică a sarcinilor. Premisa a fost necesitatea de a reduce numărul de factori sau volumul de informații la niveluri care să permită unei persoane să le evalueze.
A doua direcție a „cercetărilor operaționale” s-a dezvoltat pe linii oarecum diferite, punând accentul nu atât pe matematizarea problemelor de management și introducerea metodelor științelor exacte, cât mai degrabă pe aplicarea principiilor de studiere a unei operații ca un întreg unitar, folosind echipe de cercetare „proaspete”, „lipsite de idei preconcepute”. Apariția ingineriei sistemelor este asociată cu această direcție. Trebuie remarcat faptul că mulți oameni de știință care au studiat procesele de management folosind metoda „cercetărilor operaționale” au depășit ulterior granițele acestui tip de investigație. În această privință, ei au propus definiții din ce în ce mai largi ale disciplinei științifice a cărei bază este această metodă, ceea ce a dus nu de puține ori la confuzii terminologice.
Mulți specialiști americani recunosc că, deși „cercetările operaționale” au reprezentat, în ansamblu, un pas foarte important spre crearea unei noi științe a managementului, ele acopereau totuși o gamă comparativ restrânsă de probleme. Mai mult, pe măsură ce specializarea matematică s-a dezvoltat, a apărut o tendință de a considera „cercetările operaționale” drept ramuri speciale ale matematicii aplicate — adică de a nu le considera ca formând o disciplină științifică independentă, cu un obiect de studiu distinct.
Prin urmare, încă de la începutul anilor 1950 a început o căutare activă a unei definiții mai precise a specificității acelor probleme de management a căror rezolvare presupune aplicarea metodelor matematice, chiar dacă problemele în sine ar trebui atribuite obiectului de studiu al teoriei organizării și managementului. Rezultatul a fost identificarea teoriei deciziei ca disciplină științifică independentă (în cadrul științei managementului), concepută ca o dezvoltare ulterioară a „cercetărilor operaționale”, care era interpretată în mod corespunzător ca metode specifice de luare a deciziilor. Totuși, în teoria deciziei (și aceasta o deosebește de „cercetările operaționale”), atenția principală a fost acordată însuși procesului de luare a deciziei, formării principiilor de selecție, dezvoltării criteriilor de calitate și determinării metodelor de găsire a soluțiilor care corespund acestor principii. Susținătorii acestei teorii afirmă că luarea deciziilor constituie nucleul activității manageriale și îi definește trăsăturile specifice.
Lucrările din acest domeniu se desfășoară în principal pe două direcții. Prima se ocupă în primul rând de modelarea matematică a proceselor de luare a deciziilor așa cum sunt efectiv realizate în echipe reale. A doua își concentrează eforturile pe elaborarea de algoritmi care permit obținerea de soluții optime. Prima direcție include diverse studii „comportamentale”, de exemplu, cele ale lui E. Fogel și R. Luce, în timp ce a doua cuprinde numeroase investigații în teoria deciziilor statistice, teoria jocurilor și altele asemenea. Lucrările reprezentanților ambelor direcții fac uz pe larg de instrumentele logicii matematice, ale statisticii matematice, precum și de programarea liniară, neliniară, dinamică și sistemică. Necesitatea de a evalua consecințele unei decizii sau alteia în condiții de incertitudine a condus la utilizarea pe scară largă a metodelor de testare statistică, sau „metodele Monte Carlo”.
În același timp, în cadrul „noii” școli s-a conturat un alt punct de vedere, conform căruia trăsăturile specifice ale managementului sunt asociate cu aspectul economic al activității diverselor sisteme și, prin urmare, obiectivul central al științei managementului ar trebui să fie sarcina cuantificării și modelării matematice a fenomenelor economice. Acest punct de vedere a dat naștere așa-numitei abordări econometrice a analizei și programării proceselor de management.
O importanță deosebită pentru dezvoltarea abordării econometrice a avut-o descoperirea, în 1939, de către matematicianul sovietic și laureat al Premiului Nobel L. V. Kantorovici, a metodei programării liniare, pe care se bazează în mare măsură cercetările din acest domeniu. Abia peste 10 ani această metodă a fost redescoperită independent de matematicianul american G. Dantzig.
La baza abordării econometrice se află construirea unor modele care reflectă anumite fenomene sau procese economice sub formă schematică, printr-o abstractizare științifică a celor mai caracteristice trăsături ale acestor fenomene și procese. Spre deosebire de un model economic, un model econometric este exprimat sub formă matematică. Conform acestei abordări, fiecare model economico-matematic elaborat are patru aspecte distincte:
- Reflectă anumite fenomene economice de conținut calitativ, exprimate în unități de măsură specifice. Aceste mărimi sunt, într-un anumit sens, parametrii modelului.
- Modelul include anumite relații și dependențe cantitative între parametri. Acestea pot fi ecuații de bilanț care definesc structura procesului modelat sau dependențe mai complexe care leagă rezultatele proceselor de cauzele acestora.
- Modelul definește domeniul modificărilor admisibile ale parametrilor modelului în timp, spațiu și volum. Acestea sunt așa-numitele restricții impuse dependențelor cantitative.
- Modelul trebuie să reprezinte un sistem de parametri, dependențe și restricții interconectate, cu intrări și ieșiri definite. Gestionarea unui astfel de sistem — adică obținerea unor rezultate specifice la ieșire — trebuie să aibă loc printr-o formă sau alta de acțiune asupra intrărilor, fără a interfera cu structura sa internă.
Construirea modelelor econometrice este împărțită în patru etape principale.
- Prima etapă este specificarea, când sunt formalizate principalele variabile economice și sunt căutate ecuații matematice pe baza ipotezelor și propozițiilor inițiale.
- A doua etapă este identificarea, care constă în găsirea valorilor parametrilor ecuațiilor obținute în prima etapă, ca urmare a specificării.
- A treia etapă este verificarea, care constă în definirea și selectarea criteriilor de evaluare a calității rezultatelor specificării și identificării — adică gradul de adecvare a modelelor la procesele economice reale. Dacă modelele obținute prin specificare și identificare sunt inadecvate, atunci se examinează valabilitatea premiselor inițiale și alegerea și formalizarea variabilelor economice.
- A patra etapă este predicția, care reprezintă procedura de determinare a valorilor viitoare ale variabilelor incluse în modelul econometric.