หลักพื้นฐานของการวิจัยดำเนินการ อาร์.แอล. แอกคอฟฟ์ และ เอ็ม.ดับเบิลยู. ซาซีเอนี, ค.ศ. 1968
มีการเสนอนิยามของการวิจัยดำเนินการไว้มากมาย และมีการโต้แย้งมากมายว่าเหตุใดสาขาวิชานี้จึงไม่อาจนิยามได้เลย เมื่อพิจารณานิยามต่าง ๆ ที่มีผู้เสนอไว้ ควรระลึกไว้ว่าไม่มีศาสตร์เก่าแก่ใด ๆ ที่สถาปนามานาน — หรือแม้แต่วิทยาศาสตร์โดยรวม — เคยได้รับการนิยามจนเป็นที่พอใจของผู้ปฏิบัติงานทุกคน กระนั้นก็ตาม นิยามด้านล่างนี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานที่เป็นประโยชน์สำหรับความเข้าใจโดยทั่วไปเกี่ยวกับธรรมชาติของการวิจัยดำเนินการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาประกอบกับประวัติศาสตร์ของสาขาวิชานี้ที่ได้ทบทวนมาแล้ว
การวิจัยดำเนินการคือ: (1) การประยุกต์ใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์ (2) โดยทีมวิจัยสหวิทยาการ (3) กับปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมระบบที่จัดตั้งขึ้น (มนุษย์–เครื่องจักร) เพื่อให้ได้ผลเฉลยที่ตอบสนองวัตถุประสงค์ขององค์การโดยรวมได้ดีที่สุด
ลักษณะเด่นของการวิจัยดำเนินการที่ระบุไว้ในนิยามนี้ ได้แก่ (ก) แนวคิดเชิงระบบ (ข) การใช้ทีมวิจัยสหวิทยาการ และ (ค) การประยุกต์ใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์กับปัญหาการควบคุม ต่อไปนี้จะพิจารณาแต่ละลักษณะโดยละเอียดยิ่งขึ้น
แนวคิดนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่า ในองค์การซึ่งเป็นระบบ พฤติกรรมของส่วนใดส่วนหนึ่งย่อมส่งผลกระทบต่อทุกส่วนอื่นในที่สุด ผลกระทบดังกล่าวมิใช่ว่าจะมีนัยสำคัญเสมอไป และบางกรณีอาจตรวจพบไม่ได้เลย ดังนั้นแก่นแท้ของแนวคิดนี้จึงอยู่ที่การค้นหาปฏิสัมพันธ์ที่มีนัยสำคัญอย่างเป็นระบบ เมื่อประเมินผลการดำเนินงานหรือกลยุทธ์ของส่วนใดส่วนหนึ่งขององค์การ
แนวทางเช่นนี้ในการมองปัญหาขององค์การแตกต่างโดยสิ้นเชิงจากการลดทอนปัญหาให้อยู่ในขนาดที่จัดการได้ นักวิจัยดำเนินการแทบจะขยายขอบเขตของการกำหนดปัญหาเบื้องต้นที่ได้รับมอบหมายอยู่เสมอ โดยนำปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ได้รวมอยู่ในการกำหนดปัญหาของฝ่ายบริหารเข้ามาพิจารณาด้วย การรับมือกับปัญหาที่กว้างขึ้นและซับซ้อนขึ้นเช่นนี้จำเป็นต้องมีการพัฒนาวิธีวิจัยใหม่ ๆ
เราคุ้นเคยกับการจำแนกความรู้ทางวิทยาศาสตร์ตามโครงสร้างภาควิชาของมหาวิทยาลัยจนบางครั้งเชื่อว่าการจัดระเบียบเช่นนี้สะท้อนโครงสร้างของธรรมชาติเอง แต่ความจริงไม่ได้เป็นเช่นนั้นเลย ไม่มีสิ่งที่เรียกว่าปัญหาทางฟิสิกส์ ชีววิทยา จิตวิทยา หรือเศรษฐศาสตร์โดยตัวมันเองอยู่จริง มีแต่ปัญหาเท่านั้น สาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์เป็นเพียงวิธีการที่แตกต่างกันในการศึกษาปัญหาเหล่านั้น ปัญหาใด ๆ สามารถพิจารณาได้จากมุมมองของสาขาวิชาใดก็ได้ — แม้ว่าแน่นอนว่าไม่ใช่ว่าการทำเช่นนั้นจะเหมาะสมเสมอไป โดยแก่นแท้แล้ว นี่คือแนวคิดเดียวกันกับที่ได้กล่าวมาก่อนหน้านี้ในรูปแบบอื่น กล่าวคือ องค์การไม่ได้มีปัญหาด้านการผลิต การตลาด หรือการเงินแยกจากกัน การแบ่งแยกเช่นนี้เป็นเพียงการสะท้อนแนวทางที่แตกต่างกันในการพิจารณาปัญหาขององค์การเดียวกัน
ผู้เชี่ยวชาญแต่ละคนอาจสร้างการปรับปรุงบางอย่างได้ แต่การปรับปรุงใดในบรรดานี้ — หรือการผสมผสานใด — ที่ดีที่สุด สำหรับปัญหาที่ซับซ้อน เราแทบไม่มีทางทราบคำตอบล่วงหน้าได้เลย ดังนั้นจึงควรพิจารณาและประเมินแนวทางที่หลากหลายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในการแก้ปัญหา นี่คือเหตุผลเบื้องหลังการใช้ทีมวิจัยสหวิทยาการ
เนื่องจากปัจจุบันมีสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์และประยุกต์มากกว่าร้อยสาขา จึงเป็นไปไม่ได้อย่างชัดเจนที่จะรวมตัวแทนจากทุกสาขาไว้ในโครงการวิจัยแต่ละโครงการ อย่างไรก็ตาม เป็นที่พึงประสงค์ที่จะให้มีตัวแทนจากสาขาวิชาต่าง ๆ ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในทีม และให้ผลงานของทีมได้รับการทบทวนอย่างวิพากษ์จากสาขาวิชาที่หลากหลายที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ที่ไม่มีตัวแทนอยู่ในทีมนั้น
คำอธิบายส่วนใหญ่เกี่ยวกับวิธีการทางวิทยาศาสตร์ระบุว่าลักษณะเด่นของวิธีการนี้คือการทดลอง อย่างไรก็ตาม เมื่อต้องรับมือกับองค์การภาครัฐ การทหาร หรืออุตสาหกรรม การทดลองในความหมายแคบ กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงค่าตัวแปรทางกายภาพ มักเป็นไปไม่ได้หรือไม่สามารถปฏิบัติได้จริง ตัวอย่างเช่น บริษัทอุตสาหกรรมไม่อาจเสี่ยงต่อการดำรงอยู่ของตนเองเพื่อประโยชน์ของการทดลองได้ แน่นอนว่าการทดลองบางครั้งก็เป็นไปได้ โดยเฉพาะในระดับระบบย่อย และมีบทบาทสำคัญในการวิจัยดำเนินการ กระนั้นก็ตาม ตามปกติแล้วระบบที่ศึกษาโดยรวมไม่อาจถูกนำมาทดลองได้ ดังนั้นในกรณีส่วนใหญ่ การศึกษาระบบโดยรวมจึงจำเป็นต้องใช้แนวทางที่ไม่เกี่ยวข้องกับการทดลอง (ในความหมายแคบของการเปลี่ยนแปลงวัตถุที่ศึกษาทางกายภาพ)
แบบจำลองเชิงปฏิบัติการมีรูปแบบเป็นสมการซึ่งแม้จะมีความซับซ้อนทางคณิตศาสตร์ แต่ก็มีโครงสร้างที่เรียบง่ายมาก กล่าวคือ อรรถประโยชน์หรือค่าของเกณฑ์การดำเนินงานที่แสดงลักษณะการทำงานของระบบจะถูกแสดงเป็นฟังก์ชันของตัวแปรที่ควบคุมได้และตัวแปรที่ควบคุมไม่ได้ (รวมทั้งค่าคงที่) ซึ่งยังคงส่งผลต่อฟังก์ชันนั้น
นอกจากนี้ มักจำเป็นต้องมีสมการหรืออสมการอย่างน้อยหนึ่งข้อเพื่อแสดงข้อเท็จจริงที่ว่าตัวแปรควบคุมบางตัวสามารถเปลี่ยนแปลงได้เฉพาะภายในขอบเขตที่กำหนดไว้เท่านั้น
เมื่อสร้างแบบจำลองขึ้นแล้ว ก็สามารถนำไปใช้หาค่าที่เหมาะที่สุดของตัวแปรควบคุมได้อย่างแม่นยำหรือโดยประมาณ กล่าวคือ ค่าที่ให้เกณฑ์การดำเนินงานของระบบที่ดีที่สุด เมื่อกำหนดค่าของตัวแปรที่ควบคุมไม่ได้แล้ว กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ สามารถหาผลเฉลยของปัญหาในแบบจำลองได้ ส่วนวิธีการที่แท้จริงในการได้มาซึ่งผลเฉลยนี้ขึ้นอยู่กับแบบจำลองที่ใช้
ผลเฉลยอาจได้มาจากการทดลองกับแบบจำลอง (โดยการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของแบบจำลอง) หรือผ่านการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์ ในบางกรณี การวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์สามารถทำได้โดยไม่จำเป็นต้องทราบค่าที่แน่นอนของตัวแปร ในขณะที่บางกรณีจำเป็นต้องระบุค่าเป็นตัวเลข
ไม่ว่าจะใช้วิธีใด เป้าหมายคือการหาผลเฉลยที่เหมาะที่สุดหรือใกล้เคียงที่สุดเสมอ ผลเฉลยที่เหมาะที่สุดคือผลเฉลยที่ทำให้เกณฑ์การดำเนินงานบนแบบจำลองมีค่าต่ำสุดหรือสูงสุด (ขึ้นอยู่กับลักษณะของปัญหา) ภายใต้เงื่อนไขและข้อจำกัดที่แสดงอยู่ในแบบจำลองนั้น การหาค่าเหมาะที่สุดจึงให้ผลเฉลยที่ดีที่สุดของปัญหาตามที่แบบจำลองได้อธิบายไว้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแบบจำลองไม่เคยเป็นคำอธิบายที่แม่นยำของปัญหาอย่างสมบูรณ์ ผลเฉลยที่เหมาะที่สุดที่ได้มาด้วยวิธีนี้จึงไม่ใช่ผลเฉลยที่ดีที่สุดเพียงหนึ่งเดียวของปัญหาจริงเช่นกัน หากสมมติว่าแบบจำลองสามารถแสดงปัญหาได้ “ดี” ผลเฉลยที่เหมาะที่สุดหรือใกล้เคียงที่สุดที่ได้จากแบบจำลองก็จะเป็นค่าประมาณที่ “ดี” ของผลเฉลยที่เหมาะที่สุดของปัญหาจริง ไม่ว่าในกรณีใด ผลเฉลยนี้ย่อมดีกว่ากลยุทธ์หรือกระบวนการที่มันมีไว้ทดแทนอย่างมาก
เนื่องจากค่าที่เหมาะที่สุดของตัวแปรที่ได้จากผลเฉลยจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบได้ก็ต่อเมื่อแบบจำลองสามารถอธิบายระบบได้อย่างถูกต้องเท่านั้น จึงจำเป็นต้องตรวจสอบความสอดคล้องของแบบจำลองกับความเป็นจริง และประเมินผลเฉลยอย่างมีสติ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ผลลัพธ์ที่คาดการณ์ไว้จากการนำผลเฉลยไปปฏิบัติจะต้องถูกนำมาเปรียบเทียบกับกลยุทธ์หรือกระบวนการที่มันมีไว้ทดแทน
ท้ายที่สุด เนื่องจากจุดมุ่งหมายของการวิจัยดำเนินการไม่ใช่การผลิตรายงานทางวิทยาศาสตร์ แต่คือการปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบ ผลของการวิจัยจึงต้องถูกนำไปปฏิบัติจริง (โดยมีเงื่อนไขว่าเป็นที่ยอมรับของผู้ตัดสินใจ) ขั้นตอนนี้เองที่เป็นการทดสอบและประเมินผลขั้นสุดท้ายของผลการวิจัย ดังนั้นนี่จึงเป็นขั้นตอนที่นักวิจัยดำเนินการมีโอกาสได้รับประสบการณ์มากที่สุด
หากการตัดสินใจที่การวิจัยนี้จัดทำขึ้นเพื่อรองรับนั้นจัดอยู่ในประเภทการตัดสินใจที่เกิดซ้ำ ก็มีความเป็นไปได้สูง — เมื่อพิจารณาจากธรรมชาติของระบบที่ศึกษาในการวิจัยดำเนินการ — ว่าระหว่างการตัดสินใจแต่ละครั้งที่ต่อเนื่องกันนั้น ค่าของตัวแปรที่ควบคุมไม่ได้บางตัว หรือแม้แต่โครงสร้างของระบบเองจะเปลี่ยนแปลงไป ดังนั้นจึงจำเป็นต้องตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญในระบบและในสภาพแวดล้อมภายนอกของระบบ และปรับการตัดสินใจให้สอดคล้องกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ผลลัพธ์ที่อยู่ในรูปของกฎเกณฑ์สำหรับการตัดสินใจที่เกิดซ้ำ หรือการตัดสินใจที่ใช้เป็นระยะเวลานาน จะต้องได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยอยู่เสมอ และต้องมีการติดตามตรวจสอบการนำไปใช้อย่างถูกต้อง