การวิจัยดำเนินการ: กวิชิอานี

แรงผลักดันสำคัญเบื้องหลังการวิจัยดำเนินการคือการยอมรับว่ากระบวนการที่ซับซ้อนและมีเป้าหมายเฉพาะต้องได้รับการศึกษาและแก้ไขในลักษณะองค์รวม เนื่องจากผลเฉลยของแต่ละส่วนย่อยของปัญหาโดยรวมกลับกลายเป็นสิ่งที่แยกส่วนออกจากกัน ในขณะที่การปฏิบัติจริงต้องการความเป็นเอกภาพระหว่างผลเฉลยย่อยทั้งหมด

ในระยะแรก “การวิจัยดำเนินการ” จำกัดอยู่เพียงการพัฒนาวิธีการวิเคราะห์ปัญหาในลักษณะองค์รวมเดียว โดยไม่แยกส่วนประกอบย่อยออกจากกัน คุณลักษณะเด่นอีกประการหนึ่งของการศึกษาในยุคแรกนี้คือการใช้แนวทางแบบทีมสหวิทยาการ สาระสำคัญของแนวทางนี้มิได้อยู่ที่การรวบรวมผู้เชี่ยวชาญที่เกี่ยวข้องทั้งหมดไว้ในที่เดียว แต่อยู่ที่การสร้างกลุ่มที่มีความเชี่ยวชาญด้านวิธีการเชิงปริมาณและปลอดจากมุมมองที่คับแคบซึ่งฝังอยู่ในสาขาวิชาเดี่ยวใด ๆ แนวทางนี้สะท้อนความจริงสองประการ ประการแรกคือความจำเป็นในการนำวิธีการเชิงปริมาณเข้าสู่ศาสตร์การจัดการ และประการที่สองคือความขาดแคลนวิธีการ (และผู้เชี่ยวชาญ) ในสาขาที่ต่อมาถูกเรียกว่า “การวิจัยดำเนินการ”

ต่อมา “การวิจัยดำเนินการ” ได้พัฒนาจากกิจกรรมร่วมกันของผู้เชี่ยวชาญสาขาต่าง ๆ ไปสู่การเป็นสาขาวิชาอิสระของวิทยาศาสตร์และการปฏิบัติเชิงองค์กร โดยแยกออกเป็นสองแนวทางหลัก

แนวทางแรกเกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับปัญหาย่อยของการจัดการที่พบบ่อยที่สุด ซึ่งในระดับหนึ่งสามารถละเว้นความจำเป็นในการพิจารณาพฤติกรรมของบุคคลแต่ละคนที่มีส่วนร่วมในปฏิบัติการได้ ในที่นี้ได้มีการระบุปัญหาหลักของทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ของ “การวิจัยดำเนินการ” พร้อมกับความเชี่ยวชาญเฉพาะทางที่เกี่ยวข้องของนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานในสาขานี้

ปัญหาจำนวนมากที่ผู้จัดการต้องแก้ไขสามารถจัดอยู่ในกลุ่มงานประเภทนี้ได้ ตัวอย่างเช่น:

• การจัดการสินค้าคงคลัง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการกำหนดขนาดที่จำเป็นของทรัพยากรที่ “จัดเก็บ” (บุคคล วัสดุ การเงิน วัตถุดิบ ฯลฯ) โดยพิจารณาว่าการจัดเก็บก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายบางประการ;
• การจัดสรรทรัพยากรที่มีจำกัดในหมู่ผู้บริโภคต่าง ๆ ซึ่งแต่ละคนใช้ทรัพยากรเหล่านั้นด้วยระดับประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน;
• ปัญหาแถวคอย ซึ่งเกี่ยวข้องกับการจัดลำดับงานอย่างเคร่งครัด การก่อตัวเป็นกระบวนการอย่างหนึ่งหรืออีกอย่างหนึ่ง และการกำหนดกฎเกณฑ์ลำดับความสำคัญ;
• การเลือกเส้นทางและการจัดตารางเวลาการทำงาน;
• ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ล้าสมัย;
• การค้นหาผลเฉลยผ่านการแจงนับความเป็นไปได้อย่างมีเหตุผล (มากกว่าการแจงนับอย่างถ้วนถี่);
• ปัญหาการแข่งขัน หรือปัญหาทฤษฎีเกม ซึ่งศึกษากลยุทธ์พฤติกรรมที่มีเหตุผลในสถานการณ์ที่ผลลัพธ์ของปฏิบัติการไม่ได้ขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของผู้กระทำเพียงฝ่ายเดียว แต่ยังขึ้นอยู่กับพฤติกรรมของฝ่ายตรงข้ามที่มีเป้าหมายขัดแย้งกับผู้กระทำด้วย

ดังนั้น วิธีการ “การวิจัยดำเนินการ” จึงถูกนำไปประยุกต์ใช้กับปฏิบัติการและกระบวนการประเภทต่าง ๆ โดยใช้แนวทางที่หลากหลายและเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่แตกต่างกันตามวัตถุแห่งการวิเคราะห์ (วิธีการกำหนดการทางคณิตศาสตร์ การสร้างแบบจำลองเชิงการจัดหมู่และเชิงสถิติ) นอกจากเครื่องมือทางคณิตศาสตร์แล้ว ยังมีการใช้วิธีการเชิงฮิวริสติกใน “การวิจัยดำเนินการ” ด้วย

ในการพัฒนาวิธีการวิเคราะห์การกระทำที่มีเป้าหมายเฉพาะ (ปฏิบัติการ) และการประเมินเปรียบเทียบผลเฉลย ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบเชิงปริมาณ “การวิจัยดำเนินการ” ตั้งอยู่บนพื้นฐานของวิธีวิทยาเชิงระบบ ซึ่งตามแนวคิดนี้ ปรากฏการณ์ที่ศึกษาจะถูกมองว่าเป็นระบบที่แสดงถึงกลุ่มขององค์ประกอบที่มีปฏิสัมพันธ์กันซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อบรรลุวัตถุประสงค์เฉพาะเจาะจง

การวิเคราะห์ปฏิบัติการหรือปรากฏการณ์เฉพาะจากมุมมองของ “การวิจัยดำเนินการ” เกี่ยวข้องกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของปรากฏการณ์นั้น การวิเคราะห์แบบจำลองและการค้นหาผลเฉลย การตรวจสอบความสอดคล้องของแบบจำลองและผลเฉลยกับปรากฏการณ์จริง การปรับแก้ (“การจูน”) แบบจำลองและผลเฉลยตามความจำเป็น และในที่สุดคือการนำผลเฉลยที่เลือกไปประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติ

มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับปัญหาทางคณิตศาสตร์ของวิธีการนี้ (แม้จะไม่ใช่ส่วนหนึ่งอย่างเป็นทางการ) คือขอบเขตงานขนาดใหญ่ที่เรียกว่าวิธีการโครงข่ายสำหรับการวางแผนและการจัดการ การพัฒนาวิธีการโครงข่ายและระบบโครงข่ายมีความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับสาขาของ “การวิจัยดำเนินการ” ที่ศึกษาแบบจำลองการจัดตารางเวลา วิธีการเหล่านี้ทำให้สามารถค้นพบภาษาใหม่ที่สะดวกอย่างยิ่งสำหรับการอธิบาย การสร้างแบบจำลอง และการวิเคราะห์ปฏิบัติการที่ซับซ้อนหลายขั้นตอน ตัวอย่างที่โดดเด่นได้แก่วิธีการโครงข่ายสำหรับการสร้างแบบจำลองและการควบคุมปฏิบัติการ คือ CPM — “Critical Path Method” และ PERT — “Program Evaluation and Review Technique”

การเกิดขึ้นของระบบการจัดการที่เป็นทางการต่าง ๆ วิธีการวางแผนระยะยาว การกำหนดโครงการ และการพยากรณ์ เกิดจากความจำเป็นในการสร้างเงื่อนไขสำหรับการตัดสินใจที่ถูกต้องในสภาพแวดล้อมที่การจัดการต้องเผชิญกับข้อมูลปริมาณมหาศาล ปัจจัยนับพันซึ่งการนับ การประเมิน และการบูรณาการกลายเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ภายใต้การจัดองค์กรการจัดการแบบเดิม

การศึกษาของนักจิตวิทยาชาวอเมริกันจำนวนหนึ่งแสดงให้เห็นว่าบุคคลจะประสบความยากลำบากในการตัดสินใจเมื่อต้องพิจารณาตัวแปรมากกว่า 10 ตัวหรือปัจจัยที่ขัดแย้งกันเอง หรือปัจจัยในระดับเดียวกันมากกว่า 20 ปัจจัย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากผลเฉลยที่เหมาะที่สุดเกิดขึ้นได้จากการนับและวิเคราะห์ปัจจัยทั้งหมดเท่านั้น ไม่ว่าบุคคลในระดับการจัดการหนึ่ง ๆ จะสามารถรับมือกับงานนี้ได้หรือไม่ก็ตาม จึงเกิดความจำเป็นเชิงวัตถุประสงค์ในการแบ่งปัญหาออกเป็นปัญหาย่อยและงานย่อย หลักการสำคัญที่เป็นพื้นฐานของระบบการกำหนดโครงการส่วนใหญ่ที่มีอยู่คือการแยกย่อยเชิงตรรกะของงาน สมมติฐานพื้นฐานคือความจำเป็นในการลดจำนวนปัจจัยหรือปริมาณข้อมูลลงสู่ระดับที่บุคคลสามารถประเมินได้

แนวทางที่สองของ “การวิจัยดำเนินการ” พัฒนาไปในทิศทางที่แตกต่างออกไปบ้าง โดยให้ความสำคัญไม่มากนักกับการทำให้ปัญหาการจัดการเป็นคณิตศาสตร์และการนำวิธีการทางวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำเข้ามาใช้ แต่เน้นการประยุกต์ใช้หลักการศึกษาปฏิบัติการในลักษณะองค์รวมเดียว โดยใช้ทีมวิจัยที่ “สดใหม่” และ “ปราศจากอคติ” การเกิดขึ้นของวิศวกรรมระบบมีความเกี่ยวข้องกับแนวทางนี้ ควรสังเกตว่านักวิทยาศาสตร์จำนวนมากที่ศึกษากระบวนการจัดการด้วยวิธีการ “การวิจัยดำเนินการ” ต่อมาได้ก้าวข้ามขอบเขตของการศึกษาประเภทนี้ไป ในการนี้ พวกเขาได้เสนอนิยามที่กว้างขึ้นเรื่อย ๆ ของสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ที่มีพื้นฐานมาจากวิธีการนี้ ซึ่งไม่น้อยครั้งนำไปสู่ความสับสนทางศัพท์วิชาการ

ผู้เชี่ยวชาญชาวอเมริกันจำนวนมากยอมรับว่า แม้ “การวิจัยดำเนินการ” โดยรวมจะเป็นก้าวสำคัญยิ่งสู่การสร้างศาสตร์การจัดการแบบใหม่ แต่ก็ครอบคลุมปัญหาในขอบเขตที่ค่อนข้างจำกัดเมื่อเทียบกัน นอกจากนี้ เมื่อความเชี่ยวชาญเฉพาะทางคณิตศาสตร์พัฒนาขึ้น ก็เกิดแนวโน้มที่จะมอง “การวิจัยดำเนินการ” ว่าเป็นสาขาพิเศษของคณิตศาสตร์ประยุกต์ นั่นคือ ไม่ถือว่ามันประกอบกันเป็นสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ที่มีเอกลักษณ์และมีวัตถุแห่งการศึกษาที่ชัดเจนของตนเอง

ดังนั้น ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1950 การค้นหาคำนิยามที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับลักษณะเฉพาะของปัญหาการจัดการซึ่งการแก้ไขจำเป็นต้องใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์ก็ได้เริ่มขึ้นอย่างจริงจัง แม้ว่าปัญหาเหล่านั้นเองควรจัดอยู่ในขอบเขตของทฤษฎีองค์การและการจัดการก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้คือการระบุทฤษฎีการตัดสินใจให้เป็นสาขาวิชาทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นอิสระ (ภายในศาสตร์การจัดการ) ซึ่งถือเป็นการพัฒนาต่อเนื่องจาก “การวิจัยดำเนินการ” ที่ในทางกลับกันถูกตีความว่าเป็นวิธีการเฉพาะของการตัดสินใจ อย่างไรก็ตาม ในทฤษฎีการตัดสินใจ (และนี่คือสิ่งที่ทำให้แตกต่างจาก “การวิจัยดำเนินการ”) ความสนใจหลักมุ่งไปที่กระบวนการตัดสินใจเอง การกำหนดหลักการเลือก การพัฒนาเกณฑ์คุณภาพ และการกำหนดวิธีการค้นหาผลเฉลยที่สอดคล้องกับหลักการเหล่านี้ ผู้สนับสนุนทฤษฎีนี้ยืนยันว่าการตัดสินใจคือแกนหลักของกิจกรรมการจัดการและเป็นตัวกำหนดลักษณะเฉพาะของกิจกรรมนั้น

งานในสาขานี้ดำเนินไปเป็นหลักในสองแนวทาง แนวทางแรกให้ความสำคัญเป็นหลักกับการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการตัดสินใจตามที่ดำเนินการจริงในทีมงานจริง แนวทางที่สองมุ่งเน้นความพยายามไปที่การพัฒนาขั้นตอนวิธีที่ทำให้สามารถหาผลเฉลยที่เหมาะที่สุดได้ แนวทางแรกรวมถึงการศึกษาเชิง “พฤติกรรม” ต่าง ๆ ตัวอย่างเช่นงานของ อี. โฟเกล และ อาร์. ลูซ ในขณะที่แนวทางที่สองครอบคลุมงานวิจัยจำนวนมากในทฤษฎีการตัดสินใจเชิงสถิติ ทฤษฎีเกม และสิ่งที่คล้ายคลึงกัน งานของผู้แทนทั้งสองแนวทางใช้เครื่องมือของตรรกศาสตร์เชิงคณิตศาสตร์ สถิติศาสตร์เชิงคณิตศาสตร์ รวมถึงกำหนดการเชิงเส้น ไม่เป็นเชิงเส้น กำหนดการพลวัต และกำหนดการเชิงระบบอย่างกว้างขวาง ความจำเป็นในการประเมินผลลัพธ์ของการตัดสินใจอย่างหนึ่งหรืออีกอย่างหนึ่งภายใต้เงื่อนไขความไม่แน่นอนนำไปสู่การใช้วิธีการทดสอบทางสถิติ หรือ “วิธีมอนติคาร์โล” อย่างกว้างขวาง

ในขณะเดียวกัน ภายในสำนักคิด “ใหม่” นี้ มุมมองอีกประการหนึ่งก็ได้ก่อตัวขึ้น โดยเห็นว่าลักษณะเฉพาะของการจัดการเกี่ยวข้องกับมิติทางเศรษฐกิจของกิจกรรมของระบบต่าง ๆ ดังนั้นจุดสนใจหลักของศาสตร์การจัดการควรเป็นงานด้านการวัดเชิงปริมาณและการสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของปรากฏการณ์ทางเศรษฐกิจ มุมมองนี้ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าแนวทางเศรษฐมิติในการวิเคราะห์และการกำหนดโครงการของกระบวนการจัดการ

สิ่งที่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาแนวทางเศรษฐมิติคือการค้นพบวิธีการกำหนดการเชิงเส้นในปี ค.ศ. 1939 โดย แอล. วี. คันโตโรวิช นักคณิตศาสตร์ชาวโซเวียตและผู้ได้รับรางวัลโนเบล ซึ่งการวิจัยในสาขานี้ส่วนใหญ่ตั้งอยู่บนพื้นฐานของวิธีการดังกล่าว อีก 10 ปีต่อมา วิธีการนี้ได้ถูกค้นพบใหม่โดยอิสระโดยนักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกัน จี. แดนต์ซิก

พื้นฐานของแนวทางเศรษฐมิติคือการสร้างแบบจำลองที่สะท้อนปรากฏการณ์หรือกระบวนการทางเศรษฐกิจเฉพาะในรูปแบบที่เป็นแผนผังผ่านการนามธรรมเชิงวิทยาศาสตร์ของลักษณะเด่นที่สุดของปรากฏการณ์และกระบวนการเหล่านั้น แบบจำลองเศรษฐมิติแตกต่างจากแบบจำลองทางเศรษฐกิจตรงที่แสดงออกในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ ตามแนวทางนี้ แบบจำลองเศรษฐกิจ-คณิตศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นทุกแบบมีลักษณะสำคัญสี่ประการ ดังนี้:

• แบบจำลองสะท้อนปรากฏการณ์ทางเศรษฐกิจบางอย่างในเชิงคุณภาพ ซึ่งแสดงเป็นหน่วยวัดเฉพาะ ปริมาณเหล่านี้ในความหมายหนึ่งคือพารามิเตอร์ของแบบจำลอง
• แบบจำลองประกอบด้วยความสัมพันธ์และการพึ่งพาเชิงปริมาณบางประการระหว่างพารามิเตอร์ต่าง ๆ สิ่งเหล่านี้อาจเป็นสมการดุลยภาพที่กำหนดโครงสร้างของกระบวนการที่ถูกจำลอง หรืออาจเป็นการพึ่งพาที่ซับซ้อนกว่าซึ่งเชื่อมโยงผลลัพธ์ของกระบวนการเข้ากับสาเหตุของกระบวนการเหล่านั้น
• แบบจำลองกำหนดขอบเขตของการเปลี่ยนแปลงที่อนุญาตได้ของพารามิเตอร์ของแบบจำลองตามเวลา สถานที่ และปริมาณ สิ่งเหล่านี้คือข้อจำกัดที่เรียกว่าถูกกำหนดขึ้นต่อความสัมพันธ์เชิงปริมาณ
• แบบจำลองต้องแสดงถึงระบบของพารามิเตอร์ ความสัมพันธ์ และข้อจำกัดที่เชื่อมโยงกัน โดยมีปัจจัยนำเข้าและผลผลิตที่กำหนดไว้ การจัดการระบบดังกล่าว — คือการได้ผลลัพธ์เฉพาะที่ผลผลิต — ต้องเกิดขึ้นผ่านการกระทำอย่างหนึ่งหรืออีกอย่างหนึ่งต่อปัจจัยนำเข้า โดยไม่รบกวนโครงสร้างภายในของระบบ

การสร้างแบบจำลองเศรษฐมิติแบ่งออกเป็นสี่ขั้นตอนหลัก

• ขั้นตอนแรกคือการระบุลักษณะเฉพาะ (specification) ซึ่งเป็นขั้นที่ตัวแปรทางเศรษฐกิจหลักถูกจัดรูปแบบให้เป็นทางการ และมีการค้นหาสมการทางคณิตศาสตร์บนพื้นฐานของสมมติฐานและข้อเสนอเบื้องต้น
• ขั้นตอนที่สองคือการระบุค่า (identification) ซึ่งประกอบด้วยการค้นหาค่าของพารามิเตอร์ของสมการที่ได้จากขั้นตอนแรกอันเป็นผลจากการระบุลักษณะเฉพาะ
• ขั้นตอนที่สามคือการตรวจสอบความถูกต้อง (verification) ซึ่งประกอบด้วยการกำหนดและเลือกเกณฑ์สำหรับการประเมินคุณภาพของผลลัพธ์จากการระบุลักษณะเฉพาะและการระบุค่า นั่นคือระดับความสอดคล้องของแบบจำลองกับกระบวนการทางเศรษฐกิจที่แท้จริง หากแบบจำลองที่ได้จากการระบุลักษณะเฉพาะและการระบุค่าไม่สอดคล้อง ก็จะมีการตรวจสอบความสมเหตุสมผลของสมมติฐานเบื้องต้นและการเลือกและการจัดรูปแบบตัวแปรทางเศรษฐกิจ
• ขั้นตอนที่สี่คือการพยากรณ์ (prediction) ซึ่งเป็นกระบวนการกำหนดค่าในอนาคตของตัวแปรที่รวมอยู่ในแบบจำลองเศรษฐมิติ