Operations Research: Gvishiani

Ang isang pangunahing salik sa likod ng operations research ay ang pagkilala na ang mga komplikado at may-layuning proseso ay dapat pag-aralan at lutasin bilang isang buong kabuuan, sapagkat ang mga solusyon sa mga indibidwal na bahagi ng kabuuang suliranin ay naging hiwa-hiwalay, samantalang hinihingi ng praktika ang pagkakaisa ng lahat ng bahagyang solusyon.

Noong una, ang “operations research” ay limitado sa pagbuo ng mga pamamaraan para suriin ang isang suliranin bilang iisang kabuuan, nang hindi hinihiwalay ang mga bumubuo nitong bahagi. Isa pang natatanging katangian ng mga pag-aaral na ito noong unang panahon ay ang paggamit ng interdisiplinaryong pangkat na lapit. Ang diwa nito ay hindi ang pagtitipon ng lahat ng kaugnay na eksperto sa isang lugar, kundi ang paglikha ng isang grupong may kakayahan sa mga quantitative na pamamaraan at malaya mula sa makipot na pananaw na taglay ng anumang iisang disiplina. Ipinapakita ng lapit na ito ang dalawang realidad: una, ang pangangailangang isama ang mga quantitative na pamamaraan sa agham ng pamamahala, at pangalawa, ang kakulangan ng mga pamamaraan (at eksperto) sa larangang tinawag na “operations research.”

Kalaunan, ang “operations research” ay umunlad mula sa magkasanib na gawain ng mga eksperto ng iba’t ibang larangan tungo sa isang malayang sangay ng agham at gawaing organisasyonal, na sa proseso ay nahati sa dalawang pangunahing direksyon.

Ang una sa mga ito ay kaugnay ng pagbuo ng mga matematikal na modelo para sa mga karaniwang bahaging suliranin ng pamamahala, kung saan sa isang antas ay maaaring hindi na kinakailangang isaalang-alang ang pag-uugali ng bawat indibidwal na taong kasangkot sa operasyon. Dito natukoy ang mga pangunahing suliranin ng matematikal na teorya ng “operations research,” kasama ang kaugnay na karagdagang paghahati-hati ng espesyalisasyon ng mga siyentipikong nagtatrabaho sa larangang ito.

Maraming suliranin na nalulutas ng mga tagapamahala ang maaaring maiugnay sa ganitong mga gawain, halimbawa:

• pamamahala ng imbentaryo, na may kinalaman sa pagtukoy ng kinakailangang laki ng “nakaimbak” na mga rekurso (tao, materyal, pinansyal, hilaw na materyales, atbp.), dahil ang pag-iimbak ay may kaakibat na gastos;
• paglalaan ng limitadong mga rekurso sa iba’t ibang gumagamit, na ang bawat isa ay gumagamit ng mga ito nang may iba’t ibang antas ng kahusayan;
• mga suliranin sa pagpila, na kinasasangkutan ng pamamahagi ng mga gawain sa mahigpit na pagkakasunud-sunod, na bumubuo ng isa o ibang proseso, at ng pagtatakda ng mga panuntunan sa priyoridad;
• pagpili ng ruta at pagtatakda ng iskedyul ng trabaho sa paglipas ng panahon;
• mga suliraning kaugnay ng pagpapalit ng lumang kagamitan;
• paghahanap ng mga solusyon sa pamamagitan ng makatwirang (sa halip na eksaustibong) pag-uulat ng mga posibilidad;
• mga suliranin sa kompetisyon, o mga suliranin sa teorya ng laro, na nag-aaral ng makatwirang mga estratehiya ng pag-uugali sa mga sitwasyong ang kinalabasan ng isang operasyon ay depende hindi lamang sa pag-uugali ng subject kundi pati na rin sa pag-uugali ng isang kalaban na ang mga layunin ay salungat sa mga layunin ng subject.

Sa ganitong paraan, ang pamamaraan ng “operations research” ay naaplay sa iba’t ibang uri ng operasyon at proseso, gamit ang iba’t ibang lapit at magkakaibang matematikal na kagamitan depende sa bagay na sinusuri (mga pamamaraan ng mathematical programming, combinatorial at statistical na pagmomodelo). Kasabay ng mga matematikal na kagamitan, ginamit din ang mga heuristic na pamamaraan sa “operations research.”

Sa pagbuo ng mga pamamaraan para sa pagsusuri ng mga may-layuning kilos (operasyon) at ihambing na pagtataya ng mga solusyon, higit sa lahat sa quantitative na anyo, ang “operations research” ay nakasalalay sa sistemikong metodolohiya, na ayon dito ang mga pinag-aaralang penomena ay itinuturing na mga sistema na kumakatawan sa nag-uugnayang mga kalipunan ng mga elemento na idinisenyo upang makamit ang tiyak na mga layunin.

Ang pagsusuri ng tiyak na mga operasyon o penomena mula sa pananaw ng “operations research” ay kinasasangkutan ng pagbuo ng isang matematikal na modelo ng penomena, pagsusuri sa modelo at paghahanap ng solusyon, pagpapatunay sa pagkakatugma ng modelo at solusyon sa penomena, paggawa ng kinakailangang pag-aayos (“pagtatono”) sa modelo at solusyon, at sa wakas, paglalapat ng piniling solusyon sa praktika.

Malapit na kaugnay ng mga matematikal na suliranin ng pamamaraang ito (bagama’t hindi pormal na bahagi nito) ang malawak na larangan ng tinatawag na mga network na pamamaraan ng pagpaplano at pamamahala. Ang pagbuo ng mga network na pamamaraan at network na sistema ay malapit na kaugnay sa sangay ng “operations research” na nag-aaral ng mga modelo ng iskedyul. Ang mga pamamaraang ito ay nagbigay-daan sa paghahanap ng isang bago at lubhang praktikal na wika para sa paglalarawan, pagmomodelo, at pagsusuri ng mga komplikado at maraming yugtong operasyon. Kabilang dito, sa partikular, ang mga network na pamamaraan ng pagmomodelo at operational control: CPM — ang “Critical Path Method” at PERT — ang “Program Evaluation and Review Technique.”

Ang paglitaw ng iba’t ibang pormal na sistema ng pamamahala, mga pamamaraan ng pangmatagalang pagpaplano, programming, at pagtataya ay udyok ng pangangailangang lumikha ng mga kundisyon para sa tamang pagpapasya sa isang kapaligiran kung saan ang pamamahala ay kinakaharap ng napakalaking bolyum ng impormasyon, libu-libong mga salik na ang pag-uulat, pagtataya, at pagsasama-sama ay imposible sa ilalim ng karaniwang organisasyon ng pamamahala.

Ipinakita ng mga pag-aaral ng ilang mga sikologong Amerikano na nakararanas ang isang tao ng kahirapan sa paggawa ng mga desisyon kapag kinakailangan nitong isaalang-alang ang higit sa 10 baryabol o magkasalungat na mga salik, o higit sa 20 salik ng parehong uri. Gayunpaman, dahil ang isang optimal na solusyon ay maaari lamang magmula sa pag-uulat at pagsusuri ng lahat ng mga salik, anuman ang kakayahan ng isang tao sa isang tiyak na antas ng pamamahala na makayanan ang gawaing ito, may lumitaw na pangangailangan na hatiin ang mga suliranin sa mga bahaging suliranin at gawain. Ang pangunahing prinsipyo na siyang batayan ng karamihan sa umiiral na mga sistema ng programming ay ang lohikal na dekomposisyon ng mga gawain. Ang batayan nito ay ang pangangailangang bawasan ang bilang ng mga salik o ang bolyum ng impormasyon sa mga antas na maaaring pagtayahan ng isang tao.

Ang ikalawang direksyon ng “operations research” ay umunlad sa medyo naiibang paraan, na binigyang-diin hindi gaanong ang pagmamatematika ng mga suliranin ng pamamahala at ang pagpapakilala ng mga pamamaraan ng eksaktong agham, kundi ang paglalapat ng mga prinsipyo ng pag-aaral ng isang operasyon bilang isang nagkakaisang kabuuan, gamit ang “sariwa,” “walang-kinikilingang” mga pangkat ng pananaliksik. Ang paglitaw ng systems engineering ay kaugnay ng direksyong ito. Dapat pansinin na maraming siyentipikong nag-aral ng mga proseso ng pamamahala gamit ang pamamaraang “operations research” ang kalaunan ay lumampas sa mga hangganan ng ganitong uri ng pagsisiyasat. Kaugnay nito, iminungkahi nila ang lalong malawak na mga kahulugan ng disiplinang siyentipiko na ang saligan ay ang pamamaraang ito, na hindi bihira ay humantong sa kalituhan sa terminolohiya.

Kinikilala ng maraming espesyalistang Amerikano na, bagama’t sa kabuuan ang “operations research” ay kumakatawan sa isang lubhang mahalagang hakbang tungo sa paglikha ng isang bagong agham ng pamamahala, gayunpaman sinaklaw nito ang isang medyo makipot na saklaw ng mga suliranin. Bukod pa rito, habang umuunlad ang espesyalisasyon sa matematika, lumitaw ang isang hilig na ituring ang “operations research” bilang mga espesyal na sangay ng applied mathematics — ibig sabihin, hindi ituring ang mga ito bilang bumubuo ng isang malayang disiplinang siyentipiko na may natatanging paksa ng pag-aaral.

Kaya, kasing-aga ng simula ng dekada 1950, nagsimula ang isang aktibong paghahanap para sa mas tumpak na kahulugan ng katangian ng mga suliranin sa pamamahala na ang solusyon ay nangangailangan ng aplikasyon ng mga matematikal na pamamaraan, bagama’t ang mga suliranin mismo ay dapat maiugnay sa paksa ng teorya ng organisasyon at pamamahala. Ang resulta ay ang pagtukoy sa teorya ng pagpapasya bilang isang malayang disiplinang siyentipiko (sa loob ng agham ng pamamahala), na inisip bilang karagdagang pag-unlad ng “operations research,” na naaayon namang binigyang-kahulugan bilang tiyak na mga pamamaraan ng pagpapasya. Gayunpaman, sa teorya ng pagpapasya (at ito ang nagpapaiba nito sa “operations research”), ang pangunahing pansin ay ibinigay sa mismong proseso ng pagpapasya, sa pagbuo ng mga prinsipyo ng pagpili, sa pagbuo ng mga pamantayan sa kalidad, at sa pagtukoy ng mga pamamaraan sa paghahanap ng mga solusyong naaayon sa mga prinsipyong ito. Iginigiit ng mga tagapagtaguyod ng teoryang ito na ang pagpapasya ang siyang kaibuturan ng gawaing pangmamahala at tumutukoy sa mga natatanging katangian nito.

Ang gawain sa larangang ito ay nagpapatuloy pangunahin sa dalawang direksyon. Ang una ay may kinalaman higit sa lahat sa matematikal na pagmomodelo ng mga proseso ng pagpapasya kung paano ito talagang isinasagawa sa mga tunay na pangkat. Ang ikalawa ay nagtutuon ng pagsisikap sa pagbuo ng mga algoritmo na nagbibigay-daan sa pagkuha ng mga optimal na solusyon. Kasama sa unang direksyon ang iba’t ibang “pag-uugaling” pag-aaral, halimbawa, ang mga sa nina E. Fogel at R. Luce, samantalang saklaw ng ikalawa ang maraming pagsisiyasat sa teorya ng statistical na mga desisyon, teorya ng laro, at iba pa. Ang gawain ng mga kinatawan ng dalawang direksyon ay malawak na gumagamit ng mga kagamitan ng mathematical logic, mathematical statistics, gayundin ng linear, nonlinear, dynamic, at systems programming. Ang pangangailangang tayahin ang mga kahihinatnan ng isa o ibang desisyon sa ilalim ng mga kondisyon ng kawalang-katiyakan ay humantong sa malawakang paggamit ng mga pamamaraan ng statistical na pagsubok, o “mga pamamaraang Monte Carlo.”

Kasabay nito, sa loob ng “bagong” paaralan, nabuo ang isa pang punto ng pananaw, na ayon dito ang mga natatanging katangian ng pamamahala ay kaugnay ng aspetong pang-ekonomiya ng gawain ng iba’t ibang sistema, kaya’t ang sentral na pokus ng agham ng pamamahala ay dapat na ang gawain ng quantification at matematikal na pagmomodelo ng mga penomenong pang-ekonomiya. Ang pananaw na ito ay nagbunga ng tinatawag na econometric na lapit sa pagsusuri at programming ng mga proseso ng pamamahala.

Malaking kahalagahan para sa pag-unlad ng econometric na lapit ang pagkatuklas noong 1939 ng Sobyet na matematiko at Nobel laureate na si L. V. Kantorovich sa pamamaraan ng linear programming, kung saan malaking bahagi ng pananaliksik sa larangang ito ay nakabatay. 10 taon lamang matapos ito, muling natuklasan ang pamamaraang ito nang hiwalay ng Amerikanong matematiko na si G. Dantzig.

Sa saligan ng econometric na lapit ay ang pagbuo ng mga modelo na sumasalamin sa tiyak na mga penomena o proseso pang-ekonomiya sa iskematikong anyo sa pamamagitan ng siyentipikong abstraksyon ng pinaka-katangiang mga katangian ng mga penomena at prosesong ito. Kaiba sa isang modelong pang-ekonomiya, ang isang econometric na modelo ay ipinahahayag sa anyong matematikal. Ayon sa lapit na ito, ang bawat nabuong modelong economic-mathematical ay may apat na natatanging aspeto:

• Sumasalamin ito sa tiyak na mga penomenang pang-ekonomiya ng katangiang uri, na ipinahahayag sa tiyak na mga yunit ng sukat. Ang mga dami na ito ay, sa isang kahulugan, ang mga parametro ng modelo.
• Kasama sa modelo ang tiyak na mga quantitative na relasyon at ugnayan sa pagitan ng mga parametro. Maaari itong mga balance equation na tumutukoy sa istruktura ng pinamomodelong proseso, o mas komplikadong ugnayan na nag-uugnay sa mga resulta ng mga proseso sa kanilang mga sanhi.
• Tinutukoy ng modelo ang saklaw ng pinapayagang pagbabago sa mga parametro ng modelo sa paglipas ng panahon, espasyo, at bolyum. Ito ang tinatawag na mga hadlang na ipinapataw sa mga quantitative na ugnayan.
• Dapat kumatawan ang modelo sa isang sistema ng magkaugnay na mga parametro, ugnayan, at hadlang na may natukoy na mga input at output. Ang pamamahala sa gayong sistema — ibig sabihin, ang pagkuha ng tiyak na mga resulta sa output — ay dapat maganap sa pamamagitan ng isa o ibang anyo ng pagkilos sa mga input, nang hindi nakikialam sa panloob nitong istruktura.

Ang pagbuo ng mga econometric na modelo ay nahahati sa apat na pangunahing yugto.

• Ang unang yugto ay ang specification, kung saan pinormal ang mga pangunahing baryabol na pang-ekonomiya, at hinahanap ang mga matematikal na ekwasyon batay sa mga paunang pagpapalagay at panukala.
• Ang ikalawang yugto ay ang identification, na binubuo ng paghahanap sa mga halaga ng mga parametro ng mga ekwasyong nakuha sa unang yugto bilang resulta ng specification.
• Ang ikatlong yugto ay ang verification, na binubuo ng pagtukoy at pagpili ng mga pamantayan para sa pagtataya ng kalidad ng mga resulta ng specification at identification — ibig sabihin, ang antas ng pagkakatugma ng mga modelo sa aktwal na mga proseso pang-ekonomiya. Kung ang mga modelong nakuha sa pamamagitan ng specification at identification ay hindi angkop, sinisiyasat ang bisa ng mga paunang panukala at ang pagpili at pagpormal ng mga baryabol na pang-ekonomiya.
• Ang ikaapat na yugto ay ang prediction, na siyang proseso ng pagtukoy sa hinaharap na mga halaga ng mga baryabol na kasama sa econometric na modelo.