چرا علم داده؟

مقدمه

بسیاری از ما جسته و گریخته، درباره‌ی علم داده شنیده و خوانده‌ایم؛ اما دانش ما از این علم با توجه به تغییرات روز افزون آن همچنان کافی نیست. در این نوشته بر آنیم با دسته‌بندی کارکردهای این علم با بینشی صحیح و انگیزه‌ای هدفمند به سراغ شناخت علم داده برویم.
در هر شاخه‌ای از علم، کسب و کار، مدیریت پروژه، شاخه‌های گوناگون علوم تجربی، شاخه‌های متفاوت مهندسی و به بیان بهتر هر بخشی از زندگی، علم داده یکی از بهترین و بی نقص‌ترین راه‌‌ها جهت یافتن مسیر بهبود، راهبرد و مدیریت است. و پیش از هر چیز می‌دانیم که درک ما از این شاخه از علم بسیار محدود است و دریای بیکرانی برای دانستن در پیش روست.

اگر بخواهیم از اهمیت علم داده بگوییم، کوتاه و ساده می‌توان گفت اگر علم داده وجود نمی¬داشت، کامپیوتر و تمامی شاخه‌‌های علم انفورماتیک فاقد روح بود. بیان اثرگذاری‌‌های بی‌شمار این علم، که در ادامه به تفصیل بیان خواهد شد، تنها مزیت این مبحث نیست. از قضا و از بخت خوب ما، این رشته از پولسازترین و پر درآمدترین شاخه‌‌های علم کامپیوتر و تقریبا، تمامی شاخه‌‌های علوم مهندسی است. پس خوشحالیم و احتمالا انگیزه‌ای بیشتر برایمان ایجاد خواهد شد.
در هر کسب و کار و پروژه‌‌ای، چه عملیاتی و چه تحقیقاتی، تجربیات ما و توان اشرافمان بر وقایع گذشته و آینده و جزئیات آن محدود است. رسیدن به تصویر بزرگتر و مجموعه‌ی کامل‌تری از وقایع در یک مسئله، همواره دغدغه‌ی مهم اهل فن بوده است. با داشتن اطلاعات زیاد و متنوع و ایجاد دید کلان در کنار توجه به جزئیات مورد نیاز، می‌توان به بهترین و بهینه‌ترین نتیجه رسید؛ در بهترین زمان و با کمترین هزینه. ما این اطلاعات را “داده” و هر ابزار علمی که ما را برای رسیدن به نتیجه‌ و تحلیل ساختار یافته پیرامون داده‌ها یاری می‌کند را “علم داده” یا “Data Science” می‌نامیم. ما با این ابزار می‌توانیم مهم‌ترین بخش و موثرترین فرد در یک مجموعه تحقیقاتی و یا عملیاتی باشیم.نتایج به‌ دست آمده با استفاده از امکانات موجود در علم داده در تشخیص، خودکارسازی، پیشبینی و بهینه‌سازی می‌تواند تفاوت بسیار زیادی را با روش‌‌های تحلیل سنتی ایجاد کند. به عنوان یک مثال واقعی، در نظر بگیرید در منطقه‌‌ای خاص از یک شهر فروشگاهی بزرگ وجود دارد. مدیر فروش این فروشگاه فردی تقریبا موفق است و کسب و کار نسبتا موفقی دارد. این شخص فردی پویاست و می‌داند که بسنده کردن به موفقیت نسبی فعلی هیچ تضمینی برای آینده نیست و نمی‌تواند بگوید کسب و کارش کاملا بهینه است. این شخص تصمیم می‌گیرد تا قیمت اجناس خود را به قدری پایین بیاورد تا تمامی افراد شهر را جذب فروشگاه بزرگ خود کند. وی تصمیم می‌گیرد هزینه‌‌های خود را کاهش داده، به هر شکلی قیمت کالا‌‌هارا پایین آورده و فروش خود را از این طریق افزایش دهد. این مدیر راه‌های گوناگون پر هزینه مانند آگهی بازرگانی، بیلبورد تبلیغاتی، تخفیف فصلی، کم کردن هزینه‌‌های جاری و غیره را برای دستیابی به این هدف مرور می‌کند. البته این تدابیر بی تاثیر نخواهند بود و تا مقداری مراجعین به آن فروشگاه بسیار بزرگ را افزایش می‌دهد.این مدیر فراخوانی را در دانشگاه شهر منتشر می‌کند و بدون شرح کامل مسئله از کسانی که پیشنهاد راهبردی و عملی دارند دعوت به عمل ‌‌می‌آورد.

یک دانشجو به ایشان پیشنهاد می‌دهد که بعد از ارائه‌ی یک طرح پیشنهادی به این مدیر، اگر موفق به رونق فروش فروشگاه شود، تا پایان دوره‌ی تحصیلش از آن خرید رایگان داشته باشد و همچنین ماهانه پانصد یورو تا پایان زمان تحصیل از مدیر دریافت کند. مدیر این پیشنهاد را می¬پذیرد. دانشجو پس از مدتی مطالعه، طرحی را پیشنهاد می‌دهد. آن طرح با تغییر ترتیب و محل چیدمان وسایل و قفسه‌‌ها عملی می‌شد. مدیر در ابتدا به دو دلیل تمایل خاصی به اجرا کردن آن نشان نمی‌داد. دلیل اول این بود که کمی قبل تر، شخص دیگری با هدف مشترک “بهبود چیدمان محصولات” پروژه‌‌ای نه چندان موفق را برایش انجام داده بود و مدیر از نتیجه این پروژه راضی نبود. دلیل دوم این بود که مدیر بر این باور بود چیدمان فعلی برایش مناسب است و نیازی به هزینه‌ی مجدد برای آن ندارد؛ وجود آب معدنی در قفسه‌ی میانی در کنار نوشابه و آب میوه‌‌ها و به دنبال آن چیپس، پفک و ماست و قفسه‌ی شکلات‌‌ها چیدمان صحیحی است. مواد شوینده همه باهم در یک راهرو به عنوان بخشی مجزا و وسایل آرایشی در وسط فروشگاه جلوه مناسبی دارد.
به هر شکل دانشجو موفق شد تا مدیر را قانع کند و فرصتی را جهت انجام پروژه بگیرد. دانشجو براین باور بود که هر ماه باید چیدمان جدیدی برای کالا‌‌ها و محل قفسه‌‌ها درنظر گرفت، ماست و چیپس و پفک نباید در کنار هم باشند، لوازم آرایش با همان جلوه زیبا باید در کنار مواد شوینده با ظاهری نه چندان دلچسب باشند و بسیاری از تغییرات دیگر. پس از یک ماه از اجرای پروژه و با اعمال این تغییر بسیار کم هزینه‌ فروش فروشگاه به نزدیک یک و هفت دهم افزایش یافت! دانشجو این چیدمان را با مطالعه بر روی چند نکته پیشنهاد داد.

•  سلیقه و طبع افراد آن منطقه‌ی خاص
•  میانگین سنی افرادی که در آن منطقه زندگی می‌کنند
• تعداد زن و مردی که از آن فروشگاه خرید می‌کنند
•  مطالعه بر روی سبد خرید افراد که حاوی اطلاعاتی از جمله انواع کالا، مبلغ کل، مقدار/تعداد از هر نوع کالا، نحوه پرداخت و غیره است

نکته‌ی قابل توجه آن است که پیش از این دانشجو، سه پروژه در حیطه‌ی علم داده به همین منظور در آن فروشگاه اجرا شده بود و همانطور که ذکر شد، یکی از پروژه‌‌ها حتی مسیر کاملا مشترکی با طرح آن دانشجو داشت و با سازماندهی محل محصولات سروکار داشت. اما بازدهی هیچ کدام مانند پروژه‌ی این دانشجو نبود. این نکته به ما می‌گوید که در پروژه‌هایی بر پایه‌ی علم داده، همواره می‌توان برای دستیابی به نتیجه‌ی اثربخش‌، خصیصه‌‌های موثرتر و دقیق تری را تشخیص داد و روش‌‌های بهتری را جهت آموزش ماشین انتخاب کرد، استفاده صحیح تری از علم آمار و احتمالات کرد و معیارهای سنجش بهتری برای نتیجه گیری نهایی برگزید. این تنها بستگی به ذکاوت، تجربه و نگرش ما از کلیت مسئله و بالطبع توانایی ما در استفاده صحیح از ابزارها دارد.