Operations Research (OR) ist eine wissenschaftliche Disziplin, die sich mit der Entwicklung und Anwendung von Optimierungsmethoden auf der Grundlage mathematischer Modellierung und verschiedener heuristischer Ansätze befasst.
Die Methoden des Operations Research werden in Situationen angewandt, in denen ein zielgerichtetes Vorhaben organisiert werden muss und auf mehr als eine Weise durchgeführt werden kann — das heißt, wenn eine Entscheidung aus mehreren möglichen Alternativen gewählt werden muss. Jede Alternative besitzt bestimmte Vor- und Nachteile, und angesichts der herrschenden Umstände ist nicht unmittelbar klar, welche Alternative vorzuziehen ist und warum.
Das Ziel des Operations Research besteht darin, eine vorläufige quantitative Begründung für optimale Entscheidungen zu liefern, die auf einem Wirksamkeitsmaß beruht. Die eigentliche Entscheidungsfindung liegt außerhalb des Anwendungsbereichs des Operations Research und fällt in die Zuständigkeit des verantwortlichen Entscheidungsträgers.
Die Methoden des Operations Research sind für gut strukturierte Probleme wirksam. Gut strukturierte (bzw. gut formalisierbare) Probleme lassen eine quantitative Formulierung zu; ihre wesentlichsten Abhängigkeiten werden durch formale Modelle ausgedrückt und in symbolischer Form dargestellt, wobei die Symbole numerische Werte annehmen. Die Methodik des Operations Research widmet neben der Berechnung selbst auch dem Prozess der Problemformulierung, der Auswahl mathematischer Modelle sowie der Interpretation und dem Verständnis der Berechnungsergebnisse besondere Aufmerksamkeit.
Ein Großteil der Arbeit im Operations Research beruht auf Methoden der mathematischen Programmierung. Im Gegensatz zu rein mathematischen Methoden stellen diese Werkzeuge zur Problemformulierung bereit und liefern einen zulässigen Lösungsbereich sowie Lösungsalternativen. Darüber hinaus kann ein Modell der mathematischen Programmierung mehrere Kriterien berücksichtigen (in Form einer Zielfunktion und von Restriktionen), was die Objektivität der Entscheidungsfindung erhöht.
Neben dem auf mathematische Programmierungsmodelle ausgerichteten Zweig umfasst das Operations Research auch Methoden und Modelle, die auf mathematischer Statistik und Wahrscheinlichkeitstheorie beruhen. Zu den Methoden des Operations Research gehören außerdem Spieltheorie, mathematische Logik, Graphentheorie und andere Methoden der diskreten Mathematik.
Infolgedessen sind eine Reihe eigenständiger Zweige des Operations Research entstanden, die jeweils auf der Anwendung unterschiedlicher Methoden beruhen: Lagerhaltung, Anlagenersatz, Ressourcenzuteilung und Terminplanung — also Problemklassen, die auf den wichtigsten Formulierungen der mathematischen Programmierung beruhen — sowie Warteschlangentheorie, spieltheoretische Modelle von Konflikt und Wettbewerb und andere.