La ricerca operativa (RO) è una disciplina scientifica che si occupa dello sviluppo e dell’applicazione di metodi di ottimizzazione basati sulla modellazione matematica e su vari approcci euristici.
I metodi della ricerca operativa si applicano in situazioni in cui un’attività finalizzata deve essere organizzata e può essere svolta in più di un modo — vale a dire, quando è necessario scegliere una decisione tra numerose alternative possibili. Ogni alternativa presenta determinati vantaggi e svantaggi e, date le circostanze prevalenti, non è immediatamente chiaro quale alternativa sia preferibile e per quale motivo.
L’obiettivo della ricerca operativa è fornire una giustificazione quantitativa preliminare per decisioni ottimali, basata su una misura di efficacia. La decisione vera e propria esula dall’ambito della ricerca operativa e rientra nella competenza del decisore responsabile (DM).
I metodi della ricerca operativa sono efficaci per i problemi ben strutturati. I problemi ben strutturati (o ben formalizzabili) ammettono una formulazione quantitativa; le loro dipendenze più essenziali sono espresse mediante modelli formali e rappresentate in forma simbolica, dove i simboli assumono valori numerici. La metodologia della ricerca operativa, oltre al calcolo, presta grande attenzione al processo di formulazione del problema, alla scelta dei modelli matematici e all’interpretazione e comprensione dei risultati computazionali.
Gran parte del lavoro nella ricerca operativa si basa sui metodi della programmazione matematica. A differenza dei metodi puramente matematici, questi forniscono strumenti per la formulazione dei problemi e producono una regione delle soluzioni ammissibili e alternative di soluzione. Inoltre, un modello di programmazione matematica può tenere conto di più criteri (sotto forma di funzione obiettivo e vincoli), il che accresce l’oggettività della presa di decisione.
Accanto al ramo orientato ai modelli di programmazione matematica, la ricerca operativa comprende anche metodi e modelli fondati sulla statistica matematica e sulla teoria della probabilità. I metodi della ricerca operativa includono inoltre la teoria dei giochi, la logica matematica, la teoria dei grafi e altri metodi della matematica discreta.
Di conseguenza, sono emersi numerosi rami distinti della ricerca operativa, ciascuno fondato sull’applicazione di metodi diversi: il controllo delle scorte, la sostituzione delle attrezzature, l’allocazione delle risorse e la pianificazione delle attività — vale a dire, classi di problemi radicate nelle principali formulazioni della programmazione matematica — oltre alla teoria delle code, ai modelli di conflitto e competizione basati sulla teoria dei giochi e ad altri ancora.