경영과학 문제 해결은 연구를 의뢰하는 고객과 분석가가 나란히 협력하는 공동 작업이다. 모델링 역량에 대한 지식을 지닌 경영과학 분석가에게는 고객이 제공하는 실무 경험과 상황 인식이 필요하다. 수학적 모델의 최적해를 도출하기에 앞선 여러 단계에서의 성공 여부는 팀의 창의성과 경험에 크게 좌우된다.
이처럼 "포착하기 어려운" 인적 요인 때문에 경영과학 이론을 실무에 적용하기 위한 정밀한 처방을 제시하기는 어려우며, 각 사례마다 방법론은 저마다 고유하게 마련된다.
대체로 실행 방향은 다음과 같은 상위 단계로 요약할 수 있다:
- 초기 문제의 정식화.
- 수학적 모델의 구축.
- 모델의 해 도출.
- 모델의 검증.
- 해의 실행.
문제를 정식화하려면 문제가 발생한 영역이나 최적화 과제를 해결해야 하는 영역을 조사해야 한다. 이는 모든 연구팀 작업의 초기 단계이다. 최소한 해결하려는 문제의 세 가지 기본 요소를 규명해야 한다:
- 실행 가능한 대안적 해의 서술;
- 목적함수(또는 여러 목적함수)의 식별;
- 실행 가능한 해에 부과되는 제약조건 체계의 식별.
처치먼, 애코프, 아노프의 고전적 저작 경영과학 개론에서는 여섯 단계가 서술되어 있다. 문제 정식화 단계는 별도로 구분되어 있다. 문제 정식화의 질이 결과를 결정짓는다. 이 단계에서 저지른 오류는 이후 모델을 구축하고 해를 구하려는 모든 노력을 무의미하게 만든다. 문제 정식화 과정에서는 시스템, 그 목표, 그리고 가능한 행동 방침에 대한 포괄적 분석이 이루어진다.
넓게 말하면, 경영과학 연구의 목적은 어떤 행동 방침이 가장 효과적인지를 판단하는 데 있다. 따라서 효과성의 기준(또는 기준으로 이루어진 시스템)을 수립해야 한다. 의사결정자를 포함한 연구 참여자들은 다음 사항을 이해해야 한다:
- 어떤 상황이 모델링에 적합한지;
- 모델 구축에 필요한 데이터를 어떻게 얻을 것인지;
- 모델을 언제 활용하는 것이 바람직한지, 그리고 합리적인 시간과 비용 범위 내에서 이를 어떻게 수행할지;
- 모델 해석과 해의 실무 적용으로부터 이익을 얻기 위해 무엇을 해야 하는지;
- 모델의 한계는 무엇이며, 모델이 실제 상황과 어느 정도까지 부합하는지.