Yöneylem araştırması problemlerinin çözümü, araştırmayı sipariş eden müşterilerin ve analistlerin yan yana çalıştığı ortak bir çabadır. Modelleme olanakları konusunda bilgi sahibi olan YA analistlerinin, müşterinin getirdiği pratik deneyime ve durumsal farkındalığa ihtiyacı vardır. Matematiksel modele en iyi çözümün elde edilmesinden önceki aşamalardaki başarı, büyük ölçüde ekibin yaratıcılığına ve deneyimine bağlıdır.
«Ele avuca sığmaz» insan faktörü nedeniyle, yöneylem araştırması teorisini uygulamaya geçirmek için kesin reçeteler sunmak zordur; her bir özel durumda metodoloji kendine özgü olacaktır.
Genel hatlarıyla, uygulama yönü aşağıdaki üst düzey aşamalar olarak özetlenebilir:
- Başlangıç probleminin formalize edilmesi.
- Matematiksel bir modelin oluşturulması.
- Modelin çözülmesi.
- Model doğrulaması.
- Çözümün uygulanması.
Problemi formalize etmek, problemin ortaya çıktığı ya da bir optimizasyon görevinin çözülmesi gereken alanın incelenmesini gerektirir. Bu, herhangi bir araştırma ekibinin çalışmasının ilk aşamasıdır. En azından, çözülmekte olan problemin üç temel unsuru belirlenmelidir:
- uygulanabilir alternatif çözümlerin bir tanımı;
- amaç fonksiyonunun (veya amaç fonksiyonlarının) belirlenmesi;
- uygulanabilir çözümlere getirilen kısıtlar sisteminin belirlenmesi.
Churchman, Ackoff ve Arnoff’un Yöneylem Araştırmasına Giriş adlı klasik eserinde altı aşama anlatılmaktadır. Problem formülasyonu aşaması ayrı olarak ele alınmıştır. Problem formülasyonunun kalitesi sonucu belirler. Bu aşamada yapılan hatalar, modelin daha sonra oluşturulması ve çözülmesi için harcanan tüm çabaları değersiz kılar. Problem formülasyonu sırasında sistemin, amaçlarının ve olası eylem tarzlarının kapsamlı bir analizi yapılır.
Genel olarak söylemek gerekirse, bir yöneylem araştırması çalışmasının amacı hangi eylem tarzının en etkili olduğunu belirlemektir. Dolayısıyla, bir etkililik ölçütü (veya ölçütler sistemi) belirlenmelidir. Karar vericiler de dâhil olmak üzere çalışmaya katılanların şunları anlamaları gerekir:
- hangi durumların modellemeye elverişli olduğu;
- bir model oluşturmak için gereken verilerin nasıl elde edileceği;
- modellerin ne zaman kullanılmasının uygun olduğu ve bunun makul zaman ve maliyet sınırları içinde nasıl yapılacağı;
- modelin yorumlanmasından ve çözümün pratikte uygulanmasından fayda sağlamak için nelerin yapılması gerektiği;
- modelin sınırlamalarının neler olduğu ve modelin gerçek duruma ne ölçüde karşılık geldiği.