חקר ביצועים

חקר ביצועים (מודלים דטרמניסטים) הוא ענף במתמטיקה שימושית המפתח ומיישם שיטות מתמטיות לקביעת הדרך לניצול מיטבי של משאבים מוגבלים. המונח "חקר ביצועים" מטעה במקצת ונובע מההיסטוריה של התחום שמקורה בשימושים צבאיים. היישום מבוצע על ידי בניית מודל אידאלי (מופשט) שמתאר את המציאות.

משפחות מודלים בחקר ביצועים

מודל מתמטי: במודל זה ההנחה שכל המשתנים הרלוונטיים ניתנים לכימות. פונקציה מתמטית משמשת לתיאור התנהגות המערכת. הפתרון מבוצע על ידי מניפולציה מתמטית על הפונקציה.
מודל היוריסטי: כאשר המודל המתמטי מסובך מכדי למצוא פתרון מדויק או אופטימלי ניתן להשתמש במודל היוריסטי שמתבסס על חוק אמפירי או אינטואיטיבי ומאפשר למצוא פתרון "טוב". העיקרון הוא לחפש פתרון יותר טוב מהנוכחי עד שלא ניתן לשפר את הפתרון הנוכחי.
סימולציה: בסימולציה מבוצע ניסיון לחקות התנהגות מערכת לאורך זמן על ידי הגדרת מאורעות שמתרחשים בציר הזמן ודגימת ביצועי המערכת במאורעות אלו. סימולציה היא כמו ניסוי ולכן חשופה לטעויות שיכולות לקרות בכל ניסוי. חסרונה העיקרי של הסימולציה שאינה מספקת פתרון כללי.

ההיסטוריה של חקר ביצועים

במלחמת העולם השנייה הוטל על קבוצת אנשי מדע בבריטניה לבחון את הבעיות האסטרטגיות והטקטיות שכרוכות בהגנת המדינה, ולהגיע להחלטה על הדרך היעילה ביותר לנצל את המשאבים המוגבלים להגנה למשל: המכ"ם שפותח והשימוש במפציצים. מקובל לייחס לאירוע זה את תחילת הדרך של דיסציפלינת חקר ביצועים.

השם לדיסציפלינה הינה כתובת דואר כשהחדר בו עבד צוות המחקר היה ממוקם באגף מבצעים והדואר שנשלח אליהם היה חתום במבצעים/מחקר (Operation/Research) - בהמשך הלוכסן התבטל.

בעקבות התוצאות המעודדות של הקבוצה, אימצו גם האמריקאים את השיטה לניתוח בעיות לוגיסטיות וטקטיות כגון: פיזור מיטבי של מוקשיים ימיים ובחירת פרופילי טיסה.

עם תום מלחמת העולם, החלו בשימוש בחקר ביצועים בארגונים עסקיים. בשנת 1947 פרסם המתמטיקאי גורג' דנציג מארצות הברית את שיטת הסימפלקס בתכנות לינארי ומאז התפתחו מודלים ושיטות נוספות. התאוצה הגדולה ביישומי חקר ביצועים החלה במקביל להתפתחות עוצמת המחשבים.