חקר ביצועים

"חקר ביצועים" היא גישה מדעית (שיטתית, אמפירית ושניתן לשחזר אותה) שעוסקת בחקר הביצועים של מערכות שפועלות בסביבה כלשהי.

הגישה מתבססת, בין היתר, על חוקי המתמטיקה, הפיזיקה ומדעי ההתנהגות. על מנת לבנות מודל הקרוב ביותר למציאות, שמסקנותיו הכמותיות יסייעו למקבלי החלטות (צבאיים או עסקיים) להבין טוב יותר את ההשלכות, טרם ביצוע שינויים.

ברוב המקרים, המודל ימצא את הדרך האופטימלית לניצול המשאבים תחת אילוצים. אך, בשאר המקרים, כאשר ישנן מספר מטרות ופתרונות, המודל יציג על בסיס כמותי את ההשלכות הצפויות בבחירה של כל מטרה או פתרון. ויסייע למתכנן לבחור את ההחלטה הטובה ביותר.

"מודל מוצלח" הוא מודל שהצליח לעזור למתכנן או למקבל ההחלטות להבחין בהשפעה של אותה ההחלטה.

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 היא 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 מוקשים ימיים ובחירת פרופילי טיסה.

עם תום המלחמה, החלו בשימוש בחקר ביצועים בארגונים עסקיים. בשנת 1947 פרסם המתמטיקאי ג'ורג' דנציג מארצות הברית את שיטת הסימפלקס בתכנון ליניארי ומאז התפתחו מודלים ושיטות נוספות. התאוצה הגדולה ביישומי חקר ביצועים החלה במקביל להתפתחות עוצמת המחשבים.