Die Planung und der Betrieb großer, vielfältiger und komplexer Systeme erfordert Methoden, die aus der Mathematik, Physik und Operations Research heraus entwickelt wurden. Sie erlauben präzise Optimierungen und Verbesserungen existierender oder geplanter Systeme aller Art. Die Methoden sind gleichsam gedanklichen oder physischen Experimenten gleichzusetzen, bieten jedoch enorme Vorteile der schnellen Verarbeitung großer Datenmengen, der jederzeitigen Reproduzierbarkeit, des preiswerten Einsatzes auf Rechnern und der Möglichkeit zur kritischen Hinterfragung. Sie wurden vor allem als Berechnungsmodelle und Simulationen bekannt.
Operations-Analysen nutzen auf systematische Weise derartige Modelle zum Zwecke der Optimierung von Operationen, zur Vermeidung von kritischen oder katastrophalen Szenarien und zur Verbesserung von existierenden oder geplanten Systemen im Einsatz. Operations-Analysen haben sich frühzeitig im militärischen Bereich entwickelt. Die Systematik und der Nutzen wurde gerade mit der Verfügbarkeit preiswerter Rechner in den letzten Jahren besonders deutlich und Anwendungen sind in vielen Bereichen, in denen große Systeme geplant und behandelt werden müssen, erfolgreich durchgeführt worden.
Die Modelle haben sich als wichtigstes Hilfsmittel der Operations-Analysen herausgestellt. Ihre Bedeutung stieg mit der rapiden Entwicklung moderner Rechner. Ein Modell ist die mehr oder weniger genaue Abbildung bzw. Vorbildung eines Systems in der Realität. Durch das Experimentieren mit dem Modell lassen sich Schlüsse auf die Reaktionen, Verhaltensweisen und Wirksamkeiten des realen Systems ableiten. Ein wichtiger Vorteil des Modells ist es, dass die gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse reproduzierbar sind.