Традиционные марковские модели теории массового обслуживания (такие как формулы Эрланга) базируются на фундаментальном допущении о пуассоновском характере входящего потока заявок. Это допущение подразумевает, что вероятность поступления новой заявки абсолютно не зависит от времени, прошедшего с момента поступления предыдущей (экспоненциальное распределение интервалов). Однако в реальных индустриальных системах — от планирования ремонтов авиационных двигателей до анализа сбоев на конвейерах — интервалы между событиями имеют гораздо более сложную структуру с памятью (например, распределения Вейбулла или Эрланга). Для строгого математического анализа таких немарковских процессов был создан аппарат Теории восстановления (Renewal Theory), вершиной которого стали теоремы Пальма и Хинчина.

Когда крупная курьерская служба, такая как FedEx или UPS, получает десятки тысяч заявок на доставку в рамках одного мегаполиса, попытка решить задачу маршрутизации транспорта (VRP) для всей базы одновременно обречена на провал из-за комбинаторного взрыва. Для того чтобы свести задачу к вычислительно приемлемым масштабам, исследование операций использует стратегию «Сначала кластеризуй, потом маршрутизируй» (Cluster-First, Route-Second). Клиентская база разбивается на компактные географические зоны (кластеры), каждый из которых поручается отдельному грузовику или региональному депо. Для автоматизации этого процесса применяется мощный математический аппарат машинного обучения без учителя, венцом которого являются алгоритмы K-средних и K-медианоидов.

Управление сложными производственными системами десятилетиями опиралось на концепции локальной оптимизации: если каждый станок на заводе работает с максимальной отдачей, то и весь завод будет максимально эффективен. В 1980-х годах израильский физик Элияху Голдратт математически доказал, что этот интуитивный подход глубоко ошибочен и ведет к катастрофическому затовариванию складов. Голдратт разработал Теорию ограничений (Theory of Constraints, TOC) — методологию исследования операций, которая рассматривает любое предприятие как единую цепь, прочность которой определяется исключительно самым слабым звеном. Этот аналитический подход перевернул индустриальную логистику, предложив элегантный алгоритм управления потоками, известный как Барабан-Буфер-Веревка (DBR).