Investigación de operaciones
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¿Qué es la Investigación de Operaciones?

El propósito de  la Investigación de Operaciones consiste en preparar al profesional para decidir entre diferentes medios o métodos disponibles para alcanzar un objetivo propuesto, de modo que se alcance un resultado en relación a determinados criterios de optimización.

La relación entre Investigación de Operaciones e Ingeniería Industrial se basa en el objetivo común de alcanzar la productividad en una organización o sistema (La productividad entendida como el grado en el que una organización se acerca hacia su objetivo. La visión de Goldratt de la productividad). El Ingeniero Industrial o el encargado de la gestión de operaciones busca gestionar las restricciones y alcanzar el objetivo general de la organización mediante la toma de decisiones (Las restricciones entendidas como todo aquello que se interpone entre la organización y su objetivo). La Investigación de Operaciones proporciona herramientas y métodos cuantitativos para apoyar estas decisiones.

Si bien, la intuición, la creatividad y la experiencia forman parte de las consideraciones en un proceso de toma de decisiones, algunas decisiones merecen un estudio más profundo, en razón de sus consecuencias y de la complejidad del contexto, haciéndose imprescindible un sustento metodológico para la toma de decisiones, el cual puede hallarse en los procedimientos propios de la investigación de operaciones. También es posible que dichas formas de razonamiento producto de una base cuantitativa, sirvan para reforzar una buena teoría, y como driría Javier Arévalo, pensador sistémico experto en gestión de operaciones: ¡Nada es más práctico que una buena teoría!

En lugar de decir que el objetivo de la Investigación de Operaciones es evitar decisiones intuitivas del Ingeniero, se podría afirmar que su objetivo es proporcionar al Ingeniero un conjunto de herramientas que lo ayuden a tomar decisiones más informadas y fundamentadas en principios sólidos (complementar su enfoque). La Investigación de Operaciones busca fortalecer la práctica del Ingeniero mediante la aplicación de métodos y técnicas cuantitativas que refuercen su base teórica.
Podría verse que uno de los primeros ejemplos históricos del uso de la investigación operacional es la misión confiada a Arquímedes por Hierón, tirano de Siracusa, de aplicar los mejores medios y métodos para defender a la ciudad contra los ataques y el sitio de los romanos.

Un poco de historia…

La investigación operacional sólo se ha beneficiado de una aplicación sistemática hasta la Segunda Guerra Mundial, principalmente en la conducción de las grandes operaciones militares. La investigación operacional utiliza, en gran medida, a los ordenadores; la invención y comercialización de estas máquinas fueron la condición primordial de su desarrollo en el dominio civil y especialmente en la economía de empresa. Por una feliz coincidencia, sólo en nuestra época los problemas de gestión de las grandes empresas se han convertido en irremediablemente complejos. Si bien es indispensable, para el técnico en investigación de operacional, el estudiar los problemas generales que se presentan y los algoritmos clásicos que permiten resolverlos, debe estar también totalmente persuadido de que las situaciones prácticas que encontrará serán mucho más complicadas y que deberá emprender una tarea original para dar satisfacción al encargado de tomar decisiones ofreciéndole la posibilidad de optimizar según su propio criterio.

“Un elemento principal de la investigación de operaciones es el modelado matemático. Aunque la solución del modelo matemático establece una base para tomar una decisión, se deben tener en cuenta factores intangibles o no cuantificables, por ejemplo el comportamiento humano, para poder llegar a una decisión final” TAHA, Hamdy

 

Es necesario, pues, en función de las motivaciones del responsable de la decisión que plantea un problema, identificar los fenómenos a estudiar mediante un análisis profundo de la situación. Este análisis se funda sobre la observación de la situación real, mediante conversaciones con las personas que participan en ella directamente y mediante acopio de datos estadísticos o provisionales (resultantes de encuestas, de medidas o de estudios técnicos). El profesional debe entender por sobre todas las cosas que su objeto de estudio es una organización, una empresa, un todo indivisible que funciona como un sistema.

La investigación de operaciones puede definirse como un método científico de resolución de problemas (Es la definición de Ackoff), la cual brinda las herramientas suficientes para que con base en abstracciones de la realidad se puedan generar y resolver modelos matemáticos con el objetivo de elaborar un análisis y concluir de los mismos para así poder sustentar cuantitativamente las decisiones que se tomen respecto a la situación problema.

Método científico

Otra de las muchas definiciones que de la investigación de operaciones se encuentran es la siguiente:

«La Investigación de Operaciones es la aplicación, por grupos interdisciplinarios, del método científico a problemas relacionados con el control de las organizaciones o sistemas a fin de que se produzcan soluciones que mejor sirvan a los objetivos de toda organización.» Ackoff, R. L. y Sasieni M. W.

 

¿Cómo abordar un problema real de optimización?

La optimización puede considerarse como la búsqueda de la mejor solución (solución óptima) de un problema. El mejor término depende del contexto en el que se trabaje. Por ejemplo, en un contexto operativo atinente a las utilidades,la optimización del sistema constituye la maximización de los resultados, todo lo contrario a los costos o las distancias, casos en los cuales la optimización dependerá de la minimización de los resultados.

Problema de optimización

Modelamiento

Un modelo es una abstracción o una representación de la realidad o un concepto o una idea con el que se pretende aumentar su comprensión, hacer predicciones y/o controlar/analizar un sistema. Cuando el sistema no existe, sirve para definir la estructura ideal de ese sistema futuro indicando las relaciones funcionales entre sus elementos. En la actualidad un modelo se define como un constructo basado en nuestras propias percepciones pasadas y actuales; la anterior representación puede ser holista o reduccionista.

Los modelos se pueden clasificar según su grado de abstracción en:

  • Modelos Abstractos (no físicos)
  • Modelos Concretos (físicos)

Y se pueden clasificar igualmente si son matemáticos en:

  • Estáticos
  • Dinámicos
  • Determinísticos
  • Estocásticos
Modelos de investigación de operaciones
Francisco Chediak
En la actualidad, no se puede hablar de una clasificación estricta de los algoritmos debido a la variedad en la naturaleza y origen de los datos (por ejemplo, los datos obtenidos en tiempo real), y a las capacidades de los lenguajes de programación. Esto ha permitido la incorporación de elementos probabilísticos en modelos que antes se consideraban determinísticos.

Bryan Salazar López

Ingeniero Industrial y Magíster en Logística Integral especializado en productividad y modelamiento de procesos bajo dimensiones de sostenibilidad, industria 4.0, transformación digital y modelos de optimización. Docente universitario de pregrado y posgrado con experiencia en la enseñanza de estos temas. Fundador de Ingenieriaindustrialonline.com, un sitio en donde se recogen las aportaciones de investigaciones, artículos y referencias relevantes para la industria.

6 comentarios

  1. Buenas noches, como podria incluir la investigacion de operaciones en mi tesis denominado: Determinacion de costos y rendimientos de maquinaria para elaboracion de chips.
    Si es muy gentil de darme una idea o un apoyo se lo agradecederia demasiado.
    saludos desde Riobamba- Ecuador

  2. Coordial saludo. quisiera tener una orientacion acerca de como hacer un modelamiento para cumplir con uno de los objetivos de mi tesis, evaluar la alternativa de apalancamiento financiero optima para las empresas nacientes. De ante mano gracias. Saludos desde Colombia.

  3. Estimado Bryan Salazar, es pregunta puedo hacer un comentario a la pregunta del Milthon Portilla, hago la pregunta porque desconozco el protocolo de estar inscrito en esta interesante publicación, recibe mis saludos y agradecimiento.

  4. Quisiera tener claro los enfoques de la investigación de operaciones, puesto que en algunas páginas y libros no es claro y habla de enfoque probabilístico, optimización, estocásticos, determinísticos.
    gracias

    1. Hola, Karen.

      Los enfoques que mencionas guardan una directa relación con la clasificación de los modelos. En ese sentido, sí, encontramos que existen modelos determinísticos, estocásticos (por la naturaleza de los elementos del sistema y consideración de la incertidumbre). Respecto al fin del modelo, podemos hablar de la búsqueda de una solución factible u óptima (enfoques de factibilidad o de optimización). También podemos considerar el horizonte de tiempo del sistema modelado, y si tenemos un enfoque estático o dinámico. En la actualidad, se han reclasificado, diría yo, muchos de los modelos convencionales, incorporando elementos que antes la tecnología no permitía; por ejemplo: Anteriormente, era normal clasificar un modelo de programación lineal como un modelo cuyo enfoque era «determinístico (sin incertidumbre), de optimización (que utilizaba técnicas para hallar una solución óptima), y estático. Sin embargo, el poder de la tecnología, la integración con diversos flujos de datos y los solucionadores basados en lenguajes de programación nos permiten tener modelos de programación lieal: «estocásticos (cuyos datos de entrada se rijan por distribuciones de probabilidad), factibles (cuya ejecución se limite por iteraciones o tiempo), dinámicos e incluso, que obtengan datos en tiempo real».

      Así que mi recomendación es, no solo a considerar la categoría del modelo, sino el contexto de obtención de datos y las capacidades del software de modelamiento y solución.

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