I.Descripción histórica de la Investigación de Operaciones Las raíces de la investigación de operaciones se remontan a muchas décadas, cuando se hicieron los primeros intentos para emplear el enfoque científico en la administración de una empresa. Sin embargo, el inicio de la actividad llamada investigación de operaciones, casi siempre se atribuye a los servicios militares prestados a principios de la Segunda Guerra Mundial. Debido a los esfuerzos bélicos, existía una necesidad urgente de asignar recursos escasos a las distintas operaciones militares y a las actividades dentro de cada operación, en la forma más efectiva. Por todo esto, las administraciones militares americana e inglesa hicieron un llamado a un gran número de científicos para que aplicaran el enfoque científico a éste y a otros problemas de estrategia y táctica. De hecho, se les pidió que hicieran investigación sobre operaciones militares. Estos equipos de científicos fueron los primeros equipos de investigación de operaciones. Sus esfuerzos contribuyeron de una manera definitiva al triunfo del combate aéreo inglés en la isla de Campaña en el Pacífico, de la batalla del Atlántico Norte y de muchas otras. Estimulados por el evidente éxito de la investigación de operaciones en lo militar, los industriales comenzaron a interesarse en este nuevo campo. Como la explosión industrial seguía su curso al terminar la guerra, los problemas causados por el aumento de la complejidad y especialización dentro de las organizaciones pasaron a primer plano. Comenzó a ser evidente para un gran número de personas, incluyendo a los consultores industriales que habían trabajado con o para los equipos de investigación de operaciones durante la guerra, que estos problemas eran básicamente los mismos que los enfrentados por la milicia, pero en un contexto diferente. De esta forma, la investigación de operaciones comenzó a introducirse en la industria, los negocios y el gobierno. Para 1951, ya se había introducido por completo en Gran Bretaña y estaba Estados Unidos en proceso de hacerlo. Se pueden identificar por lo menos otros dos factores que jugaron un papel importante en el desarrollo de la investigación de operaciones durante este periodo. Uno es el gran progreso que ya se había hecho en el mejoramiento de las técnicas disponibles en esta área. Después de la guerra, muchos científicos que habían participado en los equipos de investigación de operaciones o que tenían información sobre este trabajo, se encontraban motivados a buscar resultados sustanciales en este campo; de esto resultaron avances importantes. Un ejemplo sobresaliente es el método simplex para resolver problemas de programación lineal, desarrollada en 1947 por George Dantzig. Muchas de las herramientas características de la investigación de operaciones, como programación lineal, programación dinámica, líneas de espera y teoría de inventarios, fueron desarrolladas casi por completo antes del término de la década de 1950. Además del rápido desarrollo teórico, el segundo factor que dio un gran ímpetu a la investigación de operaciones fue el advenimiento de las Investigación de Operaciones I Página 1 Definición de la Investigación de Operaciones La investigación de operaciones o investigación operativa o investigación operacional (conocida también como teoría de la toma de decisiones o programación matemática) (I. miles o tal vez millones de veces más rápido que los seres humanos. En cambio. Entonces el desarrollo de la computadora electrónica digital. Frecuentemente trata del estudio de complejos sistemas reales. con su capacidad para realizar cálculos aritméticos. para determinar cómo se puede optimizar un objetivo definido. Algunos modelos en la ciencia de la administración son llamados modelos determinísticos. fue una gran ayuda para la investigación de operaciones. Modelos Formales: Se usan para resolver problemas cuantitativos de decisión en el mundo real. Modelos de Investigación de Operaciones de la ciencia de la administración: Los científicos de la administración trabajan con modelos cuantitativos de decisiones. Por lo tanto. Tipos de modelos de la Investigación de Operaciones Modelo Matemático: Se emplea cuando la función objetivo y las restricciones del modelo se pueden expresar en forma cuantitativa o matemática como funciones de las variables de decisión. las operaciones de cálculos pasaran de un módulo a otro hasta que se obtenga un resultado de salida.) es una rama de las matemáticas que consiste en el uso de modelos matemáticos. Esto significa que Investigación de Operaciones I Página 2 .computadoras. por lo general se requiere un gran número de cálculos.O. llevarlos a cabo a mano puede resultar casi imposible. Modelo de Simulación: Los modelos de simulación difieren de los matemáticos en que las relaciones entre la entrada y la salida no se indican en forma explícita. con la finalidad de mejorar (u optimizar) su funcionamiento. II. Para manejar de una manera efectiva los complejos problemas inherentes a esta disciplina. como la maximización de los beneficios o la minimización de costos. III. estadística y algoritmos con objeto de realizar un proceso de toma de decisiones. La investigación de operaciones permite el análisis de la toma de decisiones teniendo en cuenta la escasez de recursos. un modelo de simulación divide el sistema representado en módulos básicos o elementales que después se enlazan entre si vía relaciones lógicas bien definidas. destinado a dar una buena representación del problema. Resolución del modelo (mediante diferentes modalidades). Ejemplo. Construcción del modelo matemático. En realidad es una herramienta más que un procedimiento de solución. a ser maximizada o minimizada. debe ser fácil de usar. dando toda la información para poder tomar una decisión lo más idónea posible. Modelo Icónico: Una representación física de algunos objetos. para representar variables de decisión y relaciones que nos permiten describir y analizar el comportamiento del sistema.todos los datos relevantes (es decir. los datos que los modelos utilizarán o evaluarán) se dan por conocidos. En los modelos probabilísticos (o estocásticos). Hasta ese grado la hoja de cálculo electrónica tiene una representación selectiva del problema y desde este punto de vista la hoja de cálculo electrónica es un modelo. aunque debe especificarse la probabilidad de tales datos. símbolos matemáticas y funciones. representar el problema. identificación de las variables controlables y las externas (no controlables) y la elección de la función objetivo. Modelo simbólico o matemático: Son representaciones de la realidad en forma de cifras. Investigación de Operaciones I Página 3 . IV. Fases de la Investigación de Operaciones La elaboración del problema está subdividida en fases obligatorias. Ejemplo. Las principales son: Examen de la situación real y recolección de la información. Formulación del problema. planos y mapas (2D) Modelo Analógico: Puede representar situaciones dinámicas o cíclicas. Modelo de Hoja de Cálculo Electrónica: La hoja de cálculo electrónica facilita hacer y contestar preguntas de "que si" en un problema real. alguno de los datos importantes se consideran inciertos. curvas de demanda. ya sea en forma idealizada (Bosquejos) o a escala distinta. son más usuales y pueden representar las características y propiedades de acontecimiento que se estudia. curvas de distribución de frecuencia en las estadísticas y diagramas de flujo. procedimientos 198 5 Página 4 Ahorros anuales $15 millones . V. incluyendo mezcla de nuevas instalaciones. se efectúan análisis de sensibilidad de la solución obtenida. Análisis y verificación de las soluciones obtenidas: se controla si la función objetivo ofrece las ventajas esperadas. y. Aplicaciones de empresas que la han utilizado y cuánto han ahorrado En la siguiente tabla se pueden observar algunos ejemplos de casos reales de uso de la Investigación Operativa por parte de diferentes organizaciones y las ganancias y/o ahorros conseguidos a raíz de ello. se verifica la representatividad del modelo. Utilización del sistema obtenido para su posterior uso. Organización Ministerio holandés de Infraestructura y Medio Ambiente (The Netherlands Rijkswaterstaat) Investigación de Operaciones I Aplicación Año Desarrollo de la política nacional de administración del agua. distribución y Página 5 198 5 $2 millones 198 6 $15 millones 198 6 $43 millones 198 6 $6 millones 198 7 $70 millones . Investigación de Operaciones I de operaciones y costes Optimización de las operaciones de producción para cumplir metas con un costo mínimo Optimización del corte de árboles para maximizar la producción de productos derivados de la madera Asignación óptima de recursos hidráulicos y térmicos en el sistema nacional de generación de energía Programación de turnos de trabajo en oficinas de reservas y aeropuertos para cumplir con las necesidades del cliente a un costo mínimo Optimización de las operaciones de refinación y de la oferta. Electrobras/CEPAL Brasil United Airlines CITGO Petroleum Corp.Monsanto Corp. Weyerhaeuser Co. Inc. Optimización de inversiones de capital para producir gas natural durante 25 años en Australia Electric Power Research Institute Administración de inventarios de petróleo y carbón para el servicio eléctrico con el fin de equilibrar los costos de inventario y los riesgos de déficit San Francisco Police Optimización de Department la programación y asignación de oficiales de patrulla con un sistema informatizado Texaco.comercializació n de productos Santos. Optimización de la mezcla de ingredientes disponibles para que los combustibles obtenidos cumplieran con los requerimientos de ventas y calidad IBM Integración de una red Investigación de Operaciones I Página 6 198 7 $3 millones 198 9 $59 millones 198 9 $11 millones 198 9 $30 millones 199 0 $20 millones + $250 millones en . Ltd. S.U. Investigación de Operaciones I nacional de inventario de recambios para mejorar el apoyo al servicio Rapidez en la coordinación de aviones. carga y pasajeros para manejar la evacuación por aire en el proyecto "Tormenta del Desierto" en el Medio Oriente Diseño de un sistema de estructura de precios. Inc. sobreventas (exceso de reservas) y coordinación de vuelos para mejorar los beneficios Optimización del diseño de una red nacional de transporte y la programación de rutas de envío en Estados Unidos Diseño de un programa Página 7 menor inventario 199 2 Victoria 199 2 $500 millones más de ingresos 199 2 $17. New Haven Health Dept. tripulación. Military Airlift Command American Airlines Yellow Freight System.3 millones 199 3 33% menos contagios . AT&T Delta Airlines Digital Equipment Corp. sitios potenciales y áreas de mercado Selección y programación óptima de proyectos masivos para Página 8 199 3 $750 millones 199 4 $100 millones 199 5 $800 millones 199 5 $425 millones .500 vuelos nacionales en Estados Unidos Reestructuració n de toda la cadena de suministros entre proveedores. plantas. China Investigación de Operaciones I efectivo de cambio de agujas para combatir el contagio del SIDA Desarrollo de un sistema informático en el diseño del centro de llamadas para guiar a los clientes del negocio Maximización de ganancias a partir de la asignación de los tipos de aviones en 2. centros de distribución. 100 millones 199 7 $200 millones 199 8 $13 millones 199 8 $280 millones de ingreso adicional .Cuerpo de defensa de la República de Sudáfrica Procter & Gamble Taco Bell Hewlett-Packard Investigación de Operaciones I cumplir con las necesidades futuras de energía del país Rediseño óptimo del tamaño y forma del cuerpo de defensa y su sistema de armas Rediseño del sistema de producción y distribución norteamericano para reducir costos y mejorar la rapidez de llegada al mercado Programación óptima de empleados para proporcionar el servicio a clientes deseado con un costo mínimo Rediseño de tamaño y localización de inventarios de seguridad en la línea de producción de impresoras para cumplir metas de producción Página 9 199 7 $1. En efecto tienen las siguientes limitaciones: 1. 2. por lo que se desarrolla en los alumnos una opinión muy simplista e ingenua sobre la aplicación de estas técnicas a problemas reales. apasionado en su labor. La mayoría de los modelos sólo considera un solo objetivo y frecuentemente en las organizaciones se tienen objetivos múltiples. 4. 3. pero precisamente ese es el trabajo del investigador. por lo cual este debe ser recursivo. Frecuentemente es necesario hacer simplificaciones del problema original para poder manipularlo y detener una solución. es decir cuando hay desconocimientos y precisamente esto constituye la naturaleza del tema en cuestión. Globalmente la limitación de la investigación de operaciones es la no existencia de la teoría requerida. Existe la tendencia a no considerar la totalidad de las restricciones en un problema práctico. lleno de paciencia y sobre todo nunca renunciar a la solución de su problema. Limitaciones Como la investigación de operaciones contiene un ámbito incierto por lo que no se conoce la manera correcta de solucionar una cuestión. Casi nunca se realizan análisis costo-beneficio de la implantación de soluciones definidas por medio de la I de O. debido a que los métodos de enseñanza y entrenamiento dan la aplicación de esta ciencia centralmente se basan en problemas pequeños para razones de índole práctico. Investigación de Operaciones I Página 10 . en ocasiones los beneficios potenciales se van superados por los costos ocasionados por el desarrollo e implantación de un modelo. tenas.VI.