Introducción a la investigación de operaciones

Transcripción

1 Introducción a la investigación de operaciones por Oliverio Ramírez Introducción El mundo empresarial actual es muy diferente del que se vivía a principios del siglo XVIII, sobre todo si hablamos del tamaño de las organizaciones. Durante la segunda mitad del siglo XVIII e inicios del siglo XIX, se vivieron una serie de cambios tecnológicos, económicos, sociales y culturales que hoy conocemos como la Revolución Industrial. Con la Revolución Industrial, la producción realizada por artesanos expertos fue reemplazada poco a poco por una producción basada principalmente en la utilización de máquinas de vapor que, al mismo tiempo que incrementaron significativamente la producción, disminuyeron el tiempo que se invertía para realizar las tareas de manufactura o ensamble. Figura 1. Steam Train (Schouten de Jel, 2008). Desde aquellos tiempos y apoyados en un incesante desarrollo tecnológico, las organizaciones han incrementado su tamaño y por ende su complejidad. De la mano con el crecimiento de las organizaciones, sus componentes o áreas funcionales, también han aumentado su complejidad y en ocasiones, estos componentes llegan a tener sus propias metas u objetivos, pero pueden no tomar en cuenta si sus metas y objetivos propios van de acuerdo con los de la organización completa. Hillier y Lieberman (2002) mencionan que lo que es mejor para una componente, puede ir en contra de otra, de manera que pueden terminar trabajando con objetivos opuestos (p. 1). 1

2 Éste y muchos otros problemas que irás estudiando durante el curso, favorecen la aplicación de la Investigación de Operaciones (IO), cuyos inicios se remontan varias décadas atrás. Historia de la Investigación de Operaciones No se sabe con certeza en qué momento se empezó a gestar lo que hoy se conoce como Investigación Operativa, Ciencia Administrativa o Investigación de Operaciones (en este curso le llamaremos Investigación de Operaciones), más bien han sido contribuciones que, al integrarse, han ido conformando lo que hoy en día se conoce como Investigación de Operaciones (IO). En 1890, Frederick Taylor aplicó el método científico para mejorar operaciones en problemas de producción. Posteriormente hombres como Henry Gantt, Andrey A. Markov y Jon Von Neuman, entre otros, hicieron distintas contribuciones de las que se desprenden las gráficas de Gantt, las cadenas de Markov o la Teoría de Juegos. Durante la Segunda Guerra Mundial se da énfasis a la aplicación de los modelos matemáticos para resolver problemas, específicamente de tácticas militares y se inventa la computadora electrónica. Figura 2. 3d illustration of computer technologies. concept (Hidden, 2012). Estos aportes a la Investigación de Operaciones y los que vinieron posteriormente, hacen de esta disciplina una herramienta muy completa que puede aplicarse prácticamente a cualquier área de conocimiento: sistemas de producción, hospitales, sistemas de transporte, por mencionar algunos. Churchman, Ackoff y Arnoff (1957 citados por Prawda 2004) definen Investigación de Operaciones como sigue: La investigación de operaciones es la aplicación, por grupos interdisciplinarios, del método científico a problemas relacionados con el control de las organizaciones o sistemas (hombre-máquina), a fin de que se produzcan soluciones que mejor sirvan a los objetivos de toda la organización (p. 20). 2

3 Por otro lado, Lawrence y Pasternack (2004) indican que: La ciencia administrativa es la disciplina que adapta el método científico de resolver problemas a la toma de decisiones de los ejecutivos para alcanzar la meta de hacer lo mejor que se pueda con lo que se tiene (p. 2). Muchas aplicaciones exitosas de la Investigación de Operaciones han sido documentadas por diferentes autores. Por ejemplo, Mejía y Castro (2007) presentan los resultados de un proyecto en el que desarrollan un modelo de decisión basado en programación lineal; este modelo ayuda a establecer políticas de empaque y envíos de una empresa que maneja alimentos refrigerados y congelados en Colombia. La solución que proponen al problema de minimizar los costos logísticos de distribución y transporte tomando en cuenta los tipos de empaque, demanda y capacidad, además de permitir ahorros en los procesos logísticos, tiene otras implicaciones como contratar personal para diseñar cajas de cartón o la subcontratación de la flota de camiones para el transporte de los productos. Fases de un estudio de Investigación de Operaciones Dependiendo del autor, los pasos de un proceso de Investigación de Operaciones varían ligeramente, pero sólo en cuanto al nombre, ya que en el fondo contienen la misma información, la misma esencia. Un proceso de Investigación de Operaciones contempla las siguientes etapas: 1.- Definición del problema 2.- Construcción de un modelo matemático 3.- Solución de modelo 6.- Puesta en marcha 5.- Preparación para la aplicación del modelo 4.- Prueba y mejoramiento del modelo Figura 3. Etapas del proceso de un proyecto típico de IO. 3

4 1) Definición del problema La parte inicial y más importante del proceso de Investigación de Operaciones es sin duda la definición del problema; imagina que el problema es erróneo, qué crees que pasaría si se continuara con los demás pasos del proceso de IO?, estarán justificados los gastos en tiempo, personal, equipo, y demás recursos en buscar la solución a un problema incorrecto? Prawda (2004) compara la IO con la medicina y menciona que el problema se presenta por los síntomas, no por el diagnóstico (p. 27), y recomienda que antes de iniciar la búsqueda de soluciones se debe buscar el mayor número de síntomas. 2) Elaboración de un modelo matemático Cuando ya se tiene identificado el problema, lo siguiente es representarlo en formas adecuadas para facilitar su análisis, en Investigación de Operaciones la forma de representar un problema es mediante modelos matemáticos que se encargan de representar lo esencial del problema. Existen tres tipos de modelos: Icónicos; son aquellos modelos que para representar el problema en cuestión utiliza imágenes a escala del sistema. Analógicos; el análisis de estos modelos se realiza mediante el análisis de sistemas equivalentes. Modelos simbólicos, se basan en la utilización de representaciones abstractas mediante letras, variables, números y ecuaciones. En este curso, usaremos modelos simbólicos. 3) Solución del modelo matemático En qué consiste resolver el modelo? Determinar la solución (o soluciones) del modelo radica en hallar los valores de las variables que representan los componentes del sistema bajo estudio, esto es, si se trata de un problema de producción, resolver el problema sería determinar qué y cuántos productos fabricar; si se tiene un problema de distribución entonces lo que se busca es determinar qué y cuánto transportar además de elegir las rutas de transporte que optimicen los envíos y minimicen los costos. La solución del modelo siempre debe estar encaminada a mejorar la eficiencia o la efectividad del sistema, tomando en cuenta los objetivos establecidos por la gerencia o administrativos que son los encargados de la toma de decisiones. Aunque existen varios métodos para resolver modelos matemáticos, en este curso nos enfocaremos en el estudio de la programación lineal como la herramienta para resolver los distintos modelos matemáticos que se construirán a lo largo del curso, y en un software especializado como herramienta tecnológica que ayude en la solución y análisis de la misma. 4

5 4) Prueba y mejoramiento del modelo matemático Las soluciones obtenidas por los modelos matemáticos, aunque correctas, pueden pasar por alto algunas situaciones que pueden presentarse durante la implementación de la solución, por ello es altamente recomendable que antes de implementar la solución sugerida por el modelo, el modelo sea probado de manera exhaustiva con el propósito de corregir cualquier error en el desarrollo del mismo. 5) Preparación para la implementación del modelo La comunicación entre el grupo encargado del estudio de IO y el grupo que toma decisiones en la organización es muy importante, en este punto los expertos en IO comunican las recomendaciones, de la manera más clara posible, a los encargados de tomar decisiones. Lawrence y Pasternack (2004) hacen hincapié en la importancia que tiene la elaboración correcta de un reporte o presentación de los resultados y recomiendan que el reporte sea conciso, que se utilice un lenguaje cotidiano, que se haga uso de gráficas, que tenga una estructura bien definida y que incluya las recomendaciones de los expertos que realizaron el estudio. Por otro lado, Hillier y Lieberman (2002), recomiendan instalar un sistema que documente el desarrollo del modelo en el que se incluya el procedimiento que se siguió para su solución y los procedimientos operativos necesarios para su implantación. 6) Puesta en marcha Prawda (2004) menciona que la implantación de un modelo es una parte muy delicada del proyecto de IO debido, entre otras razones, a que el personal que llevará a cabo la implantación del modelo se resiste al cambio. Hillier y Lieberman (2002, p. 20) indican que se trata de una etapa crítica porque es en la implantación en donde se cosecharán los beneficios del modelo. Lo cierto es que la puesta en marcha dependerá del apoyo que proporcionen las partes involucradas, es decir, las áreas administrativas y operativas. La probabilidad de una implementación exitosa de la solución es más alta si el equipo de IO ha mantenido una comunicación constante y eficiente con los involucrados, porque sabrán de qué trata la solución propuesta al problema en cuestión. Conclusión A lo largo del desarrollo de la Investigación de Operaciones se han incorporado otras técnicas que por su naturaleza científica, han hecho de esta disciplina una materia de estudio muy amplia. Tal es el crecimiento, que en algunos programas académicos de algunas universidades dividan sus técnicas en tres (o incluso más) cursos. Sin embargo, en este curso tendrás las bases para algunas de las herramientas más utilizadas, tal y como son la Programación Lineal, Programación de Redes y Programación de proyectos 5

6 mediante la técnica PERT / CPM (Program Evaluation and Review Technique / Critical Path Method). Las fases del proceso para un proyecto de IO descritas anteriormente, son una manera genérica de describir este proceso, pero no será el mismo tipo de modelo matemático si usamos la herramienta de Programación Lineal, respecto a la herramienta de Programación por metas, por ejemplo. Y en algunos casos deberás soportar la herramienta utilizada con la aplicación adecuada de herramientas de probabilidad y estadística. Es por ello, que el estudio de la Investigación de Operaciones comprende un conjunto de herramientas que deben usarse de acuerdo a la naturaleza del problema en cuestión. Y el analista deberá determinar cuál de estas es la que mejor solución podrá proponer para el sistema que se desea mejorar. En esta lectura se te ha presentado un panorama del desarrollo que ha tenido la Investigación de Operaciones, además de algunas definiciones que te indican cuál es el objetivo que esta disciplina persigue, finalmente se revisaron las fases generales que un proyecto de IO debe contemplar para una implementación exitosa. 6

7 Referencias Hillier, F. S. & Lieberman, G. J. (2002). Investigación de Operaciones (7a. ed.; M. González, Trad.). México: McGraw Hill. Lawrence, J. A. & Pasternack, B. A. (2004). Ciencias administrativas aplicadas (1a. ed.). México: CECSA. Mejía, G., y Castro, E. (2007). Optimización del proceso logístico en una empresa de colombiana de alimentos congelados y refrigerados. Revista de Ingeniería, 26. Recuperado el 26 de octubre de 2009, de la base de datos Océano Universitas de la Biblioteca Digital de la UVEG. Prawda, J. (2004). Métodos y modelos de investigación de operaciones. Vol. 1 Modelos determinísticos. México: Limusa. Recuperado el 23 de octubre de 2009, de =definici%c3%b3n+de+investigaci%c3%b3n+de+operaciones&source=bl&ots=d B0bapA1B&sig=SoNp7LJ67u5AGBXWLCI0t95xvDg&hl=es&ei=W8ThStzXI4L6sQPXw d24aw&sa=x&oi=book_result&ct=result&resnum=6&ved=0cbiq6aewbtgk#v=o nepage&q=definici%c3%b3n%20de%20investigaci%c3%b3n%20de%20operaci ones&f=false Taha, H. A. (2004). Investigación de operaciones (7ª. ed.; V. González, Trad.). México: Pearson Educación [Versión en línea]. Recuperado el 10 de noviembre de 2009, de la base de datos Bibliotechnia de la Biblioteca Digital de la UVEG. Referencias de las imágenes G Schouten de Jel (2008). Steam Train. Recuperada el 13 de septiembre de 2012, de (Imagen publicada bajo licencia SXC.Hu Free of charge, de acuerdo a: Hidden. (2012). 3d illustration of computer technologies. Concept. Recuperada el 13 de septiembre de 2012, de (Imagen publicada bajo licencia SXC.Hu Free of charge, de acuerdo a: 7