Investigación de Operaciones (I.O)

Orígenes y Evolución

La I.O se atribuye a los servicios militares para asignar recursos escasos a diversas operaciones. Sus inicios se remontan a 1759, cuando Quesnay empleó modelos primitivos de programación matemática. En 1874, Walras utilizó técnicas similares. Algunos precursores de los modelos lineales de I.O fueron Jordan (1873), Minkowsky (1896) y Farkas (1903). Los modelos dinámicos probablemente se originaron con Markov, mientras que Kantorovich abordó problemas de distribución en 1939. Von Neumann, en 1937, contribuyó con la teoría de juegos y preferencias.

La Corporación RAND, un centro de investigación para las fuerzas armadas, comisionó a un grupo de matemáticos para resolver el problema de la asignación de recursos, que consumía recursos humanos, financieros y materiales. En este contexto, George Dantzig inventó el método simplex en 1947, dando inicio a la programación lineal.

¿Qué es la I.O?

La I.O es la aplicación del método científico a problemas de control de organizaciones, buscando soluciones que optimicen sus objetivos. Este enfoque científico para la toma de decisiones requiere la operación de sistemas organizacionales, investigando las operaciones e intentando resolver conflictos de intereses entre los componentes de la organización para obtener el mejor resultado global. En esencia, la I.O busca identificar el mejor curso de acción posible.

Aplicaciones de la I.O

La I.O se aplica en diversos campos, como:

  • Negocios
  • Industria
  • Milicia
  • Gobierno
  • Hospitales

Generalmente, se requiere un equipo multidisciplinario con experiencia en matemáticas, estadística, probabilidad, economía, administración, electrónica, ciencias físicas y del comportamiento.

Resumen de la I.O

La I.O se ocupa de la toma de decisiones óptimas y del modelado de sistemas determinísticos y probabilísticos que se presentan en la vida real. Estas aplicaciones, comunes en el gobierno, negocios, industria, ingeniería, economía y ciencias naturales y sociales, se caracterizan por la necesidad de asignar recursos escasos.

Aportes de la I.O

La I.O contribuye en:

  1. Estructuración de situaciones de la vida real.
  2. Análisis de soluciones.
  3. Desarrollo de soluciones.

Aspectos Clave de la I.O en la Toma de Decisiones

  1. Visión sistémica del problema.
  2. Método científico en la resolución de problemas.
  3. Uso de estadísticas, probabilidad y modelos matemáticos para apoyar la toma de decisiones.

La I.O se considera una teoría de la decisión aplicada, ya que utiliza métodos científicos, matemáticos o lógicos para abordar problemas de toma de decisiones.

Definición y Campos de Aplicación

La Investigación de Operaciones es la aplicación de métodos, técnicas e instrumentos científicos a problemas operativos de un sistema, con el objetivo de proporcionar soluciones óptimas. Sus principales campos de aplicación son:

  • Relaciones humanas: Gerencia, economía, toma de decisiones, relaciones laborales.
  • Interacción persona-máquina: Eficiencia, productividad, prevención de accidentes.
  • Movimientos: Transporte, almacenamiento, distribución y manipulación.

George Dantzig: Pionero de la Programación Lineal

George Dantzig, considerado uno de los tres fundadores de la programación lineal junto con Von Neumann y Kantorovich, creó el método simplex en 1947.

Honores y Contribuciones

Entre sus reconocimientos se encuentran:

  • Medalla Nacional de Ciencias (1957)
  • Premio Von Neumann de la Sociedad Americana de I.O y el Instituto de Ciencias Administrativas (1974)
  • Membresía en la Academia Nacional de Ciencias, la Academia Nacional de Ingeniería y la Academia Americana de Ciencias y Artes.

Dantzig realizó importantes contribuciones como:

  • Experto en programación para el Pentágono, donde mecanizó procesos de planificación para las fuerzas armadas.
  • Desarrollo de la programación lineal y el método simplex.
  • Aportes a la teoría de descomposición, la optimización a gran escala, la programación no lineal y el análisis de sensibilidad.

El Rol del Analista de I.O

Naturaleza del Trabajo

El analista de I.O dirige organizaciones u operaciones complejas, coordinando y operando de la manera más eficiente. Son solucionadores de problemas que utilizan métodos matemáticos para crear modelos simplificados de situaciones complejas, lo que les permite dividir el problema en partes, asignar valores numéricos a cada componente y examinar las relaciones matemáticas entre ellos.

Condiciones de Trabajo y Perspectivas Futuras

Los analistas de I.O suelen trabajar horas regulares (40 horas semanales), a menudo bajo presión. Se espera un crecimiento en el empleo de analistas de I.O para reducir costos en diversas industrias. En 1990, había 57,000 empleos en Estados Unidos, con una alta demanda en industrias manufactureras, químicas, de maquinaria y equipos de transporte.

Métodos Frecuentes en la I.O

Un estudio de Forgionne destaca los siguientes métodos utilizados con mayor frecuencia:

  1. Análisis estadístico y simulación por computadora: Técnica para probar modelos de operación de un sistema a lo largo del tiempo, modelando la operación y realizando cálculos sobre la simulación.
  2. Técnicas PERT/CPM: Ayudan a los administradores a gestionar proyectos, especialmente en empresas manufactureras.
  3. Programación lineal: Método para maximizar o minimizar una función lineal sujeta a restricciones lineales.
  4. Teoría de colas: Modelos para comprender y tomar mejores decisiones en sistemas con líneas de espera.

Un estudio de Ledbetter y Cox respalda estas conclusiones, destacando el análisis estadístico, la programación lineal, la simulación, los modelos PERT/CPM, las filas o colas y la teoría de juegos.

Metodología de la Investigación de Operaciones

La metodología de la I.O comprende los siguientes pasos:

Paso 1: Formular el Problema

  1. Definir el problema con claridad.
  2. Especificar los objetivos de la organización o sistema antes de intentar resolver el problema.

Paso 2: Observar el Sistema

Observar y comprender el funcionamiento del sistema en cuestión.

Paso 3: Formular un Modelo Matemático

Crear un modelo matemático que represente el sistema y la realidad del problema.

Paso 4: Verificar el Modelo y Realizar Predicciones

Verificar la precisión del modelo y utilizarlo para realizar predicciones sobre el comportamiento del sistema.

Paso 5: Seleccionar una Alternativa Adecuada

Utilizar el modelo para evaluar diferentes alternativas y seleccionar la que mejor se adapte a los objetivos.

Paso 6: Presentar Resultados y Conclusiones

Presentar los resultados del estudio a la organización de manera clara y concisa, incluyendo las conclusiones y recomendaciones.

Paso 7: Implementar y Evaluar las Recomendaciones

Implementar las recomendaciones y dar seguimiento para asegurar que la organización alcance sus objetivos. Es fundamental actualizar el sistema para adaptarlo a los cambios.

Definiciones Adicionales

Ackoff, R. L. y Sasieni M. W. definen la I.O como la aplicación del método científico por grupos interdisciplinarios a problemas de control de organizaciones o sistemas, con el fin de producir soluciones que mejor sirvan a los objetivos de la organización.

La Ingeniería Industrial juega un papel crucial al ayudar a la administración a tomar decisiones objetivas. Desde la perspectiva del ingeniero industrial, una decisión es una recomendación para el diseño u operación óptima de un sistema o proceso de ingeniería, buscando minimizar costos o maximizar ganancias.

Toma de Decisiones Estratégicas

El proceso de toma de decisiones estratégicas implica los siguientes pasos:

  1. Reconocer y definir el problema.
  2. Formular el objetivo a alcanzar.
  3. Identificar las restricciones y limitaciones.
  4. Evaluar las diferentes alternativas.
  5. Tomar el curso de acción más adecuado.

Enfoques Cualitativo y Cuantitativo

  • Enfoque cualitativo: Se basa en el juicio personal y la experiencia pasada.
  • Enfoque cuantitativo: Requiere un análisis exhaustivo y objetivo de los datos.

La I.O proporciona a los gerentes herramientas cuantitativas para la toma de decisiones que resuelven problemas empresariales cotidianos.

Definición y Pasos de la I.O

La I.O se define como la aplicación del método científico por parte de grupos interdisciplinarios a problemas relacionados con organizaciones o sistemas, con el objetivo de proporcionar soluciones que cumplan con los objetivos de la organización. Los pasos en la investigación de operaciones incluyen:

  1. Análisis del problema.
  2. Desarrollo del modelo.
  3. Selección de datos.
  4. Obtención de la solución.
  5. Análisis de limitaciones del modelo.
  6. Utilización del modelo.

Historia de la Investigación de Operaciones

Desde la Revolución Industrial, el crecimiento en tamaño y complejidad de las organizaciones ha generado nuevos desafíos, como la autonomía de partes de la organización con metas distintas y la dificultad para asignar recursos de manera eficaz. La I.O surge como respuesta a estos desafíos, proporcionando herramientas para la toma de decisiones óptima en entornos complejos.