INVESTIGACIÓN OPERATIVA

UNIVERSIDAD NACIONAL

“SAN AGUSTIN” - AREQUIPA

Augusto JAVES SANCHEZ

Lic. Administración

Maestría en Gestión Estratégica de Organizaciones

Doctorado en Administración

EXPOSITOR

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1

LA TOMA DE DECISIONES

2

TEXTO BASE: 1. Introduccción a la IO

INTRODUCCIÓN A LA INVESTIGACIÓN DE

OPERACIONES (I de O)

Actualmente la administración

está funcionando en un ambiente

de negocios que está sometido a

muchos más cambios, los ciclos

de vida de los productos se hacen

más cortos, además de la nueva

tecnología y la

internacionalización creciente.

INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES (I de O)

Las raíces de la Investigación de

Operaciones o Administración de

Operaciones se remonta a cuando

se hicieron los primeros intentos

para emplear el método científico en

la administración de una empresa.

Sin embargo, el inicio de esta

disciplina se atribuye a los servicios

militares prestados a principios de

la segunda guerra mundial.

Evolución de la Administración de Operaciones

5

NATURALEZA DE LA INVESTIGACIÓN DE

OPERACIONES

La investigación de operaciones se

aplica a problemas que se refieren

a la conducción y coordinación de

operaciones (o actividades) dentro

de una organización.

La investigación de operaciones

intenta encontrar una mejor

solución, (llamada solución óptima)

para el problema bajo

consideración.

7

¿Cómo entender la Administración o Investigación de Operaciones

9

¿Qué es la Administración o Investigación de Operaciones?

10

1.1 Origen de la IO

11

Revisando la historia

12

Revisando la historia

13

Revisando la historia

14

Revisando la historia

15

Revisando la historia

16

Revisando la historia

• Segunda Guerra mundial

–Problemas logísticos, estratégicos y tácticos (operativos) propios de la guerra.

–Objetivo.- Causar el mayor daño con

el menor esfuerzo y gasto de recursos.

Resumen del Origen de la IO

17

18

Del campo militar a la lógica empresarial

19

Del campo militar a la lógica empresarial

• La Investigación de Operaciones o Investigación Operativa, es una disciplina que ayuda a la toma de decisiones mediante la aplicación de un enfoque científico a problemas administrativos que involucran factores cuantitativos.

1.2 Definición de IO

20

El análisis cuantitativo se basa en datos cuantitativos asociados al problema y desarrolla expresiones matemáticas que describen el objetivo, las restricciones y las relaciones existentes en el problema, que se conoce como Modelo.

1.2 Definición de IO

21

22

• El objetivo que persigue es apoyar la toma de decisiones,

determinar las políticas más adecuadas en función del

objetivo buscado (aplicando el método científico)

• Los profesionales de investigación operativa colaboran con

los decisores en el diseño y mejora de las operaciones y

decisiones, resuelven problemas y ayudan en las

funciones de gestión, planificación o predicción, aportan

conocimiento y ayuda en la toma de decisiones

• Aplican las técnicas científicas más adecuadas

seleccionadas de la matemática, ingeniería o cualquier

ciencia social o de administración de empresas

1.3 ¿Cuál es el obetivo de la IO?

23

1.4 Términos Relacionados

24

La optimización

25

1.5 Metodología de la IO

Identificar el problema

Determinar el conjunto

de soluciones

Determinar el criterio o criterios que se

usarán para evaluar las alternativas

Evaluar las alternativas

Elegir una alternativa

Implementar la alternativa seleccionada

Evaluar los resultados

1.6 Toma de decisiones y solución

de problemas

26

• Alcanzar los objetivos de la organización.

Utilizar algún criterio o medida del

rendimiento.

La medida más común del rendimiento es la

unidad monetaria.

El progreso general que se presenta a

continuación es común para todos los tipos

de situaciones de toma de decisiones:

1.7. Decisiones empresariales:

ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES

SOLUCIÓN AL PROBLEMA DEL

SISTEMA REAL

SISTEMA

REAL

SOLUCIÓN

AL MODELO

MODELO

CUANTITATIVO

SISTEMA

ASUMIDO

JUICIOS Y

EXPERIENCIAS

VARIABLES

RELEVANTES

RELACIONES

RELEVANTES

MÉTODO

DE SOLUCIÓN

INTERPRETACIÓNDECISIONES

1. Establecer el criterio que se usara. Por ejemplo, en una

situación sencilla, el criterio puede ser elegir la acción que

maximice los beneficios.

2. Seleccionar un conjunto de alternativas para considerarlas.

3. Determinar el modelo que se usara y los valores de los

parámetros del proceso. Por ejemplo, se podría decir que

una expresión adecuada de los gastos totales seria:

Costos totales = a + b (unidades vendidas)

Los parámetros son a y b y será necesario determinar sus

valores para poder utilizar el modelo.

a = costo fijo para el periodo o proyecto

b = costo variable (marginal) por unidad

4. Determinar cual de las alternativas optimiza (es decir,

produce el mejor valor para) el criterio que se estableció en el

paso 1.

Pasos a seguir:

• Los problemas del mundo real tienden a ser de complejidad

enorme.

• El decisor puede optar por considerar específicamente y con

detalle todos los usos alternativos posibles de los fondos en

este periodo y los subsecuentes.

• La mente no puede considerar todos los aspectos de un

problema empírico.

• Hay que omitir algunos de los atributos del problema para

poder tomar una decisión.

• El decisor debe determinar cuales son los factores más

relevantes para el problema.

• La abstracción y la simplificación son los pasos necesarios

para resolver cualquier problema humano.

1.8. Abstracción y Simplificación

• Una vez que el decisor selecciona los factores

decisivos, o variables, de la situación empírica, estos

se combinan de manera lógica para que formen un

modelo del problema real.

• Un modelo es una representación simplificada de

una situación empírica.

• Si es más sencillo el modelo, es mejor para la

persona que toma la decisión, siempre y cuando el

modelo sea un símil razonablemente confiable del

problema empírico.

1.9. Construcción de modelos

Las ventajas de contar con un modelo sencillo son:

• Reduce la cantidad de tiempo y esfuerzo

• El decisor puede comprenderlo rápidamente

• Si es necesario, el modelo se puede modificar de

manera rápida y efectiva

• Se busca el modelo más sencillo que pronostique

los resultados con precisión razonable y que sea

consistente con la acción efectiva.

1.9. Construcción de modelos

Después de construir el modelo, se pueden obtener

conclusiones acerca de su comportamiento, por medio del

análisis lógico. Quien toma la decisión basa sus acciones o

decisiones en estas soluciones. Si es correcta la lógica para

obtener las conclusiones a partir de las variables abstraidas, y

si se abstrajeron las variables relevantes, entonces la solución

del moelo servirá eficazmente para el problema empirico.

Dos errores importantes que ocurren al usar modelos para la

toma de decisiones son la exclusión de variables importantes

y las equivocaciones al definir las relaciones entre variables.

1.10. Soluciones

Los modelos se pueden representar de varias

maneras. Problemas sencillos y repetitivos,

todo el proceso de toma de decisiones puede

ocurrir en la mente del decisor, quizás de

manera informal e intuitiva.

Técnica apropiada para describir y relacionar

las variables seleccionadas depende de la

naturaleza de las variables. Representación

cuantitativa, usar una representación.

1.10. Técnicas para la construcción de modelos

• Se ha representado cuantitativamente, con éxito,

gran numero de problemas empresariales, de

donde surge el procedimiento general llamado

análisis cuantitativo, investigación de operaciones.

• Nunca deberán ser prisioneros de un modelo

cuantitativo ni aceptar automáticamente sus

conclusiones como si fueran la decisión correcta.

• La conclusión que se obtiene de un modelo

contiene cierto grado de error, debido al proceso

de abstracción.

• La cuantificación es un auxiliar del juicio

empresarial, no un sustituto.

1.10. Matemática del modelo

• Muchas decisiones empresariales, en particular

las más importantes, comprenden algunas

variables que son de naturaleza cualitativa. Por

ejemplo, moral o el liderazgo, o pueden alterar el

empleo.

• El modelo cuantitativo puede tratar de manera

eficaz los aspectos mensurables del problema de

decisión, y que el decisor también deberá contar

con un modelo intuitivo que considere las

variables cualitativas.

• El Gerente deberá hallar un equilibrio adecuado

entre los factores cualitativos y cuantitativos.

1.11. Factores cualitativos del modelo

• Las decisiones empresariales ocurren en dos

contextos esencialmente distintos:

a. A. en condiciones que se aproximan a la

incertidumbre y, lo más común,

b. en condiciones de incertidumbre.

• El análisis cuantitativo que apoya la toma de

decisiones en condiciones de certidumbre

generalmente se refiere a la maximización de un

objetivo (por ejemplo, el beneficio o la producción)

sujeto a restricciones (por ejemplo, la capacidad

productiva).

1.11. Decisiones e incertidumbres

El modelo y la relación entre variables

Variables de

decisión

Variables

exógenos

Modelo=

conjunto de

relaciones

Medidas de

rendimiento

Políticas y

restricciones

• Un modelo es una simplificación de un problema de decisión empresarial.

• El primer paso en la construcción de un modelo es elegir los factores o las variables

que el decisor considera importantes. Estos factores se pueden clasificar en cinco

categorías:

Variables de decisión

• Son aquellas que están bajo el control del decisor y

representan alternativas para el director. Decide

acerca de la introducción de un producto nuevo.

• Puede elegir entre introducir o no el producto;

también puede elegir el precio de venta del producto

y la cantidad que se invertirá en la publicidad.

• Estas son las elecciones más importantes; por lo

tanto, son las variables de decisión.

Variables exógenos o externas

• Son aquellas que tienen importancia para el problema de decisión

pero están bajo el control de factores ajenos al decisor.

• Son las condiciones económicas, las acciones de los

competidores, el precio de las materias primas y otros factores

similares.

Políticas y restricciones

• Con frecuencia tiene que operar con ciertas restricciones

impuestas por las políticas de la compañía, con cuestiones legales

y con limitaciones físicas.

• Una política de la compañía puede especificar que se adquieran

los materiales de ciertos proveedores o que se mantengan ciertos

niveles de calidad.

• En ocasiones se pueden modificar las políticas o las restricciones,

a veces puede existir confusión entre lo que se considera una

variable de decisión y lo que es una restricción.

Medidas de rendimiento

• Al tomar una decisión, los gerentes tienen metas u objetivos

que tratan de alcanzar.

• Los criterios o medidas de rendimiento son expresiones

cuantitativas de estos objetivos; el nivel de los beneficios.

Cuota de mercado y el rendimiento sobre inversiones.

Variables intermedias

• Con frecuencia se necesitan otras muchas variables para

incluir todos los factores importantes para el problema de

decisión.

• Muchas veces son variables contables relativas a los factores

de costo o ingresos y que se usan para relacionar variables

de decisión y los exógenos con las medidas de rendimiento.

Gastos

fijos

Otros

gastos

Gastos

operativos

Beneficios

Gastos de

equipo

Gastos de

ventas

Gastos de

suministros

Gastos de

materias

primas

Troncos

requeridos

Ingresos

Capacidad

Gastos

laborales

Capacidad

adicional

Demanda

Producción

de madera Horas de

trabajo

Precio de

madera Tarifa

laboral

Costo de

troncos Productividad

laboral

Relaciones: Diagrama de Influencia En ocasiones es útil dibujar un diagrama que muestre como se

relacionan las variables o influyen en otras. Las líneas con

flechas indican que variables se relacionan con otras. No es

indispensable construir el diagrama, pero muchas veces sirve

para comprender el modelo.

NORMAS PARA LOGRAR ÉXITO EN LA I O

1. El éxito del empleo de la IO es el de un enfoque de

solución de problemas y no una colección asociada de

métodos cuantitativos.

2. La IO es relativamente costosa, lo que significa que no

debe emplearse en todos los problemas, sino tan sólo

en aquellos en que las ganancias sea mayores que los

costos.

3. Para llegar a hacer un uso apropiado de la IO, es

necesario primero comprender la metodología para

resolver los problemas, así como los fundamentos de las

técnicas de solución para de esta forma saber cuándo

utilizarlas o no en las diferentes circunstancias.

LIMITACIONES DE LA IO

1. Frecuentemente es necesario hacer simplificaciones del problema

original para poder manipularlo y tener una solución.

2. La mayoría de los modelos sólo considera un solo objetivo y

frecuentemente en las organizaciones se tienen objetivos múltiples.

3. Existe la tendencia a no considerar la totalidad de las restricciones en

un problema práctico, 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, por

lo que se desarrolla en los alumnos una opinión muy simplista e

ingenua sobre la aplicación de estas técnicas a problemas reales.

4. Rara vez se realizan análisis costo-beneficio de la implantación de

soluciones definidas por medio de la I de O, en ocasiones los

beneficios potenciales se ven superados por los costos ocasionados

por el desarrollo e implantación de un modelo.

Organización

Naturaleza de la aplicación

Año de

publicación*

Capítulos

Relacionados Ŧ

Ahorros

anuales ŧ

The

Netherlands

Rijkswatersta

tt

Desarrollo de política nacional de

administración del agua, incluyendo

mezcla de nuevas instalaciones,

procedimientos de operación y costeo.

1985

2-8, 13, 21

$ 15 millones

Monsanto

Corp.

Optimización de operaciones de

producción para cumplir metas con un

costo mínimo.

1985

2, 12

$ 2 millones

Weyerhauser

Co.

Optimización del corte de árboles en

productos de madera para maximizar su

producción.

1986

2, 10

$ 15 millones

Electrobras/C

EPAL, Brasil

Asignación óptima de recursos

hidráulicos y térmicos en el sistema

nacional de generación de energía.

1986

10

$ 43 millones

Aplicaciones de la Investigación de operaciones

United

Airlines

Programación de turnos de trabajo en

las oficinas de reservaciones y en los

aeropuertos para cumplir con las

necesidades del cliente a un costo

mínimo.

1986

2-9, 12, 15, 16, 18

$ 6 millones

Citgo

Petroleum

Corp.

Optimización de las operaciones de

refinación y de la oferta, distribución y

comercialización de productos.

1987

2-9, 18

$ 70 millones

SANTOS,

Ltd.,

Australia

Optimización de inversiones de capital

para producir gas natural durante 25

años.

1987

2-6, 13, 21

$ 3 millones

San

Francisco

police

Department

Optimización de la programación y

asignación de oficiales de patrulla con

un sistema computarizado.

1989

2-4, 12, 18

$ 11 millones

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

faltantes.

1989

17, 21

$ 59 millones

Texaco, Inc.

Optimización de la mezcla de

ingredientes disponibles para que los

productos de gasolina cumplieran con

los requerimientos de ventas y calidad.

1989

2, 13

$ 30 millones

IBM

Integración de una red nacional de

inventario de refacciones para mejorar

el apoyo al servicio.

1990

2, 17, 21

$ 20 millones

+ $ 250

millones

ahorrados en

inventario.

Yellow

Freight

System, Inc.

Optimización del diseño de una red

nacional de transporte y la

programación de rutas de envío.

1992

2, 9, 13, 18, 21

$ 17.3

millones

U.S. Military

Airlift

Command

Rapidez en la coordinación de aviones,

tripulaciones, carga y pasajeros para

manejar la evacuación por aire en el

proyecto Tormenta del Desierto en el

Medio Oriente.

1992

10

Victoria

American

Airlines

Diseño de un sistema de estructura de

precios, sobreventa y coordinación de

vuelos para mejorar las utilidades.

1992

2, 10, 12, 17, 18

$ 500

millones más

de ingresos

New Haven

Health Dept.

Diseño de un programa efectivo de

intercambio de agujas para combatir el

contagio del SIDA.

1993

2

33% menos

contagios

* Pertenecen a los números de enero-febrero de Interfaces en donde se pueden encontrar los artículos

completos.

Ŧ Se refiere a los capítulos de este libro que describen las técnicas de 10 empleadas en las aplicaciones.

ŧ Cifras dadas en dólares.

48

TRABAJO DE INVESTIGACION GRUPAL

CASOS APLICATIVOS A LAS EMPRESAS PERUANAS: DESARROLLO DE CASO

APLICATIVO CON EL AULA.

1. PLANIFICACION DE LA PRODUCCION - PROGRAMACION LINEAL

2. PROBLEMAS DE TRANSPORTES - MODELO DE TRANSPORTES

3. PLANIFICACIÓN DE REDES - MODELO DE REDES(PERT – CPM)

4. GESTIÓN DE INVENTARIOS - MODELO DE INVENTARIOS

Contenido básico

Cada grupo deberá desarrollar un caso de aplicación empresarial, identificando los

elementos del modelo y las soluciones del modelo (matemáticas y gráfica).

Todos los grupos exponen su caso y los desarrollan en el aula, explicando paso a

paso la metodología y los resultados