Introducción a la Investigación Operativa

Artículo

Introducción a la Investigación Operativa

Javier Faulín

ffaulin@uoc.edu

Ángel A. Juan

ajuanp@uoc.edu

Resumen

Con el objetivo de proporcionar una mejor comprensión de la actividades desarrolladas por la Investigación Operativa; el presente trabajo traza una historiografía de la Investigación Operativa, delimitando la frontera de la misma en el terreno de su marco conceptual e histórico. Respecto al marco conceptual, el objeto de estudio de la Investigación Operativa es colocando como la toma científica de decisiones mediante el empleo de técnicas cuantitativas; destacándose el crecimiento de la Investigación Operativa, de 1945 a la actualidad. Por último son presentados ejemplos de problemas donde la Programación Lineal desarrolla un papel fundamental.

Palabras Clave: Investigación Operativa, Programación Lineal, Simplex, LINDO.

1.- Introducción

Cuando una persona se enfrenta por vez primera con el término Investigación de Operaciones, no suele ser conocedora de las características específicas de esta ciencia ni de su objeto de estudio.

Además, la Investigación Operativa puede tener componentes muy diversos dependiendo de su área de aplicación concreta: Administración de Empresas, Ingeniería u otras. El objeto de estudio de la Investigación Operativa es la toma científica de decisiones mediante el empleo de técnicas cuantitativas. Es importante tener esta definición clara y, de esta forma, nos daremos cuenta de la amplitud de campo de la Investigación Operativa (IO).

Con demasiada frecuencia se ha hecho demasiado hincapié en los modelos de Programación Lineal dentro de la Investigación Operativa, lo cual ha dificultado la distinción entre ambos términos. Lo cierto es que la Programación Lineal es sólo una parte de la Investigación Operativa aunque, sin duda, una de las más importantes. Otras áreas o secciones habituales en el estudio de la Investigación Operativa son las siguientes (esta relación no es exhaustiva, sino que sólo pretende dar una idea de la extensión de la Investigación Operativa):

a) Programación entera

b) Problemas de transporte

c) Análisis de grafos y de redes. PERT y CPM.

d) Programación dinámica

e) Teoría de juegos.

f) Programación no lineal.

g) Teoría de colas.

h) Teoría de inventarios

i) Procesos markovianos de decisión. Análisis de decisión.

j) Simulación

k) Fiabilidad

Existen, de este modo, otras áreas –además de la Programación Lineal- en las que la Investigación Operativa

ejerce también su estudio. Es claro pues que la Investigación Operativa es una ciencia multidisciplinar que aparece en muchos campos del ámbito industrial, empresarial y de la administración pública. De hecho, con la aparición de la Programación Lineal en los años 40, aparece el sentimiento de dar una cohesión o visión de conjunto a todas las técnicas anteriormente enunciadas. Esa visión cohesionada, junto con el concepto de sistema, permite la aparición de la Investigación de Operaciones como ciencia.

Las subdivisiones en las que se establece la Investigación Operativa tienen los siguientes elementos en común:

1. Son necesarios amplios conocimientos de matemáticas, es decir, del manejo de muchas técnicas matemáticas, aunque con inmediata aplicación a la realidad.

2. Es necesario que, al final de cada problema definido, haya una decisión que tomar.

3. Es preciso definir un modelo que dé cauce a la toma de decisiones.

En el estudio de la Investigación Operativa se puede hacer más énfasis en los aspectos teóricos de los modelos matemáticos o bien en los aspectos prácticos. Estudiar de forma exclusiva modelos matemáticos, aun siendo importante para la Investigación Operativa, no constituye el principal ejercicio de la Investigación Operativa: es necesario verificar la aplicabilidad de los resultados que se deriven de los modelos matemáticos.

Por ello, en muchos casos, se hace énfasis en los aspectos prácticos de la Investigación Operativa estableciendo puentes con los diversos ámbitos de la gestión empresarial. En este sentido, y con objeto de tener una visión precisa para una introducción de las técnicas operativas, se recomienda la consulta de los capítulos introductorios de alguno de los manuales cuyos autores son:

• Anderson, D.R., Sweeney, D. J. y Williams, T.A. (2001) (Capítulos 1 y 7)

• Hillier, F.S. y Liebermann, G.J. (2001) (Capítulos 1,2 y 3)

• Hillier, F.S., Hillier, M.S. y Liebermann, G.J. (2000) (Capítulos 1 y 2)

También a nivel introductorio se pueden visitar algunas de las siguientes páginas web:

• http://www.informs.org/ Sociedad Americana de Investigación Operativa.

• http://www.ifors.org/ Federación Internacional de Sociedades de Investigación de Operaciones.

• http://www.orie.cornell.edu/ Departamento de Investigación Operativa de la Universidad de Cornell en Nueva York.

• http://www.worms.ms.unimelb.edu.au/ Información genérica sobre Investigación Operativa.

En este sentido, hay que destacar que las técnicas de Investigación Operativa tienen un auge inusitado en los Estados Unidos. Algunos de los motivos de este auge son:

a) razones históricas,

b) la cultura empresarial americana, y

c) la dimensión del mercado americano. En Europa, cada vez se aplican más estas técnicas pero, con frecuencia, con un acento mucho más teórico. Entre los países europeos que más aplican las técnicas de la Investigación Operativa se pueden destacar los siguientes:

Gran Bretaña, Holanda, Francia y Alemania. Con el fenómeno de la globalización económica, cada vez son más las empresas multinacionales que emplean técnicas de Investigación Operativa para la toma científica de decisiones.

Referencia Histórica de la Investigación Operativa

Suele ser difícil hacer una referencia histórica de la Investigación Operativa. Principalmente,

porque no es sencillo establecer sus orígenes. Como se ha comentado anteriormente, muchas son las áreas que componen la Investigación Operativa, y hasta que apareció un elemento aglutinador en los años 40 del siglo XX, cada área tuvo su propia referencia histórica, haciendo muy difícil establecer la fecha exacta del nacimiento de la Investigación Operativa. No obstante, procuraremos dar unas pinceladas al respecto.

La necesidad de tomar decisiones es tan antigua como el hombre mismo, por ello, hemos de preguntarnos por qué la Investigación Operativa nace en un momento histórico preciso. Esto fue así, porque la realidad humana se fue complicando poco a poco y las decisiones que en un principio eran triviales, se convirtieron en decisiones difíciles. Con la llegada de la Revolución Industrial, la sociedad se hizo mucho más compleja y las decisiones habían de tomarse con más cuidado porque involucraban a más personas en sus consecuencias. Veamos a continuación lo que esto supuso históricamente.

Proceso Introductorio

Las diferentes ciencias han de ser comprendidas con profundidad antes de poder ser analizadas desde un punto de vista histórico. Quizás no sea fácil establecer los orígenes de la Investigación Operativa, porque no se tuvo conciencia de la misma hasta mucho más tarde de que algunas de sus ramas nacieran y se desarrollaran. No obstante, es necesario relacionar el alumbramiento de la Investigación de Operaciones, por lo menos nominalmente, con el transcurso de la II Guerra Mundial. Por esta razón, hemos de pensar en los orígenes de la ciencia operacional como en los de una técnica de naturaleza militar.

Dichos orígenes han supuesto una impronta decisiva en el tratamiento de las técnicas operacionales. En este sentido, cuando se pretende trazar una historiografía de una ciencia es muy importante delimitar la frontera de la misma en los terrenos conceptual e histórico.

Prolegómenos y rudimentos de la Investigación Operativa: la ciencia de la gestión

Después del proceso introductorio llegamos al momento delicado de establecer diferencias entre la Investigación de Operaciones y la Ciencia de la Gestión (o de la Administración). Entendemos por Ciencia de la Gestión (traducción del término inglés Management Science) la aplicación de los métodos y técnicas de la ciencia actual a los problemas de toma de decisiones en la administración. Realmente, esta misma definición podría valer también para Investigación Operativa, aunque ésta necesite de un manejo más explícito de técnicas matemáticas. Por tanto, estas dos ciencias pueden darse en el momento presente como equivalentes o sinónimas. No obstante, se puede comprender que la gestión y la organización han sido necesarias para la humanidad desde sus albores.

La necesidad de planificación y organización aparece ya en el antiguo Egipto hacia el año 4.000 a.C. y se va desarrollando a través de toda la Antigüedad hasta el advenimiento del Imperio Romano. En Israel y China también aparecen tímidos escarceos de organización y dirección hacia el año 1.000 a.C. Nabucodonosor establece algunas ideas sobre control de la producción hacia el año 600 a.C. En Grecia, se desarrollan en el 350 a.C. los primeros métodos de organización del trabajo y del tiempo. Alrededor del año 30 a.C., Julio César establece diversas ideas de planificación, control y unidad de mando, que luego pone en práctica en todo el Imperio Romano.

Todos los estudios y planteamientos organizacionales de la Antigüedad tienen su proyección, que no su continuación,

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