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¿Qué es la investigación de operaciones y cuáles son los modelos?

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La Investigación de Operaciones es un campo de las Matemáticas que se ocupa de obtener métodos eficientes u obtener mejores soluciones en problemas de la vida real utilizando los cálculos. La mayor parte de la investigación realizada en este campo fue motivada por algún problema de la vida real.

Los problemas no solo se limitan a las industrias, sino que también pueden ser un pequeño problema del día a día, como minimizar el tiempo de viaje de la casa al lugar de trabajo o tratar de optimizar tus llamadas telefónicas para minimizar las facturas o a gran escala como para una industria: colocar precios a un producto dependiendo de la demanda y popularidad que tenga en el mercado.

Curiosamente, esta rama se inició en la época de la Segunda Guerra Mundial cuando se utilizó la investigación de operaciones para predecir los movimientos del enemigo y planificar estrategias. Esto viene bajo una sub-rama llamada Análisis de decisiones y teoría de juegos.

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Proceso de investigación de operaciones

El proceso de investigación de operaciones se puede dividir en general en los siguientes pasos:

  • Identificar un problema que debe resolverse.
  • Construir un modelo en torno al problema que se asemeje al mundo real y las variables.
  • Usar el modelo para derivar soluciones al problema.
  • Probar cada solución en el modelo y analizar su éxito.
  • Implementando la solución al problema real.
  • Las disciplinas que son similares o se superponen con la investigación de operaciones incluyen análisis estadístico, ciencia de la administración, teoría de juegos, teoría de optimización, inteligencia artificial y análisis de redes. Todas estas técnicas tienen el objetivo de resolver problemas complejos y mejorar las decisiones cuantitativas.

Importancia y usos

La investigación de operaciones se puede aplicar a una variedad de casos de uso, que incluyen:

  • Programación y gestión del tiempo.
  • Planificación urbana y agrícola.
  • Planificación de recursos empresariales (ERP) y gestión de la cadena de suministro (SCM).
  • Gestión de inventarios.
  • Optimización e ingeniería de redes.
  • Optimización del enrutamiento de paquetes.
  • Gestión de riesgos.

El campo de la investigación de operaciones proporciona un enfoque más poderoso para la toma de decisiones que el software ordinario y las herramientas de análisis de datos.

Al emplear la investigación de operaciones dentro de una empresa, puede ayudar a que se lleguen a cumplir más completos los conjuntos de datos. Asimismo, ayuda a considerar todas las opciones disponibles que hay en un problema, predecir los resultados y estimar el riesgo a tomar.

Esta es la principal importancia, donde además, la investigación de operaciones podrá ser adaptada en procesos específicos comerciales o cuáles serían los casos de uso para así llegar al acuerdo o conocer cuáles serían las técnicas más apropiadas para resolver dicho problema.

Modelos de la investigación de operaciones

Los modelos de la investigación de operaciones son los siguientes:

  • Modelos de asignación
  • Modelos de reemplazo
  • Teoría de colas
  • Modelos de red
  • Teoría de juego
  • Modelos de inventario
  • Modelos de Markov
  • Modelos de secuenciación de trabajos
  • Modelos de simulación
  • Modelos de distribución

Modelos de Asignación

Estos modelos están relacionados con la asignación de los recursos disponibles para aprovechar al máximo las ganancias o minimizar las pérdidas sujeto a las limitaciones existentes y previstas. Los métodos que se utilizan para resolver modelos de asignación son los siguientes:

  • Problemas de programación lineal
  • Problemas de asignación
  • Problemas de transporte

Teoría de colas

Este modelo se utiliza para pronosticar lo siguiente:

  • ¿Cuánto tiempo promedio utilizará el cliente esperando en una cola?
  • ¿Cuál será la longitud estándar de la cola?
  • ¿Cuál puede ser el factor de utilización de un sistema de colas?

Este modelo permite reducir la suma de los costos de prestación del servicio y el costo de obtención del servicio, vinculado con el valor del tiempo empleado por el cliente en una cola.

Teoría de juegos (modelos de estrategia competitiva)

Estos modelos se utilizan generalmente para decidir el comportamiento de la toma de decisiones en situaciones de conflicto o competencia. Los métodos para resolver tales modelos no se consideran adecuados para las prácticas industriales principalmente porque están destinados a un mundo idealista que descuida muchas características necesarias de la realidad.

Modelos de inventario (producción)

Estos modelos están relacionados con la búsqueda de la mejor cantidad de pedido y los intervalos de producción de pedidos considerando factores como el costo de realizar pedidos, la demanda por unidad de tiempo, los costos relacionados con los bienes retenidos en el inventario y el costo por escasez de bienes, etc.

 Modelos de reemplazo

Estos modelos tratan de encontrar el mejor momento para compensar un equipo en situaciones que surgen cuando algunos elementos o maquinaria requieren reemplazo por un avance científico o uno nuevo o deterioro debido al desgaste, accidentes, etc. Los principios de reemplazo individual y grupal se pueden utilizar en caso de tales equipos que fallan completamente instantáneamente.

 Modelos de secuenciación de trabajos

Estos modelos incluyen la selección de una secuencia de realización de una serie de trabajos a realizar en máquinas que maximiza la medida de eficiencia de funcionamiento del sistema.

Modelos de red

Estos modelos son pertinentes en grandes proyectos que involucran interdependencias y complejidades de actividades. CPM (Método de ruta crítica) y PERT (Técnica de evaluación y revisión de proyectos) se utilizan para planificar, organizar o programar y controlar las actividades de un proyecto complejo que se puede describir mediante un diagrama de red.

Modelos de simulación

Este modelo se utiliza principalmente para resolver problemas cuando hay una gran cantidad de variables y relaciones restringidas.

Modelos de Markov

Estos modelos son aplicables en situaciones en las que el estado del sistema puede establecerse mediante alguna medida explicativa de valor numérico y en las que el sistema cambia de un estado a otro sobre una base de probabilidad.

La investigación de operaciones es una herramienta y técnica para obtener un resultado óptimo con recursos limitados tanto en las compañías, empresas o hasta en situaciones de la vida real. En otras palabras, podemos decir un mejor uso de nuestros recursos, que es cualquier cosa. En la investigación operativa podemos analizar todas las respuestas, todas las decisiones que sean fruto de nuestro recurso y elegir la mejor.

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