sesion14 Investigación de Operaciones
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INVESTGACION DE INVESTGACION DE OPERACIONES OPERACIONES
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INTRODUCCIÓN
Investigación de OperacionesHERRAMIENTAS DE APOYO A LAS DECISIONES
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Investigación de OperacionesHERRAMIENTAS DE APOYO A LAS DECISIONES
“ Colección de Técnicas que permiten resolver problemas de organización y decisión en sectores empresariales relacionados con transporte, problemas de localización, inventarios, programación, recursos energéticos (hydraulica, gas, nuclear), …etc...”
INTRODUCCIÓN
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Investigación de Operaciones“ La investigación de operaciones es la aplicación, por grupos
interdisciplinarios, del método científico a problemas relacionados con el control de las organizaciones o sistemas, a fin de que se produzcan soluciones que mejor sirvan a los objetivos de la organización.” LA DEFINICIÓN DE CHURCHMAN, ACKOFF Y ARNOFF
Una organización: Componentes que se interaccionan Problema Complejo: No encajan en una sola disciplina del
conocimiento, Solución: Multidisciplinaria por lo cual para su análisis y
solución se requieren grupos compuestos por especialistas de diferentes áreas del conocimiento que logran comunicarse con un lenguaje común.
La investigación de operaciones comprende la aplicación de la metodología científica a través de modelos matemáticos, primero para representar al problema y luego para resolverlo.
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Investigación Operativa
Realidad AbstracciónModelo
Análisis
ResultadosDecisiones
Interpretación
Intuición
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Herramienta de Apoyo a las Decisiones
REALIDADCOMPLEJA ENTE
modelo
Variables de salida
Variablesentrada
MODELAMIENTO
ACCIONES
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MODELO•Simbólico•Icónico•Analítico /Matemático•Simulación
Representación de la realidad
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Construcción de Modelos
Se requiere
Arte Imaginación ConocimientosTécnicos
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Investigación Operativa
Aplicación de métodos cuantitativos para argumentar las decisiones en todas las esferas de la actividad humana, orientadas por una finalidad
DEFINICIÓN
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Investigación Operativa
Definición
Ciencia de la preparación de las DECISIONES
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Investigación Operativa
Aplicación del método científico por equipos interdisciplinarios a problemas que comprenden el control de sistemas organizados hombre-máquina para brindar las mejores soluciones a los propósitos de la organización como un todo
(Ackoff-Sasieni)
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Investigación Operativa
Realidad Comercio Industria
Salud Gobierno
Operaciones en general
Decisor
Matemáticas Estadística Probabilidades Métodos Cuant. Cuant.formales
Investigación Operativa
Modelos Validados
Modelos A Validar
Problemas
Decisiones
Problemas y Datos
Problemas y Objetivos CIENCIAS
Modelos y soluciones
INFORMATICA
Modelos DSS EIS
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Qué es una … Herramienta de Apoyo a las
Decisiones Una Herramienta de Apoyo a las decisiones puede
percibir el sistema mediante variables de entrada y Recomendar una decisión sobre ese mundo que mejore el estado actual
en base a un modelo. sinónimo sistema es el “espacio del problema” “Area Problema” sinónimo Modelo es “operador que transforma un input en output dentro
del espacio de problema”
META Diseñar un modelo que opere o actúe adecuadamente en los ambientes problema. Discusión sobre “adecuadamente”
Fijar alguna medida del buen éxito
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Mecanismo Funcional Una Herramienta de Apoyo a las decisiones
desarrollado para una determinada organización/problema/ decisión El usuario interactúa con el modelo, ingresa las
variables o factores relevantes del estado a analizar y debe recibir una decisión recomendada.
Dependiendo del modelo utilizado la herramienta de apoyo a las decisiones
PUEDE O NO mostrar la justificación a la decisión.
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Modelo deDecisión
Es un ModeloSimbólico
• Contiene Variables de Decisión
• Busca alcanzar un “Objetivo”
La solución del Modelo produce Valores Numéricos de estas Variables de Decisión
Utiliza una “Medida del Desempeño”que indica el“Logro del Objetivo”
CONCLUSION
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Información Cuantitativa y Cualitativa del Sistema bajo estudio
Seleccionar el Modelo
Modelos Determinísticos Modelos Estocásticos
Programación Lineal
SolucionesReales
Programación Lineal Entera
Soluciones Entereas
Programación Lineal por metas
Soluciones en orden de prioridad
Programación Dinámica
Soluciones en Etapas continuas
Optimización de Redes
Soluciones orientadas a la distribución óptima
Control de Inventarios
Soluciones por etapas (n+1)
Pronósticos
Comportamiento futuro sistema basado en datos históricos
Teoría de Colas
Determinación de tiempos de espera y longitud de la
cola promedio
Simulación de SistemasEstimación de las
medidas de desempeño del
sistema modelado
Otros….
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Investigación Operativa
Fases de aplicación de la Investigación Operativa
1. Formular el problema
2. Construir el modelo que lo represente
3. Deducir soluciones a partir del modelo
4. Prueba del modelo y las soluciones generadas
5. Establecer controles sobre la solución
6. Ejecutar
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Tres componentes principales de los modelos de decisión:
• Variables de decisión ( opciones)
• Restricciones del problema
• Criterio o función objetivo
Investigación Operativa
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Investigación Operativa
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION DE OPERACIONES
1. Definición del problema2. Desarrollo del modelo formal
a. Variables de decisiónb. Función objetivoc. Datos (variables no controlables)
3. Obtener valores numéricos para las variables de decisión mediante
a. Métodos de optimizaciónb. Métodos heurísticos
4. Validación, aplicación y control de la solución5. Modificación ( si es necesario)
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Investigación Operativa
Tipos de modelos
a) Mentales
b) Abstractos» Simbólicos» Matemáticos
c) Físicos» Icónicos» Analógicos
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Tipos de modelosA los efectos de del análisis sistémico conviene recordar otra clasificación en cuanto a sus posibilidades de gobierno
1. Modelos biológicos ( reproducirán materia animada y los procesos que la incluyen)
2. Modelos praxiológicos ( o de interacción, son relativos a la eficacia de la acción)
3. Modelos lógicos ( modelos de procesos o funciones que pueden ser reducidos a operaciones formales)
4. Modelos económicos ( producción, consumo. Comercio, planeamiento y control, etc)
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Investigación Operativa
Tipos de modelosDeterminísticos
Descriptivos
Numéricos
Varianza
Simulación
Analíticos
Regresión
Simulación Valor actual
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Investigación Operativa
Tipos de modelosDeterminísticos
Optimizantes
Numéricos
Programación Lineal
Asignación
Transporte
Analíticos Máximos y mínimos
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Investigación Operativa
Tipos de modelosProbabilísticos
Descriptivos
Numéricos
Análisis de inversiones
Analíticos
Análisis presupuestario
Simulación
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Investigación Operativa
Tipos de modelosProbabilísticos
Optimizantes Numéricos
Arboles de decisión Analíticos Colas
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SISTEMA DE SIMULACION
DB TRANSACCIONAL
DW
Encuestas Observaciones
recolección de datosGeneración de Variables Aleatorias
Los Datos para SimularInvestigación Operativa
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Investigación Operativa
Pasos en la construcción del modelo
1. Definir el objetivo
2. Identificar criterios de evaluación
3. Enumerar variables y restricciones
a. Identificar las variables controlables
b. Identificar las variables incontrolables
4. Prever comportamiento de las incontrolables y su margen de error
5. Analizar relaciones entre las variables, objetivos y resultados
6. Identificar restricciones de las variables controlables
7. Desarrollar un plan de acción acorde al análisis
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Investigación Operativa
Elaboración del Modelo
ANALISIS DEL PROBLEMA
HIPOTESIS Y RELEVAMIENTO DE FACTORES,
RESTRICCIONES Y DATOS
FORMULACION MATEMATICA
EXPERIMENTACION Y COMPARACION
DECISIONES
ACEPTAR
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Investigación Operativa
Tipos de decisiones
Según el problemaa. Programablesb. No Programables
Según la información disponible
a. Certezab. Riesgo ( Incertidumbre parcial )c. Incertidumbre (Incertidumbre
completa )
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Investigación Operativa
Tipos de toma de decisiones
1. El ciudadano• Carece de poder individual
2. El ejecutivo u hombre de negocios• Manejan bienes que ( frec.) no son propios
3. El financista• Evalúan ganancias y riesgos y condiciones
subjetivas4. El político
• Decisiones cooperativos5. El administrador o burócrata
• Responsabilidad en la ejecución
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Investigación Operativa
Decisiones y nivel Organizacional
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Investigación Operativa
Decisiones y nivel organizacional
OPERACIONES
Decisiones Estructuradas
GESTIONDecisiones
Semiestructuradas
GerenciaEstratégicaDecisiones
No Estructuradas
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Investigación Operativa
Modelo de funcionamiento de los DSS
S S D
MODELOS
S I
PLANES
OPERACION
CONTROL
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Investigación Operativa
Sistemas de Apoyo a las Decisiones Sistemas Transaccionales Sistemas de Soporte a la Toma de Decisiones( DSS) Sistemas de Información para Ejecutivos (EIS ) Sistemas para la Toma de Decisiones en Grupo
(GDSS ) Sistemas Expertos de Soporte a la Toma de
Decisiones ( EDSS) Redes Neurales Artificiales ( ANN ) Sistemas de Soporte Híbridos ( HSS )
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Investigación Operativa
Sistemas de Apoyo a las Decisiones
Sistemas informáticos interactivos que ayudan a
decidir usando datos y modelos para la resolución
de problemas no estructurados o semiestructurados
Están controlados por uno o más decisores y utilizan
herramientas que ofrecen alternativas y resultados
posibles
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Investigación Operativa
Sistemas de Apoyo a las Decisiones
Características generales
Origen .Uso bélico 2da Guerra Mundial Imprescindible interactividad hombre-máquina Problemas no estructurados ( niveles táctico y estratégico) Uso de técnicas analíticas y mecanismos de almacenamiento
de datos Procesamiento adecuado al uso requerido de los datos Deben tener la capacidad de combinar las mejores
características de la decisión humana Necesitan interactuar con otros sistemas para potenciar su
utilidad.
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Investigación Operativa
Sistemas de Apoyo a las Decisiones
Características generales Uso frecuente Usuarios diferentes Posibilidades de acoplamientos Simplicidad y rápido acceso Concepción desarrollo y uso conducido por el usuario final Comunicación dentro de la organización Comunicación con el ambiente Decisiones simultáneas Descentralización de las decisiones
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Investigación Operativa
Sistemas de Apoyo a las Decisiones
Componentes
Sistema de administración de la Base de Datos
Sistema de Administración de Modelos
Sistema de administración de Diálogos
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Investigación Operativa
Sistemas de Apoyo a las DecisionesComponentes
Base de
Datos
Administrador Base de Datos
Administrador Base de Modelos
Interfase Usuarios
Base De
Modelos
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Investigación Operativa
Ventajas de la Utilización de DSS
Menor tiempo requerido para decidir Mejor procesamiento y comprensión de la
información disponible Mayor participación en las decisiones Mayor comprensión de las decisiones Mayor confiabilidad de las decisiones Mayor análisis de los problemas Ventajas competitivas y estratégicas Generación de escenarios alternativos Análisis on line y tiempo real
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Investigación Operativa
Limitaciones de los DSS
Los resultados están restringido a la estructura y diseño del sistema
No contiene la creatividad requerida para generar alternativas
Limitación en las interfases Esta delimitado a su campo de aplicación Son de difícil generalización
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Investigación Operativa
Decisiones Operativas Gestión Estrategia Tecnologías Estructuradas
Ordenes de producción Cuentas
Pronósticos Gestión de personal Control Presup.
Distribución Localización Inversiones
SIA
I . O., AT
Semi estructuradas
Planes de operación Control de Stocks
Programación de proyectos Evaluación
Calidad Localización Nuevos productos Planeamiento
DSS
No estructuradas
Compras eventuales
Negociaciones Adquisición de equipos Selección de Pers.
Desarrollos tecnológicos Planeamiento estratégico
DSS SE NN
Ciencias Adm Ciencias Adm. SIA,DSS, SE
EIS SE NN
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DSS en distintas áreas de una empresa
Operaciones de Producción y Logística• Modelos de asignación de mano de obra, máquinas, equipos
• Modelos de Control de Procesos ( lotes de producción )
• Modelos de Control de Calidad
• Modelos de abastecimiento
• Modelos de planificación de la producción ( PERT-CPM-GANTT )
• Modelos de planificación de la producción e inventarios
• Modelos de planificación de la producción y personal
• Modelos de planificación de la producción y transporte
• Modelos de Planeamiento y Control del transporte
• Modelos de mezcla de productos
• Modelos de uso de capacidad instalada
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Investigación Operativa
DSS en distintas áreas de una empresa
Comercialización Determinación de mezcla comercial en función de
pronósticos de venta Determinación Zonas y recorridos Determinación de prioridades de distribución Determinación de precios, descuentos, premios Seguimiento de ventas Seguimiento de clientes Modelos de CRM Fidelización de clientes Asignación de fuerza de ventas Modelos de Selección de medios publicitarios
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Investigación Operativa
DSS en distintas áreas de la empresa
Abastecimientos
Modelos de decisión sobre fuentes de aprovisionamiento
Modelos de Seguimiento de proveedores
Modelos de seguimiento de ordenes de compra
Modelos de gestión de inventarios
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Investigación Operativa
DSS en distintas áreas de la empresa
Mantenimiento
Planificación del mantenimiento de equipos
Control de gastos de mantenimiento
Control de existencias de repuestos, utilización, regimen de pedidos etc
Planeamiento vinculado con los planes de producción
Planeamiento vinculado con las necesidades y disponibilidad de mano de obra
Requerimientos de mano de obra, horarios, control de ejecución
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Investigación Operativa
DSS en distintas áreas de la empresa
Administración y Finanzas
Modelos de análisis y distribución de inversiones
Modelos de Control de Gestión
Modelos de análisis financiero
Modelos de análisis y gestión presupuestaria
Valuación de empresas
Planeamiento de cartera de prestamos
Planeamiento financiero y de producción
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Investigación Operativa
DSS en distintas áreas de la empresa
Gerencia estratégica
• Determinación del precio de productos
• Determinación del punto de equilibrio
• Evaluación económica de intangibles ( imagen, prestigio)
• Modelos de gestión del conocimiento
• Modelos de análisis estratégico
• Tableros de Control estratégico
• Cuadro de Mando Integral
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Problemas y Aplicaciones de Investigación Operativa Modelos de Planeamiento y Control de proyectos
1. Campañas ( sanitarias, publicitarias)
2. Construcciones ( Obras civiles, puentes, carreteras, embarcaciones)
3. Desarrollo de productos ( Desarrollo de soft, desarrollos de ingeniería en general )
4. Lanzamiento de productos en el mercado
5. Planes de producción
6. Investigación de Mercados
7. Movilizaciones de medios físicos, recursos, personas tales como congresos, reuniones, exposiciones o eventos deportivos
8. Proyectos de investigación
9. Traslados y puesta en funcionamiento de plantas de producción y servicios, oficinas
10. Planes de emergencia, evacuación etc
11. Plan de mantenimiento y reparaciones de plantas, barcos, sistemas de producción o servicios e instalaciones en general
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Problemas y Aplicaciones de IO
Modelos de Reemplazo
1. Reemplazo de equipos y maquinarias de producción
2. Renovación de instalaciones de servicios
3. Reemplazo de vehículos de transporte
4. Análisis y seguimiento de gastos de funcionamiento y reparación Modelos de Colas
1. Pacientes en hospital
2. Camiones para ser cargados o descargados
3. Aviones para despegue o aterrizaje
4. Atención de comercio, bancos, correos, oficinas y servicios en general
5. Trasmisión de mensajes
6. Control de semáforos
7. Control de ordenes o lotes de producción
8. Servicios de reparaciones
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Investigación Operativa
Problemas y Aplicaciones de IO
Modelos de Programación lineal
1. Determinación de mezcla optima de producción ( Utilidad máxima)
2. Determinación de mezcla optima de producción ( Costo mínimo)
3. Determinación de mezcla alimentaria para ganado
4. Determinación del uso de mayor rendimiento/menor costo de una explotación agrícola-ganadera
5. Determinación ruta optima ( tiempo, costo) (TSP)
6. Determinación de asignación de superficies de cultivo
7. Modelos Insumo - Producto
8. Resolución de juegos de estrategia
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Investigación Operativa
Problemas y Aplicaciones de IO Modelos de Juegos
1. Distribución de inversiones
2. Decisiones de inversión con riesgo o incertidumbre completa
3. Modelos de competencia económica
4. Análisis de situaciones de conflicto
5. Decisiones estratégicas con alternativas múltiples
6. Lanzamiento de productos
Procesos de Markov
1. Pronostico de Ventas
2. Modelos de Comercialización
3. Análisis de fallas en equipos
4. Distribución de inversiones
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Investigación Operativa
Problemas y Aplicaciones de IO Modelos de Stock
1. Determinación de lote optimo de producción
2. Determinación de lote optimo de compras
3. Necesidades de almacenaje ( Espacio, mantenimiento, costos )
4. Minimización de costos de almacenamiento
5. Determinación de curvas ABC ( peso relativo de productos )
6. Determinación de niveles de seguridad y punto de pedido
7. Determinación del régimen apropiado de compras ( P, Q)
8. Determinación de compras con restricciones ( de capacidad de almacenaje, de montos, etc )
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Problemas y Aplicaciones de IO
Modelos de Transporte
1. Distribución en planta
2. Prioridades de carga y despacho
3. Localización de depósitos, centros de atención o de producción
4. Modelos de costo mínimo
5. Modelos de tiempo optimo
Modelos de Asignación
1. Asignación de contrataciones
2. Asignación de fuentes de aprovisionamiento según costos
Modelos de Programación Dinámica
1. Distribución de inversiones
2. Definición de ruta optima
3. Determinación de gastos de campaña publicitaria
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PRINCIPALES APLICACIONES Historias de Exitos
1.-La planificación óptima de su personal de vuelo permite a American Airlines ahorrar un millón de dólares al año.
2.-Yellow Freight ahorra más de 17,3 millones de dólares al año gracias al perfeccionamiento de sus rutas de envíos.
3.-La mejora de los repartos por carretera en Reynolds Metals ha aumentado la puntualidad en las entregas, reduciendo los costes de flete en 7 millones de dólares al año.
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Historias de exitos
4.-La optimización de las cadenas globales de suministro ahorra a Digital Equipment más de 300 millines de dólares.
5.-Tras la reestructuración de su departamento de operaciones en Norteamérica, Procter&Gamble ha disminuido sus plantas en un 20%, con un ahorro de 200 millones de dólares al año.
6.-El óptimo control del tráfico en la autopista Hanshin, en Osaka permite ahorrar al año 17 millones de horas de conducción.
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Historias de Exitos
7.-La mejor planificación de las unidades de generación termohidráulica le supone a Southern Company un ahorro de 140 millones de dolares
8.-La mejora de la planificación de producción en Sadia (Brasil) ha ahorrado a la empresa 50 millones de dólares en tres años.
9.-La optimización de la producción en Harris Corporation supone un aumento del 75 al 90% de la pluntualidad en las entregas.
10.-Tata Steel (India) ha optimizado sus respuestas a los apagones eléctricos, obteniendo un ahorro de 73 millones de dólares.
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Restricciones Para poder manipular el problema se necesitan generalmente
de simplificaciones del problema original. En las organizaciones se encuentran generalmente objetivos
múltiples y en la mayoría de los modelos sólo es posible considerar un solo objetivo.
Se tiene el error común de no percibir o considerar todas las restricciones relevantes del problema.
En ocasiones los beneficios potenciales se ven superados por los costos ocasionados por el desarrollo e implantación de un modelo y si no se realizaron análisis costo-beneficio de la implantación los resultados finales no son los esperados.