La investigación d'operaciones o investigación operativa o investigación operacional (conocida tamién como teoría de tomar de decisiones o programación matemática) (I.O.) ye una caña de l'Alministración que consiste nel usu de modelos matemáticos, estadística y algoritmos con oxetu de realizar un procesu de toma de decisiones. Frecuentemente trata del estudiu de complexos sistemes reales, cola cuenta d'ameyorar (o optimizar) el so funcionamientu. La investigación d'operaciones dexa l'analís de tomar de decisiones teniendo en cuenta la escasez de recursos, pa determinar cómo puede optimizase un oxetivu definíu, como la maximización de los beneficios o la minimización de costos.
Orixe militar Cuando empezó la Segunda Guerra Mundial, había un pequeñu grupu d'investigadores militares, encabezaos por A. P. Rowe, interesaos nel usu militar d'una téunica conocida como radioubicación (o radiollocalización), que desenvolvieron científicos civiles. Dellos historiadores consideren qu'esta investigación ye'l puntu inicial de la investigación d'operaciones. Otros creen que los estudios que tienen les carauterístiques del trabayu d'investigación d'operaciones apaecieron darréu. Dalgunos consideren que'l so empiezu ta nel analís y solución del bloquéu naval de Siracusa que Arquímedes presentó al tiranu d'esa ciudá, nel sieglu III A.C. F. W. Lanchester, n'Inglaterra, xustu antes de la primer guerra mundial, desenvolvió rellaciones matemátiques sobre la potencia balística de les fuercies opositores que, si resolvíense tomando en cuenta'l tiempu, podíen determinar el resultáu d'un alcuentru militar. Thomas Alva Edison tamién realizó estudios de guerra antisubmarina. Nin los estudios de Lanchester nin los de Edison tuvieron un impautu inmediatu; xunto colos de Arquímedes, constitúin vieyos exemplos del emplegu de científicos pa determinar la decisión óptima nes guerres, optimizando los ataques.
Non muncho dempués de qu'españara la Segunda Guerra Mundial, la Bawdsey Research Station, so la direición de Rowe, participó nel diseñu d'usu óptima d'un nuevu sistema de detección y alvertencia prematura, denomináu radar (Radio Detection And Ranging – Detección y midida de distancies por aciu radiu). Poco dempués esta meyora sirvió pal analís de toles fases de les operaciones nocherniegues, y l'estudiu constituyir nun modelu de los estudios d'investigación d'operaciones que siguieron.
N'agostu de 1940 entamóse un grupu de 20 investigadores, so la direición de P. M. S. Blackett, de la Universidá de Mánchester, pa estudiar l'usu d'un nuevu sistema antiaéreo controláu por radar. Conocer al grupu d'investigación como “el Circu de Blackett”, nome que nun paez desatináu a la lluz de los sos antecedentes y oríxenes diversos. El grupu taba formáu por trés fisiólogo, dos fisicomatemáticos, un astrofísicu, un oficial del exércitu, un topógrafu, un físicu xeneral y dos matemáticos. Xeneralmente acéptase que la formación d'esti grupu constitúi l'entamu de la investigación d'operaciones.
Blackett y parte del so grupu participaron en 1941 en problemes de detección de barcos y de submarinos por aciu un radar autotransportado. Esti estudiu condució a que Blackett fuera nomáu direutor d'Investigación d'Operación Naval del Almirantalgu Británicu. Darréu, la parte restante del so equipu pasó a ser el grupu d'Investigación d'Operaciones de la Plana d'Investigación y Desenvolvimientu de la Defensa Aérea, y depués estremóse de nuevu pa formar el Grupu d'Investigación d'Operaciones del Exércitu. Dempués de la guerra, los trés servicios teníen grupos d'investigación d'operaciones.
Como exemplu d'esos primeros estudios ta'l que plantegó la Comandancia Costera, que nun llograba fundir submarinos enemigos con una nueva bomba antisubmarina. Les bombes preparar pa esplotar a fondures de non menos de 30 m. Dempués d'estudios detallaos, un profesor apellidado Williams llegó a la conclusión de que la máxima probabilidá de muerte asocedería con axustes pa fondures d'ente 6 y 7 m. Entós preparáronse les bombes pa mínima fondura posible de 10 m, y los aumentos nes tases de muertes, según distintes estimaciones, amontar ente un 400 y un 700%. De momentu empecipióse'l desenvolvimientu d'un mecanismu de disparu que pudiera afaese a la fondura óptima de 6 a 7 m. Otru problema que consideró'l Almirantalgu fueron les ventayes de los convóis grandes frente a los pequeños. Los resultaos fueron a favor de los convóis grandes.
A pocos meses de que Estaos Xuníos entrara na guerra, na fuercia aérea del exércitu y na marina empecipiaron actividaes d'investigación d'operaciones. Pal Día D (invasión aliada de Normandía), na fuercia aérea formárense ventiséis grupo d'investigación d'operaciones, cada unu con aproximadamente diez científicos. Na marina diose un procesu asemeyáu. En 1942, Philip M. Morris, del Institutu Teunolóxicu de Massachusetts, encabezó un grupu p'analizar los datos d'ataque marín y aereu en contra de los submarinos alemanes. Depués entamóse otru estudiu pa determinar la meyor política de maniobrabilidad de los barcos en convóis con cuenta de safar aeroplanos enemigos, ya inclusive los efeutos de la exactitú antiaérea. Los resultaos del estudiu demostraron que los barcos pequeños tendríen de camudar la so direición gradualmente.
De primeres, la investigación d'operaciones referir a sistemes esistentes d'armes y al traviés del analís, xeneralmente matemáticu, buscábense les polítiques óptimas pal usu d'esos sistemes. Güei día, la investigación d'operaciones inda realiza esta función dientro de la esfera militar; sicasí, lo que ye muncho más importante, agora analícense les necesidaes del sistema d'operación con modelos matemáticos, y diséñense unu o más sistemes d'operación qu'ufierten la capacidá óptima.
L'ésitu de la investigación d'operaciones na esfera de lo militar quedó abondo bien documentáu escontra finales de la Segunda Guerra Mundial. El xeneral Arnold encargó a Donald Douglas, de la Douglas Aircraft Corporation, en 1946, la direición d'un proyeutu Research And Development (RAND – Investigación y Desenvolvimientu) pa la Fuercia Aérea. La corporación RAND desempeña güei día un papel importante na investigación que se lleva a cabu na Fuercia Aérea.
A partir del entamu de la investigación d'operaciones como disciplina, les sos carauterístiques más comunes son:
enfoque de sistemes modeláu matemáticu enfoque d'equipu
Estes carauterístiques prevalecieron a entrambos llaos del Atlánticu, a partir del desenvolvimientu de la investigación d'operaciones mientres la Segunda Guerra Mundial.
Pa maximizar la capacidá militar d'entós, foi necesariu un enfoque de sistemes. Yá nun yera tiempu de tomar decisiones d'altu nivel sobre la direición d'una guerra qu'esixía sistemes complicaos frente a la estratexa de guerres anteriores o como si tratar d'un xuegu d'axedrez.
La ordenador dixital y l'enfoque de sistemes fueron preludios necesarios del procedimientu matemáticu de los sistemes militares d'operaciones. Les matemátiques aplicaes demostraren la so utilidá nel analís de sistemes económicos, y l'usu de la investigación d'operaciones nel analís de sistemes demostró igualmente la so utilidá.
Por que un analís d'un sistema militar d'operaciones fuera tecnológicamente facedera, yera necesariu tener una comprensión téunica fayadiza, que tomara en cuenta toles subcomponentes del sistema. Arriendes d'ello, el trabayu d'equipu resultó ser tan necesariu como efeutivu.
Aplicaciones humanes Charles West Churchman y Russell L. Ackoff, filósofos de la investigación operativa, escribieron numberosos llibros sobre l'aplicación de les sos téuniques en beneficiu de la humanidá y de la sociedá fora del ámbitu militar. Rusell Ackoff dio n'ocasiones asesoramiento al gobiernu de Méxicu y de la UNAM (Universidá Nacional Autónoma de Méxicu) sobre métodos p'ameyorar la economía y la educación del pueblu de Méxicu, mesmos métodos descritos nos sos Fábules de Ackoff.
Investigación operativa en contestu La investigación operativa ye una moderna disciplina científica que se caracteriza pola aplicación de teoría, métodos y téuniques especiales, pa buscar la solución de problemes d'alministración, organización y control que se producen nos diversos sistemes qu'esisten na naturaleza y los creaos pol ser humanu, tales como les organizaciones a les qu'identifica como sistemes entamaos, sistemes físicos, económicos, ecolóxicos, educativos, de serviciu social, etcétera.
L'oxetivu más importante de l'aplicación de la investigación operativa ye sofitar na “toma óptima de decisiones” nos sistemes y na planificación de les sos actividaes.
L'enfoque fundamental de la investigación operativa ye l'enfoque de sistemes, pol cual, a diferencia del enfoque tradicional, estúdiase'l comportamientu de too un conxuntu de partes o sub-sistemes que interaccionan ente sigo, identifícase'l problema y analícense les sos repercusiones, y búsquense soluciones integrales que beneficien al sistema como un tou.
Pa topar la solución, la investigación operativa xeneralmente representa'l problema como un modelu matemáticu, que s'analiza y evalúa primero.
La investigación d'operaciones ye una ciencia interdisciplinaria.
Árees d'aplicación
Árees funcionales, Una muestra de los problemes que la IO estudió y resueltu con ésitu en negocios ya industria tiense de siguío:
Personal: L'automatización y l'amenorgamientu de costos, reclutamiento de personal, clasificación y asignación a xeres de meyor actuación ya incentivos a la producción.
Mercáu y distribución: El desenvolvimientu ya introducción de productu, envasado, predicción de la demanda y actividá competidora, llocalización de bodegues y centros distribuidores.
Compres y materiales: Les cantidaes y fontes de suministru, costos fixos y variables, sustitución de materiales, reemplazu d'equipu, mercar o rentar.
Manufactura: La planeación y control de la producción, amiestos óptimas de manufactura, allugamientu y tamañu de planta, el tráficu de materiales y el control calidable.
Finances y contabilidá: Los analises de fluxu d'efeutivu, capital riquíu de llargu plazu, inversiones alternes, muestreo pa la seguridá n'auditoríes y reclamaciones.
Planeación: Colos métodos Pert pal control de meyora de cualquier proyeutu con múltiples actividaes, tanto simultánees como les que tienen d'esperar pa executase.
Delles persones veríense tentaes a aplicar métodos matemáticos a cuanto problema presentárase, pero ye que ¿qué ye, que siempres ye necesariu llegar al óptimo? Podría ser más caru'l modelar y el llegar al óptimo qu'a la llarga nun ufierte un marxe de ganancies bien cimera al que yá se tien.
Tómese'l siguiente exemplu:
La empresa EMX aplica I.O. y gasta pol estudiu y el desenvolvimientu de l'aplicación $100, pero dempués d'aplicar el modelu repara que la meyora nun ye bien distinta a la qu'anguaño tenía.
Puede señalase, entós, que la investigación d'operaciones namái se va aplicar a los problemes de mayor complexidá, ensin escaecer que'l simple usu de la I.O. trai un costu que, si supera'l beneficiu, nun va resultar económicamente práuticu. Dellos exemplos práuticos onde resulta útil l'aplicación d'I.O. son:
Nel dominiu combinatoriu, munches vegaes la enumeración ye imposible. Por casu, si hai 200 trabayos por realizar, que tomen tiempos distintos y solu cuatro persones que pueden faelos, numberar caúna de les combinaciones podría ser ineficiente (amás de desanimante). Depués los métodos de secuenciación van ser los más apropiaos pa esti tipu de problemes.
Otramiente, la I.O. ye útil cuando nos fenómenos estudiaos intervién el azar. La noción d'esperanza matemática y la teoría de procesos estocásticos ufierten la ferramienta necesario pa construyir el cuadru nel cual va optimizase la función económica. Dientro d'esti tipu de fenómenos atopen les llinies d'espera y los inventarios con demanda probabilística.