La investigación de operaciones (IO, inglés Operations Research - OR , también inglés Management Science - Management Science o English Decision Science - The Science of Decisions ) es una disciplina que desarrolla y aplica métodos para encontrar soluciones óptimas basadas en modelos matemáticos , modelos estadísticos y diversas heurísticas . enfoques en diversas áreas de la actividad humana. A veces se utiliza el nombre de métodos matemáticos de investigación de operaciones .
La investigación de operaciones es la aplicación de métodos matemáticos y cuantitativos para justificar decisiones en todas las áreas de la actividad humana con propósito. La investigación de operaciones comienza cuando se utiliza uno u otro aparato matemático para justificar decisiones.
En un telegrama a A.N. Krylov al almirante S.O. Makarov, fechado el 16 de febrero de 1903, esbozó un modelo de batalla de barcos de artillería blindados y mencionó métodos de cálculo. En el artículo "La influencia del número de combatientes en sus pérdidas", publicado por la revista " Colección Militar " en 1915, el Mayor General del Cuerpo de Topógrafos Militares M. P. Osipov [1] [1] describió un modelo matemático de armado global confrontation , que se utiliza prácticamente en describir el desgaste de los combatientes a lo largo del tiempo y, que forma parte de la teoría matemática de la investigación de operaciones, un año por delante del matemático inglés F. W. Lanchester . Durante la Segunda Guerra Mundial , la investigación de operaciones fue ampliamente utilizada para la planificación del combate. Así, los especialistas en investigación de operaciones trabajaron en el US Bomber Command , estacionado en el Reino Unido . Investigaron numerosos factores que afectan la efectividad de los bombardeos. Se hicieron recomendaciones que llevaron a un aumento de cuatro veces en la efectividad de los bombardeos.
Después del final de la Segunda Guerra Mundial, los equipos de investigación de operaciones continuaron su trabajo en las Fuerzas Armadas de EE. UU. y Gran Bretaña. La publicación de una serie de resultados en la prensa abierta provocó un aumento del interés público en este sentido. Hay una tendencia a aplicar métodos de investigación operativa en actividades comerciales, con el fin de reorganizar la producción, transferir la industria a una vía pacífica. Se destinan millones de dólares para el desarrollo de métodos matemáticos para investigar operaciones en la economía.
En el Reino Unido, la nacionalización de algunas industrias ha creado la oportunidad para la investigación económica sobre la base de modelos matemáticos a escala nacional. La investigación operativa comenzó a aplicarse en la planificación y ejecución de algunas actividades estatales, sociales y económicas. Por ejemplo, estudios realizados por Frank Yates para el Ministerio de Alimentos permitieron predecir el impacto de las políticas gubernamentales de precios en el presupuesto familiar de los ciudadanos.
En los Estados Unidos, la introducción de métodos de investigación operativa en la práctica de la gestión económica fue algo más lenta, pero incluso allí muchas preocupaciones pronto comenzaron a atraer a especialistas de este tipo para resolver problemas relacionados con la regulación de precios, aumentar la productividad laboral, acelerar la entrega de bienes a consumidores, etc. Los métodos de gestión pertenecían a la industria de la aviación, que no podía mantenerse al día con las crecientes demandas de la Fuerza Aérea. En las décadas de 1950 y 1960 se crearon sociedades y centros de investigación operativa en Occidente, publicando sus propias revistas científicas, la mayoría de las universidades occidentales incluyen esta disciplina en sus planes de estudios.
La mayor contribución a la formación y desarrollo de la nueva ciencia fue realizada por R. Akof , R. Bellman , J. Danzig , G. Kuhn , T. Saati , R. Chermen (EE. UU.), A. Kofman, R. Ford ( Francia) y otros.
Un papel importante en la creación de un aparato matemático moderno y el desarrollo de muchas áreas de investigación operativa pertenece a L. V. Kantorovich , B. V. Gnedenko , N. P. Buslenko , V. S. Mikhalevich , N. N. Moiseev , Yu. N. Z. Shoru y otros.
Por una destacada contribución al desarrollo de la teoría del uso óptimo de los recursos en economía, el académico L. Kantorovich , junto con el profesor T. Koopmans (EE. UU.), recibió el Premio Alfred Nobel de Economía en 1975 .
Ejemplos : Se elabora un plan para el transporte de mercancías desde los puntos de partida A 1 , A 2 , ..., A m hasta los destinos B 1 , B 2 , ..., B n . Los elementos de la solución son números x ij , que muestran la cantidad de carga que se enviará desde el i-ésimo punto de partida A i hasta el j-ésimo destino B j . La solución es un conjunto de números x 11 , x 12 , …, x m1 , x m2 , …, x mn
La futura relación entre las OI y la teoría de sistemas (complejos) no está del todo clara . [3]
Ejemplos de tareas prácticas relacionadas con IO: [4]
Ejemplos de problemas matemáticos (combinatorios) relacionados con IO:
Un rasgo característico de la investigación de operaciones es un enfoque sistemático del problema y el análisis. El enfoque de sistemas es el principal principio metodológico de la investigación de operaciones. Es como sigue. Cualquier tarea que se esté resolviendo debe ser considerada desde el punto de vista de su impacto en los criterios de funcionamiento del sistema en su conjunto. La investigación de operaciones se caracteriza porque con la solución de cada problema pueden surgir nuevos problemas. Una característica importante de la investigación de operaciones es el deseo de encontrar la solución óptima al problema (el principio de "optimalidad"). Sin embargo, en la práctica, tal solución no se puede encontrar por las siguientes razones:
En tales casos, se limitan a encontrar soluciones no óptimas, sino buenas, desde el punto de vista de la práctica. Tenemos que encontrar un compromiso entre la eficacia de las soluciones y el costo de encontrarlas. La investigación de operaciones proporciona una herramienta para encontrar tales compensaciones.
IO está estrechamente relacionado con el análisis de sistemas , la programación matemática , la teoría de juegos , la teoría de la decisión óptima, los enfoques heurísticos , los enfoques metaheurísticos y las técnicas de inteligencia artificial , como la teoría de la satisfacción de restricciones y las redes neuronales .
Las grandes empresas occidentales utilizan principalmente IO para resolver problemas de planificación de la producción ( control , logística , marketing ) y otras tareas complejas . El uso de IO en la economía le permite reducir costos o aumentar la productividad de una empresa. Los ejércitos y los gobiernos de muchos países desarrollados utilizan activamente la IA para evaluar la eficacia de combate de las armas , el equipo militar y las formaciones militares , desarrollar nuevos tipos de armas, resolver problemas complejos de suministro de ejércitos, avanzar ejércitos, desarrollar estrategias de guerra, desarrollar el comercio interestatal. mecanismos, predecir el desarrollo (por ejemplo, el clima), etc. La solución de problemas complejos de mayor importancia se lleva a cabo mediante métodos IO en supercomputadoras , pero el desarrollo se lleva a cabo en PC simples . También es posible aplicar métodos de IA en pequeñas empresas utilizando una PC.
Con el desarrollo de potentes sistemas informáticos y la generalización del acceso a los recursos de la red, ha habido una tendencia a transferir las tareas de investigación operativa del nivel estratégico de gestión al operativo. Ha surgido el término " análisis operativo ", que denota el uso de métodos analíticos para las decisiones tácticas cotidianas y la gestión directa. Al respecto, algunos autores hablan del inicio de una “revolución analítica en los negocios” [5] .
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