El documento describe cómo los modelos de investigación operacional pueden usarse para optimizar operaciones complejas. Explica que la optimización mediante programación lineal se ha usado exitosamente para resolver problemas de planificación y logística. Como ejemplo, describe cómo Waste Management Inc. desarrolló modelos para optimizar las rutas de recolección de basura, logrando ahorros de más de $500 millones.

1. SÁBADO / CLASE 8 DE 10 23 DE NOVIEMBRE DE 2011
OPTIMIZANDO LAS OPERACIONES
CON MODELOS DE INVESTIGACIÓN OPERACIONAL ES POSIBLE RESOLVER PROBLEMAS DIFÍCILES Y RELEVANTES.
Metropolitana entregando un
MODELAR producto. Claramente el orden
LA C OMPLEJIDAD en que usted haga el recorrido
importa: puede ahorrar tiempo
si elige la secuencia correcta
En las clases anteriores
según los tiempos de viaje
hemos mostrado muchas
entre distintos puntos. Su
complejidades presentes en los
recorrido también tiene que
sistemas productivos. El uso de
ser eficiente y no pasar dos
modelos matemáticos para
veces por una misma localidad
apoyar la toma de decisiones
(mientras tenga suficientes
frente a esa complejidad ha
caminos).
sido uno de los desarrollos
Lo anterior es un caso de
importantes de los tiempos
Problema del vendedor
modernos.
viajero. Muy estudiado y
En este sentido, uno de los
conocido como difícil de
hitos es el desarrollo de la
resolver en forma exacta,
investigación operacional, la
cuando hay muchos puntos
cual nace durante la Segunda
que deben recorrerse. Todos
Guerra Mundial como una
los problemas de distribución,
disciplina científica para
despacho y ruteo de pedidos
entregar apoyo mediante
que deben enfrentar todos los
modelos matemáticos a los
días los encargados de
problemas logísticos y de
logística tienen una estructura
producción.
básica relacionada con el
EFE
Posteriormente, muchas de
vendedor viajero.
las ideas desarrolladas pasaron La planificación de producción en una fábrica de cerveza es compleja y también
al ámbito civil e industrial, para se puede abordar con modelos.
PROCEDIMIENTOS RÁPIDOS
apoyar la toma de decisiones
en ambientes complejos donde especificar, de manera general, investigación operacional. medida”, pero puede significar Como estos problemas son
los recursos son limitados y un problema de optimización, Además del uso en esfuerzo y tiempo. tan difíciles de resolver, puede
deben ser asignados en forma como muestra la Figura 1. planificación y programación Por otro lado, una solución que en ocasiones no se
eficiente. Los primeros modelos de de producción en empresas, comprada a un proveedor disponga de suficiente tiempo
Veamos un problema de optimización con aplicaciones soluciones de optimización se externo de prestigio tiene la para encontrar soluciones
planificación de producción a industrial fueron de La op ti i ón ha
m zaci han usado en las líneas aéreas, ventaja de incorporar las óptimas.
mediano plazo. Este involucra programación lineal, llamada en la industria forestal y mejores prácticas y algoritmos Por esta razón, la
muchas decisiones simultáneas así porque las relaciones entre teni o g ran éxi en
d to agrícola, entre otros. También en el problema, pero su investigación operacional ha
sobre producción y recursos. los distintos elementos del ab ord ar p rob l as
em en ámbitos de relevancia adaptación a la situación desarrollado procedimientos
Las decisiones deben ser problema tienen un pública como, por ejemplo, la específica de la empresa que permiten encontrar
“óptimas” en algún sentido: comportamiento “lineal”. d e g esti
ón. gestión de hospitales. puede resultar difícil. buenas soluciones factibles,
por ejemplo, minimizar costos A fines de los años 40, Los sistemas basados en Además, el nuevo sistema bastante cercanas al óptimo,
totales sobre el horizonte de George Dantzig desarrolló el modelos de investigación debe poder relacionarse con el pero en corto tiempo. Se trata
planificación. Pero no todas las algoritmo Simplex para operativa también son sistema de gestión existente de las heurísticas para
alternativas son válidas, ya que resolver estos problemas, y empleados por varias en la empresa. A veces, la problemas de optimización.
modelo de simulación
debe cumplirse con diversas desde ese entonces, la compañías chilenas y las puesta en práctica de buenas Otro de los desafíos actuales
computacional, el cual
restricciones como por optimización ha gozado de universidades han sido soluciones de investigación es el manejo de los elementos
consiste en una representación
ejemplo la capacidad gran éxito en abordar pioneras en el desarrollo de operacional fracasa debido a inciertos en los problemas de
en el computador del sistema
productiva, bodegas, etc. problemas de gestión. algunos de estos sistemas. que esto último no es optimización, como sería, por
en estudio.
Pero la optimización no es la Las empresas enfrentan una abordado correctamente, o el ejemplo, el tiempo de viaje en
La simulación es ejecutada
¿QUÉ DECISIONES TOMAR? única herramienta. decisión importante frente a la desarrollo no es realizado con los problemas de ruteo.
bajo distintos escenarios,
Consideremos, por ejemplo, el introducción de una solución el involucramiento de los Además de la simulación,
Una de las primeras etapas considerando estadísticas de
problema de varias estaciones basada en investigación usuarios finales. metodologías como la
en la construcción de un todo tipo. El análisis posterior
de trabajo a las que llegan operacional: Tal vez se necesita Las empresas que han optimización estocástica
modelo de investigación permite tomar decisiones
órdenes con ciertas tasas una solución para un problema logrado grandes ganancias con permite abordar estos temas.
operacional para apoyar la sobre el diseño final del
sujetas a variabilidad. Esto muy específico, u otra a gran el uso de modelos de este tipo, También se han desarrollado
planificación es identificar las sistema. La simulación ha sido
generará colas y puede escala para la planificación de llevan adelante estos esfuerzos en los últimos años conceptos
decisiones que deben tomarse muy exitosa en el estudio de
interesarnos minimizar el todas las unidades productivas. bajo los mismos principios de de optimización robusta, que
y de qué forma están sistemas complejos bajo
tiempo de espera de las Se puede comprar un integración y colaboración que permiten calcular soluciones
restringidas. Luego se define condiciones de incertidumbre.
órdenes, o maximizar la sistema ya existente, o realizar ya hemos discutido en el curso. que siguen siendo válidas aun
una función objetivo, en Diversos sectores en todo el
utilización de los recursos, o un desarrollo propio. Esto Suponga que tiene que bajo la variación, dentro de
nuestro caso, minimizar los mundo se han beneficiado del
minimizar los inventarios. En último tiene la ventaja de que hacer un recorrido por 20 ciertos rangos, de algunos de
costos. Esto permite aporte que ha hecho la
esos casos, es mejor utilizar un la solución estará hecha “a la localidades de la Región los datos del problema.
EL C ASO millones de toneladas de de vendedor viajero). sistema permitió eliminar más
residuos anualmente. Algunas dificultades del 10% de las rutas, haciendo
DE LA B ASU RA Toda esta operación puede resultantes pertenecen a mejor uso de las otras. Esto
generar grandes ineficiencias si categorías de problemas muy implica un mejor uso de la flota
La cantidad de basura no se hace bien. Durante los difíciles, por lo que la de vehículos con los
producida en las grandes años 2000, W M inició el implementación final recurrió consiguientes ahorros de
ciudades del mundo es desarrollo de una solución para también a buenos métodos costos, pero también permite a
simplemente enorme, y alguien el ruteo de los vehículos heurísticos para abordarlos. W M reducir su huella de
tiene que encargarse de recolectores. Los desarrolladores carbono.
retirarla. El problema presenta gran recurrieron a todo el Sobre un período de cinco
En una ciudad grande se cantidad de complejidades conocimiento disponible en años, W M ha estimado ahorros
necesitan muchos camiones de que se originan en optimización y también se operacionales de más de
basura, los que deben tener restricciones relativas a apoyaron en herramientas de US$500 millones, mostrando
recorridos adecuadamente horarios de recolección, georreferenciación (sistemas claramente que “optimizar
“optimizados”. tránsito de calles, de información geográficos), bien, paga”.
En los Estados Unidos, el especificaciones de clientes combinados de tecnologías
mayor operador de recolección comerciales, distintas normas GPS.
de basura y desechos es W aste para el manejo de ciertos ¿Cuál es la mejor ruta para recolectar la basura en una o más comunas? La puesta en práctica del ¡ asta el sábado!
H
Management I (W M). La
nc. residuos, etc.
compañía atiende a más de 20 El desarrollo llevado
millones de clientes adelante se basó en modelos
residenciales y comerciales y de optimización en distintos
posee cientos de sitios de niveles, los que permiten
operación entre puntos de resolver la asignación de
acopio, botaderos, plantas de vehículos y también definir las
procesamiento y reciclaje, etc. rutas más adecuadas
La compañía opera más de (problema de ruteo vehicular
20.000 vehículos, los que con ventanas de tiempo,
recolectan cerca de 80 relacionado con el problema
W aste Manag em ent I com p rob ó
nc.
q ue op ti i b i p ag a.
m zar en,