Herramientas de modelaje y optimización en el ámbito de la investigación operativa

Herramientas de modelaje y optimización en el ámbito de la investigación operativa

Una mirada sistémica

Históricamente, los seres humanos han observado y buscado diferentes formas de representar y solucionar los problemas que se han suscitado en su entorno natural y social. Para esto han utilizado herramientas de modelaje como las matemáticas en general, la geometría, los métodos ingenieriles, la experimentación en el campo de las ciencias naturales y la hermenéutica en las ciencias sociales, entre otros. Durante los dos últimos siglos, la sociedad ha experimentado avances acelerados en todos los campos del saber, en la producción de bienes y servicios y en actividades investigativas. Cada vez se requieren herramientas más sofisticadas para optimizar los procesos administrativos, productivos, académicos e investigativos, como en el caso de las técnicas asociadas con la investigación operativa, la teoría de sistemas, las TIC y la inteligencia artificial, solo por mencionar algunas.En esta obra se abordan algunas herramientas de modelaje y optimización en el ámbito de la investigación operativa, destinadas a contribuir a la formación del estudiantado universitario y a potenciar sus competencias profesionales desde una mirada sistémica y cuantitativa. Mediante la transposición didáctica se han generado distintas situaciones de aprendizaje, para que el lector pueda acrecentar sus conocimientos sobre tópicos de optimización con programación lineal como el método gráfico, simplex, dual, la asignación de actividades o la teoría de redes y de las decisiones, entre otros. 
  1. Víctor Miguel Ángel Burbano Pantoja
    • Víctor Miguel Ángel Burbano Pantoja

    • Licenciado en Matemáticas de la Universidad de Nariño. Especialista en computación. Especialista en Pedagogía del aprendizaje.

      Magíster en Ciencias-Estadística Universidad Nacional de Colombia. Doctor en Ciencias de la Educación Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC). Profesor titular, par evaluador Min-Ciencias e Investigador de la Escuela de Matemáticas y Estadística-UPTC Líder del Grupo Interdisciplinario en Ciencias (GICI).

      victor.burbano@uptc.edu.co

  2. Margoth Adriana Valdivieso Miranda
    • Margoth Adriana Valdivieso Miranda

    • Licenciada en Matemáticas de la Universidad de Nariño. Magíster en Ciencias-Estadística Universidad Nacional de Colombia. Estudiante del Doctorado en Ciencias de la Educación con Énfasis en Investigación, Evaluación y Formulación de Proyectos Educativos, en la Universidad Metropolitana de Educación, Ciencia y Tecnología (UMECIT).

      Profesora asociada, par evaluador Minciencias, investigadora de la Escuela de Matemáticas y Estadística de la UPTC y del Grupo Interdisciplinario en Ciencias (GICI).

      margoth.valdivieso@uptc.edu.co

Introducción......................................................................................................15

1. Conceptos asociados con la investigación de operaciones....................19

    1.1 Algunos aspectos históricos..................................................................................20

    1.2 Aspectos metodológicos en el campo de la IOp.................................................23

        1.2.1 Aproximación al problema por resolver..............................................................23

        1.2.2 Elaboraciones para formular un modelo............................................................24

        1.2.3 Propuestas de solución al modelo planteado....................................................24

        1.2.4 Validaciones de los modelos establecidos...........................................................25

        1.2.5 Implantación de los resultados generados por el modelo.............................25

    1.3 Un enfoque sistemático de las organizaciones..................................................26

    1.4 Caracterización de los modelos.............................................................................27

    1.5 Ejemplos de modelaje de una organización........................................................29

        1.5.1 Ejemplo de un sistema de transporte intermunicipal.....................................29

        1.5.2 Ejemplo de sistema de información para la empresa AAA............................31

        1.5.3 Ejemplo de un sistema para el análisis y complementación.........................33

2. Modelo de programación lineal ProLin.....................................................41

    2.1 Definición del modelo ProLin................................................................................42

    2.2 Planteamiento de problemas tipo de ProLin.....................................................46

        2.2.1 Ejemplo de asignación de recursos.......................................................................46

        2.2.2 Ejemplo sobre procesos industriales.....................................................................49

        2.2.3 Ejemplo sobre el problema del transporte..........................................................52

    2.3 Modelo gráfico de optimización en ProLin.........................................................53

3. El método simplex en la ProLin...................................................................67

    3.1 Método simplex para problemas de maximización..........................................68

        3.1.1 Ejemplo sobre maximización mediante simplex...............................................68

        3.1.2 Ejemplo sobre maximización...................................................................................72

        3.1.3 Ejemplo sobre maximización con tres variables...............................................75

        3.1.4 Ejemplo sobre maximización con cuatro variables..........................................77

    3.2 Método simplex para problemas de minimización...........................................83

        3.2.1 Ejemplo sobre minimización mediante simplex................................................83

        3.2.2 Ejemplo sobre minimización con simplex............................................................87

4. Dualidad y problemas de asignación..........................................................97

    4.1 Dualidad......................................................................................................................98

        4.1.1 Ejemplo sobre maximización por el dual..............................................................99

        4.1.2 Ejemplo sobre minimización por el dual............................................................101

        4.1.3 Ejemplo sobre maximización por el dual con tres variables.......................104

        4.1.4 Ejemplo sobre dualidad............................................................................................106

    4.2 El denominado problema del transporte..........................................................109

        4.2.1 Ejemplo sobre el problema específico del transporte...................................109

    4.3 Problemas de asignación en el ámbito de la ProLin.......................................115

        4.3.1 Ejemplo sobre asignaciones....................................................................................115

5. Teoría de redes, ruta crítica y teoría de decisiones..............................123

    5.1 Teoría de redes y rutas crítica.............................................................................124

        5.1.1 Ejemplo de red con origen, destino y flujo de información..........................124

        5.1.2 Ejemplo de ruta crítica.............................................................................................125

        5.1.3 Ejemplo de ruta más corta......................................................................................128

        5.1.4 Ejemplo de ruta crítica con más nodos..............................................................130

        5.1.4 Ejemplo de red para las técnicas PERT y CPM.................................................133

    5.2 Elementos para la teoría de decisiones.............................................................139

        5.2.1 Un proceso para tomar decisiones dentro de una organización...............139

        5.2.2 Elementos de un problema de decisión..............................................................140

        5.2.3 Ejemplo sobre toma de decisiones en situaciones inciertas........................142

        5.2.4 Ejemplo sobre matriz de decisiones.....................................................................143

        5.2.5 Ejemplo sobre decisiones con costo.....................................................................144

        5.2.6 Elaboración de un análisis de decisión...............................................................145

Referencias......................................................................................................154

  • MAT029000 MATEMÁTICAS > Probabilidad y estadística > General
  • PBT
  • 511 Ciencias naturales y matemáticas > Matemáticas > Temas generales