La ciencia detrás de la la toma de decisiones en un mundo complejo - investigación operativa

Cada día tomamos decisiones con recursos limitados: tiempo, dinero, energía, personal o capacidad productiva, entre otros. Algunas decisiones son sencillas, pero otras afectan a sistemas grandes y complejos, en los que los distintos elementos están estrechamente interrelacionados, lo que dificulta notablemente la toma de decisiones. En estos casos, confiar únicamente en la intuición no suele ser suficiente.

La investigación operativa surge precisamente para dar respuesta a este tipo de situaciones. Su objetivo es ayudar a tomar mejores decisiones a partir de los datos, utilizando modelos y métodos científicos, con la optimización como eje central.

Evolución histórica

El origen de la investigación operativa se sitúa en la Segunda Guerra Mundial. No obstante, aunque la disciplina no se formalizó hasta ese momento, su evolución puede dividirse en tres etapas: antes de la guerra, durante la guerra y después de la guerra.

Cimientos matemáticos de la investigación operativa

La necesidad de optimizar recursos no es algo moderno. Mucho antes de que existiera la investigación operativa como disciplina, ya se planteaban problemas de este tipo:

• Encontrar las rutas más cortas y seguras para el comercio.
• Diseñar estructuras resistentes usando la menor cantidad de material.
• Maximizar beneficios o minimizar costes en actividades económicas.

Desde el punto de vista matemático, autores como Euler, Lagrange o Gauss desarrollaron herramientas fundamentales para resolver problemas de optimización. Sin embargo, estos avances estaban más centrados en problemas teóricos y no formaban todavía una metodología aplicada de forma sistemática a la gestión de organizaciones y sistemas reales.

El nacimiento de la investigación operativa

La investigación operativa nace como disciplina durante la Segunda Guerra Mundial. En el Reino Unido, equipos formados por científicos de distintas áreas comenzaron a trabajar juntos para resolver problemas muy concretos:

• Cómo asignar mejor los recursos militares.
• Cómo usar el radar de forma más eficiente.
• Cómo organizar convoyes marítimos para reducir pérdidas.

Por primera vez, la optimización se aplicaba de manera estructurada a decisiones reales de gran escala. Los resultados fueron tan positivos que, tras la guerra, este enfoque se trasladó rápidamente al ámbito civil.

De lo militar a lo cotidiano: expansión al mundo civil

A partir de los años 50, la investigación operativa empieza a utilizarse en empresas, administraciones públicas e industrias. Sus aplicaciones se extienden a:

• Planificación de la producción.
• Gestión de inventarios.
• Organización de turnos y personal.
• Diseño de redes de transporte y distribución.

En esta etapa se desarrollan muchas de las herramientas clásicas de la disciplina, siempre con una pregunta de fondo: ¿cuál es la mejor forma de hacer las cosas dadas unas limitaciones?

Para una información más detallada de la historia de la investigación operativa, ver (McCloskey, 1987).

¿Qué es la investigación operativa?

Con este contexto, resulta más sencillo comprender a qué nos referimos cuando hablamos de investigación operativa. A continuación, se presentan algunas de las definiciones formales más reconocidas:

Operational Research Society (Reino Unido)

Primera definición: La investigación operativa es la aplicación del método científico a problemas complejos que surgen en la dirección y gestión de grandes sistemas de personas, máquinas, materiales y dinero.

Definición moderna: La investigación operativa es un enfoque científico para la resolución de problemas en la gestión de sistemas complejos que permite a los responsables de la toma de decisiones tomar decisiones más acertadas.

Churchman, Ackoff y Arnoff (Churchman et al., 1957)

La investigación operativa es la aplicación de métodos, técnicas y herramientas científicas a problemas que involucran el funcionamiento de un sistema, de manera que quienes controlan el sistema puedan obtener soluciones óptimas a dichos problemas.

Hillier y Lieberman (Hillier & Lieberman, 1967)

La investigación operativa se ocupa de determinar, mediante métodos científicos, la mejor forma de diseñar y operar sistemas hombre–máquina, generalmente en contextos que implican la asignación de recursos escasos.

INFORMS

La investigación operativa y analítica es la disciplina que utiliza métodos analíticos avanzados para ayudar a tomar mejores decisiones.

En términos sencillos, la investigación operativa consiste en entender un problema real, representarlo mediante un modelo abstracto y usar ese modelo para decidir mejor.

La necesidad de organizar el conocimiento: sociedades científicas

A medida que la investigación operativa crecía y se aplicaba en más ámbitos, surgió una necesidad clara: organizar a las personas que trabajaban en este campo, compartir conocimiento y dar visibilidad a la disciplina. De ahí nacen las sociedades científicas.

Estas organizaciones permiten:

• Conectar investigadores, profesionales y estudiantes.
• Compartir avances teóricos y aplicaciones prácticas.
• Organizar congresos y encuentros científicos.
• Promover la formación y la divulgación.

Gracias a ellas, la investigación operativa se ha consolidado como una disciplina reconocida a nivel internacional.

Principales sociedades de investigación operativa

• ORS (Operational Research Society) – Reino Unido, 1948.
• INFORMS – Estados Unidos, 1952.
• IFORS (International Federation of Operational Research Societies) – 1959.
• EURO (Association of European Operational Research Societies) – 1975.
• ALIO (Asociación Latino-Iberoamericana de Investigación Operativa) – 1980.

La investigación operativa en España: la SEIO

En España, la disciplina está representada por la SEIO (Sociedad de Estadística e Investigación Operativa), que integra a investigadores y profesionales de estadística e investigación operativa.

Sus principales objetivos son:

• Promover el desarrollo científico y aplicado de ambas disciplinas.
• Organizar congresos y actividades formativas.
• Fomentar la colaboración entre universidad, empresa y sector público.
• Difundir el papel de la investigación operativa en la sociedad.

La investigación operativa en la actualidad

Hoy en día, la investigación operativa forma parte de muchas decisiones que afectan a nuestra vida cotidiana, aunque no siempre seamos conscientes de ello. La disciplina ha evolucionado de la mano de la informática, los datos y la creciente complejidad de los sistemas modernos. Se utiliza, por ejemplo, para:

• Logística comercial:
  • Ubicación de instalaciones.
  • Gestión de almacenes.
  • Planificación de la producción.
  • Gestión de turnos de personal.
  • Red de distribución y transporte.
• Logística humanitaria:
  • Prevención: análisis de riesgo, simulación de escenarios, optimización de sistemas de alerta temprana.
  • Mitigación: gestión de inventarios estratégicos y asignación de recursos.
  • Preparación: planificación de rutas de evacuación, organización de personal y simulacros.
  • Respuesta: distribución de ayuda humanitaria, asignación de recursos críticos y planificación bajo incertidumbre.
  • Recuperación: planificación de la reconstrucción, gestión de múltiples proyectos e inventarios de largo plazo.
• Logística militar:
  • Asignación óptima de recursos.
  • Planificación de rutas de convoyes y transporte.
  • Gestión de inventarios críticos.
  • Programación de mantenimiento y reparación de equipos.
  • Optimización de operaciones bajo incertidumbre.

La investigación operativa ya no se centra únicamente en encontrar soluciones “óptimas” desde un punto de vista matemático. Su objetivo actual es proporcionar decisiones útiles, robustas y aplicables, incluso cuando la información es incompleta o el problema es demasiado grande para resolverse de forma exacta.

En un mundo cada vez más interconectado y con recursos limitados, la investigación operativa sigue siendo una herramienta esencial para entender la complejidad, evaluar alternativas y tomar mejores decisiones.