programación lineal

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Métodos Cuantitativos III 2012 Admón. de Empresas - CUNSURORI | Lic. Ludwing Ortíz 1 INVESTIGACION DE OPERACIONES La “Ciencia de la Administración”, sigue siendo un término nuevo para muchas personas, aun cuando el área tuvo sus comienzos durante la Segunda Guerra Mundial. Durante la primera parte del siglo XX, los investigadores comenzaron a utilizar procedimientos científicos para investigar problemas que se encontraban fuera de las ciencias puras, pero no fue sino hasta comienzos de la Segunda Guerra Mundial que esos esfuerzos se unificaron para perseguir un objetivo común. En 1937, en Gran Bretaña, se reunió a un equipo de matemáticos, ingenieros y científicos en áreas básicas para estudiar los problemas estratégicos y tácticos asociados con la defensa del país. El objetivo era determinar la forma más efectiva de utilizar recursos militares limitados. Las actividades de este grupo se denominaron Investigación de Operaciones (I O). En ocasiones se usa el término ciencia de la administración como sinónimo de investigación de operaciones. El proceso comienza en la observación cuidadosa y la formulación del problema, incluyendo la recolección de los datos apropiados. El siguiente paso es la construcción de un modelo científico, por lo general matemático, que intenta abstraer la esencia del problema real. La investigación de operaciones se puede definir como la aplicación, por grupos interdisciplinarios, del método científico o problemas relacionados con el control de las organizaciones o sistemas (hombre-máquina), a fin de que se produzcan soluciones que mejor sirvan a los objetivos de la organización. La toma de decisiones es un proceso que se inicia cuando una persona observa un problema y determina que es necesario resolverlo procediendo a definirlo, a formular un objetivo, reconocer las limitaciones o restricciones, a generar alternativas de solución y evaluarlas hasta seleccionar la que le parece mejor, este proceso puede ser cualitativo o cuantitativo. Metodología de la investigación de operaciones 1) Definición del problema y recolección de datos 2) Formulación de un modelo matemático 3) Obtención de una solución a partir del modelo 4) Prueba del modelo 5) Establecimiento de controles sobre la solución 6) Implantación de la solución PROGRAMACIÓN LINEAL La Programación Lineal (PL) tuvo su origen en el método de análisis de Insumo-Producto, desarrollado por el economista W.W. Leontief Hitchoock, quien interpretó primero un problema de transporte en el año de 1941, mientras que Koopmamns estudio el mismo tema en 1947. La Programación Lineal puede definirse como una técnica matemática para resolver problemas, en los cuales se pretende maximizar o minimizar una función objetivo, haciendo uso de dos o más variables cuantitativas de decisión que están sujetas a un conjunto de limitaciones de recursos llamadas restricciones. Un modelo de programación lineal proporciona un método eficiente para determinar una decisión óptima, una estrategia óptima o un plan óptimo, escogida de un gran número de decisiones posibles.

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Page 1: Programación Lineal

Métodos Cuantitativos III 2012

Admón. de Empresas - CUNSURORI | Lic. Ludwing Ortíz

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INVESTIGACION DE OPERACIONES

La “Ciencia de la Administración”, sigue siendo un término nuevo para muchas personas, aun cuando el área tuvo

sus comienzos durante la Segunda Guerra Mundial. Durante la primera parte del siglo XX, los investigadores

comenzaron a utilizar procedimientos científicos para investigar problemas que se encontraban fuera de las

ciencias puras, pero no fue sino hasta comienzos de la Segunda Guerra Mundial que esos esfuerzos se unificaron

para perseguir un objetivo común. En 1937, en Gran Bretaña, se reunió a un equipo de matemáticos, ingenieros y

científicos en áreas básicas para estudiar los problemas estratégicos y tácticos asociados con la defensa del país. El

objetivo era determinar la forma más efectiva de utilizar recursos militares limitados. Las actividades de este grupo

se denominaron Investigación de Operaciones (I O).

En ocasiones se usa el término ciencia de la administración como sinónimo de investigación de operaciones. El

proceso comienza en la observación cuidadosa y la formulación del problema, incluyendo la recolección de los

datos apropiados. El siguiente paso es la construcción de un modelo científico, por lo general matemático, que

intenta abstraer la esencia del problema real.

La investigación de operaciones se puede definir como la aplicación, por grupos interdisciplinarios, del método

científico o problemas relacionados con el control de las organizaciones o sistemas (hombre-máquina), a fin de

que se produzcan soluciones que mejor sirvan a los objetivos de la organización.

La toma de decisiones es un proceso que se inicia cuando una persona observa un problema y determina que es

necesario resolverlo procediendo a definirlo, a formular un objetivo, reconocer las limitaciones o restricciones, a

generar alternativas de solución y evaluarlas hasta seleccionar la que le parece mejor, este proceso puede ser

cualitativo o cuantitativo.

Metodología de la investigación de operaciones

1) Definición del problema y recolección de datos

2) Formulación de un modelo matemático

3) Obtención de una solución a partir del modelo

4) Prueba del modelo

5) Establecimiento de controles sobre la solución

6) Implantación de la solución

PROGRAMACIÓN LINEAL

La Programación Lineal (PL) tuvo su origen en el método de análisis de Insumo-Producto, desarrollado por el

economista W.W. Leontief Hitchoock, quien interpretó primero un problema de transporte en el año de 1941,

mientras que Koopmamns estudio el mismo tema en 1947. La Programación Lineal puede definirse como una

técnica matemática para resolver problemas, en los cuales se pretende maximizar o minimizar una función

objetivo, haciendo uso de dos o más variables cuantitativas de decisión que están sujetas a un conjunto de

limitaciones de recursos llamadas restricciones.

Un modelo de programación lineal proporciona un método eficiente para determinar una decisión óptima, una

estrategia óptima o un plan óptimo, escogida de un gran número de decisiones posibles.

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En todos los problemas de Programación Lineal, el objetivo es la maximización o la minimización de alguna

cantidad.

Es una herramienta de uso normal que ha ahorrado miles o millones de dinero a muchas compañías o negocios,

incluyendo empresas medianas en los distintos países industrializados del mundo; su aplicación a otros sectores de

la sociedad se está ampliando con rapidez.

La programación lineal utiliza un modelo matemático para describir el problema. El adjetivo lineal significa que

todas las funciones matemáticas del modelo deben ser funciones lineales. En este caso, la palabra programación

no se refiere a programación en computadoras; en esencia es un sinónimo de planeación. Así, la programación

lineal trata la planeación de las actividades para obtener un resultado óptimo, esto es, el resultado que mejor

alcance la meta especificada, según el modelo matemático, entre todas las alternativas de solución.

Aplicaciones comunes de PL

La programación lineal es una herramienta poderosa para seleccionar alternativas en un problema de decisión y por

consiguiente se aplica en una gran variedad de entornos de problemas. La cantidad de aplicaciones es tan alta que

sería imposible enumerarlas todas.

Proceso de Formulación de un Problema de PL

Todo programa lineal consta de cómo mínimo de tres partes: una función objetivo, un conjunto de variables de

decisión y un conjunto de restricciones. Al formular un determinado problema de decisión en forma matemática,

se deben hacer las siguientes preguntas generales:

1. ¿Cuál es el objetivo? ¿Cuál es la función objetivo?, es decir, ¿Qué quiere el dueño del problema? ¿De qué

manera se relaciona el objetivo con las variables de decisión del dueño del problema? ¿Es un problema de

maximización o minimización? El objetivo debe representar la meta del que toma las decisiones.

2. ¿Cuáles son las variables de decisión? Es decir, ¿Cuáles son las entradas controlables? Se definen las

variables de decisión con precisión utilizando nombres descriptivos. Las entradas controlables también se

conocen como actividades controlables, variables de decisión y actividades de decisión.

3. ¿Cuáles son las restricciones? Es decir, ¿Qué requerimientos se deben cumplir? ¿Debería utilizar un tipo de

restricción de desigualdad o igualdad? ¿Cuáles son las conexiones entre las variables? Se escriben con

palabras antes de definirlas en forma matemática.

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CONCEPTOS BÁSICOS

Función Objetivo (FO)

Es el planteamiento algebraico de una función que se va a maximizar o minimizar.

Ejemplo:

Una empresa obtiene utilidades de Q.30.00 por cada producto 1 y Q.45.00 por cada producto 2.

El planteamiento de la función objetivo es:

Producto 1 = X1

Producto 2 = X 2

FO: Maximizar Z = 30 X 1 + 45 X2

O bien, si se supone que, en vez de utilidades son costos, la función objetivo es:

FO: Minimizar Z = 30 X 1 + 45 X2

Las variables positivas se maximizan, como las utilidades, producción en buen estado, ventas, ingresos. Las

variables negativas se minimizan, como los costos, el tiempo, las pérdidas, los errores.

Restricciones

Son condiciones matemáticas con las cuales se debe cumplir, se plantean en forma de desigualdades, inecuaciones,

gráficamente se representan con una línea recta, la que puede ser diagonal, horizontal o vertical.

Ejemplo:

La empresa “Doble R” cuenta con un presupuesto para materia prima a la semana de Q.150.00, para la elaboración

de dos productos.

El planteamiento de la restricción es:

X 1 + X2 ≤ 150

Para cumplir con los pedidos de los dos productos, se debe trabajar no menos de 50 horas a la semana.

El planteamiento de la restricción es:

X 1 + X2 ≥ 50

Para mantener una alta calidad en la producción no se debe de elaborar más de 250 unidades del producto 1.

El planteamiento de la restricción es:

X 1 ≤ 250