martes, 6 de octubre de 2009

De la matemática más abstracta a la práctica. Investigación de operaciones


El Doctor Roger Ríos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la Universidad Autónoma de Nuevo León (México), UANL, busca métodos de solución que faciliten, agilicen y hagan más productivo el trabajo.

¿Alguna vez se ha preguntado por qué al comprar un boleto de avión cuesta una cantidad y al otro día está a otro precio? La respuesta está en un área de la Investigación de Operaciones, antes denominada o en algunas partes llamada Investigación Operativa, que se llama Manejo o Administración del Rendimiento (revenue management).
La Investigación de Operaciones es un área multidisciplinaria, entre matemáticas aplicadas y computación, orientada a resolver problemas de toma de decisiones u optimización en una diversidad de campos distintos.

El Doctor Roger Z. Ríos Mercado de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL, ha orientado sus estudios desde el posgrado en la Universidad de Texas en Austin, hacia esta productiva y multidisciplinaria rama de la Ingeniería que se relaciona con muchas otras ciencias y áreas tecnológicas.
Lo que nosotros hacemos es analizar un problema del tipo de toma de decisiones, es decir, cuando en una determinada problemática se desea tomar decisiones que optimicen un cierto criterio de desempeño del sistema, con la condición que estas decisiones no se toman libremente sino que están típicamente restringidas por requerimientos tecnológicos, políticos, etc”.
Nuestra tarea es abstraerlo, representarlo, modelarlo en una formulación matemática donde las variables de decisión en el problema real son representadas por variables algebraicas, y las restricciones tecnológicas o requerimientos se traducen en ecuaciones y desigualdades. Luego estudiamos y analizamos el modelo para tratar de derivar y desarrollar métodos eficientes de solución”.
Dentro de la investigación básica, el Dr. Ríos desarrolla métodos eficientes para proveer soluciones en forma exacta o aproximada a problemas de toma de decisiones u optimización en general. Mientras que en el campo de la aplicación ha trabajado, por ejemplo, en la optimización de redes de transporte de gas natural, optimización de secuenciación de operaciones en sistemas de manufactura y más recientemente en optimización de sistemas territoriales en el ramo logístico.
En todos estos problemas, aunque aparentemente distintos en su aplicación, se busca desarrollar métodos de solución que aporten diseños que sean prácticamente factibles.



Desde el punto de vista técnico, estos problemas son extremadamente difíciles de resolver, es decir, que encontrar la solución óptima global al problema requiere un tiempo de cómputo o resolución que crece exponencialmente con el tamaño del mismo. El impacto directo de esta inherente complejidad es que el intentar encontrar una solución óptima global a cualquiera de estos problemas puede tardar años.
En particular, en el proyecto de optimización de sistemas de gasoductos, se busca la manera de operar estaciones de gas y las estaciones compresoras de éstas, para que el criterio de desempeño, que es el consumo de combustible, sea mínimo, y por ende, más eficiente. Esta investigación fue merecedora del Premio a la Investigación UANL 2009.
El proyecto actual que es financiado por CONACyT (Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología) es el de optimización de sistemas territoriales. A groso modo, es que tienes un conjunto de clientes, cada uno con diferentes atributos, demanda de producto, etc., el cual se desea particionar en un conjunto de territorios para satisfacer ciertos requerimientos de planeación por parte de la empresa”. El interés es cómo poner agrupar a todos los clientes en grupos sujetos a requerimientos de balanceo (que cada territorio tenga aproximadamente la misma cantidad de producto), conexidad (que los clientes de cada territorio estén conectados entre sí), de tal manera que se optimice el criterio de desempeño de compacidad territorial, es decir, que los territorios formados sean lo más compacto posible” comentó el Dr. Roger Ríos.
Uno de los trabajos estudiados en este proyecto fue también recientemente galardonado con el Premio a la Mejor Tesis de Maestría de la UANL.
La labor del Doctor Roger Ríos de la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, se centra en la búsqueda de métodos de solución que faciliten, agilicen y hagan más productivo el trabajo, todo ello con el menor gasto posible, lo que al final representa una ganancia económica. Asimismo, estos métodos pueden aplicarse a diversas áreas como la medicina, bioinformática, recursos naturales, manufactura, servicios, logística y transporte, entre otras.
En recientes fechas el Dr. Ríos Mercado está en vías de iniciar una colaboración con la Facultad de Ciencias Forestales para la optimización de sistemas forestales.
Existe una gran diversidad de problemas de optimización que surgen en el uso de recursos naturales y sector agropecuario. En otros países las políticas gubernamentales para el desarrollo sustentable se basan en metodologías científicas fuertemente apoyadas por expertos en investigación de operaciones. En nuestro país hace falta esta colaboración”.
Como puede leerse, el área de trabajo es muy amplia, pero desafortunadamente y tal como lo comenta el investigador, apenas se está ‘evangelizando’ a las empresas mexicanas sobre los problemas de decisiones que desconocen tener. En países de primer mundo, esta rama ha sido reconocida de mucho tiempo atrás por lo cual no es sorpresivo que en muchos aspectos tengan un avance tecnológico mucho mayor.
Nuestro programa de posgrado en esta área es relativamente joven, se inició en el año 2000, la primera generación de la maestría se graduó en 2002. Como parte de nuestro objetivo de lograr vincularnos con la industria y sobre todo dar a conocer nuestro trabajo, diseñamos un curso en tercer semestre donde el estudiante hace una estancia en una empresa que no sabe qué problemas tiene. Permiten que el estudiante los detecte asesorado por un investigador y al final entrega un producto dependiendo de la envergadura del problema”, así en consecuencia, se ayuda al alumno o alumna y se le abren los ojos al empresario.
Asimismo, Roger Z. Ríos desde hace varios años se ha dado a la tarea de crear una red de personas dedicadas a la investigación de operaciones en nuestro país, con el objetivo de crear una red y quizá formalizarla en una sociedad.
Para finalizar, el galardonado investigador confesó: “Una de las áreas donde yo creo que podemos tener una mayor incidencia en toma de decisiones y una área virgen, es el desarrollo sustentable del país, el uso eficientes de los recursos naturales y sector agropecuario. No tenemos ese trabajo en equipo entre la gente experta y el sector agropecuario o forestal. Un investigador es una persona que por un lado tiene el reto del desarrollo intelectual, generar ciencia, generar conocimiento donde no lo hay. Pero es mucho más que eso, tiene que tener un compromiso fuerte con la sociedad, para hacerle mejor la vida a alguien, a la sociedad a las empresas. Desde luego con la formación de recursos humanos. Ir más allá del aula y transmitir el conocimiento a todas las esferas de la sociedad.”

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