modelos matematicos en administracion

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Page 1: Modelos matematicos en administracion
Page 2: Modelos matematicos en administracion
Page 3: Modelos matematicos en administracion

ORIGENES DE LA TEORIA MATEMÁTICA

EN LA ADMINISTRACION:

Cuatro causas básicas:1. El trabajo clásico de Von Neumann y Morgenstern

(1947) sobre la teoría de los juegos. Posteriormente,

Wald (1954) y Savage (1954) propiciaron enormes

desarrollos a la teoría estadística de la decisión.

Mientras la teoría de la decisión individual presenta hoy

una inmensa variedad de aplicaciones prácticas,

inclusive en la administración, la teoría de la decisión

en grupos, aunque es más sofisticada y compleja, ha

tenido pocas implicaciones prácticas.

ORIGENES DE LA TEORIA MATEMÁTICA

EN LA ADMINISTRACION:

Cuatro causas básicas:1. El trabajo clásico de Von Neumann y Morgenstern

(1947) sobre la teoría de los juegos. Posteriormente,

Wald (1954) y Savage (1954) propiciaron enormes

desarrollos a la teoría estadística de la decisión.

Mientras la teoría de la decisión individual presenta hoy

una inmensa variedad de aplicaciones prácticas,

inclusive en la administración, la teoría de la decisión

en grupos, aunque es más sofisticada y compleja, ha

tenido pocas implicaciones prácticas.

Page 4: Modelos matematicos en administracion

2. El estudio del proceso decisorio. Con el énfasis dado

por Herbert Simon al proceso decisorio y con el

surgimiento de la Teoría de las decisiones, la toma de

decisiones, tan importante para la teoría del

comportamiento y tan recalcada por los estructuralistas,

pasó a ser un elemento de gran importancia en el éxito de

cualquier sistema cooperativo.

3. La existencia de decisiones programables. Hay

decisiones cualitativas (no programables y únicamente

susceptibles de ser tomadas por el hombre) y las

decisiones cuantitativas (programables por el hombre o

por la máquina). A pesar de la complejidad del proceso

decisorio y de las variables involucradas, algunas

decisiones pueden ser cuantificadas y representadas por

modelos matemáticos.

2. El estudio del proceso decisorio. Con el énfasis dado

por Herbert Simon al proceso decisorio y con el

surgimiento de la Teoría de las decisiones, la toma de

decisiones, tan importante para la teoría del

comportamiento y tan recalcada por los estructuralistas,

pasó a ser un elemento de gran importancia en el éxito de

cualquier sistema cooperativo.

3. La existencia de decisiones programables. Hay

decisiones cualitativas (no programables y únicamente

susceptibles de ser tomadas por el hombre) y las

decisiones cuantitativas (programables por el hombre o

por la máquina). A pesar de la complejidad del proceso

decisorio y de las variables involucradas, algunas

decisiones pueden ser cuantificadas y representadas por

modelos matemáticos.

Page 5: Modelos matematicos en administracion

En algunos casos se simplifican los hechos reales para

elaborar modelos que permitan conclusiones y decisiones

sin el concurso humano.

4. El desarrollo de los computadores que hicieron posible la

aplicación y el desarrollo de técnicas matemáticas para

realizar en minutos operaciones que demandarían años si se

efectuaran en máquinas convencionales de calcular.

La teoría Matemática surgió con la concepción de la

Investigación Operacional en el transcurso de la segunda

guerra mundial (mejoramiento de armamento y técnicas

militares).

Desde 1945, la I.O. pasó gradualmente a ser utilizada en

Empresas Públicas y luego en empresas Privadas, debido al

éxito en las operaciones militares.

En algunos casos se simplifican los hechos reales para

elaborar modelos que permitan conclusiones y decisiones

sin el concurso humano.

4. El desarrollo de los computadores que hicieron posible la

aplicación y el desarrollo de técnicas matemáticas para

realizar en minutos operaciones que demandarían años si se

efectuaran en máquinas convencionales de calcular.

La teoría Matemática surgió con la concepción de la

Investigación Operacional en el transcurso de la segunda

guerra mundial (mejoramiento de armamento y técnicas

militares).

Desde 1945, la I.O. pasó gradualmente a ser utilizada en

Empresas Públicas y luego en empresas Privadas, debido al

éxito en las operaciones militares.

Page 6: Modelos matematicos en administracion

Sin embargo, la teoría de la administración se suele considerar

un fenómeno relativamente reciente que surge con la

industrialización de Europa y Estados Unidos en el siglo XXI.

Una organización es una unidad social o agrupación de

personas constituidas esencialmente para alcanzar objetivos

específicos lo que significa que las organizaciones se

proponen y construyen con planeación y se elabora para

conseguir determinados objetivos.

La administración posee características como universalidad,

especificidad unidad temporal, valor instrumental, amplitud del

ejercicio, flexibilidad, entre otras que serán ampliadas en este

contenido; Además poseen elementos como: la eficiencia,

eficacia, productividad, coordinación de recursos, objetivos y

grupos sociales que la hacen diferente a otras disciplinas.

Sin embargo, la teoría de la administración se suele considerar

un fenómeno relativamente reciente que surge con la

industrialización de Europa y Estados Unidos en el siglo XXI.

Una organización es una unidad social o agrupación de

personas constituidas esencialmente para alcanzar objetivos

específicos lo que significa que las organizaciones se

proponen y construyen con planeación y se elabora para

conseguir determinados objetivos.

La administración posee características como universalidad,

especificidad unidad temporal, valor instrumental, amplitud del

ejercicio, flexibilidad, entre otras que serán ampliadas en este

contenido; Además poseen elementos como: la eficiencia,

eficacia, productividad, coordinación de recursos, objetivos y

grupos sociales que la hacen diferente a otras disciplinas.

Page 7: Modelos matematicos en administracion

El proceso administrativo comprende las actividades

interrelacionadas de:

•planificación,

•organización,

•dirección y

•control de todas las actividades que implican relaciones

humanas y tiempo.

La administración de empresas posee cinco variables

principales que constituyen su estudio las cuales son:

1)tarea,

2)personas,

3)tecnología,

4)ambiente y

5)estructura.

El proceso administrativo comprende las actividades

interrelacionadas de:

•planificación,

•organización,

•dirección y

•control de todas las actividades que implican relaciones

humanas y tiempo.

La administración de empresas posee cinco variables

principales que constituyen su estudio las cuales son:

1)tarea,

2)personas,

3)tecnología,

4)ambiente y

5)estructura.

Page 8: Modelos matematicos en administracion

El administrador tendrá como opción el utilizar un

modelo matemático que podría ser un medio más

económico para evaluar diferentes alternativas.

Los modelos matemáticos son relativamente nuevos

particularmente en el campo de la administración.

Ejemplo: Elaborar un modelo matemático para

determinar cual es el pago que un vendedor recibe por

una comisión de $20.00 por cada venta. Supóngase que

se tienen los siguientes datos para describir la relación

entre la comisión del vendedor y el número de ventas.

El administrador tendrá como opción el utilizar un

modelo matemático que podría ser un medio más

económico para evaluar diferentes alternativas.

Los modelos matemáticos son relativamente nuevos

particularmente en el campo de la administración.

Ejemplo: Elaborar un modelo matemático para

determinar cual es el pago que un vendedor recibe por

una comisión de $20.00 por cada venta. Supóngase que

se tienen los siguientes datos para describir la relación

entre la comisión del vendedor y el número de ventas.

Page 9: Modelos matematicos en administracion

LOS MODELOS MATEMÁTICOS Y LA CIENCIA DE LA

ADMINISTRACIÓN.

Modelos normativos comparados con modelos

descriptivos.

Dentro de los modelos matemáticos existen dos clases

principales:

•Los modelos descriptivos; y

•Los modelos normativos.

Un modelo descriptivo es el que representa una relación

pero que no indica ningún curso de acción.

Un modelo normativo, también llamado de optimización,

es prescriptivo, lo que quiere decir que, señala el curso de

acción que quien toma las decisiones debe seguir para

alcanzar un objetivo definido.

LOS MODELOS MATEMÁTICOS Y LA CIENCIA DE LA

ADMINISTRACIÓN.

Modelos normativos comparados con modelos

descriptivos.

Dentro de los modelos matemáticos existen dos clases

principales:

•Los modelos descriptivos; y

•Los modelos normativos.

Un modelo descriptivo es el que representa una relación

pero que no indica ningún curso de acción.

Un modelo normativo, también llamado de optimización,

es prescriptivo, lo que quiere decir que, señala el curso de

acción que quien toma las decisiones debe seguir para

alcanzar un objetivo definido.

Page 10: Modelos matematicos en administracion

Los modelos descriptivos son útiles para pronosticar la conducta

de sistemas pero no pueden identificar el "mejor" curso de acción

que debe tomarse.

El modelo que se desarrolló de comisión por ventas podría

denominarse como modelo descriptivo, porque puede utilizarse

para pronosticar, el beneficio por ventas, si se especifica el

número de las mismas.

Un modelo normativo puede contener submodelos descriptivos,

pero varía del modelo descriptivo porque es posible determinar un

curso de acción óptimo o mejor.

La mayoría de los modelos normativos están constituidos por tres

conjuntos básicos de elementos:

1.- variables de decisión y parámetros;

2.- restricciones; y

3.- una o mas funciones objetivo.

Los modelos descriptivos son útiles para pronosticar la conducta

de sistemas pero no pueden identificar el "mejor" curso de acción

que debe tomarse.

El modelo que se desarrolló de comisión por ventas podría

denominarse como modelo descriptivo, porque puede utilizarse

para pronosticar, el beneficio por ventas, si se especifica el

número de las mismas.

Un modelo normativo puede contener submodelos descriptivos,

pero varía del modelo descriptivo porque es posible determinar un

curso de acción óptimo o mejor.

La mayoría de los modelos normativos están constituidos por tres

conjuntos básicos de elementos:

1.- variables de decisión y parámetros;

2.- restricciones; y

3.- una o mas funciones objetivo.

Page 11: Modelos matematicos en administracion

Los psicólogos destacan la importancia del juego en la infancia como medio de

formar la personalidad y de aprender de forma experimental a relacionarse en

sociedad, a resolver problemas y situaciones conflictivas. Todos los juegos, de

niños y de adultos, juegos de mesa o juegos deportivos, son modelos de

situaciones conflictivas y cooperativas en las que podemos reconocer

situaciones y pautas que se repiten con frecuencia en el mundo real. 

El estudio de los juegos ha inspirado a científicos de todos los tiempos para el

desarrollo de teorías y modelos matemáticos. La estadística es una rama de las

matemáticas que surgió precisamente de los cálculos para diseñar estrategias

vencedoras en juegos de azar. Conceptos tales como probabilidad, media

ponderada y distribución o desviación estándar, son términos acuñados por la

estadística matemática y que tienen aplicación en el análisis de juegos de azar o

en las frecuentes situaciones sociales y económicas en las que hay que adoptar

decisiones y asumir riesgos ante componentes aleatorios.

Los psicólogos destacan la importancia del juego en la infancia como medio de

formar la personalidad y de aprender de forma experimental a relacionarse en

sociedad, a resolver problemas y situaciones conflictivas. Todos los juegos, de

niños y de adultos, juegos de mesa o juegos deportivos, son modelos de

situaciones conflictivas y cooperativas en las que podemos reconocer

situaciones y pautas que se repiten con frecuencia en el mundo real. 

El estudio de los juegos ha inspirado a científicos de todos los tiempos para el

desarrollo de teorías y modelos matemáticos. La estadística es una rama de las

matemáticas que surgió precisamente de los cálculos para diseñar estrategias

vencedoras en juegos de azar. Conceptos tales como probabilidad, media

ponderada y distribución o desviación estándar, son términos acuñados por la

estadística matemática y que tienen aplicación en el análisis de juegos de azar o

en las frecuentes situaciones sociales y económicas en las que hay que adoptar

decisiones y asumir riesgos ante componentes aleatorios.

Page 12: Modelos matematicos en administracion

Pero la teoría de juegos tiene una relación muy lejana

con la estadística. Su objetivo no es el análisis del azar

o de los elementos aleatorios sino de los

comportamientos estratégicos de los jugadores. En el

mundo real, tanto en las relaciones económicas como

en las políticas o sociales, son muy frecuentes las

situaciones en las que, al igual que en los juegos, su

resultado depende de la conjunción de decisiones de

diferentes agentes o jugadores. Se dice de un

comportamiento que es estratégico cuando se adopta

teniendo en cuenta la influencia conjunta sobre el

resultado propio y ajeno de las decisiones propias y

ajenas.

Pero la teoría de juegos tiene una relación muy lejana

con la estadística. Su objetivo no es el análisis del azar

o de los elementos aleatorios sino de los

comportamientos estratégicos de los jugadores. En el

mundo real, tanto en las relaciones económicas como

en las políticas o sociales, son muy frecuentes las

situaciones en las que, al igual que en los juegos, su

resultado depende de la conjunción de decisiones de

diferentes agentes o jugadores. Se dice de un

comportamiento que es estratégico cuando se adopta

teniendo en cuenta la influencia conjunta sobre el

resultado propio y ajeno de las decisiones propias y

ajenas.

Page 13: Modelos matematicos en administracion

La técnica para el análisis de estas situaciones fue puesta a  punto por un

matemático, John von Neumann. A comienzos de la década de  1940

trabajó con el economista Oskar Morgenstern en las aplicaciones

económicas de esa teoría. El  libro  que publicaron en 1944, "Theory of

Games and Economic Behavior", abrió un insospechadamente amplio

campo de estudio en el que actualmente trabajan miles de especialistas

de todo el mundo.

La Teoría de Juegos ha alcanzado un alto grado de sofisticación

matemática y ha mostrado una gran versatilidad en la resolución de

problemas. Muchos campos de la Economía —Equilibrio General,

distribución de costes, etc.— se han visto beneficiados por las

aportaciones  de este método de análisis. En el medio siglo transcurrido

desde su primera formulación el número de científicos dedicados a su

desarrollo no ha cesado de crecer. Y no son sólo economistas y

matemáticos sino sociólogos, politólogos, biólogos o psicólogos. 

Existen también aplicaciones jurídicas: asignación de responsabilidades,

adopción de decisiones de pleitear o conciliación, etc.

La técnica para el análisis de estas situaciones fue puesta a  punto por un

matemático, John von Neumann. A comienzos de la década de  1940

trabajó con el economista Oskar Morgenstern en las aplicaciones

económicas de esa teoría. El  libro  que publicaron en 1944, "Theory of

Games and Economic Behavior", abrió un insospechadamente amplio

campo de estudio en el que actualmente trabajan miles de especialistas

de todo el mundo.

La Teoría de Juegos ha alcanzado un alto grado de sofisticación

matemática y ha mostrado una gran versatilidad en la resolución de

problemas. Muchos campos de la Economía —Equilibrio General,

distribución de costes, etc.— se han visto beneficiados por las

aportaciones  de este método de análisis. En el medio siglo transcurrido

desde su primera formulación el número de científicos dedicados a su

desarrollo no ha cesado de crecer. Y no son sólo economistas y

matemáticos sino sociólogos, politólogos, biólogos o psicólogos. 

Existen también aplicaciones jurídicas: asignación de responsabilidades,

adopción de decisiones de pleitear o conciliación, etc.

Page 14: Modelos matematicos en administracion

Hay dos clases de juegos que plantean una

problemática muy diferente y requieren una forma de

análisis distinta. Si los jugadores pueden comunicarse

entre  ellos y negociar los resultados se tratará de

juegos con transferencia de utilidad (también llamados

juegos cooperativos), en los que la problemática se

concentra en el análisis de las posibles coaliciones y su

estabilidad. En los juegos sin transferencia de utilidad,

(también llamados juegos no cooperativos) los

jugadores no pueden llegar a acuerdos previos; es el

caso de los juegos conocidos como "la guerra de los

sexos", el "dilema del prisionero" o el modelo "halcón-

paloma".

Hay dos clases de juegos que plantean una

problemática muy diferente y requieren una forma de

análisis distinta. Si los jugadores pueden comunicarse

entre  ellos y negociar los resultados se tratará de

juegos con transferencia de utilidad (también llamados

juegos cooperativos), en los que la problemática se

concentra en el análisis de las posibles coaliciones y su

estabilidad. En los juegos sin transferencia de utilidad,

(también llamados juegos no cooperativos) los

jugadores no pueden llegar a acuerdos previos; es el

caso de los juegos conocidos como "la guerra de los

sexos", el "dilema del prisionero" o el modelo "halcón-

paloma".

Page 15: Modelos matematicos en administracion

Los modelos de juegos sin transferencia de utilidad

suelen ser bipersonales, es decir, con sólo dos

jugadores. Pueden ser simétricos o asimétricos según

que los resultados sean idénticos desde el punto de

vista de cada jugador. Pueden ser de suma cero,

cuando el aumento en las ganancias de un jugador

implica una disminución por igual cuantía en las del

otro, o de suma no nula en caso contrario, es decir,

cuando la suma de las ganancias de los jugadores

puede aumentar o disminuir en función de sus

decisiones. Cada jugador puede tener opción sólo a

dos estrategias, en los juegos biestratégicos, o a

muchas.

Los modelos de juegos sin transferencia de utilidad

suelen ser bipersonales, es decir, con sólo dos

jugadores. Pueden ser simétricos o asimétricos según

que los resultados sean idénticos desde el punto de

vista de cada jugador. Pueden ser de suma cero,

cuando el aumento en las ganancias de un jugador

implica una disminución por igual cuantía en las del

otro, o de suma no nula en caso contrario, es decir,

cuando la suma de las ganancias de los jugadores

puede aumentar o disminuir en función de sus

decisiones. Cada jugador puede tener opción sólo a

dos estrategias, en los juegos biestratégicos, o a

muchas.

Page 16: Modelos matematicos en administracion

Las estrategias pueden ser puras o mixtas; éstas

consisten en asignar a cada estrategia pura una

probabilidad dada. En el caso de los juegos con repetición,

los que se juegan varias veces seguidas por los mismos

jugadores, las estrategias pueden ser también simples o

reactivas, si la decisión depende del comportamiento que

haya manifestado el contrincante en jugadas anteriores.

Ejemplo: Dos niños y un postre. Un niño se llama Pepe y el

otro Alfonso (Dilema del prisionero). La madre los ha

dejado en casa para ir para ir al supermercado y les ha

dejado un postre que ninguno puede tocar. El problema es

el siguiente ¿Cómo repartir el postre de manera justa?

Las estrategias pueden ser puras o mixtas; éstas

consisten en asignar a cada estrategia pura una

probabilidad dada. En el caso de los juegos con repetición,

los que se juegan varias veces seguidas por los mismos

jugadores, las estrategias pueden ser también simples o

reactivas, si la decisión depende del comportamiento que

haya manifestado el contrincante en jugadas anteriores.

Ejemplo: Dos niños y un postre. Un niño se llama Pepe y el

otro Alfonso (Dilema del prisionero). La madre los ha

dejado en casa para ir para ir al supermercado y les ha

dejado un postre que ninguno puede tocar. El problema es

el siguiente ¿Cómo repartir el postre de manera justa?

Page 17: Modelos matematicos en administracion

Cada uno dice que es lo que quiere; cuando llega la hora la

madre coge el cuchillo y lo corta; 50% para cada uno; ¿Pero,

el reparto es justo?

Pepe que es un goloso quería la parte de chocolate más no la

nata ni el biscocho; Alfonso por el contrario quería algo de

chocolate pero mucha nata. A los dos el reparto les parece

justo.

El problema el facil de decir pero no de ver. Lo primero el

concepto de igual cantidad de pastel es justo; quizás que el

uno tenga y el otro menos, sea más justo. Y lo más

importante, ambos están más contentos.

Como resultado de este reparto Pepe y Alfonso tienen lo que

querían y la madre tiene las compras más el pastel; y los

niños no la molestarían mientras realiza los oficios.

Cada uno dice que es lo que quiere; cuando llega la hora la

madre coge el cuchillo y lo corta; 50% para cada uno; ¿Pero,

el reparto es justo?

Pepe que es un goloso quería la parte de chocolate más no la

nata ni el biscocho; Alfonso por el contrario quería algo de

chocolate pero mucha nata. A los dos el reparto les parece

justo.

El problema el facil de decir pero no de ver. Lo primero el

concepto de igual cantidad de pastel es justo; quizás que el

uno tenga y el otro menos, sea más justo. Y lo más

importante, ambos están más contentos.

Como resultado de este reparto Pepe y Alfonso tienen lo que

querían y la madre tiene las compras más el pastel; y los

niños no la molestarían mientras realiza los oficios.

Page 18: Modelos matematicos en administracion

Ahora la parte referida al BI; yo trabajo con empresas y

tengo que repartir beneficios ¿Cómo puedo respartir las

cosas para que ambas partes queden igualmente

satisfechas? Y si hacer negocios con aambos sabiendo

mis margenes de ganancias. Este sería más bien un

alogaritmo predictivo.

El objetivo de toda la rama de la Teoria de los Juegos, es

siempre en base de que BI no da soluciones a priori solo a

posteriori, cuando ya se tiene los dastos; lo que se quiere

plasmar es el hecho de conseguir un Bi más activo.

Hay otro algoritmo sobre el mismo tema: “Hay un postre y

son dos personas para repartirlo. Ambos quieren el mayor

pedazo de postre posible” Entra dos nuevos conceptos

Minimax y Maximin.

Ahora la parte referida al BI; yo trabajo con empresas y

tengo que repartir beneficios ¿Cómo puedo respartir las

cosas para que ambas partes queden igualmente

satisfechas? Y si hacer negocios con aambos sabiendo

mis margenes de ganancias. Este sería más bien un

alogaritmo predictivo.

El objetivo de toda la rama de la Teoria de los Juegos, es

siempre en base de que BI no da soluciones a priori solo a

posteriori, cuando ya se tiene los dastos; lo que se quiere

plasmar es el hecho de conseguir un Bi más activo.

Hay otro algoritmo sobre el mismo tema: “Hay un postre y

son dos personas para repartirlo. Ambos quieren el mayor

pedazo de postre posible” Entra dos nuevos conceptos

Minimax y Maximin.

Page 19: Modelos matematicos en administracion

PROBLEMA: Dos empresa de supermecados desean

montar sus nuevas instalaciones en un área todavia no

explotada. Esta área comprende cuatro ciudades A,B, C, y

D; y su localización viene dada en el siguiente mapa:

PROBLEMA: Dos empresa de supermecados desean

montar sus nuevas instalaciones en un área todavia no

explotada. Esta área comprende cuatro ciudades A,B, C, y

D; y su localización viene dada en el siguiente mapa:

Si la primera empresa, con mayor prestigio coloca su tienda más

cerca de una ciudad que la otra empresa, se hace con el 80% del

mercado; si la coloca a igual distancia que la segunda con el

60%; y si la construye más alejada, el 40%. Las cuatro ciudades

se consideran de igual importancia y se quiere saber ¿Cuál de

las posibles localizaciones es la más indicada? Realizar el

estudio de mercado deciendo en cual ciudad se debería localizar

la empresa.

Si la primera empresa, con mayor prestigio coloca su tienda más

cerca de una ciudad que la otra empresa, se hace con el 80% del

mercado; si la coloca a igual distancia que la segunda con el

60%; y si la construye más alejada, el 40%. Las cuatro ciudades

se consideran de igual importancia y se quiere saber ¿Cuál de

las posibles localizaciones es la más indicada? Realizar el

estudio de mercado deciendo en cual ciudad se debería localizar

la empresa.

AA BB CC DD30 Km.30 Km.

30 Km.30 Km. 30 Km.

30 Km.

Page 20: Modelos matematicos en administracion

Esta teoría, atiende a los puntos de estrangulamiento, a los tiempos

de espera.

La mayor parte de los trabajos de la teoría de las colas se sitúa en

algunas de las siguientes situaciones:

•Problema de conexión telefónica

•Problemas de tráfico

•Problemas de daños de máquinas y accesorios.

Ejemplo: Cuando hay varios clientes que desean que se les preste un

servicio (caja de banco), el servicio termina cuando la persona se

retira. También hay gente esperando su turno (hacen cola).

En esta teoría los puntos de interés son:

•Tiempo de espera de los clientes,

•Nº de clientes en la fila,

•Relación tiempo de espera y de servicio.

Esta teoría, atiende a los puntos de estrangulamiento, a los tiempos

de espera.

La mayor parte de los trabajos de la teoría de las colas se sitúa en

algunas de las siguientes situaciones:

•Problema de conexión telefónica

•Problemas de tráfico

•Problemas de daños de máquinas y accesorios.

Ejemplo: Cuando hay varios clientes que desean que se les preste un

servicio (caja de banco), el servicio termina cuando la persona se

retira. También hay gente esperando su turno (hacen cola).

En esta teoría los puntos de interés son:

•Tiempo de espera de los clientes,

•Nº de clientes en la fila,

•Relación tiempo de espera y de servicio.

Page 21: Modelos matematicos en administracion

Las "colas" son un aspecto de la vida moderna que nos

encontramos continuamente en nuestras actividades diarias.

En el contador de un supermercado, accediendo al Metro, en

los Bancos, etc., el fenómeno de las colas surge cuando unos

recursos compartidos necesitan ser accedidos para dar

servicio a un elevado número de trabajos o clientes.

 El estudio de las colas es importante porque proporciona

tanto una base teórica del tipo de servicio que podemos

esperar de un determinado recurso, como la forma en la cual

dicho recurso puede ser diseñado para proporcionar un

determinado grado de servicio a sus clientes.

Se plantea como algo muy útil el desarrollo de una herramienta

que sea capaz de dar una respuesta sobre las características

que tiene un determinado modelo de colas.

Las "colas" son un aspecto de la vida moderna que nos

encontramos continuamente en nuestras actividades diarias.

En el contador de un supermercado, accediendo al Metro, en

los Bancos, etc., el fenómeno de las colas surge cuando unos

recursos compartidos necesitan ser accedidos para dar

servicio a un elevado número de trabajos o clientes.

 El estudio de las colas es importante porque proporciona

tanto una base teórica del tipo de servicio que podemos

esperar de un determinado recurso, como la forma en la cual

dicho recurso puede ser diseñado para proporcionar un

determinado grado de servicio a sus clientes.

Se plantea como algo muy útil el desarrollo de una herramienta

que sea capaz de dar una respuesta sobre las características

que tiene un determinado modelo de colas.

Page 22: Modelos matematicos en administracion

DEFINICIONES INICIALES

La teoría de colas es el estudio matemático del

comportamiento de líneas de espera. Esta se presenta,

cuando los "clientes" llegan a un "lugar" demandando un

servicio a un "servidor", el cual tiene una cierta capacidad

de atención. Si el servidor no está disponible

inmediatamente y el cliente decide esperar, entonces se

forma la línea de espera.

Una cola es una línea de espera y la teoría de colas es una

colección de modelos matemáticos que describen

sistemas de línea de espera particulares o sistemas de

colas. Los modelos sirven para encontrar un buen

compromiso entre costes del sistema y los tiempos

promedio de la línea de espera para un sistema dado.

DEFINICIONES INICIALES

La teoría de colas es el estudio matemático del

comportamiento de líneas de espera. Esta se presenta,

cuando los "clientes" llegan a un "lugar" demandando un

servicio a un "servidor", el cual tiene una cierta capacidad

de atención. Si el servidor no está disponible

inmediatamente y el cliente decide esperar, entonces se

forma la línea de espera.

Una cola es una línea de espera y la teoría de colas es una

colección de modelos matemáticos que describen

sistemas de línea de espera particulares o sistemas de

colas. Los modelos sirven para encontrar un buen

compromiso entre costes del sistema y los tiempos

promedio de la línea de espera para un sistema dado.

Page 23: Modelos matematicos en administracion

Los sistemas de colas son modelos de sistemas que

proporcionan servicio. Como modelo, pueden representar

cualquier sistema en donde los trabajos o clientes llegan

buscando un servicio de algún tipo y salen después de

que dicho servicio haya sido atendido. Podemos modelar

los sistemas de este tipo tanto como colas sencillas o

como un sistema de colas interconectadas formando una

red de colas. En la siguiente figura podemos ver un

ejemplo de modelo de colas sencillo. Este modelo puede

usarse para representar una situación típica en la cual los

clientes llegan, esperan si los servidores están ocupados,

son servidos por un servidor disponible y se marchan

cuando se obtiene el servicio requerido.

Los sistemas de colas son modelos de sistemas que

proporcionan servicio. Como modelo, pueden representar

cualquier sistema en donde los trabajos o clientes llegan

buscando un servicio de algún tipo y salen después de

que dicho servicio haya sido atendido. Podemos modelar

los sistemas de este tipo tanto como colas sencillas o

como un sistema de colas interconectadas formando una

red de colas. En la siguiente figura podemos ver un

ejemplo de modelo de colas sencillo. Este modelo puede

usarse para representar una situación típica en la cual los

clientes llegan, esperan si los servidores están ocupados,

son servidos por un servidor disponible y se marchan

cuando se obtiene el servicio requerido.

Page 24: Modelos matematicos en administracion

El problema es determinar qué capacidad o tasa de

servicio proporciona el balance correcto. Esto no es

sencillo, ya que un cliente no llega a un horario fijo,

es decir, no se sabe con exactitud en que momento

llegarán los clientes. También el tiempo de servicio

no tiene un horario fijo.

Los problemas de "colas" se presentan

permanentemente en la vida diaria: un estudio en

EEUU concluyó que, por término medio, un

ciudadano medio pasa cinco años de su vida

esperando en distintas colas, y de ellos casi seis

meses parado en los semáforos.

El problema es determinar qué capacidad o tasa de

servicio proporciona el balance correcto. Esto no es

sencillo, ya que un cliente no llega a un horario fijo,

es decir, no se sabe con exactitud en que momento

llegarán los clientes. También el tiempo de servicio

no tiene un horario fijo.

Los problemas de "colas" se presentan

permanentemente en la vida diaria: un estudio en

EEUU concluyó que, por término medio, un

ciudadano medio pasa cinco años de su vida

esperando en distintas colas, y de ellos casi seis

meses parado en los semáforos.

Page 25: Modelos matematicos en administracion

Así, por ejemplo, los procesos enviados a un servidor para ejecución

forman colas de espera mientras no son atendidos, la información

solicitada, a través de Internet, a un servidor Web puede recibirse

con demora debido a congestión en la red o en el servidor

propiamente dicho, podemos recibir la señal de líneas ocupadas si la

central de la que depende nuestro teléfono móvil está colapsada en

ese momento, etc.

Origen: El origen de la Teoría de Colas está en el esfuerzo de Agner

Kraup Erlang (Dinamarca, 1878 - 1929) en 1909 para analizar la

congestión de tráfico telefónico con el objetivo de cumplir la

demanda incierta de servicios en el sistema telefónico de

Copenhague. Sus investigaciones acabaron en una nueva teoría

denominada teoría de colas o de líneas de espera. Esta teoría es

ahora una herramienta de valor en negocios debido a que un gran

número de problemas pueden caracterizarse, como problemas de

congestión llegada-salida.

Así, por ejemplo, los procesos enviados a un servidor para ejecución

forman colas de espera mientras no son atendidos, la información

solicitada, a través de Internet, a un servidor Web puede recibirse

con demora debido a congestión en la red o en el servidor

propiamente dicho, podemos recibir la señal de líneas ocupadas si la

central de la que depende nuestro teléfono móvil está colapsada en

ese momento, etc.

Origen: El origen de la Teoría de Colas está en el esfuerzo de Agner

Kraup Erlang (Dinamarca, 1878 - 1929) en 1909 para analizar la

congestión de tráfico telefónico con el objetivo de cumplir la

demanda incierta de servicios en el sistema telefónico de

Copenhague. Sus investigaciones acabaron en una nueva teoría

denominada teoría de colas o de líneas de espera. Esta teoría es

ahora una herramienta de valor en negocios debido a que un gran

número de problemas pueden caracterizarse, como problemas de

congestión llegada-salida.

Page 26: Modelos matematicos en administracion

OBJETIVOS DE LA TEORÍA DE COLAS

Los objetivos de la teoría de colas consisten en:

•Identificar el nivel óptimo de capacidad del sistema que

minimiza el coste global del mismo.

•Evaluar el impacto que las posibles alternativas de

modificación de la capacidad del sistema tendrían en el

coste total del mismo.

•Establecer un balance equilibrado ("óptimo") entre las

consideraciones cuantitativas de costes y las cualitativas de

servicio.

•Hay que prestar atención al tiempo de permanencia en el

sistema o en la cola: la "paciencia" de los clientes depende

del tipo de servicio específico considerado y eso puede

hacer que un cliente "abandone" el sistema.

OBJETIVOS DE LA TEORÍA DE COLAS

Los objetivos de la teoría de colas consisten en:

•Identificar el nivel óptimo de capacidad del sistema que

minimiza el coste global del mismo.

•Evaluar el impacto que las posibles alternativas de

modificación de la capacidad del sistema tendrían en el

coste total del mismo.

•Establecer un balance equilibrado ("óptimo") entre las

consideraciones cuantitativas de costes y las cualitativas de

servicio.

•Hay que prestar atención al tiempo de permanencia en el

sistema o en la cola: la "paciencia" de los clientes depende

del tipo de servicio específico considerado y eso puede

hacer que un cliente "abandone" el sistema.

Page 27: Modelos matematicos en administracion

•La teoría de las colas es el estudio matemático

de las colas o líneas de espera.

•La formación de colas es, por supuesto, un

fenómeno común que ocurre siempre que la

demanda efectiva de un servicio excede a la

oferta efectiva.

•"No importa en qué cola se sitúe: La otra siempre

avanzará más rápido" (Primera Ley de Harper)

•"Y si se cambia de cola, aquélla en la que estaba

al principio empezará a ir más

•deprisa" (Segunda Ley de Harper)

•La teoría de las colas es el estudio matemático

de las colas o líneas de espera.

•La formación de colas es, por supuesto, un

fenómeno común que ocurre siempre que la

demanda efectiva de un servicio excede a la

oferta efectiva.

•"No importa en qué cola se sitúe: La otra siempre

avanzará más rápido" (Primera Ley de Harper)

•"Y si se cambia de cola, aquélla en la que estaba

al principio empezará a ir más

•deprisa" (Segunda Ley de Harper)

Page 28: Modelos matematicos en administracion

De esta teoría derivan las técnicas de Planeación y

Programación por Redes (CPM, Pert, etc), muy usadas en

las actividades de construcción civil y montaje industrial.

Estos son diagramas de flechas que tratan de identificar

el camino crítico estableciendo una relación directa entre

los factores de tiempo y costo.

Estas diagramas presentan ventajas con respecto a los

Cuadros de Barra tradicionalmente usados en Planeación:

•Permiten ejecutar el proyecto en un Plazo más corto y a

menor costo.

•Muestra la interrelación entre las etapas y operaciones

del proyecto.

De esta teoría derivan las técnicas de Planeación y

Programación por Redes (CPM, Pert, etc), muy usadas en

las actividades de construcción civil y montaje industrial.

Estos son diagramas de flechas que tratan de identificar

el camino crítico estableciendo una relación directa entre

los factores de tiempo y costo.

Estas diagramas presentan ventajas con respecto a los

Cuadros de Barra tradicionalmente usados en Planeación:

•Permiten ejecutar el proyecto en un Plazo más corto y a

menor costo.

•Muestra la interrelación entre las etapas y operaciones

del proyecto.

Page 29: Modelos matematicos en administracion

•Permite la distribución óptima de

recursos disponibles y facilita su

redistribución.

•Suministran diversas alternativas para su

ejecución, facilitando la toma de

decisiones.

•Identifica tareas críticas, que afectan

directamente al plazo del Proyecto.

•Establece clara definición de

responsabilidad de todos los órganos.

•Permite la distribución óptima de

recursos disponibles y facilita su

redistribución.

•Suministran diversas alternativas para su

ejecución, facilitando la toma de

decisiones.

•Identifica tareas críticas, que afectan

directamente al plazo del Proyecto.

•Establece clara definición de

responsabilidad de todos los órganos.

Page 30: Modelos matematicos en administracion

DEFINICIONES: VÉRTICES, ARCOS O EJES Y MATRICES

Un grafo es una colección de un conjunto de vértices, V, y

de arcos, U.

Los arcos, U, representan la relación binaria entre los

vértices, V.

La Figura es un grafo con cuatro vértices, v1, v2, v3 y v4, y 6

arcos, u1, u2, u3, u4, u5 y u6.

Figura 1.- Ejemplo de grafo

               

DEFINICIONES: VÉRTICES, ARCOS O EJES Y MATRICES

Un grafo es una colección de un conjunto de vértices, V, y

de arcos, U.

Los arcos, U, representan la relación binaria entre los

vértices, V.

La Figura es un grafo con cuatro vértices, v1, v2, v3 y v4, y 6

arcos, u1, u2, u3, u4, u5 y u6.

Figura 1.- Ejemplo de grafo

               

Page 31: Modelos matematicos en administracion

El conjunto U de los arcos, o ejes, es un

subconjunto del producto cartesiano, VxV, de los

vértices. En nuestro ejemplo, el número de

vértices es 4, y el conjunto de VxV está formado

por 16 elementos (4x4=16):

 

Ecuación 1

             

El conjunto U de los arcos, o ejes, es un

subconjunto del producto cartesiano, VxV, de los

vértices. En nuestro ejemplo, el número de

vértices es 4, y el conjunto de VxV está formado

por 16 elementos (4x4=16):

 

Ecuación 1

             

Page 32: Modelos matematicos en administracion

Los arcos del grafo de la Figura 1 no están

orientados, es decir, no tienen definido un origen

y un fin. En este caso, el arco (vi, vj) = (vj, vi) y

cumple la propiedad simétrica. Por tanto, el

conjunto U de los arcos, subconjunto de VxV,

está formado por los siguientes elementos:

 

Ecuación 2              

Los arcos del grafo de la Figura 1 no están

orientados, es decir, no tienen definido un origen

y un fin. En este caso, el arco (vi, vj) = (vj, vi) y

cumple la propiedad simétrica. Por tanto, el

conjunto U de los arcos, subconjunto de VxV,

está formado por los siguientes elementos:

 

Ecuación 2              

Page 33: Modelos matematicos en administracion

Es el método de obtener la misma información con una

cantidad menor de datos.

Es muy utilizado donde es difícil la obtención de

información, uno de los casos más usados es el del CC en

la Administración de la Producción.

Ejemplo: Determinar los momentos en que los errores

tolerados comienzan a sobrepasar sus límites, elección

de muestras, etc.

Un modelo de programación lineal proporciona un método

eficiente para determinar una decisión óptima, (o una

estrategia óptima o un plan óptimo) escogida de un gran

número de decisiones posibles.

Es el método de obtener la misma información con una

cantidad menor de datos.

Es muy utilizado donde es difícil la obtención de

información, uno de los casos más usados es el del CC en

la Administración de la Producción.

Ejemplo: Determinar los momentos en que los errores

tolerados comienzan a sobrepasar sus límites, elección

de muestras, etc.

Un modelo de programación lineal proporciona un método

eficiente para determinar una decisión óptima, (o una

estrategia óptima o un plan óptimo) escogida de un gran

número de decisiones posibles.

Page 34: Modelos matematicos en administracion

En todos los problemas de Programación Lineal, el

objetivo es la maximación o minimización de alguna

cantidad.

Contrucción de los Modelos de Programación Lineal

de forma obligatoria se deben cumplir los siguientes

requerimientos para construir un modelo.

Requerimiento 1. Función objetivo. (F.O). Debe haber

un objetivo (o meta o blanco) que la optimización

desea alcanzar.

Requerimiento 2. Restricciones y decisiones. Debe

haber cursos o alternativas de acción o decisiones,

uno de los cuáles permite alcanzar el objetivo.

En todos los problemas de Programación Lineal, el

objetivo es la maximación o minimización de alguna

cantidad.

Contrucción de los Modelos de Programación Lineal

de forma obligatoria se deben cumplir los siguientes

requerimientos para construir un modelo.

Requerimiento 1. Función objetivo. (F.O). Debe haber

un objetivo (o meta o blanco) que la optimización

desea alcanzar.

Requerimiento 2. Restricciones y decisiones. Debe

haber cursos o alternativas de acción o decisiones,

uno de los cuáles permite alcanzar el objetivo.

Page 35: Modelos matematicos en administracion

Hoy en día, esta herramienta de la Toma de decisiones es

muy utilizada en la administración de la producción, por lo

que se debe estar actualizando a todos los docentes que

imparten la asignatura de Investigación de Operaciones,

para que a su vez los estudiantes se encuentren

actualizados con los avances y nuevos conocimientos que

se tienen en esta rama de la investigación.

LA PROGRAMACIÓN LINEAL COMO PROCESO DE LA

ADMINISTRACIÓN

¿Qué es la programación lineal?

f (x1, x2, ………xn) = a1x1+ a2x2 + ……….anxn

Hoy en día, esta herramienta de la Toma de decisiones es

muy utilizada en la administración de la producción, por lo

que se debe estar actualizando a todos los docentes que

imparten la asignatura de Investigación de Operaciones,

para que a su vez los estudiantes se encuentren

actualizados con los avances y nuevos conocimientos que

se tienen en esta rama de la investigación.

LA PROGRAMACIÓN LINEAL COMO PROCESO DE LA

ADMINISTRACIÓN

¿Qué es la programación lineal?

f (x1, x2, ………xn) = a1x1+ a2x2 + ……….anxn

Funciones Lineales

Funciones Lineales usandousandoPlaneación

Optimización

Planeación

Optimización

Page 36: Modelos matematicos en administracion

Aplicación de la Programación Lineal:

Ejemplo 1:Problema asignación de

recursos

Aplicación de la Programación Lineal:

Ejemplo 1:Problema asignación de

recursos

Recurso 1

Recurso 1

Actividad 1Actividad 1

Recurso 2

Recurso 2

………..………..

Recurso n

Recurso n

Actividad mActividad m

……………………

Actividad 2Actividad 2

Page 37: Modelos matematicos en administracion

Ejemplo 2. La empresa concasa esta dedicada a la

fabricación de puertas y ventanas de alta calidad

las cuales se hacen en tres plantas diferentes

Ejemplo 2. La empresa concasa esta dedicada a la

fabricación de puertas y ventanas de alta calidad

las cuales se hacen en tres plantas diferentes

Planta 1Planta 1 Molduras y

marcos de aluminios

Molduras y marcos de aluminios

Planta 2Planta 2

Planta 3Planta 3

Molduras y marcos de

madera

Molduras y marcos de

madera

Fabricación y ensamble del

vidrio

Fabricación y ensamble del

vidrio

Page 38: Modelos matematicos en administracion

Ejemplo 3. Una empresa tiene una propuesta:

Incursionar con dos nuevos tipos de productos

Ejemplo 3. Una empresa tiene una propuesta:

Incursionar con dos nuevos tipos de productos

Producto 1

Ventana de vidrio con marco

de aluminio

Ventana de vidrio con marco

de aluminio

Producto 2

Ventana de vidrio con marco

de madera

Ventana de vidrio con marco

de madera

Ahora, según el departamento de comercialización toda la producción de

estos puede colocarse en el mercado.

Debemos observar que problemas se presentan. En particulat observemos

uno.

¿CUÁL ES LA PRODUCCIÓN IDEA?

Ahora, según el departamento de comercialización toda la producción de

estos puede colocarse en el mercado.

Debemos observar que problemas se presentan. En particulat observemos

uno.

¿CUÁL ES LA PRODUCCIÓN IDEA?

Page 39: Modelos matematicos en administracion

PROBLEMA: Se debe determinar la tasa de producción de los dos

productos de tal manera que las utilidades se maximicensujeto a las

limitaciones o restrincciones de la empresa.

FORMULA PREGUNTAS

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

PROBLEMA: Se debe determinar la tasa de producción de los dos

productos de tal manera que las utilidades se maximicensujeto a las

limitaciones o restrincciones de la empresa.

FORMULA PREGUNTAS

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

Forma de recolección de los datos

Forma de recolección de los datos

¿Cuántas horas hay disponibles por planta para su elaboración?

¿Cuántas horas hay disponibles por planta para su elaboración?

¿Cuál es la ganancia por lote?

¿Cuál es la ganancia por lote?

¿Cuántas horas se requieren para

elaborar un lote?

¿Cuántas horas se requieren para

elaborar un lote?

Page 40: Modelos matematicos en administracion

RECOLECCIÓN DE DATOS:RECOLECCIÓN DE DATOS:

DEL ANALISIS DEL PROBLEMA

DEL ANALISIS DEL PROBLEMA

Cantidad de lotes P1

Cantidad de lotes P1 x1

x1

PLANTA TIEMPO DE PRODUCCIÓN TIEMPO DE PRODUCCIÓN

P1 (Puertas) P2 (Ventanas) Disponible a la semana

1 1 0 4

2 0 2 12

3 3 2 18

GANANCIA POR LOTE 3000 5000

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

En esta fase se asignan las variables a uscar

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

En esta fase se asignan las variables a uscar

Cantidad de lotes P2

Cantidad de lotes P2 x2

x2

Page 41: Modelos matematicos en administracion

Ya que lo ue buscamos es maximizar la

utilidad, escogemos de los valores o

premisas presentadas los valores máximos.

Maximiza la producción, se cumple con los

objetivos propuestos

Ya que lo ue buscamos es maximizar la

utilidad, escogemos de los valores o

premisas presentadas los valores máximos.

Maximiza la producción, se cumple con los

objetivos propuestos

Lotes de puertas

Lotes de puertas

Lotes de ventanas

Lotes de ventanas

Obtenemos una utilidad máxima

Obtenemos una utilidad máxima

Maxima producción

Maxima producción

Maxima producción

Maxima producción

Maximos Resultados

Maximos Resultados

Page 42: Modelos matematicos en administracion

Esta es aplicada a aquellos problemas que tengan

varias fases interrelacionadas, donde hay que

adoptar una decisión adecuada a cada una de las

fases.

En los problemas empresariales donde se aplica

esta teoría es en la opción entre inversión

(compra), cambio y mantenimiento de equipos, en

la cual las decisiones deben tomarse a intervalos

regulares. Por lo tanto el problema consiste en

verificar que es lo más conveniente.

Esta es aplicada a aquellos problemas que tengan

varias fases interrelacionadas, donde hay que

adoptar una decisión adecuada a cada una de las

fases.

En los problemas empresariales donde se aplica

esta teoría es en la opción entre inversión

(compra), cambio y mantenimiento de equipos, en

la cual las decisiones deben tomarse a intervalos

regulares. Por lo tanto el problema consiste en

verificar que es lo más conveniente.

Page 43: Modelos matematicos en administracion

• Método de optimización para resolver problemas que involucran

decisiones secuenciales. Una decisión tomada en una etapa afectará los

estados del problema y las posibles decisiones en la etapa siguiente.

• No existe un formato estándar, sino más bien se trata de una forma

general de resolver este tipo de problemas.

•Una serie de estados agrupados en etapas, de cada etapa a la siguiente

ocurre una transformación la cual depende de mi decisión.

• Los posibles estados en cada etapa, si son finitos o enumerables, los

puedo representar como Nodos.

•Las transformaciones que me llevan a cada estado posible en la siguiente

etapa a partir de cada estado actual los puedo representar como arcos.

Page 44: Modelos matematicos en administracion

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS• El problema se puede dividir en etapas, con una decisión xt que se

debe tomar en cada etapa.

• Existe un cierto número de estados “s” asociados a cada etapa “t”, y

la decisión realizada en una etapa afecta el estado del sistema en la

siguiente etapa.

• Iniciando con la última etapa, un sub-problema de una etapa puede

ser resuelto dando las decisiones óptimas para cada estado en la

última etapa.

• Pueden encontrarse relaciones recursivas que permiten la solución de

subproblemas de una etapa que sean empleadas para encontrar las

soluciones a mayores y mayores subproblemas hasta que el último

subproblema es el problema original.

Page 45: Modelos matematicos en administracion

PRINCIPIO DE OPTIMALIDAD PARA PROGRAMACIÓN DINÁMICA

Dado el estado actual, la decisión óptima

para las etapas restantes, es

independiente de las decisiones

previamente tomadas. Por ello, sólo

depende del estado actual y no de cómo

llegamos a él.

Page 46: Modelos matematicos en administracion

• N = Nº de etapas (5 en el ejemplo),

• S = Estado.

•Definimos fn(s) = costo de la ruta óptima para las etapas n a N dado que estamos en el estado “s”.

• Del ejemplo tenemos que f5(10)=2, f5(11)=4, f5(12)=2

• fn(s,xn) = costo de ir de s a xn en la etapa n + costo de la ruta óptima para las etapas n+1 a N dado

que llegamos a xn

• fn(s) = mínimo {fn(s,xn) = c(s,xn) + fn+1(xn)} sobre todos los s posibles.

• c(s,xn)=costo de ir del estado s al xx en la etapa n

Page 47: Modelos matematicos en administracion

• ¿Cómo difiere del algoritmo de Ruta más corta?

• Programación Dinámica es una herramienta para procesos de

Etapas y en su búsqueda de un óptimo va generando rutas

óptimas en cada Etapa, por ello es muy útil para análisis de

sensibilidad

• En su versión estocástica, va más allá del modelado

determinístico empleado en el caso de Ruta más corta

8

5

9

11

10

12

11

15

14

Page 48: Modelos matematicos en administracion

Ejemplo: de la versatilidad de empleo de esta herramienta • La Organización Mundial de la

Salud está tratando de decidir

cuántos equipos médicos asignar

a cada uno de tres países en

desarrollo. El impacto del trabajo

de los equipos incide en el

incremento en expectativa de vida

lo que se traduce en miles de

años-persona de vida adicionales

por país. Sólo se tienen 5 equipos

y se tienen que mantener

operando de manera íntegra. La

tabla siguiente muestra el impacto

asociado:

Equipos Médicos

1 2 3

0 0 0 0

1 45 20 50

2 70 45 70

3 90 75 80

4 105 110 100

5 120 150 130

País

Page 49: Modelos matematicos en administracion

5 5 5

4 4

3 3

2 2

1 1

0 0 0

0

45

70

90

105

120

150 110 75 45 20 0

0 0

50

70

80

100

130

Estado 1 2 3

20 0

125

165

50

95

70

170

Page 50: Modelos matematicos en administracion

PROCESOS DINÁMICOS DE FLUJOS DE EFECTIVO

Este tipo de modelos se emplean en problemas de explotación de

recursos no-renovables, ó donde existe un recurso limitante.

PROCESOS DINÁMICOS DE FLUJOS DE EFECTIVO

•La manera de visualizar estos problemas es representándolos gráficamente con árboles

de decisión ó con mallas (“lattice”).

• Estas representaciones constan de nodos y arcos.

• Los nodos representan diferentes estados del sistema y están interconectados por

arcos.

• Cada arco corresponde a una posible acción administrativa.

•Nosotros trabajaremos con árboles y mallas binomiales (dos arcos salen de cada nodo),

pero se pueden construir con más arcos saliendo de cada nodo.

Page 51: Modelos matematicos en administracion

Arbol y malla de decisión

••

••

••

••

••

••

Arbol binomial Malla binomial

Nodos por nivel2^n vs. n+1

Page 52: Modelos matematicos en administracion

ARBOL Y MALLA DE DECISIÓN•El árbol de decisión permite incorporar diferencias a diferentes rutas para

llegar a un mismo estado final del recurso limitante, mientras que la malla

supone que los caminos para llegar al mismo nodo final son enteramente

equivalentes.

•El tipo de decisiones que analizaremos consisten, típicamente, en llevar a

cabo ó no una acción específica (Por ejemplo, pescar ó no; extraer petróleo

ó no, etc). El realizar la acción ó no tendrá consecuencias en ingresos,

egresos y estado del recurso limitante.

•Si distintos caminos conducen al mismo estado del recurso limitante y este

estado es caracterizado por una sola utilidad (ingreso - egreso), entonces

una “malla” será la representación adecuada.

Page 53: Modelos matematicos en administracion

INFORMACIÓN

Típicamente los nodos contienen información sobre el estado del recurso

(posiblemente más datos en caso de los árboles) y los arcos, la utilidad

generada en el período (normalmente refleja la ganancia al inicio del

nodo que emite).

ADMINISTRACIÓN ÓPTIMA

Cada camino, en el caso de un árbol determina una posible

alternativa (de un total de 2^(n+1) -1 alternativas posibles).

La estrategia podría ser encontrar el valor presente para

cada alternativa, pero si n=12, las alternativas son 8,191.

Para n=24, son más de 16 millones.

Page 54: Modelos matematicos en administracion

• Alternativamente podemos usar programación dinámica.

• La programación dinámica implica emplear los valores presentes de manera

recursiva. Así tendremos que “Vki” representará el mejor valor presente

recursivo en el nodo i en el tiempo k.

•Los valores en los nodos finales tiempo “n” representan los valores terminales

del proyecto bajo cada alternativa (por ejemplo valores de rescate de equipo

empleado), y son parte de la descripción del problema.

• La siguiente etapa consiste en analizar los nodos en el tiempo inmediato

anterior “n-1”

•Para cualquier nodo en el tiempo “n-1” suponemos que ya estamos ahí y ahora

trataremos de hacer lo mejor posible en el futuro. Maximizar nuestro VPN en “n-

1” para cada nodo en ese tiempo.

Page 55: Modelos matematicos en administracion

•La decisión que nos queda es a que nodo dirigirnos en el tiempo “n”

del nodo (n-1, i).

•Para cada arco “a” emanando del nodo (n-1, i) calculamos cuanto vale:

Donde es el flujo inmediato asociado al arco a y Vn,a es el valor

presente en el nodo al que el arco “a” lleva (que incluye cualquier flujo

que se derive en ese momento de haber tomado el arco a).

• Luego elegimos la mejor opción así:

anc 1 annn

an VDc ,,11

)( ,,11,1 annnan

ain VDcmaxV

anc 1

Page 56: Modelos matematicos en administracion

Luego, regresamos un período adicional a “n-2” y

repetimos el procedimiento, así sucesivamente hasta

llegar al tiempo “0”. En general, el proceso recursivo

está dado por:

)( ,11,,, akkkaik

aik VDcmaxV