Hoy por hoy se habla mucho de la inteligencia artificial –que disfruta de una renovada juventud–, el aprendizaje automático o machine learning, la Ciencia de Datos (o Data Science), Big Data y otros. Lo que no es tan conocido es que la mayoría de estas áreas utilizan en menor o mayor medida técnicas de optimización que tienen sus orígenes en una disciplina científica que siempre ha estado en un segundo plano: la Investigación Operativa.
La investigación operativa estudia la aplicación de métodos avanzados para la toma de decisiones. Está a caballo entre las matemáticas, la estadística, la informática, la economía y la ingeniería y es muy posible que esta dispersión sea el motivo por el que no es una ciencia conocida por el público en general. Sus orígenes se remontan a la II Guerra Mundial con la aplicación de técnicas cuantitativas para la toma de decisiones en el despliegue de las estaciones de RADAR en la costa sureste de las islas británicas, lo que permitió la detección temprana de los bombardeos de la Alemania Nazi, frustrando la operación Sealion y llevando a la victoria de la RAF sobre la Luftwaffe en la famosa Batalla de Inglaterra. También se sitúan los inicios de la Investigación Operativa en la guerra antisubmarina, con el famoso equipo multidisciplinar (una característica de la Investigación Operativa) de Patrick Blackett (circo de Blakett) que consiguió multiplicar por 20 el número de submarinos destruidos y permitiendo la llegada de convoyes de material a Europa, eventualmente consiguiendo la victoria aliada en la guerra
Tras los éxitos en la contienda, la Investigación Operativa se desarrolló enormemente permitiendo hoy resolver problemas de una complejidad increíble, en tiempos cortos, obteniendo soluciones de una calidad muy superior a la que son capaces los mayores expertos humanos. El desarrollo en las últimas décadas ha facilitado incrementos en la productividad, reducciones de costes y un mejor aprovechamiento de los recursos disponibles. Las mejoras observadas en el campo de la Investigación Operativa permiten, hoy en día y con la tecnología actual, resolver problemas que hace pocas décadas se antojaban imposibles. De todas sus aplicaciones la Investigación Operativa brilla en el campo de las rutas y logística. Un ejemplo claro es el problema del viajante de comercio, o Travelling Salesman Problem (TSP), que tiene una formulación muy sencilla y al mismo tiempo un número interminable de aplicaciones:
“En el problema del viajante de comercio tenemos un conjunto de ciudades a visitar, conocemos las distancias entre cada par de ciudades y queremos obtener la ruta más corta que empiece por una ciudad y pase por todas las ciudades, volviendo a la ciudad de partida”
Aunque parezca una descripción del típico problema teórico, la cosa cambia si en vez de hablar de un ”viajante de comercio” hablamos de una furgoneta de reparto y en vez de ciudades hablamos de las 30 o 40 entregas que tiene que hacer la furgoneta en la jornada. Resulta que resolviendo de forma óptima el problema, podemos reducir el tiempo total y la distancia de la ruta en más de un 20%. Si en vez de una furgoneta tenemos una flota de furgonetas de reparto, los ahorros en el ámbito de la logística pueden ser la diferencia entre no ser competitivo y desaparecer o hacerse con el mercado.
La Investigación Operativa está plenamente desarrollada. Las técnicas actuales aúnan los desarrollos teóricos de matemática combinatoria con la programación más avanzada utilizando computación paralela en técnicas heurísticas y metaheurísticas que, convenientemente afinadas, permiten obtener soluciones óptimas a problemas logísticos o muy cercanas a las óptimas en tiempos muy reducidos, con despliegues en la nube y con un coste de mantenimiento muy pequeño.
Aún así, encontramos no pocos obstáculos para su implantación. Estos obstáculos no son técnicos, ni matemáticos, ni de capacidad de cómputo, tampoco son económicos o de falta de formación de nuestros equipos… hablamos simplemente de la resistencia al cambio y desconocimiento de las capacidades que nos ofrece la Investigación Operativa.
Un dato: ¿Saben qué empresa tiene uno de los equipos de Investigación Operativa fuera del ámbito académico más grandes del mundo? Amazon. ¿Se puede permitir Amazon tener estos equipos gracias a su tamaño o gracias a estos equipos Amazon ha alcanzado este tamaño? Interesante reflexión, pero sabiendo que Amazon empezó como una librería online en un garaje, con la obligación de tener que vender y distribuir productos, creo que todos sabemos la respuesta.
Muchas empresas en el mundo usan la Investigación Operativa y están consiguiendo optimizar sus procesos productivos, logísticos y de servicio empleando menos recursos y usando de una forma mucho más inteligente los recursos disponibles. Más, mejor, más rápido y con menos. Tenemos las técnicas disponibles, el software a nuestra disposición y equipos formados y preparados para su implantación. Tenemos un gran reto entre manos, ¿Creamos la oportunidad?
Autor: Rubén Ruiz , Director del Grupo de Sistemas de Optimización Aplicada de ITI. Publicado originalmente en el blog de ITI, Instituto Tecnológico de Informática.