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El Análisis de Decisiones:

Frontera de la Ingeniería Industrial

por

Roberto Ley Borrás

Publicado en Ciencia y Desarrollo (Conacyt, México), vol. XVI, núm. 91, pp. 93-100, marzo-abril 1990.

 

La ingeniería industrial, a través de su historia, se ha caracterizado por buscar el óptimo aprovechamiento de los recursos productivos que en su momento son considerados como los más valiosos.  Actualmente, uno de sus propósitos principales es le mejor uso de la información: servir de base para decidir; esto constituye la materia del análisis de decisiones.  Asimismo, aprovechar dos de los atributos humanos más elevados: la capacidad cognoscitiva y la de valoración.

 

Hoy se reconoce en los medios académicos, industriales y gubernamentales de todo el mundo, que el análisis de decisiones permite alcanzar un mayor grado de  competitividad en un ambiente económico y social cada día mas complejo.

 

En este trabajo se presenta una breve reseña del desarrollo de la ingeniería industrial y del campo actual del análisis de decisiones, y se resaltan las ventajas que se pueden obtener con la aplicación de los conceptos del análisis de decisiones en la ingeniería industrial.  También  se describen sucintamente tres proyectos que son aportaciones de investigadores mexicanos.  Finalmente, se señalan algunas áreas que cuentan con un potencial inmediato de desarrollo y que pueden ser atendidas por los profesionales que deseen hacer avanzar la frontera actual de la ingeniería industrial.

 

 

Desarrollo de la ingeniería industrial

 

Ingeniería industrial clásica

La ingeniería industrial se originó con el deseo de mejorar el uso del trabajo humano.  Al principio, los esfuerzos se orientaron principalmente hacia el análisis del trabajo físico de los obreros, pero rápidamente se encontró que la eficiencia de una fábrica también dependía de otras personas de “mayor nivel”, y que la organización laboral es tan importante como la realización de trabajo mismo.  En consecuencia, se desarrollaron técnicas para que los trabajadores, supervisores y jefes de producción planearan, organizaran, ejecutaran y controlaran su labor con el mínimo desperdicio de tiempo y de materiales.

 

El resultado de aplicar un análisis sistemático a lo que podríamos llamar el nivel inferior de la organización industrial fue un aumento en la producción de bienes, que modifico la forma de vida de una gran parte de la humanidad y dio enorme ventaja a los países que fueron pioneros en su desarrollo y aplicación.

 

Investigación de operaciones

El nombre y el campo de aplicación de la investigación de operaciones son de origen militar y en general se reconoce que las necesidades de defensa y ataque de  Estados Unidos y Gran Bretaña durante la Segunda Guerra Mundial fueron la motivación para reunir a técnicos y científicos de diversas disciplinas para resolver problemas militares nuevos y complejos.  El éxito obtenido con este enfoque, cuyo elemento central fue la modelación matemática de los problemas de optimización, hizo que al concluir la guerra se emplearan como un medio para mejorar la operación y la competitividad de las empresas industriales.

 

De esta manera, la ingeniería industrial adquirió herramientas más poderosas para la solución de los problemas, amplió su zona de acción y recibió el apoyo de los niveles superiores de las organizaciones.

 

Ingeniería de sistemas

En la medida que los problemas que se abordaban crecían en complejidad e importancia, se hizo evidente que muchas veces la solución óptima para una parte del problema no lo era para su totalidad.  De ahí que las técnicas de optimización han sido calificadas de “reduccionistas”.

 

La ingeniería de sistemas, más que un conjunto de técnicas, es un enfoque diferente que coloca en primer plano a los objetivos globales y a  las relaciones entre las partes de una fábrica, una empresa, la sociedad, o cualquier otro sistema.  Con esta perspectiva, además de obtener mejores  soluciones a los problemas tradicionales, la ingeniería industrial y sus practicantes enfrentaron problemas diferentes, especialmente de la economía y la sociedad.

 

Automatización

La automatización es una de las fronteras de la ingeniería industrial que esta aumentando su influencia  en las fábricas, en las oficinas y prácticamente en todo tipo de servicios.  Esta frontera puede verse como la extrapolación de una tendencia original de la Revolución Industrial, representada actualmente por la robótica, los sistemas automáticos de identificación y los sistemas integrados de manufactura en el campo industrial;  en el área de los servicios se refleja en los sistemas computarizados de información.

 

Análisis de decisiones

El análisis de decisiones tiene como propósito lograr el mejor aprovechamiento de las capacidades  cognoscitivas y de juicio de los seres humanos.

 

Por un lado, la capacidad científica y tecnológica acumulada ha puesto en nuestras manos recursos de una magnitud sin precedente; por otro, los sistemas económicos, políticos y sociales permiten que la voluntad de las personas pueda expresarse con mayor libertad.  Este aumento de nuestras capacidades permite tener grandes logros, o cometer enormes errores.  Esto ocurre no sólo en las decisiones de alcance nacional o internacional, sino también en el ámbito empresarial y a nivel personal.

 

Muchos sistemas están preparados para liberar una gran cantidad de energía con solo “apretar un botón”, y la mayor dificultad consiste en saber qué botón oprimir y cuándo hacerlo.  En otras palabras, hoy en día el mejor aprovechamiento de los recursos productivos de una empresa o de la sociedad depende más de tomar una decisión correcta que de cualquier factor técnico tradicional.

 

Así pues, para alcanzar el propósito original de la ingeniería industrial es preciso decidir correctamente y apoyar a quienes tienen la responsabilidad de tomar decisiones trascendentales, para que realicen mejor su trabajo.

 

 

Naturaleza del análisis de decisiones

 

Toda la gente toma decisiones cotidianamente.  Éstas son de muy diversa índole, y algunas se realizan casi en forma inconsciente.  Desde luego, en la mayoría de esos casos no se justifica aplicar un método explícito  para evaluar y seleccionar opciones.

 

Por otra parte, en cada campo  profesional  se identifican problemas típicos y se desarrollan procedimientos o técnicas para enfrentarlos.  En estas situaciones, el modelo de decisión se aplica siguiendo un camino ya conocido.  Ejemplo de estos métodos son las fórmulas para seleccionar materiales de acuerdo con su resistencia, o los algoritmos para equilibrar una línea de producción.

 

Una situación de decisión es aquella en la que debemos elegir entre dos o más líneas de acción.  En general, la expresión “análisis de  decisiones” se aplica al estudio de las situaciones de decisión que se presentan de manera inesperada y para las cuales no se han desarrollado modelos específicos; en ocasiones, ni siquiera  se tiene experiencia en circunstancias similares.  Este tipo de situaciones es frecuente en los niveles más altos de las organizaciones, o cuando se emprenden actividades nuevas.

 

 

Cuatro procesos del análisis de decisiones

Aunque la variedad de las situaciones de decisión es casi infinita, hay cuatro procesos cuyo estudio puede ser la base  para abordar con mayor eficacia y economía la toma de decisiones.  Estos son:

 

1. Estructuración de la situación de decisión.  El paso inicial en este proceso es identificar la situación de decisión y asignarle la importancia suficiente para justificar su atención.  La estructuración comprende definir, ordenar y clasificar los elementos de una situación de decisión y sus interrelaciones, con el propósito de aumentar nuestra comprensión de la misma, así como nuestra capacidad para cuantificar esos elementos y evaluar las alternativas.  Las técnicas mas conocidas de estructuración o modelación incluyen la representación matricial, los árboles de decisión, los diagramas de influencia, las expresiones matemáticas y los diagramas de flujo.

 

2. Disminución y cuantificación de la incertidumbre. La incertidumbre es un aspecto presente en mayor o menor grado en toda situación de decisión, y es el reflejo de una información insuficiente sobre el pasado, el presente y desde luego el futuro.  Por fortuna, existen técnicas para determinar cuales son los elementos inciertos en una situación de decisión y cuantificarlos, así como para calcular el valor de la información obtenible.

 

Las técnicas para disminuir y cuantificar la incertidumbre incluyen la realización de pronósticos, la inferencia estadística y la realización de estudios, encuestas y experimentos.  También incluyen los diferentes métodos de entrevista dirigida que permiten transformar la experiencia de una persona, en distribuciones de probabilidad de ocurrencia de los acontecimientos que nos interesan.

 

3. Clarificación y jerarquización de preferencias.  Cuando se debe elegir entre varias opciones, la “mejor opción” por lo general depende de quién va a decidir o, mejor dicho, de cuáles son sus preferencias metas y objetivos.  En ocasiones, quien decide no es una sola persona, sino un grupo, y la selección debe basarse en alguna combinación o negociación de las preferencias individuales de quienes lo integran.  Muchas veces se debe elegir entre opciones con diferente nivel de incertidumbre y de riesgo.  En estas situaciones, las actitudes personales e institucionales ante el riesgo son un factor determinante al hacer la selección.

 

También, frecuentemente sucede que quien toma la decisión quiere lograr varios objetivos de manera simultánea y éstos se contraponen.  En esos casos, existen técnicas para jerarquizar los objetivos y encontrar la combinación de logros más satisfactoria.

 

Los criterios de selección de opciones, considerados comúnmente la esencia misma del análisis de decisiones, son una expresión de las preferencias (a veces implícitas) de quienes deciden o de los analistas.

 

4.- Estrategias de implantación.  Una vez que se han decidido la o las vías de acción mas adecuadas, se deben tomar las medidas para implantar la decisión.  Esto supone dar instrucciones, elaborar planes y programas, establecer sistemas de control, determinar la información adicional que se necesitara respecto a las acciones y el medio, señalar los lazos de realimentación y crear sistemas de comunicación con las personas  u organismos que intervienen en la decisión.

 

El proceso de implantación es un elemento definitivo en el análisis de decisiones; por ello se considera que una situación de decisión ha sido abordada con éxito sólo hasta que se ha hecho la implantación adecuada.

 

En este proceso se debe tomar en cuenta a quien decide y a la organización que intervienen, obtener desde el principio el apoyo de los niveles jerárquicos superiores y hacer partícipes de la implantación a todos los relacionados con la decisión.

 

 

Aplicaciones típicas del análisis de decisiones

 

Algunas aplicaciones que ejemplifican el uso del análisis de decisiones en el ámbito industrial son las siguientes:

 

a) La asignación de los recursos de investigación y desarrollo para diferentes tipos de productos o procesos.

b) La selección de estrategias de mercadotecnia para el lanzamiento de nuevos productos.

c) Las decisiones sobre la ampliación o construcción de nuevas instalaciones, y

d) Las determinaciones con respecto a reparar o sustituir equipos.

 

El análisis de decisiones está aplicándose, asimismo, en el sector gubernamental, en servicios médicos y otros campos.  Algunas de estas aplicaciones son:

 

1.   Establecimiento de políticas nacionales sobre generación de energía (México, Finlandia y Estados Unidos).

2.   Selección de lugares donde construir presas para optimizar el uso de los recursos acuáticos (Noruega).

3.   Decisiones con respecto a los programas de salud y la evaluación de sus riesgos (Estados Unidos e India).

4.   Selección de opciones de automatización el servicio postal (Estados Unidos).

5.   Determinación del programa de satélites artificiales (Canadá).

6.   Selección de sitios para el depósito definitivo de desperdicios radiactivos (Estados Unidos).

7.   Análisis de decisiones con respecto someterse, o no, a un tratamiento médico, o al uso de la cirugía.

8.   Decisiones en relación con el abastecimiento de aviones de combate y municiones.

9.   Análisis de opciones de préstamos hipotecarios.

 

 

Las decisiones de ingeniería industrial

 

Aplicaciones recientes

 

El análisis de decisiones está influyendo en la manera como se interpretan y resuelven los problemas tradicionales de la ingeniería industrial.  Por ejemplo, Jacobs[1] describe un nuevo sistema capaz de solucionar detalladamente algunos problemas de producción en planta, incluyendo en su formulación objetivos múltiples.

 

En forma análoga, Monaham y Smunt[2]  muestran un sistema de apoyo a las decisiones para evaluar la conversión de un proceso de producción por lotes a un proceso flexible de manufactura  automatizada.

 

Otra aplicación innovadora es la señalada por Jackson y Jones[3], en la que se propone una jerarquía organizacional para la toma de  decisiones para la “fabrica de futuro”, con un alto nivel de automatización.

 

Entre las aplicaciones relacionadas con el aprovechamiento energético se encuentra la de Malakooty[4]  que presenta un análisis encaminado a solucionar el problema del uso de la energía en la industria estadounidense del vidrio.

 

Finalmente, el trabajo de Everett[5] es una contribución a un problema clásico en el análisis de decisiones: la exploración de pozos petroleros.

 

Potencial de aplicación

 

Son muchas las posibilidades de aplicación del análisis de decisiones; por ejemplo, entre los mayores retos que enfrenta un ejecutivo está la superación de los problemas y el aprovechamiento de las oportunidades, y en ambos casos generalmente se trata de situaciones de decisión.  En particular, la importancia del aprovechamiento de oportunidades es mayor en los niveles más altos de la organización, donde se toman las decisiones estratégicas.

 

Muchas de las técnicas de la ingeniería industrial pueden enriquecerse con los conceptos de análisis de decisiones; entre ellas están las usadas para el diseño y la optimización de los programas de producción, los sistemas de distribución, la ubicación y distribución de instalaciones, y la planeación y el control de proyectos.  A continuación se presentan algunas consideraciones que permiten aprovechar mejor el potencial del análisis de decisiones.

 

La primera es no analizar los problemas en un contexto reducido, sino establecer las metas y los objetivos de mayor nivel; después, desarrollar las jerarquías de objetivos correspondientes y generar opciones que tengan más posibilidades de atender las causas y no sólo los efectos de una situación determinada.

 

La segunda es recordar que las técnicas de ingeniería industrial clásica, las de investigación de operaciones y las de ingeniería de sistemas tienen un sitio dentro de la solución de problemas y la toma de decisiones.  De hecho, el profesional que conoce esas técnicas y conceptos se halla en una posición muy favorable para la aplicación del análisis de decisiones.

 

La tercera es entender el potencial que tienen los conceptos y las técnicas del análisis de decisiones para encontrar soluciones nuevas a problemas viejos.  Desde luego, una vez que se ha hecho el esfuerzo de hallar una nueva solución, esta pasa a formar parte del instrumental disponible y su utilización ulterior requiere de un esfuerzo mucho menor.

 

Finalmente, se debe tener presente que el esquema de análisis de decisiones no es una carga adicional al enfrentar una situación difícil, sino el equivalente a un mapa para evitar el atender problemas que no vienen al caso.

 

 

Retos para el desarrollo del análisis de decisiones

 

El lector atento habrá notado que los beneficios del análisis de decisiones no llegan ni automática ni fácilmente; se requiere romper barreras mentales formadas por la costumbre y, desde luego, entender algunos conceptos nuevos.  De manera muy resumida, algunos de los retos que se deben asumir y superar son:

 

·      Comprender los conceptos y las técnicas del análisis de decisiones y comenzar a aplicarlos aun en forma elemental.

·      Interpretar los problemas y las oportunidades tradicionales como situaciones de decisión.

·      Desarrollar modelos de toma de decisiones adecuados a las situaciones que se encuentran en la práctica.

·      Recopilar y publicar los conceptos de análisis de decisiones y crear un liderazgo en su difusión y aplicación.

·      Integrar las técnicas y los conceptos de esta disciplina a los programas de licenciatura y de posgrado de ingeniería industrial y carreras afines.

·      Organizar actividades para reunir a quienes trabajan en el área, para que difundan los avances y señalen las direcciones más prometedoras de desarrollo de la disciplina.

 

 

Ejemplos de aportaciones nacionales

 

En seguida se describen tres proyectos que se llevan a cabo en el Instituto Tecnológico de Orizaba para contribuir al desarrollo y la utilización del análisis de decisiones.

 

1. DECITEC: Sistema interactivo para la modelación y evaluación de decisiones secuenciales.  El objetivo de este sistema computacional es permitir al usuario la modelación y evaluación interactiva de un conjunto complejo de decisiones interrelacionadas utilizando árboles de decisión.

 

El sistema permite modelar en pantalla los nodos de decisión, los probabilísticos y los finales.  Considerando que los flujos de efectivo asociados a los nodos generalmente ocurren en diferentes fechas, el sistema permite calcular el cambio del valor del dinero, para poder evaluar los aspectos financieros en función de su valor presente.

 

En cualquier momento durante la modelación, se puede hacer uso de los módulos complementarios de pronósticos, análisis de costos, análisis financiero y probabilidades.  Cuando la modelación ha concluido, se puede revisar el modelo consultando un nodo, una etapa o una trayectoria.  La evaluación del modelo se realiza mediante el criterio del valor esperado, y se determina la mejor opción para cada nodo de decisión, así como los caminos óptimos a través del árbol.

 

Este sistema facilita considerablemente la modelación y la evaluación de situaciones en las que existen decisiones seriadas y permite que el usuario dedique su atención a los aspectos creativos de la modelación.  La facilidad de consulta y modificación le da una flexibilidad que con los métodos tradicionales no se obtiene.

 

2. Modelación integral de situaciones de decisión.  El diseño de métodos de toma de decisiones intenta abordar una gran variedad de situaciones.  Desde luego, esta variedad en sí dificulta la obtención de métodos que puedan seguirse paso por paso, linealmente.

 

El autor de este trabajo está desarrollando un método global de toma de decisiones, basado en el principio de que toda situación de decisión consta de los procesos de estructuración; disminución y cuantificación de incertidumbre; clarificación y jerarquización de preferencias; e implantación.  Si se determinan e integran estos procesos, las situaciones de decisión podrán encararse con efectividad.

 

La característica principal de este método es que conduce a un análisis global de la situación de decisión atendiendo cada uno de los procesos.  Otra característica es que da flexibilidad a quien decide para afrontar el problema desde ángulos diferentes y en el orden que más se le facilite.  También incluye un tipo de representación adecuada para mantener relacionados los cuatro procesos.

 

3. Prueba de métodos con quienes deciden. El diseño de mejores métodos para la toma de decisiones requiere un esfuerzo de comprensión, integración y síntesis de conceptos y experiencias; sin embargo este esfuerzo no garantiza que los métodos nuevos sean verdaderamente útiles para quienes realmente deciden.

 

Para verificar la utilidad de los métodos, así como para enriquecerlos, lo ideal es someterlos a prueba con los encargados de tomar las decisiones a los que van dirigidos; además, deben de ser aplicados según la índole del problema y en el contexto organizacional reales.  Actualmente, se prepara un experimento de este tipo para probar el método de modelación integral de situaciones de decisión ya descrito.  Para que este experimento se realice, se requiere desarrollar una metodología de aplicación y evaluación de los métodos, y sensibilizar a los participantes potenciales.  La capacitación de quienes deciden y la prueba en sí, se realizará más adelante con gerentes de empresas industriales de la región Orizaba-Córdoba.

 

 

Oportunidades inmediatas de desarrollo

 

De la misma manera en que se realizan los proyectos mencionados en la sección anterior, existe la oportunidad de diseñar y construir otros instrumentos que faciliten, hagan más efectiva y difundan la toma racional de decisiones.  Entre los que podemos considerar con perspectivas inmediatas, debido a que se ha acumulado ya una cantidad considerable de conocimiento, están los siguientes:

 

a)    Se requieren auxiliares computarizados para identificar situaciones de decisión, en virtud de que ésta es una etapa crítica para lograr una toma de decisiones explícita y racional.

b)   Hacen falta métodos de representación que permitan comunicar las situaciones de decisión a personas no especializadas.

c)   Un área de oportunidad la constituyen los sistemas simplificados y/o computarizados para determinar preferencias, ya que éste es uno de los aspectos más delicados del análisis de decisiones.

d)   Como apoyo directo a la difusión de estos métodos entre los ingenieros industriales, se requieren esquemas particulares para áreas como las de producción, distribución, calidad y dirección.  Esquemas intermedios entre los métodos rígidos específicos y los métodos completamente generales.

e)   Otra contribución de gran valor sería la tipificación de situaciones de decisión característicos de las empresas industriales medianas y pequeñas, mismas que pueden beneficiarse con modelos adecuados a su tamaño y complejidad.

f)    También se requieren mejores métodos para cuantificar la incertidumbre con los datos disponibles que, generalmente, no son suficientes para la determinación tradicional de probabilidades.

g)   Otra oportunidad es el desarrollo de sistemas expertos para selección de opciones con la posibilidad de actualizar y ampliar su base de conocimientos con facilidad.

h)   Desde luego, se debe mencionar la aportación potencial de los sistemas computarizados de apoyo a las decisiones, como el sistema DECITEC, ejemplo de cómo hacer más accesibles y eficaces los métodos analíticos ya desarrollados.

 

Desde diferentes puntos de vista, Howard[6], Little[7] y Simon[8] presentaron recientemente una revisión de las perspectivas internacionales del análisis e decisiones.

 

Como conclusión, podemos decir que el análisis de decisiones representa una frontera importante y un reto para los ingenieros industriales y para los profesionales en general, quienes pueden realizar aplicaciones efectivas y participar en el desarrollo tecnológico internacional.

 

Reconocimiento

Parte de este trabajo está basado en los resultados preliminares del proyecto Diseño y prueba de métodos de toma de decisiones, apoyado por el consejo del Sistema Nacional de Educación Tecnológica (COSNET) y por el Instituto Tecnológico de Orizaba de la Secretaría de Educación Pública (México).

 

  

 

REFERENCIAS