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Cinco problemas de operación que resolvemos

Cada uno responde a una pregunta distinta de su día a día. La formulación se escribe sobre su operación: sus restricciones, sus costos y sus datos.

Nota técnica

Por qué esto es difícil, dicho con precisión

Con rigor, la mayor parte de estos problemas no son programación lineal pura sino programación lineal entera mixta: incorporan variables binarias o enteras del tipo «este vehículo visita este cliente» o «este trabajador cubre este turno».

La diferencia es sustantiva. La programación lineal continua se resuelve en tiempo polinomial; introducir variables enteras vuelve el problema NP-difícil. De ahí salen los tiempos de ejecución y las tolerancias de gap, y por eso los fijamos por contrato antes de empezar en lugar de prometer un óptimo instantáneo.

Regla de selección de solver

Modelos declarativos —localización, dimensionamiento, asignación— se resuelven con un solver de programación entera mixta. Para ruteo con ventanas de tiempo y para secuenciamiento puro se usa un motor especializado, que en esos casos supera a un modelo genérico por un margen amplio.

La elección la hace el problema, no la costumbre.

VRP

VRP

Ruteo de vehículos

¿Cómo asignar y rutear la flota para atender los puntos del día al menor costo?

Qué recibe
Paradas georreferenciadas, ventanas horarias, flota y capacidades, tiempos de servicio, costo por kilómetro.
Qué entrega
Ruta por vehículo, orden de visita, hora estimada de llegada y carga por tramo.
Restricciones que admite
  • Ventanas de tiempo por cliente
  • Capacidad de carga y volumen
  • Múltiples depósitos
  • Jornada máxima del conductor
  • Restricciones de acceso por comuna o tipo de vehículo
Dónde se aplica
Logística · Minería · Retail · Construcción
depósitoV1 · 6 paradasV2 · 6 paradasV3 · 7 paradas
FIG. A1Solución de ruteo con tres vehículosLa traza punteada es un recorrido equivalente sin optimizar, para dimensionar la diferencia.
TSP

TSP

Orden de recorrido

Dado un conjunto de puntos a visitar, ¿en qué orden se recorren?

Qué recibe
Puntos a visitar y matriz de distancias o de tiempos de viaje.
Qué entrega
Secuencia de visita y recorrido total.
Restricciones que admite
  • Puntos de inicio y término fijos
  • Precedencias entre visitas
  • Tiempos de servicio por punto
Dónde se aplica
Logística · Mantenimiento en terreno · Visitas comerciales
123456789101112131414 puntos · secuencia 1 → 14 → 1 · ningún tramo se cruza
FIG. A2Secuencia óptima de visitaQue ningún tramo se cruce es una consecuencia, no una regla impuesta al modelo.
LOC

LOC

Localización de instalaciones

¿Dónde conviene instalar una bodega, un centro de distribución o un punto de servicio?

Qué recibe
Demanda georreferenciada, costos de instalación y operación, capacidades, distancias.
Qué entrega
Ubicaciones a abrir, asignación de demanda a cada una y costo total del sistema.
Restricciones que admite
  • Capacidad máxima por instalación
  • Número mínimo y máximo de aperturas
  • Costos fijos distintos por ubicación candidata
  • Cobertura mínima por zona
Dónde se aplica
Logística · Retail · Salud
CD-1CD-2CD-3CD-4CD-5se abrecandidata descartadademanda (radio ∝ volumen)
FIG. A3Apertura de instalaciones y asignación de demandaEl modelo decide simultáneamente cuáles abrir y qué zona atiende cada una.
SCH

SCH

Programación de operaciones

¿En qué orden y sobre qué recursos se ejecutan las tareas?

Qué recibe
Tareas con duración, dependencias, recursos disponibles, ventanas y prioridades.
Qué entrega
Calendario por recurso, inicio y término de cada tarea, holguras y cuello de botella.
Restricciones que admite
  • Dependencias entre tareas
  • Recursos compartidos entre proyectos
  • Tiempos de preparación entre tareas
  • Ventanas de mantenimiento
Dónde se aplica
Salud · Minería · Construcción · Manufactura
08:0010:0012:0014:0016:0018:0020:00Pabellón 1Pabellón 2Pabellón 3Pabellón 4RecuperaciónPROC-41PROC-44PROC-52PROC-58PROC-42PROC-47PROC-55PROC-40PROC-49PROC-57PROC-43PROC-48PROC-54PROC-60intervenciónpreparaciónbloque reasignado
FIG. A4Calendario por recursoEjemplo del formato de salida. Los bloques delgados son los tiempos de preparación entre tareas.
DOT

DOT

Dimensionamiento y asignación de dotación

¿Cuántas personas se necesitan, en qué turnos y con qué habilidades?

Qué recibe
Demanda por franja horaria, dotación disponible, habilidades, reglas de jornada y convenios.
Qué entrega
Malla de turnos por trabajador, cobertura por franja y horas por persona.
Restricciones que admite
  • Descanso mínimo entre jornadas
  • Máximo de horas semanales
  • Habilidades y certificaciones requeridas
  • Preferencias y solicitudes del personal
  • Convenios colectivos
Dónde se aplica
Minería · Salud · Retail
Asignación de turnos por trabajador y día de la semana: mañana, tarde, noche o libre.
TrabajadorLLunMMarMMiéJJueVVieSSábDDom
OP-01
M
M
M
T
T
·libre
·libre
OP-02
T
T
·libre
N
N
N
·libre
OP-03
N
·libre
·libre
M
M
T
T
OP-04
·libre
M
T
T
·libre
N
N
OP-05
M
T
T
·libre
·libre
M
M
OP-06
N
N
·libre
·libre
M
T
T
OP-07
T
·libre
M
M
T
·libre
N
OP-08
·libre
·libre
N
N
·libre
M
·libre
Cob.
6/6
5/5
5/5
6/6
5/5
6/6
5/5
mañanatardenochecobertura asignada / requerida
FIG. A5Malla de turnos y cobertura por díaA ningún turno de noche le sigue uno de mañana: el descanso mínimo es una restricción del modelo.
Límites

Lo que estos modelos no hacen

Vale la pena decirlo antes de una reunión, no después de un contrato.

  • No adivinan la demanda

    Un modelo de optimización decide con la información que recibe. Si la demanda que usted proyecta es mala, la planificación será óptima respecto de una proyección mala. Predecir y optimizar son dos problemas distintos.

  • No reemplazan el criterio operacional

    Hay reglas que su equipo aplica sin escribirlas nunca. El trabajo del diagnóstico es sacarlas a la luz y convertirlas en restricciones; las que no se pueden formular, se respetan dejándolas fuera del alcance del modelo.

  • No garantizan el óptimo demostrado

    En problemas de tamaño real, demostrar optimalidad puede costar horas. Entregamos la mejor solución encontrada dentro del presupuesto de tiempo, siempre acompañada del gap que la acota.

Plantear un problema concreto