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SISTEMA PARA INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES I BAJO UNA PLATAFORMA WEB -SIOP
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XIV Congreso Internacional de la Academia de Ciencias Administrativas A. C. (ACACIA)
TITULO
SISTEMA PARA INVESTIGACION DE OPERACIONES I BAJO UNA PLATAFORMA
WEB– SIOP
CAPÍTULO 14: MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN
COAUTORES:
MTRO. RODOLFO VALENTIN MUÑOZ CASTORENA
MTRA. MARÍA BERNARDETT OCHOA HERNÁNDEZ
MTRO. HÉCTOR LUIS DEL TORO CHÁVEZ
INSTITUCIÓN DE ADSCRIPCIÓN
Universidad de Guadalajara
DOMICILIO
Periférico Norte 799, Col. Los Belenes, Zapopan, Jalisco. CP. 45100
Modulo G 201. Tel. 37703300 ext. 5680
CORREO ELECTRÓNICO: [email protected]; [email protected]; [email protected]
DIRIGIR LAS COMUNICACIONES A: MTRA. MARÍA BERNARDETT OCHOA HERNÁNDEZ, [email protected]
Escuela de Graduados en Administración y Dirección de Empresas (EGADE) del Tecnológico de Monterrey.
Monterrey, N.L., 27, 28, 29 y 30 de Abril de 2010.
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SISTEMA PARA INVESTIGACION DE OPERACIONES I BAJO UNA PLATAFORMA
WEB– SIOP
RESUMEN
El Centro Universitario de Ciencias Económico y Administrativas (CUCEA) y la Universidad
de Guadalajara (UdeG), se han preocupado por buscar una mejora significativa en la
formación de sus estudiantes, tal como lo disponen las Instituciones de Educación Superior
(IES), cuidando dos aspectos importantes: Primero, buscan apegarse a los perfiles
académico-laborales que requiere la sociedad y segundo que los estudiantes alcancen dichos
perfiles. Es por esto que la Universidad de Guadalajara a través del departamento de Métodos
Cuantitativos del Centro Universitario de Ciencias Económico y Administrativas (CUCEA),
propone el desarrollo de un sistema basado en software libre, que se enfoque en una
estructura de enseñanza aprendizaje autodidacta de forma tal que se cubran las necesidades
de la demanda de los alumnos en la obtención y utilización de materiales didácticos teniendo
así una interacción en tiempo real y en distintos espacios, sin la necesidad de un profesor
presente.
El sistema permitirá, tanto a estudiantes como a docentes resolver modelos de la materia
de Investigación de Operaciones I, en la modalidad en línea, arrojando resultados específicos,
gráficos, tablas y rutas entre otros.
Palabras claves: Programación lineal, Alumnos, Maestros, Modelo de transporte, Control de
inventarios.
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INTRODUCCIÓN
En el Centro Universitario de Ciencias Económico Administrativas (CUCEA), el Departamento
de Métodos Cuantitativos (DMC), a través de sus diversas academias, aprueba y dictamina
los Programa de Estudios para las materias que están a su cargo como Econometría,
Estadística I, II y III, Investigación de Operaciones I y II, Matemáticas I, II, III y IV, Modelos de
Optimización, Programación Matemática, Técnicas de Muestreo y Teoría de Juegos.
Investigación de Operaciones es una disciplina importante en el área de las ciencias
económico-administrativas ya que proporciona un enfoque científico en el proceso de la toma
de decisiones. Una de las características de la Investigación de Operaciones, la cual también
es conocida como Ciencia de la Administración, es el uso de los modelos matemáticos
normativos que inducen a la elección de la mejor alternativa para la solución de los problemas
que se presentan en la realidad.
La formulación de los modelos es la fase más creativa y debe privilegiarse en el curso
presencial, sin embargo los modelos tienen que ajustarse a la realidad sobre la que se desea
actuar y esto requiere de un análisis profundo del sistema en su conjunto. Otro de los
aspectos relevantes es la interpretación de los resultados que arroja el modelo, ya que toda
esta información es muy importante para el tomador de decisiones, dado que le permite hacer
ajustes cuando ocurren cambios en los parámetros.
Es por esto que se vio en la necesidad de implantar una herramienta de software libre que
ayude a aumentar el interés en el estudiante sobre la materia.
PROBLEMÁTICA
Cada semestre, la materia ha sido considerada como una de las que más dedicación al
estudio necesitan, ya que se involucran conocimientos específicos de materias anteriores
como lo son Matemáticas I (Calculo Diferencial), Matemáticas II (Calculo Integral y Matrices),
Estadística I (Descriptiva), Estadística II (Inferencial). A pesar del apoyo y la capacidad
metodológica de los maestros por enseñar a los alumnos la materia, el aprendizaje de esta no
se ve reflejado en el conocimiento del alumno al salir de la carrera.
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Toda persona ya sea alumno ó maestro, puede contar con material de apoyo adicional
(Libros, Revistas, Software, etc.); siempre y cuando éste sea consultado en la biblioteca del
Centro ó sea adquirido por la persona interesada. Aun así, el cien por ciento del alumnado no
lo hace debido a desconocimiento de éste, al idioma (en el caso de Libros y Software), al
costo, a la ideología ó a la falta de libros en existencia en la Biblioteca.
Otro aspecto importante que hay que tomar en cuenta, es que el alumno no puede poseer
del software de forma gratuita, este viene como complemento del libro que se adquiere a un
precio considerable.
PERFIL FORMATIVO
El alumno al finalizar el curso conocerá y aplicará las técnicas cuantitativas que están
contempladas en el programa. Detectará problemas que puedan resolverse mediante los
modelos de decisión y podrá determinar su aplicabilidad, será capaz de resolverlos mediante
la metodología adecuada y además comprenderá el significado de la información resultante.
Adquirirá las habilidades para manejar adecuadamente la información en la construcción de
los modelos cuantitativos y la aplicación de los métodos pertinentes para explicar la realidad y
poder actuar sobre ella, mediante el planteamiento correcto del problema y su solución. El
alumno será apto para enfrentar pequeños problemas utilizando los modelos considerados en
el curso. Reconocerá la importancia de las técnicas cuantitativas en la solución de problemas
prácticos y propiciará la aplicación de las mismas. El curso despertará el interés en el servicio
que puede prestar a la sociedad la utilización de la Investigación Operativa al favorecer el
valor de la objetividad en el proceso de la toma de decisiones1.
PERSPECTIVAS DEL SISTEMA
La Materia de Investigación de Operaciones, es impartida en la institución (UdeG), de forma
teórica y práctica, con ejercicios basados en libros, cuyo material didáctico contiene un
1 WINSTON, WAYNE L.: INVESTIGACION DE OPERACIONESWAYNE L. WINSTON; TR. VIRGILIO GONZALEZ POZOMEXICO
IBEROAMERICA 1994.
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software, TORA ó QM con características tutoriales, capaces de resolver los lineamientos y
modelos utilizados en una investigación de tal magnitud, desarrollando resultados lineales y
gráficos2.
Dicho software no es utilizado en su totalidad y no muchos Maestros, lo utilizan como
material primordial, por lo que formulan su clase con el apoyo de pintarrones, calculadoras
científicas y libros, mismos que los alumnos necesitan para su estudio autónomo y grupal.
ALCANCE
Enfocarse en una estructura de Enseñanza Aprendizaje autodidacta en línea, en el que se
cubran las necesidades de la demanda de los alumnos en la obtención y utilización de
materiales didácticos y que así se obtenga una interacción en tiempo real, en distintos
espacios.
En la primera fase del proyecto, las Características del Sistema serán:
Sistema sin costo
De acceso para estudiantes y maestros que pertenezcan a la UdeG y en especial a
CUCEA
Solución de los Modelos más utilizados en la materia de Investigación de Operaciones.
Fácil Acceso.
Fácil de entender
OBJETIVO
Brindar una herramienta didáctica adicional para la solución de problemas y que con ello, los
alumnos puedan resolver sus tareas ó ejercicios y al mismo tiempo autoevaluarse, con la
finalidad de formar licenciados capaces de comprender los modelos de investigación y toma
de decisiones para que los pongan en práctica en su vida profesional.
2 DAVID R. ANDERSON, DENNIS J. SWEENEY Título METODOS CUANTITATIVOS PARA LOS NEGOCIOS /Pie de Imprenta MEXICO: ITP, 1999 Descr. fisica XIX.
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METODOLOGÍA
Se llevara una adaptación de Ingeniería de Software basado en la estructura del estándar
IEEE830, ayudado con herramientas CASE para el análisis y modelado del sistema. [15][16].
Las pruebas de calidad serán realizadas por personas ajenas al desarrollo del software para
detectar la eficiencia, usabilidad, fiabilidad e integridad del sistema.
PROPUESTA DE SOLUCIÓN
Se propone implementar un sistema que permita, tanto a Estudiantes como a Maestros,
resolver modelos de investigación de operaciones automáticamente que arrojen resultados
correctos y verdaderos, inclusive el sistema será capaz de obtener resultados de forma gráfica
dependiendo de lo que se requiera, con solo ingresar las variables requeridas en cada
modelo, así como el número de restricciones con que cuenta el problema.
El Departamento de Métodos Cuantitativos, contiene la página en Internet
http://metodos.cucea.udg.mx/, donde anexa información de la misma, respecto a sus
academias, organigrama, programas, torneos, asesorías, seminarios, glosario de términos,
entre otros.
Este software estará disponible en esta página, llevando un control de acceso al mismo
por medio de un nombre de usuario y una contraseña.
El software manejará una ventaja competitiva con respecto a los otros sistemas utilizados
en la actualidad, lo que hará más atractivo su uso por los estudiantes de la Universidad de
Guadalajara, las cuales se mencionan a continuación:
Enfocado al programa de estudios de Investigación de Operaciones del CUCEA.
Idioma en Español.
Sin Costo.
Código abierto.
Multiusuario.
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Multiplataforma.
No consumirá espacio en el ordenador del usuario.
Otro aspecto importante a tomar en cuenta es que a los maestros de la materia de
Investigación de Operaciones I y II, se les dará capacitación constante en el sistema, hasta
que ellos dominen la forma de trabajar y de aplicar los conocimientos de la clase al sistema
SIOP. Los maestros a su vez, capacitarán a sus alumnos para el uso apropiado así como la
interpretación de resultado que el sistema arroje en pantalla.
IDENTIFICACIÓN DE ETAPAS3
Planeación: Estudios de factibilidad, desarrollo de estructura y modelos, selección de
herramientas, equipo de trabajo, hardware, software, manejo de tiempos, desarrollo de planes.
Análisis y Diseño: Modelado del sistema, creación de interfaces, manejo de seudo código,
desarrollo de manuales.
Desarrollo: Codificación.
Evaluación: Elaboración de documentos que relacionen cada requerimiento o especificación
desarrollada en la etapa de planeación.
Pruebas: Prácticas en escenarios tangenciales.
Implementación: Instalación del producto final, capacitación, entrega de manuales,
mantenimiento y soporte.
ACTIVIDADES DEL PROYECTO
Determinar Objetivos
Concepto del Software
Diseño Global
3 Taha, Hamdy A., Investigación de Operaciones. Una introducción. 6a edición. Prentice-Hall, México 1999
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Análisis y Diseño de Sistemas
Plan de Tecnologías
Plan de Riesgos
Análisis de Requerimientos
Casos de Prueba
Codificación y Desarrollo
Diseño de Interfaces
Pruebas
Corrección de Errores
Implementación
Capacitación
MODULOS QUE CONTENDRA EL SISTEMA4
Programación Lineal
o Método gráfico: Problemas de maximización y minimización.
o Método Simplex.
o Dualidad.
Modelos de Transporte y de Asignación
o Modelos de transporte y de asignación.
o Método de la esquina noroeste.
o Método VOGEL.
4 Eppen G.D.;Gould Fs CHMIDT C.P. Investigación de Operaciones en la Ciencia Administrativa, 5a edición,
Prentice-Hall, México, 2000.
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o Prueba de optimalidad.
o Método del eslabón.
o Método MODI.
o Modelo de asignación: Método húngaro.
Modelos de Control de Inventarios
o Modelos determinísticos de la cantidad económica de pedido.
o Modelos probabilísticos de inventario.
Otro aspecto importante que hay que resaltar es el modulo de comunicación, ya que el
alumno por ende puede interactuar con el sistema SIOP desde cualquier parte del mundo
(siempre y cuando cuente con una conexión a Internet) ver figura1.
Figura 1. Proceso de consulta SIOP - Alumno
En el sector privado existen programas que hacen tareas similares al presente SIOP, tal como
lo es el programa TORA ó el QM, los cuales, resuelven problemas de: Programación lineal,
Transporte, Redes, Programación Entera, PERT/CPM, Colas, Histogramas entre otros.
Estos sistemas cuentan con una gran desventaja, además de no ser en línea, fueron
creados bajo un programa de estudio general, mientras que el sistema que se propone se
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enfoca en un estudio especial y personalizado para que el alumno pueda interactuar con él,
haciéndolo de fácil entendimiento en el manejo de los recursos sobre la materia así como
proporcionar las bases para entender aplicaciones de la misma índole. Este material cuenta a
su vez con la gran ventaja de que está alojado en Internet y puede ser consultado en
cualquier parte del mundo, soportando varios usuarios a la vez y sin importar sobre que
plataforma de sistema operativo se corre la aplicación SIOP.
Con lo anterior, se podrán generar estadísticas específicas, las cuales podrán ser de
utilidad en la toma de decisiones académicas, pues se verá reflejado el uso del sistema y que
módulos son los más utilizados y con qué frecuencia un usuario entra a trabajar en el sistema.
El desarrollo del sistema implica:
o Desarrollo de una herramienta que pueda ser utilizada para facilitar el trabajo de una cierta
forma a los maestros que imparten la materia en el centro universitario.
o Desarrollar un sistema que pueda resolver problemas en instantes sin importar la distancia
del punto de origen de la información.
o Contar con información de maestros, alumnos, que módulos utilizan, cuáles no, quienes
entran y quienes no, cuantas personas usan el sistema.
o Registrar los eventos generados en la comunicación alumno-SIOP, almacenando la
información indispensable para validar el trabajo realizado en el.
o Generar informes individuales en función de la información almacenada y que sea de utilidad
a alguna de las instancias de la Institución de Educación.
o Generar consultas específicas en función de la información almacenada en la base de datos.
o Diseñar la interfaz que brindará el acceso a esta herramienta para el alumno y para el
maestro.
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Bajo estas consideraciones el módulo de comunicación propuesto, al cual llamaremos
Módulo de Comunicación y Gestión de Información para SIOP (CGSIOP) contempla los
elementos mostrados en la Figura 2.
Figura 2. Modulo de Comunicación del CGSIOP
Con la propuesta presentada en el sistema, se logra que al iniciar sesión el alumno o maestro,
se les informe sus pendientes de problemas o resultados que no fueron revisados con
anterioridad, esto se soluciona con una arquitectura cliente – servidor de tres pasos. Se tiene
un solo servidor (Free- BSD), que controla las sesiones de acceso y la DB de SIOP.
El sistema como primer paso, busca actividad en espera de algún perfil (maestro ó alumno).
El paso dos, es que al conectarse algún maestro ó alumno identificado por el servidor
(sesiones).
El paso tres, es que SIOP, envía al maestro ó alumno un dialogo con los mensajes o citas
pendientes, en caso de que existieran, en caso contrario solo quedaría en el inicio del sistema
a la espera de algún problema a resolver.
Los momentos que existen para cualquier petición en el CGSIOP son:
1) El alumno ó maestro realiza una petición al sistema.
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2) El servidor crea una sesión para el alumno ó maestro, verificando que la sesión sea
válida según sea el caso.
3) El servidor consulta la base de datos con la información que tiene al alcance de la
sesión.
4) En función de la consulta y la sesión, la base de datos devuelve un resultado.
5) En función del resultado devuelto por la base de datos, el servidor emite su respuesta.
Presentación de pantallas
A continuación se presenta parte del diseño de interfaces con que cuenta el sistema SIOP.
Figura 3. Pantalla Principal de elección de tema
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Figura 4. Pantalla de inserción de datos para el Método Simplex
CONCLUSIONES Y TRABAJO FUTURO
1. En éste trabajo se planteo la solución a los problemas actuales en la UdeG en cuanto a
la materia de Investigación de Operaciones I y II.
2. Ésta aplicación realizada, puede utilizarse para llevar un control de los accesos
realizados a distancia, tomando en cuenta que se tiene que considerar todo el proceso
que hay detrás.
3. Los procesos se pueden describir como: información del maestro, Datos del alumno,
Módulos, Problemas, Accesos y Áreas de más interés.
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4. Estos procesos a su vez van relacionados entre sí, es decir, para que se tenga un
control específico de todos los Actores, generando así una Base de Datos Relacionada
que cuando se requiera la información, ésta regrese el resultado deseado.
5. Es claro que este sistema no viene a sustituir al modelo presencial convencional, solo
está contemplado como alternativa a las sesiones presénciales.
6. Otro aspecto importante que se tiene que tomar en cuenta, es que al equipar a una
institución educativa con tecnologías diferentes a lo convencional, ésta tiene que
cambiar los procesos de logística así como los administrativos para que la nueva
tecnología se incorpore tanto curricularmente como metodológicamente.
Este trabajo debe de continuar desarrollando más módulos de interés para los alumnos.
La solución propuesta a pesar de que se considera una necesidad en diferentes instituciones
de educación superior, su implantación inicial será realizada en un Centro Universitario de la
Universidad de Guadalajara, con lo cual el ambiente y entorno de aplicación estará limitado
por el momento, pues se piensa proponer a diferentes instituciones académicas.
BIBLIOGRAFÍA
A. Gallagher, Hugh J. Watson; tr. Marcia González Osuna. Métodos cuantitativos para la toma de decisiones en administración. McGraw-Hill, México, 1982.
Anderson David R., Swennys Dennis J. Métodos cuantitativos para los negocios /Pie de Imprenta MEXICO: ITP, 1999.
Battro. A. M. (1998). Nuevas tecnologías en educación Documento: http://www.byd.com.ar/nte4.pdf revisado 01/07/2008.
Eppen G.D., Gould Fs CHMIDT C.P. Investigación de Operaciones en la Ciencia Administrativa, 5a edición, Prentice-Hall, México, 2000.
Taha, Hamdy A., Investigación de Operaciones. Una introducción. 6a edición. Prentice-Hall, México 1999.
Winston, Wayne L. Investigación de Operaciones, POZOMEXICO IBEROAMERICA, México, 1994.