Tesis doctorales de Economía


EL PROCESO DE ANALISIS JERARQUICO CON BASE EN FUNCIONES DE PRODUCCION PARA PLANEAR LA SIEMBRA DE MAIZ DE TEMPORAL

Andrés María Ramírez



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V. MARCO TEÓRICO DE LA METODOLOGÍA

Las metodologías de EMC son útiles para ayudar a la toma de decisiones en la planeación de las actividades agropecuarias y forestales, y los resultados obtenidos se pueden aplicar para mejorar alguna o algunas de las etapas de la planeación, documentarse y hacerse públicos para su difusión en el área de influencia de ellos; para ello se debe anotar la metodología y documentación usada, especificando metas, objetivos, alternativas, factores y criterios y cómo influyen en las decisiones; estas metas deben estar sujetas a revisiones críticas continuamente, toda vez que son ellas las que ayudan a la toma de las decisiones (National Research Council. 1999), especialmente en ambientes de decisiones complejas, como son las de los productores minifundistas.

De las técnicas de EMC, para los fines de esta investigación, interesa particularmente la del AHP, por ser la mejor fundamentada estadísticamente y actualmente una de las de mayor uso en el mundo. Por ello se hará una breve revisión de resultados de la aplicación del AHP tanto como técnica de la investigación operativa convencional como en el entorno de los Sistemas de Información Geográfica (SIG).

5.1 Evaluación multicriterio en la investigación operativa

Norris (1992) desarrolló un estudio cuyo propósito fue evaluar la importancia relativa de seis técnicas de manejo de empresas para mejorar la eficiencia y efectividad de la manufactura (reducción de tiempo, tecnología de grupo, uniformidad en las plantas, sistema de arrastre, mantenimiento preventivo total y compras). Para ello utilizó el AHP, el cual requiere que el problema se reduzca a una estructura jerárquica en la que el nivel superior es la meta, es decir, mejorar la eficiencia y efectividad del manufacturado; el siguiente nivel son las sub-metas u objetivos, es decir, los aspectos que deben mejorarse (reducción de existencias, mejoramiento de la calidad e incremento de la productividad); el tercer nivel corresponde a las seis técnicas que se podrían introducir separadamente al proceso de manufacturado (es decir, son las alternativas).

A nivel general, se observó que la sub-meta u objetivo más importante para alcanzar la meta general fue incrementar la productividad con una importancia relativa de 55.0%; en el tercer nivel de las alternativas en lo general el más importante fue el mantenimiento preventivo total con 21.0% de importancia relativa; sin embargo, a nivel de alternativas con relación a cada una de las tres sub-metas, se obtuvo que, si lo que interesa es reducir el inventario de existencias, la alternativa más importante es la reducción del tiempo para armar una máquina; si lo que interesa es mejorar la calidad entonces la alternativa más importante es el mantenimiento preventivo total; pero si lo que interesa es incrementar la productividad, entonces la alternativa más importante es la reducción del tiempo necesario para armar una máquina. El autor concluye que los resultados obtenidos pueden dar a la organización una mejor idea de cómo proceder para obtener mayores beneficios; por ejemplo, si la meta fuera mejorar la calidad en el sistema, el estudio ofrece alguna orientación de que el mantenimiento preventivo total y la tecnología de grupos son las alternativas más probables para lograrlo. De esta investigación resalta la importancia de definir adecuadamente la estructura jerárquica y los criterios con los que se evalúan las alternativas.

Partovi y Hopton (1994) reportaron un ejemplo de la aplicación del AHP para seleccionar la mejor alternativa entre tres proveedores con base a los criterios de precio, calidad, tiempo y servicio, como un ejercicio a principiantes en el entrenamiento en el AHP para el manejo de inventarios. De acuerdo con esos autores, aunque existen modelos de la programación lineal para auxiliar en la toma de decisiones, hay ciertos aspectos cualitativos que influyen en las decisiones en los que el AHP puede ser de mayor utilidad, como puede ser el dividir la compra de grandes volúmenes entre varios proveedores. Con una Razón de Consistencia (RC) de 0.099, que asegura que las comparaciones fueron consistentes, determinaron que uno de los proveedores fue la mejor alternativa con 58.1% de las preferencias; no cuestionan los autores la valoración subjetiva de los juicios, sino más bien lo consideran una cualidad del método AHP.

De acuerdo con Barbarosoglu y Yazgac (1997), un problema de decisión multicriterio engloba muchos factores tangibles e intangibles y su evaluación requiere del conocimiento experto en una estructura jerárquica, la cual a su vez requiere de la descomposición y síntesis de esos factores. El proceso AHP, según dichos autores, proporciona un marco para hacer frente a las situaciones que implican aspectos intuitivos, racionales, cualitativos y cuantitativos; para ellos, el AHP es una teoría exitosa porque sus supuestos son consistentes con los datos experimentales disponibles, hace predicciones que se pueden probar con base en experimentos y ello explica su funcionamiento. Su estudio consistió en diseñar un modelo AHP para resolver el problema de selección del proveedor en la industria turca de pavo. Una conclusión que los autores reportan por demás importante, y que merece tenerse presente cuando se trabaje con este procedimiento, es que los resultados obtenidos con su aplicación pueden cambiar con el tiempo y por ello se debe considerar un proceso de decisión dinámico y repetir completamente el proceso, cada cierto tiempo, reinsertando los nuevos juicios en las matrices de comparación, lo cual indica, según los autores, la flexibilidad de modelado del AHP, al proporcionar a los decisores la oportunidad de revisar y justificar sus decisiones.

En un estudio acerca de la aplicación de técnicas analíticas para la toma de decisiones y la planeación en el manejo de recursos naturales, Schmoldt y Peterson (1997) explican que la aplicación del AHP puede fácilmente usarse para auxiliar la toma de decisiones en el manejo de recursos y ser útil para definir estrategias a largo plazo e implementar niveles de planificación del manejo de esos recursos (tácticas); reportan que los componentes matemáticos y cálculos en el AHP pueden resultar un desafío para administradores de recursos así como para científicos, sin embargo, dicen, la disponibilidad de programas de cómputo comerciales ayudan a los usuarios con esos detalles, de modo que no sea un requisito indispensable el entendimiento técnico de los aspectos computacionales para una efectiva aplicación del AHP.

Font (2000), en un estudio para la gestión de información que permita implementar el AHP para la toma de decisiones de nuevos productos para su explotación en el sistema de información de una empresa en lo general, explica que es fundamental estudiar los diferentes flujos de información involucrados en el proceso; para ello el autor utilizó las metodologías de planificación y desarrollo de sistemas de información Merise (Francia), SSADM (Inglaterra) y Métrica (España).

Font (2000) define como primera actividad la de identificar el problema y los atributos (lista de atributos y subatributos, alternativas y diagrama de la jerarquía), determinar los recursos de información (información disponible), e identificar los parámetros correspondientes a los subatributos; la segunda actividad se orienta a la aplicación del AHP: asignación de pesos ponderados (matrices de comparaciones binarias, vectores de prioridad de pesos), y determinación de la mejor alternativa. La tercera actividad se refiere al diseño de la arquitectura física: diseño de la estructura, descripción de interfaces y definición de componentes. La cuarta y última actividad se refiere al diseño de las pruebas: diseño y preparación de pruebas, realización de pruebas. Concluye que es vital para la implementación de cualquier herramienta de apoyo a la toma de decisiones, la interacción de ella con los sistemas de información existentes en la organización.

Font (2000), considera eficiente al AHP porque: a) permite una organización jerárquica del problema en distintos niveles, b) permite realizar una evaluación de la situación de toma de decisiones por niveles, y c) incluye la asignación de las preferencias en términos de su importancia relativa mediante “pesos” que se asignan a los atributos considerados, lo cual facilita la tarea de "extraer" de la mente del decisor esta información de una forma confiable.

Este autor señala que es importante advertir que el AHP siempre ha despertado cierta polémica respecto al significado exacto de los pesos asignados y obtenidos; sin embargo le reconoce los méritos de:

- detectar y aceptar, dentro de ciertos límites, la incoherencia de los decisores humanos.

- permitir emplear de forma natural una jerarquización de los criterios,

- no requerir información cuantitativa acerca del resultado que alcanza cada alternativa en cada uno de los criterios considerados, sino tan sólo los juicios de valor del centro decisor.

De acuerdo con Schmoldt y Peterson (1997), el AHP es útil para casi cualquier aplicación de manejo de ecosistemas que requiera de varias opiniones y participantes o de un proceso complejo de toma de decisiones; considerando la complejidad de la mayoría de temas sobre manejo de ecosistemas, el AHP se podría extender a un amplio rango de tareas de dirección y planificación. Por ejemplo, el manejo y planificación de microcuencas puede incluir temas relacionados con la calidad y cantidad de agua, manejo forestal, manejo de la vida salvaje y recreación; para ello se requiere de la participación de expertos de cada una de esas disciplinas a fin de establecer las prioridades y tomar decisiones de acuerdo con la distribución espacial y temporal de los recursos; además, debido a que las microcuencas generalmente comprenden el flujo de materiales entre tierras privadas y públicas (por ejemplo pequeña propiedad, y tenencia ejidal), se requiere considerar las condiciones y valor de los recursos con respecto a los aspectos sociales, legales y políticos.

De acuerdo con Schmoldt y Peterson (1997), son dos los componentes de la metodología AHP que facilitan el análisis de problemas complejos: 1) estructurar el problema en una jerarquía que contiene una meta y facetas subordinadas del problema, y 2) la comparación pareada entre elementos de cada nivel. Estos autores trabajaron con el manejo de recursos en el Olympic National Park de Washington para determinar la utilidad del AHP para planear y desarrollar proyectos. En trabajo de equipo multidisciplinario se seleccionaron ocho proyectos; la comparación pareada se hizo con un programa de cómputo (Expert Choice), todos los juicios o valoraciones subjetivas se hicieron por consenso con el equipo de manejo de recursos; a medida que el equipo se sintió más cómodo con el procedimiento AHP, las decisiones se obtenían con un mínimo de discusión. También en equipo se decidió definir dos prioridades en el análisis: todos los objetivos tienen el mismo peso, y el manejo de toma de decisiones tiene prioridad exclusiva.

Los autores concluyen que el AHP permite a individuos e instituciones participar en un proceso cuantitativo y no sesgado, más que subjetivo o tendencioso; si ellos pueden trabajar alrededor de una matriz y cuantificar el nivel de importancia de los factores, se puede desarrollar un verdadero trabajo de equipo y la evaluación final se deberá a la participación de todos y todos sentirán suya esa evaluación.

Schmoldt y Peterson (2000) desarrollaron una metodología de grupos (formales o temporales) de toma de decisiones a partir de una creciente importancia de ello en el manejo de recursos naturales, como los forestales, y las aplicaciones científicas asociadas; toda vez que ello implica el uso de distintos valores en espacio y tiempo, se necesitan múltiples especialistas en recursos y deben incluirse varios usuarios en el proceso de decisión; en dicha metodología combinaron sesiones con el fin de generar ideas: el AHP para producir juicios, manejar conflictos, permitir el consenso e implementar un plan y una plataforma de discusión. Los resultados se pueden analizar estadísticamente para determinar en donde coinciden los miembros del grupo y donde los valores de las prioridades son significativamente diferentes. Una aplicación del proceso desarrollado señaló que el trabajo en grupo con el AHP auxilió al grupo a enfocar las discusiones, mitigar las indecisiones, alentar la interacción individual, identificar juicios irracionales y proporcionar una gran cantidad de información cuantitativa útil acerca de las preferencias del grupo. Esta metodología, concluyen los autores, puede ayudar a auxiliar las evaluaciones científicas y otros procesos de toma de decisiones en el manejo de recursos.

De acuerdo con Schmoldt et al. (2001), el AHP proporciona un mecanismo sistemático, explícito, riguroso y fuerte para obtener y cuantificar juicios subjetivos y se ha aplicado en muchas situaciones de planeación económica.

Según de Steiguer et al. (2003), el AHP parece ser el método de EMC más ampliamente usado, y lo seleccionaron para recomendar un manejo integrado de una microcuenca; mencionan esos autores que el AHP posee un conjunto de atributos deseables como ser: un proceso de decisión estructurado y cuantitativo que puede documentarse y repetirse; aplicable a situaciones de decisión que impliquen a múltiples criterios y juicios subjetivos; usar datos tanto cualitativos como cuantitativos; proporcionar una medida de la consistencia de las preferencias; existir una amplísima documentación de su aplicación en la literatura académica y programas de cómputo para aplicarlo; y ser apropiado para trabajos de toma de decisión en grupos.

Dey y Gupta (2000) utilizaron el AHP para seleccionar la mejor ruta para oleoductos en la parte este de la India evaluando los criterios de longitud, operatibilidad, mantenimiento, accesibilidad, constructibilidad y aceptabilidad y definiendo cuatro rutas alternativas; para ello reunieron personal experto para definir con base a qué necesidades o características evaluar a cada criterio. Luego determinaron la estructura jerárquica del problema y al resolver las matrices de comparaciones encontraron que el criterio más importante era el de la longitud, y aunque la ruta con mejor evaluación resultaba más cara en su construcción sus costos de operación eran más de 50% menores con respecto a la ruta más corta, además que tenía mejor capacidad de expansión y mantenimiento que el resto de las alternativas, lo que según los autores, valida la aplicación del modelo definido con el AHP.

Para Dey y Gupta (2000), la escala verbal de Saaty (1980) permite al decisor incorporar la subjetividad, experiencia y conocimiento y con ello proporcionar a éste bases racionales para la toma de decisiones.

Una descripción más detallada de la metodología del AHP convencional se encuentra en Toskano (2005) y se sintetiza en esta revisión con el objetivo de describir su desarrollo. Este autor reporta la aplicación del AHP en la selección del proveedor de suministros para una empresa dedicada a la impresión de envolturas flexibles en Perú; tales suministros son importados de Ecuador, Italia y China. La selección del proveedor depende de las características físicas requeridas del producto a elaborar y el precio al cobrar (es decir, la venta final del producto); debido a ello la empresa no ha podido estandarizar su producción y precios de venta, por lo que ha considerado la posibilidad de estandarizar su producción y precios de venta escogiendo un único proveedor; el problema se cree es complejo porque considera varios criterios en evaluación, unos cuantitativos y otros cualitativos, y todos ellos en conflicto entre sí. Según Toskano (2005), el problema anterior se puede ajustar a un modelo de decisión multicriterio discreto, específicamente el AHP. Para aplicar el AHP se utilizó el programa Expert Choice 2000; se realizaron talleres de trabajo con el personal involucrado con las actividades del caso, con los que se definieron objetivos, criterios a evaluar y las alternativas de decisión. La información utilizada fue aquella técnica del material de los proveedores, los datos históricos de ventas, datos históricos de producción, datos históricos de control de calidad e información contables. Después de establecer el modelo jerárquico, se hizo la comparación pareada; primero con los criterios relacionados con la meta global y luego con cada uno de los criterios. A continuación se muestra una síntesis de la metodología reportada por Toskano (2005), de la aplicación del AHP para el ejemplo mencionado:

• Cálculo de las prioridades de los criterios respecto de la meta global: para la prioridad respecto a la meta global se obtuvo la siguiente matriz de comparación y vector de prioridades:

FP = factores de producción

FC = factores contables

CP = confiabilidad del proveedor

Los números con negritas corresponden a comparaciones realizadas. Se observa que el vector de prioridades de los criterios con respecto a la meta global es:

El índice de consistencia (IC) de esta matriz tiene un valor de 0.055 y el valor de la razón de consistencia (RC) es de 0.094.

• Enseguida se calculan los vectores de prioridad y razones de consistencia de las siguientes matrices: para factores de la producción se obtuvo la matriz de comparaciones y el vector de prioridades siguiente:

TE = tiempo de entrega

CM = calidad del material

FTM = facilidad de uso del material

IC = 0.015, RC = 0.025

Para el criterio factores de la producción se obtuvo la matriz de comparaciones y el vector de prioridades siguiente:

V = ventas de producción

P = precios del material

FP = facilidades de pago

IC = 0.048, RC = 0.083

Para el criterio confiabilidad del proveedor se determinó que éste no tuvo subcriterios, por lo que se evaluó directamente.

Para la evaluación de las alternativas, éstas se identificaron como:

EC = procedente de Ecuador

IT = procedente de Italia

CH = procedente de China

Para tiempo de entrega (TE), la matriz y el vector fueron:

Para calidad del material, la matriz de comparaciones y el vector de prioridades fueron:

Respecto a la facilidad del uso del material, la matriz de comparaciones pareadas fue:

Respecto a las ventas producidas, la matriz de comparaciones pareadas fue:

En cuanto al precio del material, la matriz de comparaciones pareadas fue:

Con relación a las facilidades de pago, se obtuvo la siguiente matriz de comparaciones pareadas:

Respecto a la confiabilidad en el proveedor, la matriz de comparaciones obtenida fue:

• Para todas las matrices, como se observó en cada matriz, la razón de consistencia (RC) es igual o menor que 0.10, indicando con ello que los juicios anotados en las matrices fueron consistentes.

• Cálculo de las prioridades globales: para calcular las prioridades de las alternativas con respecto a la meta global, se construye la siguiente matriz, que corresponde a las alternativas con respecto a los subcriterios:

Respecto a los factores contables:

Con respecto a la confiabilidad del proveedor, no se construye una matriz ya que no cuenta con subcriterios.

Las matrices resultantes se multiplican con los vectores de prioridad de los subcriterios con respecto al criterio de jerarquía superior.

Para factores de producción, los subcriterios son: TE, CM y FTM, resultando el siguiente producto matricial:

De igual manera, V, P y FP son subcriterios de factores contables y resulta el siguiente producto de matrices:

Los resultados de estos productos de matrices son los vectores de prioridades de las alternativas con respecto a los criterios.

Como ya se calculó el vector de prioridades de las alternativas con respecto a la confiabilidad del proveedor, se tiene:

Con los vectores resultantes en el paso anterior, se construye la matriz de prioridades de las alternativas con respecto a los criterios:

• Enseguida, la matriz resultante se multiplica con el vector de prioridades de los criterios con respecto a la meta global; el vector resultante contiene las prioridades de las alternativas con respecto a la meta global, es decir:

• De acuerdo con los resultados obtenidos con la aplicación del AHP se obtiene que EC (Ecuador) es la mejor alternativa como proveedor de material con una prioridad de 53.7%; la segunda mejor alternativa es IT (Italia) con una prioridad de 28.5%; la peor alternativa resultó CH (China) con una prioridad de 17.9%.

Ávila (2000) explica la aplicación de la metodología AHP para determinar el uso de la tierra mediante la formulación de planes de desarrollo silvoagropecuario sostenibles en Brasil. Antes de aplicar la metodología, el autor sugiere que al interior del grupo interdisciplinario de trabajo se resuelvan las interrogantes: ¿qué se busca institucionalmente con la aplicación del AHP?, ¿qué actores deben participar (directos, indirectos)?, ¿cuál es el perfil requerido de los participantes?, ¿de qué información se dispone y/o qué información adicional se requiere?, ¿cuál es la mejor manera de presentar la información a los participantes?, definición o continuidad del plan de trabajo, logística de la(s) sesión (es), entre otros. Para la construcción del modelo de aplicación del AHP se utilizó tanto el programa de cómputo Expert Choice como el procedimiento manual con cartulinas y pizarrón.

El problema identificado fue la baja rentabilidad y la alta erosión en el suelo por las actividades agropecuarias en una microcuenca; el objetivo fue priorizar escenarios de usos de la tierra para minimizar la erosión y aumentar la rentabilidad de las actividades; mediante la técnica de Diagnóstico Rural Participativo se identificaron las condiciones o factores más importantes (criterios y subcriterios) para evaluar los escenarios de uso de la tierra (alternativas); las alternativas correspondieron a dos escenarios de usos de la tierra: mínima erosión y alta rentabilidad; para emitir los juicios de importancia, sugiere tres maneras posibles para emitirlos:

• verbal (moderado, fuerte, débil, etc.)

• numérico (usar escala de Saaty, 1980), y

• gráfica (mediante uso de gráfica de barras, que representen los elementos que se comparan).

En este estudio se encontró que la asignación de pesos de preferencias puede variar de acuerdo con las características de los participantes, como se observa en el ejemplo del Cuadro 1.

En el Cuadro 1 se observa la desigualdad del peso asignado a un mismo criterio teniendo la opinión de los productores la menor desviación con respecto al valor medio consensado; ello, para el autor es una ventaja porque permite la evaluación de alternativas de acuerdo con los intereses de los diferentes actores de la toma de decisiones en los procesos de planificación.

De acuerdo con Ávila (2000), los resultados obtenidos en el trabajo participativo para la evaluación y priorización de escenarios de los usos de las tierras en la microcuenca se constituyen en valiosa información para: las entidades, organizaciones e instancias que trabajan para el desarrollo del municipio y participan en la formulación del plan de desarrollo municipal, en los programas agropecuarios municipales; y en el diseño y ajuste de instrumentos de política, como incentivos y regulaciones, tendientes a estimular sistemas de producción sostenibles, viables económicamente y aceptables socialmente y a enfocar su oferta de recursos y servicios hacia las necesidades e intereses reales de la comunidad.

El autor concluye que con base en la experiencia lograda en el caso de Brasil, es posible aplicar el método AHP en las diferentes etapas del establecimiento de un plan de uso del suelo, para realizar evaluaciones o toma de decisiones de cuestiones referentes a su diseño, implementación, validación, control y evaluación, entre otras. El método es simple y flexible, y permitió organizar, visualizar el problema por medio del modelo, analizarlo sistemáticamente y obtener una síntesis. El AHP permitió analizar por separado la contribución de cada componente del modelo al objetivo general. El análisis permitirá a los planificadores, tomadores de decisiones u otros actores profundizar su conocimiento de la realidad de la microcuenca, analizar y emprender acciones, teniendo en cuenta las necesidades e intereses de la comunidad y la visión que tienen de su propio futuro en lo concerniente a los usos de las tierras, incluidos los riesgos y oportunidades a los que conllevaría cada posible solución. No obstante todo lo anterior, de acuerdo con el autor, la sola aplicación del AHP no garantiza la mejor decisión; ésta es simplemente una técnica de análisis que permite que la decisión que se recomiende o se adopte, se base en el análisis minucioso de un problema y en la síntesis de la información relevante, formada por el conocimiento, experiencia, opiniones y preferencias de los diferentes actores que se hayan involucrado en el proceso de toma de decisión.


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