Una vez formulado el modelo matemático para el problema en estudio, la siguiente etapa consiste en derivar una solución a partir de este modelo. Puede pensarse que esto debe ser la parte principal del estudio pero, en realidad, en la mayor parte de los casos no lo es. De hecho, a veces es una etapa sencilla, en la que se aplica uno de los algoritmos (procedimientos iterativos de solución) de investigación de operaciones en una computadora, empleando uno de los paquetes de software disponibles.Para el investigador de operaciones experimentado, encontrar la solución es la "parte fácil", mientras que el verdadero trabajo se encuentra en las etapas anteriores y en las subsecuentes, incluyendo el análisis de sensibilidad o análisis posóptimo.
Un tema común en investigación de operaciones es la búsqueda de la solución óptima, es decir, la mejor. Sin duda, como aquí se presenta, se han desarrollado muchos procedimientos para encontrarlas en cierto tipo de problemas, pero es necesario reconocer que estas soluciones son óptimas sólo respecto al modelo que se está utilizando. como el modelo necesariamente es una idealización y no una representación del problema real, no puede existir una garantía utópica de que la solución óptima del modelo resulte ser la mejor solución posible que pueda llevarse a la práctica para el problema real. Esto, por supuesto, es de esperarse si se toman en cuenta los muchos imponderables e incertidumbres asociados a casi todos los problemas reales, pero si el modelo está bien formulado y verificado, la solución que resulta debe tender a una buena aproximación del curso de acción ideal para el problema real. Por todo esto, más que enfrascarse en pedir lo imposible, la prueba del éxito de un estudio de investigación de operaciones debe ser el hecho de si proporciona o no una mejor guía en las decisiones, que la que se puede obtener por otros medios.
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