Árbol de Decisiones

¿QUÉ ES UN ÁRBOL DE DECISIÓN?

Los  árboles  de  decisión  son  herramientas  excelentes  para  ayudar  a  realizar elecciones   adecuadas   entre   muchas   posibilidades.   Su   estructura   permite seleccionar  una  y  otra  vez  diferentes  opciones para  explorar  las  diferentes alternativas  posibles  de    decisión.    En  este  caso  los  posibles  resultados corresponden a diferentes alternativas de uso potencial de la tierra. Los  árboles  de  decisión  son  guías  jerárquicas  multi-vía    donde los  valores  de las  características        son  el  criterio  diagnostico  para  evaluar  la  calidad  de  la tierra y determinar el uso más apropiado de la tierra. La  jerarquía  se  refiere  a  que  la  toma  de  una  decisión  o  camino  lleva  a  otra, hasta  que  todos  los  factores  o  características  involucradas  se  hayan  tomado en  cuenta.  Es  multi-vía  porque  pueden  existir  más  de  dos  opciones  y  es  una guía porque al responder una pregunta se llega a una decisión (Rossiter, 1997). Por  ejemplo, ¿Qué  textura  presenta  los  suelos  de  su  finca?  La  respuesta significara  una  decisión  frente  a la  ruta  que  se  debe  seguir  dentro  del  árbol  y conllevará a otra pregunta y decisión, ¿cómo cuál es la pendiente del terreno? y  así  ,  hasta  obtener  el  resultado  final.  Cada  una  de  estas  preguntas  puede tener diferentes respuestas lo cual determinará la decisión final. El siguiente es un componente del árbol diseñado para la toma de decisiones en la Altillanura Colombiana: El  esquema  muestra  como  a  través  del  conocimiento  de  la  textura,  de  la pendiente  (%)  y  de  la  profundidad  efectiva,  se  puede  llegar  a  determinar  los sistemas de uso más apropiados para las condiciones planteadas. De esta  manera, el árbol de decisión es utilizado para decidir sobre el tipo de uso  de  la  tierra  según  las  características  del  lugar  respecto  a  la  textura, pendiente  y  profundidad  efectiva.  La  primera  decisión  que  se  toma  a  lo  largo de  esta  herramienta  es  determinar  el  tipo  de  textura  debido  a  que  esta propiedad no puede ser modificada por condiciones específicas de manejo. Según  el  tipo  de  textura  elegido,  el  cual  corresponde  a  un  grupo  textural particular  (suelos  pesados,  medios  o  livianos)  se  tendrá  que  tomar  otra decisión  según  el  porcentaje  de  la  pendiente  y  de  manera  consecutiva  en cuanto a la profundidad efectiva.

Propiedades de Árboles de Decisión

•  Características continuas  (reales)  puede clasificadas  al  permitir  nodos  que dividan una basados en umbrales  característica real en dos rangos3)  en las  discretos tienen valores

 •  Árboles  de  clasificación en    outputs  reales  permiten  árboles  de  regresión  ramas, las hojas para encontrar árboles consistentes son

•  Algoritmos eficientes  para  procesar  muchos  datos  de  entrenamiento para tareas.

• Pueden manejar ruido en datos de entrenamiento

• Ejemplos:–Diagnóstico médico–Análisis de riesgo en crédito(Tan 1993) –Clasificador de objetos para manipulador

Las ventajas de  un árbol de decisión son:

Resume los ejemplos de partida, permitiendo la clasificación de nuevos casos  siempre  y  cuando  no  existan  modificaciones  sustanciales en  las condiciones  bajo  las  cuales  se  generaron  los  ejemplos  que  sirvieron para su construcción.

Facilita la interpretación de la decisión adoptada.

Explica   el   comportamiento   respecto   a   una   determinada   tarea   de decisión.

Reduce el número dé variables independientes.

Es una magnifica herramienta para el control de la gestión empresarial. Los árboles de decisión se utilizan en cualquier proceso que implique toma de decisiones, ejemplos de estos procesos son:

Búsqueda binaria.

Sistemas expertos.

Árboles de juego.

Los árboles de  decisión  generalmente  son  binarios,  es  decir  que cuentan con dos opciones, aunque esto no significa que no puedan existir árboles de tres o más opciones.

Diagrama de Pareto

El Diagrama de Pareto constituye un sencillo y gráfico método de análisis que permite discriminar entre las causas más importantes de un problema (los pocos y vitales) y las que lo son menos (los muchos y triviales).

En 1909 el economista y sociólogo Vilfredo Pareto (1848 – 1923) publicó los resultados de sus estudios sobre la distribución de la riqueza, observando que el 80% de la misma se encontraba concentrada en el 20% de la población.

A finales de los años 30, durante una visita a la central de General Motors Corporation para el intercambio de buenas prácticas de ingeniería industrial, Juran tuvo la oportunidad de conocer los trabajos de Pareto sobre la distribución de la riqueza.

Más adelante Juran, mientras preparaba la primera edición de su obra Manual de Control de la Calidad, se vio ante la necesidad de dar un nombre corto al principio de “los pocos vitales los muchos triviales”. Bajo el título “La mala distribución de las pérdidas de calidad”, en el que figuraban numerosos ejemplos de mala distribución, también señaló que Pareto había encontrado mal distribuida la riqueza. Asimismo mostró ejemplos de curvas acumulativas para la desigual distribución de la riqueza y la desigual distribución de las pérdidas de calidad. Tituló esas curvas como principio de Pareto de la distribución desigual aplicado a la distribución de la riqueza y la distribución de las pérdidas de calidad.

Este título dio a entender, de forma involuntaria, que el principio de los “pocos vitales” con carácter universal fue formulado por Pareto. Como el mismo Juran reconoce en The Non-Pareto Principle: Mea Culpa, esta implicación es errónea, ya que la primera exposición del principio como universal corresponde al propio Juran, que no a Pareto. También reconoce que si lo hubiera expuesto de otro modo, seguramente se habría denominado principio de Juran, al que hoy se conoce como principio de Pareto y, consecuentemente, hoy se denominaría diagrama de Juran, al que se utiliza bajo el nombre de diagrama de Pareto. Sin embargo, Juran tenía necesidad de una denominación abreviada, y no tuvo reparos aplicar el nombre de principio de Pareto.

Algo más para finalizar este post. Incluso las curvas acumulativas características del diagrama de Pareto, no se deben a él, sino al economista norteamericano Max Otto Lorenz (1905), quien dedujo la curva de Lorenz: una medida de la desigualdad en los ingresos de una sociedad.

La relación 80/20 ha sido encontrada en distintos campos. Por ejemplo, el 80% de los problemas de una organización son debidos a un 20% de las causas posibles. El 80% de los defectos de un producto se debe al 20% de causas potenciales, el 80% del absentismo es causado por un 20% de empleados… Evidentemente, la relación no debe ser exactamente 80/20, pero sí se puede aventurar que unas pocas causas son responsables de la mayor parte de los problemas.

Una importante aplicación del Principio de Juran (o de Pareto) está en el diseño de programas de mejora de la Calidad de modo que una mejora deberá tener como objetivo a los pocos vitales.

Elaboración del Diagrama de Pareto

Los pasos a seguir para la elaboración de un diagrama de Pareto son.

1.  Seleccionar los datos que se van a analizar, así como el periodo de tiempo al que se refieren dichos datos.

2. Agrupar los datos por categorías, de acuerdo con un criterio determinado.

 3. Tabular los datos.

 Comenzando por la categoría que contenga más elementos y, siguiendo en orden descendente, calcular:

• Frecuencia absoluta.
• Frecuencia absoluta acumulada.
• Frecuencia relativa unitaria.
• Frecuencia relativa acumulada.

 4. Dibujar el diagrama de Pareto.

5. Representar el gráfico de barras correspondiente que, en el eje horizontal, aparecerá también en orden descendente.

 6. Delinear la curva acumulativa.

 Se dibuja un punto que represente el total de cada categoría. Tras la conexión de estos puntos se formará una línea poligonal.

 7. Identificar el diagrama, etiquetándolo con datos como: título, fehca de realización, periodo estudiado,…

 8. Analizar el diagrama de Pareto.

En el diagrama de Pareto anterior puede observarse como dos tipos de incidencias comprenden el 49,73% de los requerimientos de asistencia: Reponer papel (30,60%) y Requiere limpieza (19,13%).

Diagrama de Ishikawa

Diagrama de Ishikawa

¿Qué es?

Un diagrama de Causa y Efecto es la representación de varios elementos (causas) de un sistema que pueden contribuir a un problema (efecto). Fue desarrollado en 1943 por el Profesor Kaoru Ishikawa en Tokio. Algunas veces es denominado Diagrama Ishikawa o Diagrama Espina de Pescado por su parecido con el esqueleto de un pescado. Es una herramienta efectiva para estudiar procesos y situaciones, y para desarrollar un plan de recolección de datos.

¿Cuándo se utiliza?

El Diagrama de Causa y Efecto es utilizado para identificar las posibles causas de un problema específico. La naturaleza gráfica del Diagrama permite que los grupos organicen grandes cantidades de información sobre el problema y determinar exactamente las posibles causas. Finalmente, aumenta la probabilidad de identificar las causas principales.
El Diagrama de Causa y Efecto se debe utilizar cuando se pueda contestar “sí” a una o a las dos preguntas siguientes:
1. ¿Es necesario identificar las causas principales de un problema?
2. ¿Existen ideas y/u opiniones sobre las causas de un problema?

Con frecuencia, las personas vinculadas de cerca al problema que es objeto de estudio se han formado opiniones sobre cuáles son las causas del problema.

Estas opiniones pueden estar en conflicto o fallar al expresar la causa principales. El uso de un Diagrama de Causa y Efecto hace posible reunir todas estas ideas para su estudio desde diferentes puntos de vista.

· El desarrollo y uso de Diagramas de Causa y Efecto son más efectivos después de que el proceso ha sido descrito y el problema esté bien definido. Para ese momento, los miembros del equipo tendrán una idea acertada de qué factores se deben incluir en el Diagrama.

· Los Diagramas de Causa y Efecto también pueden ser utilizados para otros propósitos diferentes al análisis de la causa principal. El formato de la herramienta se presta para la planeación. Por ejemplo, un grupo podría realizar una lluvia de ideas de las “causas” de un evento exitoso, tal como un seminario, una conferencia o una boda. Como resultado, producirían una lista detallada agrupada en una categoría principal de cosas para hacer y para incluir para un evento exitoso.

· El Diagrama de Causa y Efecto no ofrece una respuesta a una pregunta, como lo hacen otras herramientas. Herramientas como el Análisis de Pareto, Diagramas Scatter, e Histogramas, pueden ser utilizadas para analizar datos estadísticamente. (Nota: consultar la descripción de la Gráfica de Pareto, Diagrama Scatter, e Histograma). En el momento de generar el Diagrama de Causa y Efecto, normalmente se ignora si estas causas son o no responsables
de los efectos. Por otra parte, un Diagrama de Causa y Efecto bien preparado es un vehículo para ayudar a los equipos a tener una concepción común de un problema complejo, con todos sus elementos
y relaciones claramente visibles a cualquier nivel de detalle requerido.

¿Cómo se utiliza?

1. Identificar el problema. El problema (el efecto generalmente está en la forma de una característica de calidad) es algo que queremos mejorar o controlar.

El problema deberá ser específico y concreto: incumplimento con las citas para instalación, cantidades inexacta en la facturación, errores técnicos en las cuentas de proveedores, errores de proveedores. Esto causará que el número de elementos en el Diagrama sea muy alto (consultar la ilustración).

2. Registrar la frase que resume el problema. Escribir el problema identificado en la parte extrema derecha del papel y dejar espacio para el resto del Diagrama hacia la izquierda. Dibujar una caja alrededor de la frase que identifica el problema (algo que se denomina algunas veces como la cabeza del pescado).

3. Dibujar y marcar las espinas principales. Las espinas principales representan el input principal/ categorías de recursos o factores causales. No existen reglas sobre qué categorías o causas se deben utilizar, pero las más comunes utilizadas por los equipos son los materiales, métodos, máquinas, personas, y/o el medio. Dibujar una caja alrededor de cada título. El título de un grupo para su Diagrama de Causa y Efecto puede ser diferente a los títulos tradicionales; esta flexibilidad es apropiada y se invita a considerarla.

4. Realizar una lluvia de ideas de las causas del problema. Este es el paso más importante en la construcción de un Diagrama de Causa y Efecto. Las ideas generadas en este paso guiarán la selección de las causas de raíz. Es importante que solamente causas, y no soluciones del problema sean identificadas. Para asegurar que su equipo está al nivel apropiado de profundidad, se deberá hacer continuamente la pregunta Por Qué para cada una de las causas iniciales mencionadas. (ver el módulo de los Cinco Por Qués). Si surge una idea que se ajuste mejor en otra categoría, no discuta la categoría, simplemente escriba la idea. El propósito de la herramienta es estimular ideas, no desarrollar una lista que esté perfectamente clasificada.

(Nota: Consultar la descripción de Lluvia de Ideas).

5. Identificar los candidatos para la “causa más probable”. Las causas seleccionadas por el equipo son opiniones y deben ser verificadas con más datos. Todas las causas en el Diagrama no necesariamente están relacionadas de cerca con el problema; el equipo deberá reducir su análisis a las causas más probables. Encerrar en un círculo la causa(s) más probable seleccionada por el equipo o marcarla con un asterisco.

6. Cuando las ideas ya no puedan ser identificadas, se deberá analizar más a fondo el Diagrama para identificar métodos adicionales para la recolección de datos.

Versión CEDAC – Cause & Effect Diagram Adding Cards

Después de completar el paso 5, el equipo de resolución de problemas deberá:

A. Dibujar la versión final en un tamaño más grande (aproximadamente de
3’ x 5’).

B. Exhibir el Diagrama en una zona de alto tráfico o en una cartelera con una invitación para ser estudiado por otros y para que agreguen su ideas en “Post-It” en las categorías respectivas.

C. Después de un período específico de tiempo (1 ó 2 semanas) el Diagrama se retira y se revisa para incluir la información adicional. Un Diagrama completo más pequeño se publica nuevamente con una nota de agradecimiento.

D. En este momento, el equipo avanza al siguiente paso para un análisis más profundo, y para reunir datos adicionales (ver paso 6). El Diagrama completo también puede exhibirse ( o dejarse). Luego, a medida que una y otra causa es atendida, se pueden anotar las ganancias. Una vez que las causas sean retiradas, se deberán tachar y apuntar la fecha de su terminación. Las causas que actualmente están siendo atendidas también pueden indicarse. De esta manera toda el área de trabajo tiene un indicador de progreso y se puede percibir cierta relación de lo que se está haciendo.

 Consejos para la Construcción/ Interpretación:

· Se debe recordar que los Diagramas de Causa y Efecto únicamente identifican causas posibles. Aun cuando todos estén de acuerdo en estas causas posibles, solamente los datos apuntarán a las causas.

· El Diagrama de Causa y Efecto es una forma gráfica de exhibir gran información de causas en un espacio compacto. El uso del Diagrama ayuda a los equipos a pasar de opiniones a teorías comprobables.

Relación con otras Herramientas:

Un Diagrama de Causa y Efecto normalmente se relaciona con:
· Lluvia de Ideas
· Digrama de Interrelaciones
· Gráfica de Pareto
· Multi-votación
· Técnica de Grupo Nominal
· Diagrama de Afinidad
· Cinco Por Qués

Lluvia de Ideas

¿Qué es?

La Lluvia de Ideas (Brainstorming) es una técnica de grupo para generar ideas

originales en un ambiente relajado. Esta herramienta creada en el año 1941 por

Alex Osborne, cuando su búsqueda de ideas creativas resultó en un proceso

interactivo de grupo no estructurado de “lluvia de ideas” que generaba más y

mejores ideas que las que los individuos podian producir trabajando de forma

independiente.”

¿Cuándo se utiliza?

Se deberá utilizar la Lluvia de Ideas cuando exista la necesidad de:

· Liberar la creatividad de los equipos

· Generar un número extenso de ideas

· Involucrar a todos en el proceso

· Identificar oportunidades para mejorar

¿Cómo se utiliza?

Para utilizar la técnica de Lluvia de Ideas:

þ Definir

þ Medir

þ Analizar

þ Mejorar

þ Controlar

þ Creatividad

þ Reunión de Datos

þ Análisis de Datos

þ Toma de decisión

þ Planeación

þ Trabajo en Equipo

NO ESTRUCTURADO (Flujo libre)

1. Escoger a alguien para que sea el facilitador y apunte las ideas.

2. Escribir en un rotafolio o en un tablero una frase que represente el problema

y el asunto de discusión.

3. Escribir cada idea en el menor número de palabras posible. Verificar con la

persona que hizo la contribución cuando se esté repitiendo la idea. No

interpretar o cambiar las ideas.

4. Establecer un tiempo límite – aproximadamente 25 minutos.

5. Fomentar la creatividad. Construir sobre las ideas de otros. Los miembros del

grupo de Lluvia de Ideas y el facilitador nunca deben criticar las ideas.

6. Revisar la lista para verificar su comprensión.

7. Eliminar las duplicaciones, problemas no importantes y aspectos no

negociables. Llegar a un consenso sobre los problemas que parecen

redundantes o no importantes.

ESTRUCTURADO (En círculo)

Tiene las mismas metas que la Lluvia de Ideas No Estructurada. La diferencia

consiste en que cada miembro del equipo presenta sus ideas en un formato

ordenado (ej. de izquierda a derecha). No hay problema si un miembro del

equipo cede su turno si no tiene una idea en ese instante.

SILENCIOSA (lluvia de ideas escritas)

Es similar a la Lluvia de Ideas, los participantes piensan las ideas pero registran

en papel sus ideas en silencio. Cada participante pone su hoja en la mesa y la

cambia por otra hoja de papel. Cada participante puede entonces agregar otras

ideas relacionadas o pensar en nuevas ideas. Este proceso continua por cerca

de 30 minutos y permite a los participantes construir sobre las ideas de otros y

evitar conflictos o intimidaciones por parte de los miembros dominantes.

Consejos para la Construcción/ Interpretación:

· Hacer una lista de las ideas que pueden ser criticadas, editadas por

duplicación, y clasificadas de la más importante a la menos importante.

· Soluciones creativas para problemas basados en las contribuciones hechas

por todos los miembros del equipo.

Relación con otras herramientas:

La Lluvia de Ideas generalmente se relaciona con:

· Diagrama de Afinidad

· Diagrama de Causa y Efecto

· Análisis del Campo de Fuerzas

· Diagrama de Interrelaciones

· Hoja de Verificación

· Checklist para la Reunión de Datos

· Multi-votación

· Técnica de Grupo Nominal