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El inicio de la investigación de operaciones se da lugar en el siglo III a.c., durante la segunda Guerra Púnica, con el análisis y solución que Arquímedes propuso para la defensa de la ciudad de Siracusa, sitiada por los romanos. Entre los inventos realizados por Arquímedes se encontraban la catapulta, y un sistema de espejos con el que incendiaba las embarcaciones enemigas al enfocarlas con los rayos del sol.
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Los acontecimientos comprendidos en este espacio de tiempo que marcaron la historia y permitieron evolución de la Investigación de Operaciones, permiten concluir que un modelo de Investigación de Operaciones requiere necesariamente de una abstracción de la realidad, además de una identificación de factores dominantes que determinen el comportamiento del sistema en estudio. En este sentido, un modelo es una representación idealizada de una situación real o un objeto concreto.
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En 1503, Leonardo da Vinci participó como ingeniero en la guerra contra Pisa ya que conocía técnicas para realizar
bombardeos, construir barcos, vehículos acorazados, cañones, catapultas, y otras máquinas bélicas. -
En los siglos XVII y XVIII, Newton, Leibnitz, Bernoulli y Lagrange, trabajaron en obtener máximos y mínimos condicionados de ciertas funciones. El matemático francés Jean Baptiste-Joseph Fourier esbozó métodos de la actual programación lineal. Y en los últimos años del siglo XVIII, Gaspar Monge asentó los precedentes del método Gráfico gracias a su desarrollo de la Geometría Descriptiva.
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En 1759, el economista François Quesnay empieza a utilizar modelos primitivos de programación matemática, estos se considera uno los inicios de lo que hoy se conoce como Investigación de Operaciones.
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Se cree que Charles Babbage es el padre de la Investigación Operativa, debido a sus investigaciones acerca de
los costos de transporte y clasificación del correo realizada en la Uniform Penny Post de Inglaterra en 1840. -
En 1873, Wilhelm Jordan, fue uno de los precursores de los modelos lineales de la Investigación de Operaciones.
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En 1874, Léon Walras, economista francés de la Escuela de Lausana, usa técnicas similares de programación matemática a las usadas por François Quesnay, atrás en 1759.
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En 1896, Hermann Minkowski, fue uno de los precursores de los modelos lineales de la Investigación de Operaciones.
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A finales del siglo XIX, Frederick Winslow Taylor realizó un estudio que permitió maximizar el rendimiento de los mineros, en el que se determinaba que la única variable realmente significativa era el peso combinado de la pala y su carga. De esta forma se diseñaron palas según los diferentes tipos de materiales con los que iban a utilizarse.
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En 1903, Gyula Farkas, fue uno de los precursores de los modelos lineales de la Investigación de Operaciones.
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El uso de la Investigacion de Operaciones se vio reflejado durante la Primera Guerra Mundial en Inglaterra, con el estudio matemático de Frederick William Lanchester sobre la potencia balística de las fuerzas opositoras. La Ley Cuadrática de Combate desarrollada por el ingeniero y polímata Frederick William Lanchester en 1916, posibilito determinar el desenlace de una batalla militar en función de la fuerza numérica relativa y la capacidad relativa de fuego de los combatientes.
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Thomas Alva Edison hizo uso de la Investigación Operativa, en su contribución en la guerra antisubmarina, donde utilizó un "tablero táctico" para encontrar una solución eficaz que permitía reducir las pérdidas de embarques causadas por ataques de submarinos enemigos.
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Para 1920, el ingeniero y matematico A. K. Erlang realizó un estudio acerca de las fluctuaciones de la demanda de instalaciones telefónicas en relación con el equipo automático. Se considera su aporte como la base de varios modelos matemáticos de la teoría de colas.
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Janos Von Neumann publicó en 1928 su trabajo "Teoría de Juegos", que proporcionó fundamentos matemáticos a la Programación Lineal.
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En 1939, el matemático ruso Leonid Vitálievich Kantoróvich y el holandés Tjalling Charles Koopmans, desarrollaron la teoría matemática llamada "Programación Lineal", por la que les fue concedido el Premio Nobel de Economía en 1975.
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El gobierno británico se vio obligado a convocar científicos de diversas disciplinas para resolver el problema de acoso aéreo al que estaban sometidos por parte de La Luftwaffe (Fuerza Aérea Alemana) dada la reducida capacidad área que tenían. Gracias al trabajo realizado se determino la localización óptima de las antenas y la mejor distribución de las señales consiguiendo duplicar la efectividad del sistema de defensa aérea y evitar que la isla cayera en manos de la Alemania nazi.
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En 1941, F. L. Hitchcok formula la estructura y planteamiento del
problema de transporte, que busca minimizar los costos relacionados con el movimiento o traslado de
materiales. -
Durante los años 1941 y 1942, Leonid V. Kantorovich y Tjalling C. Koopmans estudiaron de forma independiente el problema del transporte por primera vez, conociéndose este tipo de problemas como problema de KoopmansKantorovich. Para su solución, emplearon métodos geométricos que están relacionados con la teoría de convexidad de Minkowski.
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Al Estados Unidos (EEUU) unirse a la Guerra en 1942, comenzó a aplicar técnicas de Investigación de Operaciones militarmente.
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El ASWORG, realizo representaciones matemáticas de los convoyes de barcos cargados con destino a Gran Bretaña que eran atacados por la U-Bootswaffe, teniendo en cuenta restricciones y condiciones reales. Con base en la información modelaron la guerra naval, y determinaron dos estrategias basadas en el número de convoyes. La estrategia escogida disminuyó de forma considerable la cantidad de barcos hundidos mientras se incrementaba la destrucción de submarinos alemanes.
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En 1945, George Joseph Stigler planteó el problema de la dieta que buscaba dedeterminar la cantidad, entre 77 alimentos diferentes, que debería ingerir diariamente un hombre mediano de aprox. 70Kg de peso, de modo que las necesidades mínimas de nutrientes fuesen iguales a las recomendadas por el Consejo Nacional de Investigación norteamericano. El problema fue resuelto manualmente mediante un método heurístico con el cual se examinaron 510 diferentes posibilidades de combinación de alimentos.
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Tras la Segunda Guerra Mundial, se estimó oportuno realizar la organización de los recursos de Estados Unidos
(energía, armamento, y todo tipo de suministros) mediante modelos de optimización, resueltos mediante la
Programación Lineal. -
En 1947, Janos Von Neumann, visionó la similitud entre los problemas de programación lineal y la teoría de matrices que había desarrollado.
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Estados unidos (EEUU) formó un grupo de trabajo dedicado a mejorar los procesos de planificación a gran escala: el proyecto SCOOP (Scientific Computation Of Optimum Programs). En dicho grupo se encontraba trabajando George Bernard Dantzig, quien desarrolló en 1947 el algoritmo del método Simplex, el cual fue elegido como uno de los 10 algoritmos más importantes del siglo XX.
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El grupo SCOOP, participo en el problema de abastecimiento de Berlin dado el bloqueo terrestre y fluvial por parte de la Unión Soviética, para diciembre de 1948 se conseguía abastecer con 4500 toneladas diarias, y tras estudios de Investigación Operativa se optimizó el abastecimiento hasta llegar a las 8000 ó 9000 toneladas diarias mediante puente aéreo en marzo de 1949 por parte de Inglaterra y Estados Unidos. Ésta cifra era la misma que se hubiera transportado por medios terrestres.
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En 1952, se obtuvo el primer resultado de las técnicas de computación, utilizando un ordenador SEAC del National Bureau of Standars para obtener la solución de un problema. El éxito en el tiempo de resolución fue tan alentador que de inmediato se usó para todo tipo de problemas militares, en donde la eficiencia de la fuerza aérea aumento hasta cinco veces, ya que les permito determinar la altura optima de vuelo de sus aviones para obtener un ataque más preciso y contundente.
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Durante los '50 y '60, creció el interés y el desarrollo de la Investigación Operativa, debido a su aplicación en el comercio y la industria. Un ejemplo de esto es el problema del cálculo del plan óptimo de transporte de arena de construcción a las obras de edificación de Moscú, donde existían 10 puntos de origen y 230 de destino. Para resolverlo se utilizó un ordenador Strena en el mes de junio de 1958, aportando una reducción del 11% de los gastos respecto a los costes originales previstos.
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Dantzig es considerado como uno de los 3 fundadores de la programación lineal, compartiendo dicho honor con Von Neumann y Kantorovich. A través de su investigación en teoría matemática, computación, análisis económico y aplicaciones de problemas industriales contribuyo más que cualquier otro investigador al desarrollo de la programación lineal. En 1974, Dantzig recibio el Premio John Von Neumann de la Sociedad Americana de Investigación de Operaciones y el Instituto de Ciencias Administrativas.
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Desarrollo de la política nacional de administración
del agua, incluyendo mezcla de nuevas instalaciones,
procedimientos de operaciones y costes. Esta aplicacion les genero ahorros anuales de $15.000.000 -
Optimización de las operaciones de producción para
cumplir metas con un costo mínimo, esta aplicacion les genero ahorros anuales de $2.000.000 -
Optimización del corte de árboles para maximizar la
producción de productos derivados de la madera, esta aplicación les genero ahorros anuales de $15.000.000 -
Asignación óptima de recursos hidráulicos y térmicos
en el sistema nacional de generación de energía, esta aplicación les genero ahorros anuales de $43.000.000 -
Programación de turnos de trabajo en oficinas de reservas y aeropuertos para cumplir con las necesidades del cliente a un costo mínimo, esta aplicacion les genero ahorros anuales de $6.000.000
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Optimización de las operaciones de refinación y de la
oferta, distribución y comercialización de productos, esta aplicación les genero ahorros anuales de $70.000.000 -
Optimización de inversiones de capital para producir
gas natural durante 25 años en Australia, esta aplicación les genero ahorros anuales de $3.000.000 -
Administración de inventarios de petróleo y carbón
para el servicio eléctrico con el fin de equilibrar los
costos de inventario y los riesgos de déficit, esta aplicación les genero ahorros anuales de $59.000.000 -
Optimización de la programación y asignación de
oficiales de patrulla con un sistema informatizado, esta aplicación les genero ahorros anuales de $11.000.000 -
Optimización de la mezcla de ingredientes
disponibles para que los combustibles obtenidos
cumplieran con los requerimientos de ventas y
calidad, esta aplicación les genero ahorros anuales de $30.000.000 -
Integración de una red nacional de inventario de
recambios para mejorar el apoyo al servicio, esta aplicación les genero ahorros anuales de $20.000.000 + $250.000.000 en menor inventario -
Rapidez en la coordinación de aviones, tripulación,
carga y pasajeros para manejar la evacuación por aire
en el proyecto "Tormenta del Desierto" en el Medio
Oriente, esta aplicación les otorgo la victoria. -
Diseño de un sistema de estructura de precios,
sobreventas (exceso de reservas) y coordinación de
vuelos para mejorar los beneficios, esta aplicación les genero $500.000.000 mas de ingresos. -
Optimización del diseño de una red nacional de
transporte y la programación de rutas de envío en
Estados Unidos, esta aplicación les genero ahorros anuales de $17.300.000 -
Diseño de un programa efectivo de cambio de agujas
para combatir el contagio del SIDA, esta aplicación genero 33% menos contagios. -
Desarrollo de un sistema informático en el diseño del
centro de llamadas para guiar a los clientes del
negocio, esta aplicación les genero ahorros anuales de $750.000.000 -
Maximización de ganancias a partir de la asignación
de los tipos de aviones en 2.500 vuelos nacionales en
Estados Unidos, esta aplicación les genero ahorros anuales de $100.000.000 -
Reestructuración de toda la cadena de suministros
entre proveedores, plantas, centros de distribución,
sitios potenciales y áreas de mercado, esta aplicación les genero ahorros anuales de $800.000.000 -
Selección y programación óptima de proyectos
masivos para cumplir con las necesidades futuras de
energía del país, esta aplicación les genero ahorros anuales de $425.000.000 -
Rediseño óptimo del tamaño y forma del cuerpo de
defensa y su sistema de armas, esta aplicación les genero ahorros anuales de $1.100.000.000 -
Rediseño del sistema de producción y distribución
norteamericano para reducir costos y mejorar la
rapidez de llegada al mercado, esta aplicación les genero ahorros anuales de $200.000.000 -
Programación óptima de empleados para proporcionar el servicio a clientes deseado con un costo mínimo, esta aplicación les genero ahorros anuales de $13.000.000
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Rediseño de tamaño y localización de inventarios de seguridad en la línea de producción de impresoras para cumplir metas de producción, esta aplicación les genero $280.000.000 de ingreso adicional.
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Hoy en día el uso de modelos de optimización es cada vez más frecuente en la toma de decisiones. Este mayor uso se explica, principalmente, por un mejor conocimiento de esta metodología en las diferentes disciplinas, la creciente complejidad de los problemas que se desea resolver, la mayor disponibilidad de software y el desarrollo de nuevos y mejores algoritmos de solución.
