martes, 14 de octubre de 2014

Orígenes de la PM

Los problemas de PM eran ya bien conocidos antes del siglo XX. El matemático Francés Joseph-Luis de Lagrange, en su libro "Mécanique Analytique" (1788), introduce su método, conocido como regla de los multiplicadores de Lagrange, para encontrar los extremos de una función cuyas variables están sujetas a restricciones en forma de igualdad. No obstane, su procedimiento es descrito como una herramienta para determinar los estados de equilibrio estable de un sistema mecánico.
El caso en que las restricciones tienen forma de desigualdad, como sucede frecuentemente en los problemas de optimización típicos de la IO, fue analizado por primera vez por el matemático francés Jean-Baptiste Joseph Fourier, en su obra "Solution d'une question particulière des enégalités" (1826), quien propuso su conocido método de eliminación de variables en un sistema de inecuaciones lineales, extensión del método de eliminación de Gauss. Nuevamente no se trata de un análisis centrado en el problema de optimización en sí, sino que éste resulta de la formulación del principio de desigualdad para el equilibrio mecánico, al estudiar una solución para un sistema de desigualdades lineales.

Sin embargo, los métodos matemáticos clásicos no estaban pensados para una resolución rápida y en dimensiones altas, como iban a requerir las nuevas necesidades militares e industriales del pasado siglo XX.




La mayoría de los analistas coinciden en situar el origen histórico de la IO en los años críticos de la Segunda Guerra Mundial. En 1936 el British Air Ministry estableció una estación de investigación militar en Suffolk con el objetivo de aplicar una nueva tecnología al uso del radar en la interceptación de los aviones de combate enemigo. La British Operational Research Society sitúa los orígenes de la IO en 1937, cuando los primeros logros de la estación de Suffolk fueron reconocidos y explotados por un equipo de oficiales de la Raf, en su base de operaciones de Kent. El término "Opertational Research" es atribuido a Albert P. Row, segundo superintendente de la base de Suffolk, quien lo introdujo en 1938.
Bajo la dirección del físico Patrick M.S. Blackett, y en el seno de la Royal Air Force, se creó en 1948 un grupo de estudio interdisciplinario, conocido como "Blackett's Circus", y que estuvo originalmente integrado por tres psicólogos, un físico, un astrofísico, cuatro matemáticos, un oficial de la armada y un topógrafo. Su eficacia en la destrucción de los famosos submarinos alemanes de la serie U en la Batalla del Atlántico, mediante la ubicación estratégica de cargas de profundidad, fue extraordinaria. Debido a la efectividad demostrada, el grupo de Blackett se convirtió pronto en el precursor de otros grupos de IO similares, creados en la Armada Británica. La característica de interdisciplinariedad de estos grupos es esencial a la IO desde su mismo origen, y su éxito se debe en buena medida al mantenimiento de este espíritu de colaboración científica. Blackett obtuvo el Nobel en Física en 1948.
Sin embargo, existen otras investigaciones fuera del contexto militar, que también marcan el inicio de la IO. Inspirados en problemas de gran interés científico en áreas diversas, como la matemática teórica, la economía, la industria o la administración y lógistica empresarial, distintos investigadores contribuyen con sus trabajos en el nacimiento de la IO
En el ámbito de la matemática teórica, con anterioridad a 1937 ya se habían publicado algunos artículos de investigación que versaban sobre sistemas de desigualdades lineales, vinculados por tanto a la base teórica de la programación lineal. El teorema de transposición de Motzkin (1936) permite deducir el decisivo teorema de la dualidad en la programación lineal.

Theodore Samuel Motzkin


En 1937, a raíz de una conversación con Albert W. Tucker, Merrill M. Flood comenzó a estudiar el problea del agente viajero (o también TSP, de sus siglas en inglés Travelling Salesman Problem), considerado como el paradigma de la optimización combinatoria. Dadas \(n\) ciudades de un territorio, el problema del agente viajero consiste en encontrar una ruta que, comenzando y terminando en una ciudad concreta, pase una sola vez por cada una de las ciudades y minimice la distancia total recorrida por el viajante.
Con la publicación en 1941 de la primera tabla input-output (TIO, abreviadamente) de la economía norteamericana, Wassily W,. Leontief, economista ruso recién incorporado por aquel entonces a la Universidad de Harvard, estableció las bases de la economía interindustrial. Este instrumento estadístico desglosa la Producción Nacional entre los diferentes sectores que la han originado y los sectores que la han absorbido; por ello reciben el  nombre tablas intersectoriales. Las TIO's fueron utilizadas por el U.S. Department of Labor Statistics, el Banco Mundial y las Naciones Unidas, entre otros, para analizar el impacto de las políticas económicas de los gobiernos, valiéndole a Leontief la concesión del Premio Nobel de Economía en 1973.

Wassily Wassilyovich Leontief


La primera formulación del problema clásico del transporte (el envío a un mínimo coste de ciertos bienes o productos desde los puntos de oferta hacia los puntos de demanda) se debe a Frank L. Hitchcock, 1941. Sin embargo, la teoría y resolución (basada en el método simplex de PL) del problema del transporte es posterior, y se debe a George B. Dantzig.

Fuentes :
- Saul I. Gass and Arjang A. Assad. An annotated timeline of Operations Research, an informal history. Springer, 2004.

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