sábado, 22 de octubre de 2011

El modelado de sistemas

El modelado de sistemas, tiene una gran importancia ya que con ella podemos predecir el funcionamiento del sistema que se este estudiando. Además nos dará un panorama mas amplio de las variables que intervienen en el comportamiento del sistema lo cual ayuda a la toma de decisiones.

El modelado dinámico de sistemas tiene establecidos dos objetivos claros: 

  • En primer lugar, se debe explicar el comportamiento de los sistemas de acuerdo a su estructura y sus políticas.
  • En segundo lugar debe servir de instrumento para evaluar cambios en la estructura del fenómeno que se pretende simular.
Por lo anterior el modelo se debe someter a pruebas para garantizar los objetivos antes mencionados.

En principio se evalúa la capacidad del modelo para reproducir el comportamiento del sistema, y mediante pequeñas variaciones en las variables se permite observar los efectos que éstas tienen en su estabilidad y la del sistema en general.
Se evalúa también el modelo en relación con los resultados esperados, de acuerdo a cambios en las variables o en la conformación del problema; de igual manera se controla la capacidad de reflejar las tendencias y ciclos, los estados de crecimiento o declinación y las estacionalidades del sistema.
En la validación del sistema se debe incluir la consideración de que la dinámica de sistemas no es un instrumento de alta precisión sino más bien una herramienta para el diseño de políticas de manejo del sistema de acuerdo a los resultados.

"Métodos cuantitativos para la toma de decisiones ambientales" 
2a Edición  
 Enrique Angel Sanit                                                                                         


Universidad Nacional de Colombia

jueves, 29 de septiembre de 2011

Diagramas de Forrester

Jay Forrester es considerado el padre de la dinámica de sistemas (DS), él es autor de herramientas para el modelado de sistemas, estas herramientas son los diagramas de Forrester (DF). La dinámica de sistemas es una metodología para el estudio y el análisis de sistemas continuos complejos, mediante la búsqueda de relaciones entre los subsistemas (especialmente lazos de realimentación).

Para la presentación de ejemplos de estos diagramas usaremos el programa llamado Vensim, herramienta para la modelación que nos ayuda a la conceptualización, documentación, visualización y análisis de los modelos de la dinámica de sistemas.

A continuación se muestran algunos ejemplos de un modelo de Población:

La primera figura es la representación del incremento de flujo nivel, dónde se observa que la variable de nivel llamada Población es incrementada por la variable de flujo Nacimientos.

La siguiente figura incluye al modelo anterior una constante llamada Tasa de nacimientos, la cual afecta a la variable Nacimientos.


La siguiente figura del modelo  la variable de nivel Nacimientos se afectará negativamente por otra variable de flujo llamada Muertes.


En el siguiente modelo se observa la influencia positiva o negativa sobre el flujo de la variable de nivel, debido a una nueva constante llamada Tasa de muertes.



En el siguiente modelo se puede observar que se afecta de manera indirecta a la variable de nivel debido a otra variable auxiliar Enfermedades, que afectará a la variable de flujo Muertes.

Ahora el siguiente modelo con causalidades entre auxiliares.



Por último un ejemplo de modelo Predador-Presa:


martes, 20 de septiembre de 2011

Pensamiento sistémico ST (System Thinking)

Sistema dinámico SD

Un sistema es un conjunto de partes que interactúan para funcionar como un todo.
Las características esenciales de un sistema son:
  • Estructura: Como lo puntualizó el creador de la dinámica de sistemas Jay Forrester (1961), lo más importante de un sistema es su estructura, ya que la estructura produce comportamiento. Las cosas no pasan porque sí, son reguladas por la estructura del sistema.
  • Dinámica: Hace referencia a la evolución en función del tiempo. Interesa en especial el comportamiento transitorio y no tanto el estacionario.
  • Circularidad: El pensammiento sistémico asume que las causas y efectos se interrelacionan en forma circular, de forma que una variable puede ser a la vez la causa y efecto de otra. Las interconexiones se denominan técnicamente lazos de realimentación y estos lazos son multiloops en los sistemas complejos en los que vivimos.
  • Espacio: Las realimentaciones circulares suelen estar distanciadas en el espacio, pero se buscan los efectos en las cercanías.
  • Tiempo: Las realimentaciones circulares se encuantran espaciadas en el tiempo (demoras) y por lo tanto las consecuencias de nuestros actos no se perciben de inmediato.
  • Apalancamiento: Una propiedad de los sistemas es que actuando en determinados puntos de apalancamiento  se puede obtener un efecto mayor al de la acción por sí sola.  
Según Jay Forrester, la dinámica de sistemas SD  es una disciplina que trata  los sistemas que evolucionan a traves del tiempo. Es una manera rigurosa de ayudar a visualizar, reflexionar y comunicar  la evolución futura de las organizaciones en situaciones complejas.

Pensamiento sistémico ST (System Thinking)

El pensamiento sistémico es aprender a pensar en términos de sistema dinámico en lugar de hacerlo como eventos aislados.
Las personas tienen dificultades para pensar sistémicamente, la dinámica de sistemas se propone ayudar al pensamiento sistémico con la elaboración de modelos y la validación de los mismos con la computadora.

Los modelos son simplificaciones de la realidad y por lo tanto falsos en el sentido de que todos tienen un ámbito definido de validez.
Los modelos que se utilizan son:
  •  Diagramas cualitativos de lazo cerrado (Causal Loop Diagram CLD).
  •  Diagramas cuantitativos de nivel de flujo,  (Stock Flow Diagram SFD).
Los bloques básicos de cualquier modelo son:
  • Lazos (feedbacks o loops) negativos o compensadores llamados lazos C.
  • Lazos (feedbacks o loops) positivos o reforzadores llamados lazos R.
  • Demoras o Delays.
Con ST y SD se adquieren herramientas para tomar decisiones que ayuden a modificar el presente para solucionar un problema futuro.

Los aquetipos son plantillas con un conjunto de bloques para formar sistemas más complejos que ayudan a simplificar el ST y el SD.

Diagramas cualitativos de lazo cerrado (CLD)

Los pensadores sistémicos deben tener en mente capturar causalidades y por más complejo que sea un sistema sus elementos siempre están vinculados por dos tipos de conectores; positivos y negativos.
El criterio para asignarle polaridad a los a los lazos es el siguiente:

  • Polaridad (+) : Es proporcional, es decir, un aumento (disminución) de A implica un aumento o (disminucion) de B.
  • Polaridad (-): Es inversamente proporcional, es decir un aumento (disminución) de A implica una disminución (aumento) de B.
El pensamiento sistémico se basa en los CLD, Causal Loop Diagram, diagramas que permiten la representación visual del sistema en estudio.

CLD Desplazamiento de la carga

Se representa cuando al intentar resolver un problema se busca la solución sintomática y no la solución fundamental.

CLD Desplazamiento de la meta

Se manifiesta por la presencia de una brecha entre los resultados del presente y los que se desean alcanzar llamadas Meta.

CLD Solución contraproducente

Casi toda desición implica consecuencias de largo alcance y de corto alcance. Se representa cuando se aplica una solución fácil pero empeora el desempeño que procuramos mejorar.

A continuación el mapa mental sobre este tema: