dinamica de sistemas clase

7/31/2019 Dinamica de Sistemas Clase

1/67

INTRODUCCIN A LA

RONALD H. PUERTA


2/67

INTRODUCCIN

Durante los ltimos treinta aos se ha estadodesarrollando un campo conocido comodinmica de sistemas. La dinmica de sistemascombina la teora, los mtodos y la filosofa paraanalizar el comportamiento de los sistemas (Jay

Forrester).

La dinmica de sistemas surgi de la bsquedade una mejor comprensin de la administracin.

Su aplicacin se ha extendido ahora al campoambiental, la poltica, la conducta econmica,la medicina y la ingeniera, as como a otroscampos.


3/67


4/67

Como definir la dinmica de sistemas

El primer paso sondea la riqueza deinformacin que la gente posee en susmentes. Las bases de datos mentales son unafecunda fuente de informacin acerca de unsistema. La gente conoce la estructura de unsistema y las normas que dirigen lasdecisiones.

En el pasado, la investigacin enadministracin y las ciencias sociales hanrestringido su campo de accin,indebidamente, a datos mensurables,

habiendo descartado el cuerpo deinformacin existente en la experiencia de lagente del mundo del trabajo, que es muchoms rico.


5/67

Dinmica de SistemasEs una metodologa de uso generalizado paramodelar y estudiar el comportamiento decualquier clase de sistemas y sucomportamiento a travs del tiempo con tal deque tenga caractersticas de existencias de

retardos y bucles de realimentacin.

Estudia las caractersticas de realimentacin dela informacin en la actividad industrial con elfin de demostrar como la estructura

organizativa, la amplificacin (de polticas) y lademoras (en las decisiones y acciones)interactan e influyen en el xito de la empresa.


6/67

Es un mtodo en el cual se combinan elanlisis y la sntesis, suministrando unejemplo concreto de la metodologasistmica. La dinmica de sistemassuministra un lenguaje que permiteexpresar las relaciones que se producenen el seno de un sistema, y explicarcomo se genera su comportamiento.


7/67


8/67


9/67

Un sistema es una totalidad percibida cuyoselementos se aglomeran porque se afectanrecprocamente a lo largo del tiempo y operancon un propsito comn, La palabra deriva delverbo griego sunislnai que originalmentesignificaba causar una unin. Como sugiereeste origen, la estructura de un sistema incluye lapercepcin unificadora del observador.

Como ejemplos de sistemas podemos citar losorganismos vivientes (incluidos los cuerposhumanos), la atmsfera, las enfermedades, losnichos ecolgicos, las fbricas, las reaccionesqumicas, las entidades polticas, las

comunidades, las industrias, las familias, losequipos y todas las organizaciones. Usted y sutrabajo son elementos de muchos sistemas.


10/67


11/67


12/67

A B


13/67

A B


14/67

AB


15/67

A B

C


16/67

Bucles de Realimentacin Es un proceso mediante el cual la salida delsistema o respuesta provee informacinnuevamente para modificar elcomportamiento del sistema y hacer frente ala tensin que existe en el mismo. Y se da en:

sistema de regulacin de temperatura dehabitacin mediante un termostato.

sistema de regulacin de CO2 en sangre. sistema de nivel de producto en almacn y

ritmo de produccin del mismo


17/67

Bucle Positivo Tambin conocido como bucle

desestabilizador, son aquellos en los quela variacin de un elemento se propaga

a lo largo del bucle de manera querefuerza la variacin inicial. Tienden a generar comportamiento de

crecimiento. En general, un bucle de realimentacin

es positivo si contiene un nmero par derelaciones negativas o bien todas lasrelaciones son positivas.


18/67


19/67

Bucle negativo

Tambin conocido como buclesestabilizadores o compensadores, sonAqullos en los que una variacin de unelemento se transmite a lo largo delbucle de manera que determine unavariacin que contrarreste la variacininicial. Tiende a generar comportamientode equilibrio.

Aqu el proceso se modifica pero losobjetivos son los mismos.


20/67


21/67


22/67

Construccin de diagramas deinfluencia1 Se eligen los elementos o variables quese emplearn en el modelo.2 Construir un primer bosquejo cualitativode las relaciones entre los elementos pormedio de un diagrama de influencias.3 Poner un nombre adecuado a la variable(usar sustantivos y no verbos).S : Nuevos productosNo: Desarrollar nuevos productosS : GananciasNo : Ser rentable


23/67


24/67

Construccin de diagramas deinfluencia

5 Emplear elementos que sean fcilmentecaracterizables por nmeros (determinar launidad o magnitud de las variables de

estado).6 Evitar bucles redundantes.7 No emplear el tiempo como factorcausal.


25/67

Estructura y comportamiento

El comportamiento del sistemas est ligadofundamentalmente a su estructura.Una estructura del sistema mal construida,repercute en resultados no reales del

comportamiento del mismo.


26/67

VARIABLESSe pueden identificar tres grupos devariables bsicas: Variables de nivel o estado.

Variables de flujo Variables auxiliares


27/67

Variables de NivelSon normalmente las variables masimportantes en el sistema y representanesas magnitudes cuya evolucin especificaes especialmente significativa. Nivel de agua en un vaso Nivel de stock en un almacn Nivel de conocimiento, etc.


28/67

Variables de FlujoAsociada a cada variable de nivel seencuentra una o varias variables de flujo,que se determinan a lo largo del tiempo. Flujo de nacimientos Flujo de produccin Flujo de aprendizaje


29/67

Variables auxiliares Representan pasos intermedios para la

determinacin de las variables de flujo apartir de las variables de nivel.

Friccin Discrepancia de temperatura, etc.


30/67


31/67


32/67


33/67


34/67

Los retrasos son inherentes en muchosprocesos. Este toma tiempo, como por

ejemplo para hacer un producto o dar unservicio. Cuando ordenamos un productoeste llega despus de un retraso, tambincuando enviamos una carta este llega

despus de un retraso. Los retrasosocurren tambin en sistemas sociales yeconmicos.


35/67

EJEMPLOSUPONGASE QUE EN UN INSTANTEDESCIENDE DE UNA FORMA SIGNIFICATIVA

EL PRECIO DE UN PRODUCTO EN ELMERCADO, POR EJEMPLO LAS MANZANAS.EL NUMERO DE MANZANAS VENDIDASAUMENTAR PERO NO DE MANERA

INSTANTNEA, COMO SUCEDE CON ELPRECIO.


36/67

Los retrasos en la transmisin demateriales, o simplemente retrasos demateriales, se producen cuando existenelementos en el sistema que almacenanel material que fluye por el mismo. Unejemplo sencillo constituye la distribucinde cartas de correos, porque las cartas seacumulan en alguna parte, entre elinstante en que son depositados en elbuzn de correos y el momento quellegan a manos del destinatario.


37/67

Los retrasos implican la aparicin deniveles adicionales en la construccin del

sistema. El diagrama causal que representa a un

retraso de primer orden es:


38/67


39/67


40/67


41/67

2. RETRASOS DE INFORMACIN Los retrasos de informacin suceden cuando

acumulamos informacin del sistema, antes depoder tomar una decisin.

A menudo individuos y organizaciones tomandecisiones basndose en la informacin de unperiodo anterior, que ha sido promediado; porlo que determinar este promedio,implcitamente involucran retrasos.

Por ejemplo si deseamos pedir un producto anuestro proveedor, primero revisaremos cual esel promedio de salida de este producto en losltimos cinco das. El hecho de esperar estoscinco das para aprovechar la informacin delas ventas involucra un retraso de informacin.


42/67

El modelo general para un retraso en latransmisin de informacin de primer

orden, se muestra en dentro del reapunteada de la figura que esta acontinuacin, donde la ENTRADA es elnivel, flujo o convertidor a ser

promediado.


43/67

EJEMPLO: PUBLICIDAD, VENTAS E INGRESOS

EN BEBIDAS GASEOSAS En la venta de bebidas gaseosas las

empresas utilizan publicidad, paramejorar sus ingresos a travs de susventas. El siguiente diagrama muestra eldiagrama causal para este caso.


44/67

Este diagrama tiene dos retrasos, el retraso de

informacin que se produce entre publicidady ventas, porque las ventas no seincrementan inmediatamente luego de haberincrementado la publicidad. Adems parainvertir en publicidad, supongamos que

necesitamos conocer el promedio de las ventas de tres meses, el cual determina el montoa gastar en publicidad, existiendo otro retrasode informacin.


45/67

Para invertir en publicidad se gastar el10% de los ingresos. Adems seincrementar las ventas en 1000gaseosas/mes para el siguiente mes.

El modelo en STELLA con el segundoretraso incluido (rea encerrada conlneas punteadas) se da continuacin:


46/67


47/67

ESTRUCTURA

GENRICAS


48/67

CONCEPTO

El comportamiento de un sistema surge apartir de su propia estructura.

La estructura consiste en ciclos derealimentacin, flujos, niveles y no

linealidades creadas por la interaccinentre el sistema, el proceso de toma dedecisiones y los agentes que actan.

Se aplican en muchas condiciones

diferentes. Se pueden trasladar de unaindustria a otra y hacia adelante o haciaatrs en el tiempo.


49/67

Principales estructuras genricas

Crecimiento: Realimentacin positiva. Bsquedas de metas: Realimentacin

negativa.

Oscilaciones: realimentacin negativacon retardos de tiempo.Overshoot y colapso


50/67

CRECIMIENTO

Propiedad del crecimiento exponencialpuro. El estado del sistema se duplica enun perodo fijo de tiempo. Ejm:Crecimiento de una poblacin, retornode una inversin.


51/67

Proyeccin de la cantidad total de CO2 en la Atmosfera


52/67

Comportamiento causado por los ciclosde negativos, que son ciclos que buscanbalancear o equilibrar los sistemas. Tratande llevar el sistema a un estado deseado.


53/67

OSCILACIONES

Causados tambin por los ciclos de

realimentacin negativos. El estado delsistema constantemente vara alrededor de lameta o estado de equilibrio. Esta variacin seorigina por la presencia de retardos de

tiempo significativos en el ciclo negativo.


54/67

Modelo predadorpresa con crecimiento logstico de presa


55/67

Estructuras basadas en bucles elementales

Se originan patrones de comportamientoms complejos a travs de lasinteracciones no lineales entre lasestructuras de los modos bsicos. Crecimiento en forma de S Overshoot y colapso


56/67

Crecimiento exponencial al principio. El

crecimiento disminuye hasta que el sistemaalcanza un nivel de equilibrio.

Modelo de crecimiento logstico de poblacin


57/67


58/67


59/67

Los problemas a los que se aplicahabitualmente la dinmica de sistemasincluyen relaciones y parmetros de losque se dispone de pocos datosempricos. En un modelo de dinmica de

sistemas se produce una integracin deinformacin de tipo cualitativo coninformacin de tipo cuantitativo. Estamezcla tan dispar puede producir

problemas. En todo modelo hay una componente de

imprecisin que no podemos


60/67


61/67

PROGRAMAS PARA MODELAR

Professional DYNAMO. Es el ms clsico de loslenguajes. No presenta posibilidades demodelado mediante iconos, pero sin embargopermite tratar ecuaciones de gran dimensin. Lamayor parte de los modelos que se encuentran

en los libros clsicos de la dinmica de sistemasestn escritos en este lenguaje.

PowerSim. Entorno de caractersticas anlogas alos anteriores (mientras aquellos son americanos,

este es europeo

en concreto noruego). Permitedesarrollar varios modelos simultneamente, einterconectarlos posteriormente entre s.


62/67

STELLA y i-think. Son entornos informticos deamplia capacidad interactiva que permitenconstruir modelos empleando procedimientosgrficos, mediante iconos. Ambos poseen unaestructura similar, pero mientras el primero seencuentra ms orientado hacia usosacadmicos el segundo lo hace haciaaplicaciones profesionales. Ambos permitenconstruir los diagramas de Forrester en lapantalla del computador, de modo que alestablecer su estructura se generan las

ecuaciones. Se pueden agrupar elementos ensus modelos, y posee un zoom que permitedesenvolverse con modelos complejos.


63/67

VenSim. Con respecto a las anteriores presenta

algunas ventajas con relacin a la organizacinde datos y a posibilidades de optimizacin. Setrata de un lenguaje muy potente para eldesarrollo de modelos que pueden emplearsetanto en entornos PC como en Unix. Permitedocumentar automticamente el modelo segnse va construyendo, y crea rboles que permitenseguir las relaciones de causa efecto a lo largodel modelo. Est dotado de instrumentos para

realizar anlisis estadsticos.


64/67

Mosaikk-SimTek. Mosaikk es unaherramienta muy sofisticada para PC, queconecta directamente al SimTek, que es unlenguaje de modelado tipo DYNAMO queposee una gran versatilidad.


65/67


66/67

Una relacin no lineal es aquella donde elcrecimiento o incremento del valor de lavariable origen no afecta en la mismaproporcin a travs del tiempo a la variable

destino.Asimismo, muchos factores, tasas o parmetrosde crecimiento o decrecimiento, se puedenrepresentar con valores no constantes, por

medio de una tabla o no linealidad.


67/67

POBLACION TASA DECRECIMIENTO0 0.965

100 0.9200 0.855300 0.805400 0.79500 0.701600 0.57700 0.424800 0.311900

0.298

1000 0.233

dinamica de sistemas clase

Documents