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INTRODUCCIÓN A LA DINÁMICA DE SISTEMAS

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(1)

INTRODUCCIÓN

A LA DINÁMICA

DE SISTEMAS

30 de Enero de 2012

DE SISTEMAS

(Parte 1)

(Parte 1)

Postgrado de Investigación de Operaciones

Facultad de Ingeniería

(2)

1. Concepto de dinámica de sistemas

2. Consideraciones en dinámica de sistemas

3. Historia de la dinámica de sistemas

4. Una herramienta para la complejidad

Puntos a tratar

4. Una herramienta para la complejidad

5. Barreras para enfrentarse a problemas

complejos

6. Construcción de un modelo de dinámica

de sistemas

(3)

Concepto de dinámica de sistemas

Es una metodología de uso generalizado para modelar

y estudiar el comportamiento de cualquier clase de

sistemas y su comportamiento a través del tiempo con

tal de que tenga características de existencias de

retardos y bucles de realimentación

[1]

.

Estudia las características de realimentación de la

Estudia las características de realimentación de la

información en la actividad industrial con el fin de

demostrar

como

la

estructura

organizativa,

la

amplificación

(de políticas) y la demoras (en las

decisiones y acciones) interactúan e influyen en el

éxito de la empresa

[2]

.

[1]Martínez Silvio y Requema Alberto. “Simulación dinámica por ordenador” Alianza Editorial, Madrid, 1988.

(4)

Concepto de dinámica de sistemas

Es un método en el cual se combinan el

análisis y la síntesis, suministrando un ejemplo

concreto de la metodología sistémica. La

dinámica de sistemas suministra un lenguaje

que permite expresar las relaciones que se

que permite expresar las relaciones que se

producen en el seno de un sistema, y explicar

como se genera su comportamiento

[3]

.

(5)

1. Concepto de dinámica de sistemas

2. Consideraciones en dinámica de sistemas

3. Historia de la dinámica de sistemas

4. Una herramienta para la complejidad

Puntos a tratar

4. Una herramienta para la complejidad

5. Barreras para enfrentarse a problemas

complejos

6. Construcción de un modelo de dinámica

de sistemas

(6)

Mundo en cambio

constante

Competencia con mayor

nivel de complejidad

Consideraciones en dinámica de sistemas

Tecnología de la

Información

En sistemas reales es

imposible detener el

cambio, a menos que se

destruya el sistema!!!!

(7)

Consideraciones en dinámica de sistemas

La dinámica de sistemas usa conceptos del

campo del control realimentado para organizar

información en un modelo de simulación por

ordenador. Un ordenador ejecuta los papeles

de

los

individuos

en

el

mundo

real.

La

de

los

individuos

en

el

mundo

real.

La

simulación resultante revela implicaciones del

comportamiento del sistema representado por

el modelo.

Texto indedito: Jay Forrester (Univesidad de Sevilla) diciembre de 1998

(8)
(9)
(10)

Consideraciones en dinámica de sistemas

La dinámica de sistemas es una metodología

de construcción de modelos de

simulación

dinámica

que emplea

ecuaciones diferenciales

de

primer

orden

respecto

al

tiempo.

Su

orientación es estructuralista, en el sentido de

orientación es estructuralista, en el sentido de

que pone especial énfasis en determinar la

lógica interna del sistema, esto es, su estructura

de relaciones causales.

Texto indedito: Jay Forrester (Univesidad de Sevilla) diciembre de 1998

(11)

1. Concepto de dinámica de sistemas

2. Consideraciones en dinámica de sistemas

3. Historia de la dinámica de sistemas

4. Una herramienta para la complejidad

Puntos a tratar

4. Una herramienta para la complejidad

5. Barreras para enfrentarse a problemas

complejos

6. Construcción de un modelo de dinámica

de sistemas

(12)

Historia de la dinámica de sistemas

JAY FORRESTER

,

ingeniero

de

sistemas

del

Instituto

Tecnológico

de

Masachussets (MIT)

desarrolló

esta

metodología

durante la

década de los cincuenta. La

primera

aplicación

fue

el

primera

aplicación

fue

el

análisis de la estructura de una

empresa norteamericana, y el

estudio de las oscilaciones muy

acusadas en las ventas de esta

empresa,

publicada

como

(13)

Historia de la dinámica de sistemas

En 1969 se publica la obra

Dinámica Urbana

, en

la que se muestra cómo el “modelado DS” es

aplicable a sistemas de ciudades.

En 1970, aparece

El modelo del mundo

, trabajo

que sirvió para que Meadows y Meadows

que sirvió para que Meadows y Meadows

realizasen el

I Informe al Club de Roma

,

divulgado posteriormente con el nombre de

Los

límites del crecimiento

. Estos trabajos y su

discusión

popularizaron

la

Dinámica

de

(14)

1. Concepto de dinámica de sistemas

2. Consideraciones en dinámica de sistemas

3. Historia de la dinámica de sistemas

4. Una herramienta para la complejidad

Puntos a tratar

4. Una herramienta para la complejidad

5. Barreras para enfrentarse a problemas

complejos

6. Construcción de un modelo de dinámica

de sistemas

(15)

Una herramienta para la complejidad

Ante la escasez de la información estadística, o

en ocasiones en las que únicamente exista

información blanda o cualitativa, la dinámica

de sistemas sigue siendo una herramienta útil. Y

ello radica en la forma en la que se conciben

los modelos en

Dinámica de Sistemas

.

La construcción de un modelo de

Dinámica de

Sistemas

consiste en estudiar y analizar cada

una de las partes del sistema, comprendiendo

las interacciones que se dan y eliminando la

información

que

no

es

esencial

en

el

(16)

Una herramienta para la complejidad

El

que

los

problemas

sean

sistémicos

los

convierte al mismo tiempo en complejos, lo

cual significa que resulta más difícil establecer y

entender la estructura de relaciones

causa-efecto que los subyace. Muy frecuentemente

esta red de relaciones se asume lineal (cada

causa conduce a un efecto, el cual, a su vez, es

causa de un nuevo efecto posterior). Pero en

realidad,

las

estructuras

causales

de

los

(17)

Una herramienta para la complejidad

Cada efecto tiene numerosas causas.

Se

establecen

bucles

causales

retroalimentados.

Transcurre tiempo entre las acciones y las

reacciones y en la adquisición de información

por parte de los actores involucrados.

(18)

Pensamiento

Dinámica de

Sistemas

Herramienta para entender

sistemas complejos

Una herramienta para la complejidad

Pensamiento

Sistémico

Revela los modelos

mentales y como estos

definen la percepción del

mundo

Dinámica de

Sistemas

Modelos de Simulación en

computador para relacionar

la estructura del sistema y

su comportamiento

(19)

1. Concepto de dinámica de sistemas

2. Consideraciones en dinámica de sistemas

3. Historia de la dinámica de sistemas

4. Una herramienta para la complejidad

Puntos a tratar

4. Una herramienta para la complejidad

5. Barreras para enfrentarse a problemas

complejos

6. Construcción de un modelo de dinámica

de sistemas

(20)

Barreras para enfrentarse a problemas complejos

1. La

propia

dificultad

de

los

sistemas

complejos

2. La

limitada

cantidad

de

información

normalmente disponible

3. La

ambigüedad

y

confusión

de

la

información accesible

información accesible

4. La “racionalidad limitada” del ser humano

5. La dificultad para inferir diagramas causales

complejos

6. La incapacidad para resolver problemas

complejos ya formulados

(21)

1. Concepto de dinámica de sistemas

2. Consideraciones en dinámica de sistemas

3. Historia de la dinámica de sistemas

4. Una herramienta para la complejidad

Puntos a tratar

4. Una herramienta para la complejidad

5. Barreras para enfrentarse a problemas

complejos

6. Construcción de un modelo de dinámica

de sistemas

(22)

Conceptualización

Mundo real

Modelo mental

Fases de construcción de un modelo

Formulación

Evaluación

Modelo mental

(23)

Toma la información de la estructura del sistema

(modelos mentales)

Se formaliza en un modelo de computador

Fases de construcción de un modelo

Se revela el comportamiento de la estructura

(simula el modelo)

(24)
(25)
(26)

Construcción de un modelo de dinámica de sistemas

1. Descripción

del

sistema,

selección

de

elementos y relaciones fundamentales

2. Diagrama causal

3. Definición precisa de cada magnitud

4. Diagrama de Forrester

4. Diagrama de Forrester

5. Sistema de ecuaciones

6. Calibrado

7. Evaluación del modelo

8. Utilización del modelo

(27)

Descripción del sistema

El

primer

paso

es

hacer

una

primera

aproximación mental de cómo está constituido

y cómo funciona el

sistema

. El objetivo de esta

etapa es

conceptualizar

el esqueleto básico

del modelo, seleccionando los elementos más

relevantes y estableciendo las relaciones entre

ellos.

ellos.

Obviamente, el proceso de identificación de

elementos

relevantes

no

concluye

tras

la

primera

vuelta.

Los

modelos

deben

ser

(28)

Diagrama causal

Para llegar al

diagrama causal

cada elemento

debe tener un nombre propio, hay que haber

detectado las relaciones entre elementos y

saber algo sobre cómo son dichas relaciones.

Los diagramas causales pretenden, entre otras

Los diagramas causales pretenden, entre otras

cosas, capturar hipótesis acerca de las causas

de la dinámica y comunicar realimentaciones

relevantes de un problema.

(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
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(35)
(36)
(37)

Diagrama causal

Mercado de Clientela Adquisición por Referencia/Fama + Presupuesto Dptos Ventas & Marketing

Adquisición por Ventas&Marketing + Clientes de la Empresa + + Perdida de Clientes Insatisfechos Tiempo de Serivicio Demanda de Servicios por Cliente -+ + Solicitud de Pedidos Pedidos en Proceso Ejecución de Servicios + Productividad + + +

Calidad del Servicio

+

Precio del Servicio

Ganancias Retenidas Gastos Overhead Salarios + + + -Gastos Antes de Impuestos + + + + <Personal de la Empresa> + + + Cuenta Accionistas Divisa Acciones -+ + Valor Acción -+ + Precio Competencia + + -Motivacion Laboral + -Meta de Tiempo de Servicio Exceso Tiempo Servicio -+ + Fracción del Mercado + -Meta Fracción Mercado Diferencia Meta Mercado + -+ PERS. CLIENTE PERS. PROCESOS INTERNOS + Rotación de Personal Personal de la Empresa Contratación Retiros/Despidos Conocimiento Promedio Empresa -+ + - + CON-por cada novato Presupuesto Inver$ion Conocimiento Conocimiento por $ Gastado Conocimiento por Entrenamiento

Adquisición CON por todos los Novatos

+ + + Conocimiento Total Empresa + + + + +

Pérdida CON por Retiro/Despido + -Ingresos Gastos + -Ganancias Antes de Impuestos Impuestos Tasa de Impuesto + + + -+ -DIF-CTRL Valor Accion -Valor Acción Deseado + -+ Meta Conocimiento Promedio Diferencia Conocimiento Promedio + -+ -PERS. APRENDIZAJE Y CRECIMIENTO PERS. FINANZAS

(38)

Diagrama de Forrester

Un

diagrama de Forrester

es un diagrama

causal en el que todos los elementos han sido

ya clasificados según tipos y son representados

de acuerdo con la simbología que dicho autor

asignó a cada uno de ellos.

La

construcción de un diagrama de Forrester

supone un elevado grado de formalización ya

que, por un lado, es preciso catalogar o

clasificar las magnitudes y por otro, establecer

ya la estructura de relaciones y de retardos

entre ellas.

(39)
(40)
(41)

Sistema de ecuaciones

El diagrama causal y el diagrama de Forrester

suministran información relativa a al clase y al

sentido de las relaciones entre los elementos

del sistema, pero es necesario concretar la

formalización

matemática

de

dichas

formalización

matemática

de

dichas

relaciones. La formulación de cierto tipo de

variables de los modelos de Dinámica de

Sistemas (las variables de nivel) es sistemática,

y sumamente sencilla.

(42)

Calibrado

Consiste en dar valores a los parámetros

(constantes) de las ecuaciones del modelo.

Debe advertirse que la etapa de calibrado

sobrepasa lo que es la construcción del

modelo en sentido estricto y que en esta etapa

modelo en sentido estricto y que en esta etapa

el modelista como tal tiene poco que decir. Los

que deben opinar o decir cuáles son sus

valores

son

los

especialistas

sectoriales

o

(43)

Utilización del modelo

Una formalización sistemática de esta tarea es

lo que se conoce como

análisis de sensibilidad

.

Estos buscan evaluar cómo y cuánto varían

ciertas variables del modelo, denominadas

objetivo, ante variaciones sistematizadas de

objetivo, ante variaciones sistematizadas de

algunos de los valores paramétricos.

(44)

1. Concepto de dinámica de sistemas

2. Consideraciones en dinámica de sistemas

3. Historia de la dinámica de sistemas

4. Una herramienta para la complejidad

Puntos a tratar

4. Una herramienta para la complejidad

5. Barreras para enfrentarse a problemas

complejos

6. Construcción de un modelo de dinámica

de sistemas

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(46)

Diagramas de Forrester en Vensim

tiempo_de_entrega Trabajo_en_Proceso Clientes ingresos Efectivo Beneficio precio_venta_promedio Unidades_por_cliente egresos Costos_acarreo ganando Habilidades productividad tiempo_de_entrega trabajo_completado Trabajo_en_Proceso trabajo_entrante Capacitación satisfacción_clientes Unidades_por_cliente

(47)

Diagramas de Forrester en Vensim

Pedidos

Lazo negativo de eficacia en ventas

Eficacia en las ventas

Eficacia tabla

Pedidos

<Vendedores>

Plazo normal

Pedidos entrantes

Pedidos

Pendientes

Pedidos salientes

Entrega tabla

Velocidad de entrega

Plazo de entrega

Tiempo de reconocimiento

Plazo conocido

Flujo percepción

Límite pendientes

(48)
(49)
(50)
(51)

Pensamiento de hoy

“La

experiencia

es

directamente

proporcional al número de errores

cometidos”.

cometidos”.

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