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1. INGENIERÍA DE SISTEMAS
SEPARATA N° 09
Escuela Profesional: Ingeniería de Sistemas.
Sección y Turno: II; M – T - N
Docente: MBA. Ing. David Lazo Neira.
Asignatura: Sistémica.
Semestre Académico: 2011 - II
Fecha:
UNIDAD 3: Dinámica de Sistemas y Diseño de Modelos Dinámicos
Complejos.
Sesión 9: Dinámica de Sistemas. Perspectiva Integral de la Dinámica de Sistemas. Etapas de
un modelo de DS. Descripción del Sistema. Situación problemática.
Dinámica de Sistemas
1. Panorama
J. Forrester, Ingeniero de sistemas del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desarrolló
esta metodología durante la década de los cincuenta.
La primera aplicación fue el análisis de la estructura de una empresa norteamericana, y el estudio de
las oscilaciones muy acusadas en la venta de esta empresa, publicada como Industrial Dynamics.
En 1969 se publica la obra Dinámica Urbana, en la que se muestra como el “modelado DS”, es
aplicable a sistemas de ciudades.
En 1970, aparece El Modelo del Mundo, este trabajo sirvió de base para que Meadows realizasen
el Informe al Club de Roma, divulgado posteriormente con el nombre de Los Limites del
Crecimiento. Estos trabajos y su discusión popularizaron la Dinámica de Sistemas a nivel mundial.
Forrester estableció un paralelismo entre los sistemas dinámicos y uno hidrodinámico, constituido
por depósitos, intercomunicados por canales con o sin retardos, variando mediante flujos su nivel,
con el concurso de fenómenos exógenos o externos, todos estos elementos tienen su
correspondiente símbolo propio en la Dinámica de Sistemas.
La dinámica de sistemas, permite en estos días ir más allá de los estudios de casos y las teorías
descriptivas. La dinámica de sistemas no está restringida a sistemas lineales, pudiendo hacer pleno
uso de las características no-lineales de los sistemas. Combinados con las computadoras, los
modelos de dinámica de sistemas permiten una simulación eficaz de sistemas complejos. Dicha
simulación representa la única forma de determinar el comportamiento en los sistemas no-lineales
complejos.
2. ¿Qué es Dinámica de Sistemas?
Es una metodología que nos permite construir modelos de Sistemas Sociales, considerando en esta
clase a los sistemas Socioeconómicos, Sociológicos, Psicológicos y Ecológicos.
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 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
2
Martínez Silvio y Requema Alberto. “Simulación dinámica por ordenador” Alianza Editorial, Madrid, 1988.
Forrester, Jay W. “Dinámica industrial”. Editorial Ateneo, Buenos Aires, 1981.

2. Sistémica
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 producen en el seno de un sistema, y explicar como se genera su comportamiento
[3].
El primer paso sondea la riqueza de información que la gente posee en sus mentes. Las bases de
datos mentales son una fecunda fuente de información acerca de un sistema. La gente conoce la
estructura de un sistema y las normas que dirigen las decisiones. En el pasado, la investigación en
administración y las ciencias sociales han restringido su campo de acción, indebidamente, a datos
mesurables, habiendo descartado el cuerpo de información existente en la experiencia de la gente
del mundo del trabajo, que es mucho más rico.
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 simulación resultante revela implicaciones del comportamiento del
sistema representado por el modelo.
Texto indedito: Jay Forrester (univesidad de sevilla, sevilla españa) diciembre de 1998
ftp://sysdyn.mit.edu/ftp/sdep/papers/D-4808.pdf
3. Esquema de la génesis de la Dinámica de Sistemas.
GESTIÓN
TRADICIONAL
DE SISTEMAS
SOCIALES
TEORÍA DE
SISTEMAS Y
CIBERNÉTICA
Estructura de
modelos
dinámicos
Organización de
la información
en modelos
SIMULACIÓN POR
COMPUTADORA
Procesamiento
a bajo costo
COMPORTAMIENTO
DINÁMICO
MODELO
Experiencias, intuición,
información de base
4. Concepto de Sistemas
Un sistema lo entendemos como una unidad cuyos elementos interaccionan juntos, ya que
continuamente se afectan unos a otros, de modo que operan hacia una meta común. Es algo que se
percibe como una identidad que lo distingue de lo que la rodea, y que es capaz de mantener esa
identidad a lo largo del tiempo y bajo entornos cambiantes4
Un sistema5 es una totalidad percibida cuyos elementos se “aglomeran” porque se afectan
recíprocamente a lo largo del tiempo y operan con un propósito común, La palabra deriva del verbo
3
4
5
Aracil Javier y Gordillo Francisco. “Dinámica de sistemas”, Alianza Editorial, Madrid, 1997.
Javier Aracil y Francisco Gordillo, 1997: Dinámica de Sistemas
Senge Peter, 1998: La quinta disciplina en la práctica; págs. 93, 95
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3. Sistémica
griego sunislánai que originalmente significaba “causar una unión”. Como sugiere este origen, la
estructura de un sistema incluye la percepción unificadora del observador.
Como ejemplos de sistemas podemos citar los organismos vivientes (incluidos los cuerpos
humanos), la atmósfera, las enfermedades, los nichos ecológicos, las fábricas, las reacciones
químicas, las entidades políticas, las comunidades, las industrias, las familias, los equipos y todas
las organizaciones. Usted y su trabajo son elementos de muchos sistemas diferentes
5. El Pensamiento Sistémico
En su nivel más amplio, el pensamiento sistémico abarca una amplia y heterogéneo variedad de
métodos, herramientas y principios, todos orientados a examinar la interrelación de fuerzas que
forman parte de un proceso común.
Hay una forma del pensamiento sistémico que se ha vuelto sumamente valiosa como idioma para
describir el logro de un cambio fructífero en las organizaciones. Esta forma, llamada “dinámica de
sistemas”.
Los métodos y herramientas que se describirán en este proyecto -eslabones y ciclos, arquetipos,
modelación, tienen sus raíces en la dinámica de sistemas, que permite comprender que los
procesos complejos de realimentación pueden generar conductas problemáticas dentro de las
organizaciones y los sistemas humanos en gran escala.
6. Modelos y Ayuda en la Toma de Decisiones
Un modelo es una representación de algún equipo o sistema real. El valor de un modelo surge
cuando éste mejora nuestra comprensión de las características del comportamiento en forma más
efectiva que si se observará el sistema real.
Un modelo, comparado con el sistema verdadero que representa, puede proporcionar información a
costo más bajo y permitir el logro de un conocimiento más rápido de las condiciones que no se
observan en la vida real.
6.1 Modelos estáticos
Los modelos estáticos describen un sistema, en términos de ecuaciones matemáticas, donde el
efecto potencial de cada alterativa es evaluada a través de ecuaciones. La actuación del sistema es
determinada sumando los efectos individuales. Los modelos estáticos ignoran las variaciones en el
tiempo.
6.2 Modelos dinámicos
Los modelos dinámicos son una representación de la conducta dinámica de un sistema. Mientras un
modelo estático involucra la aplicación de una sola ecuación, los modelos dinámicos, por otro lado,
son reiterativos. Los modelos dinámicos constantemente aplican sus ecuaciones considerando
cambios de tiempo.
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4. Sistémica
7. Evento Continuo
La simulación continua son análogas a un depósito en donde el fluido que atraviesa una cañería es
constante. El volumen puede aumentar o puede disminuir, pero el flujo es continuo. En modelos
continuos, el cambio de valores se basa directamente en los cambios de tiempo.
8. Evento Discreto
La llegada de órdenes, o las partes que están siendo ensambladas, así como los clientes que
llaman, son ejemplos de eventos discretos. El estado de los cambios en los modelos sólo se dan
cuando esos eventos ocurren. Una fábrica que ensambla partes es un buen ejemplo de un sistema
de evento discreto. Las entidades individuales (partes) son ensambladas basadas en eventos
(recibo o anticipación de órdenes). El tiempo entre los eventos en un modelo de evento discreto
raramente es uniforme:
9. Simulación
La simulación involucra el diseño de modelos de un sistema, llevando a cabo experimentos en él. El
propósito de éstos ("que pasa si") experimentos son determinar cómo el sistema real realiza y
predice el efecto de cambios al sistema a través del tiempo.
Por ejemplo, se acostumbra emplear la simulación al contestar preguntas como:
¿Qué efectos tiene un incremento en la tasa poblacional en una comunidad?
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5. Sistémica
¿Qué pasaría si aumento el número de programas para evitar que los niños jóvenes y adultos
comentan robos?
10. Creación de un Modelo Dinámico
10.1 Se crea un Modelo Causal o de Influencias.
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6. Sistémica
10.2 Elementos para crear el Diagrama de Forrester.
10.3 Se crea el Diagrama equivalente Forrester.
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7. Sistémica
10.4 Creación de las ecuaciones dynamo.
T
N (t ) = ∫ ( FE − FS )dT
0
dN
= FE − FS
dt
Ecuación del Nivel.
Edificios (t) = Edificios (t-dt) + (Construcción – Demolición) * dt
Ecuación del Flujo de Entrada.
Construcción = (1-PAU) * Edificios
Ecuación del Flujo de Salida.
Demolición = Edificios / VUE
Ecuación de la Variable Auxiliar.
PAU = (Edificios * AC) / AT
Constantes y Valores Iníciales.
Edificios = 1000
AC = 300 m2
AT = 800000 m2
VUE = 25 años.
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8. Sistémica
10.5 Simulación en un Programa de Computadora Stella
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9. Sistémica
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10. Sistémica
Compresión Sistémica de la Región La
Libertad.
Utilizando la Simulación de Sistemas.
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11. Sistémica
a. Diagrama causal en Vensim
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b. Diagrama de Forrester en Stella
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12. Sistémica
Taller de Compresión Sistémica Nº 8
“Desarrollo de la Guía de Laboratorio 1”
Guía de Laboratorio n. 01.
•
El docente desarrollara un ejercicio de modelamiento dinámico en Vensim, parecido a la guía de
Laboratorio N. 1.
•
Los estudiantes desarrollaran mediante las indicaciones que se encuentran en la Guía de Laboratorio
N. 01, sobre un modelo dinámico en un software de Simulación Vensim.
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