dinamica de sistemas
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INTRODUCION El siguiente trabajo tiene como objetivo ampliar y al mismo tiempo compartir nuestros conocimientos sobre la dinámica de sistemas, sus fundamentos, características y aspectos relacionados con la misma. Partiendo de la definición de la dinámica de sistemas que no es más que una metodología que nos permite construir modelos de sistemas. La cual tiene como objetivo comprender las causas estructurales que provocan el comportamiento del sistema. Además profundizar en la aplicación de esta en la teoría general de sistemas. Analizando así los diferentes postulados de la dinámica de sistemas. OBJETIVOS Comprender los conceptos básicos de la dinámica de sistemas. Identificar los fundamentos y componentes de la dinámica de sistemas. Aplicar la dinámica de sistemas en la teoría general de sistemas. Reconocer los resortes internos de los sistemas dinámicos y el efecto que causan en la dinámica de la conservación y en la dinámica del cambio. DINÁMICA DE SISTEMAS La Dinámica de Sistemas es una metodología para la construcción de modelos de sistemas. Lidia con ciclos de realimentación interna y retrasos en los tiempos que afecta el comportamiento del sistema total. Lo que hace diferente al enfoque de dinámica de sistemas de otros enfoques para estudiar sistemas complejos, es el uso de ciclos de realimentación y existencias y flujos. Estos elementos, que se describen como sistemas aparentemente simples, despliegan una desconcertante no linealidad. El objetivo básico de la Dinámica de Sistemas es llegar a comprender las causas estructurales que provocan el comportamiento del sistema. Esto implica aumentar el conocimiento sobre el papel de cada elemento del sistema, y ver como diferentes acciones, efectuadas sobre partes del sistema, acentúan o atenúan las tendencias de comportamiento implícitas en el mismo. La Dinámica de Sistemas permite la construcción de modelos tras un análisis cuidadoso de los elementos del sistema. Este análisis permite extraer la lógica interna del modelo, y con ello intentar un conocimiento de la evolución a largo plazo del sistema. Debe notarse que en este caso el ajuste del modelo a los datos históricos ocupa un lugar secundario, siendo el análisis de la lógica interna y de las relaciones estructurales en el modelo los puntos fundamentales de la construcción del mismo. Esta metodología permite: Identificar el problema. Desarrollar hipótesis dinámicas que explican las causas del problema. Construir un modelo de simulación del sistema que permita analizar la raíz del problema. Verificar que el modelo reproduce de forma satisfactoria el comportamiento observado en la realidad. Probar en el modelo las diferentes alternativas o políticas que solucionan el problema, e implementar la mejor solución. FUNDAMENTOS DE LA DINÁMICA DE SISTEMAS La dinámica de sistemas aparece en un momento histórico en el que se desarrollan unos determinados movimientos de tipo científico y tecnológico, y resulta influida, y hasta cierto punto condicionado, por algunos de éstos desarrollos científicos a los que se puede considerar íntimamente ligada. Al mismo tiempo la dinámica de sistemas pretende resolver una clase determinada de problemas prácticos". LOS RESORTES INTERNOS El funcionamiento básico de sistemas se establece por el juego combinado de los bucles de realimentación, de los flujos y de los depósitos. Tres nociones entre las más generales del enfoque sistémico y claves del acercamiento de campos muy diferentes, de la biología a la gestión, de la ingeniería a la ecología. LA RETROACCIÓN En un sistema donde tiene lugar una transformación hay entradas y salidas. Las entradas resultan de la influencia del entorno sobre el sistema. Y las salidas de la acción del sistema sobre el entorno. En todo bucle de retroacción, informaciones sobre los resultados de una transformación o de una acción son reenviadas a la entrada del sistema en forma de datos. Si estos nuevos datos contribuyen a facilitar y a acelerar la transformación en el mismo sentido que los resultados precedentes, se trata de un bucle positivo sus efectos son acumulativos. Si estos nuevos datos actúan en sentido contrario se trata de un bucle negativo. Sus efectos estabilizan el sistema. EL BUCLE POSITIVO: AUMENTO DE LAS DIVERGENCIAS Un bucle de retroacción positiva conduce a un comportamiento divergente: expresión indefinida, explosión o bloqueo total de las actividades. El mas arrastra al más, existe el efecto bola de nieve. Un bucle positivo abandonado a sí mismo no pude más que conducir a la destrucción del sistema, ya por explosión o por detención de todas las funciones. La exuberancia de los bucles positivos debe ser controlada por los bucles negativos. Condición esencial para que un sistema pueda conservarse en el transcurso del tiempo. EL BUCLE NEGATIVO: CONVERGENCIA HACIA UN FIN Este conduce a un comportamiento adaptativo o propositivo, parece tender a un fin, mantenimiento de un nivel, de una temperatura, de una velocidad, etc. En un bucle negativo, toda variación hacia el mas implica una corrección hacia el menos (es inversamente). Hay una regulación: el sistema oscila alrededor de una posición de equilibrio que jamás alcanza. El termostato o el depósito de agua provisto de flotador son ejemplos sencillos de una regulación por realimentación negativa. EJEMPLO DIAGRAMAS CAUSALES Un Diagrama Causal es la representación gráfica de los elementos que influyen en un problema y de las relaciones que existen entre ellos. Este diagrama nos permite identificar los feedbacks que pueden dar estabilidad al sistema y también aquellos otros que pueden ser la palanca que nos permitirá transformarlo de una forma eficiente y radical. El Diagrama Causal es en general un paso previo a la construcción de un Diagrama de Forrester, el cual sirve para simular el modelo en el PC, permite comprobar la coherencia de nuestras hipótesis, analizar el comportamiento del sistema, y por último simular diferentes políticas, de forma que los resultados que muestra el modelo ayudan a resolver mejor el problema que estamos analizando. Los Diagramas Causales también son de utilidad al final del proceso de simulación ya que nos permiten explicar con mucha claridad nuestras conclusiones a una persona que no conozca nada de esta herramienta. El Diagrama Causal tiene pues una doble utilidad, al principio del estudio nos sirve para organizar los elementos que influyen en el problema, y al final del estudio nos sirve para explicar mejor las conclusiones y las recomendaciones a nuestro cliente. Características de los diagramas causales Muestran el comportamiento del sistema. Permite conocer la estructura de un sistema dinámico, dada por la especificación de las variables y la relación de cada par de variables. RELACIÓN CAUSAL: Aquella en la que un elemento A determina a otro B, con relación de Causa a Efecto. RELACIÓN CORRELATIVA: Existencia de una correlación entre dos elementos del sistema, sin existir entre ellos una relación CausaEfecto. Diagrama de los efectos de una epidemia. La representación de un comportamiento, la podemos ver en el siguiente ejemplo dinámico en el que se trata de estudiar como una población sana pasa a formar parte de una población enferma, para ello se consideran las siguientes Hipótesis: 1. La población es constante, es decir no se producen fenómenos migratorios. 2. La enfermedad es lo suficientemente suave como para que los enfermos no dejen de hacer vida normal, y éstos no se curan completamente durante el período de la epidemia; con ello se evita la re infección. 3. La población enferma y la sana se encuentran homogéneamente mezcladas. 4. Ejecutar el modelo 30 días Diagrama causal de la venta de esposas. El papel que juega cada ciclo se describe a continuación: R1: presenta el ciclo de los hombres dentro del sistema. R2: presenta el ciclo de las mujeres dentro del sistema B1: presenta como el sistema controla o balancea el número de niñas. B2: presenta como el sistema balancea las Mujeres faltantes comprando mujeres a través de la variable Mujeres compradas. En síntesis, este simple diagrama muestra que la ausencia de mujeres en el presente se debe a la venta de niñas en el pasado. Diagrama causal de un sistema productivo. EL PAPEL DE LOS FLUJOS Y DE LOS DEPÓSITOS. El comportamiento de todo sistema depende esencialmente de dos tipos de variables: Las variables flujo, se simbolizan por las “válvulas que controlan los flujos. No se expresan más que entre dos instantes o a lo largo de determinada duración, siendo dependientes del tiempo. Las variables de estado (o de nivel), indicando lo que está contenido en los depósitos, por rectángulos. Indican la acumulación en el tiempo de una cantidad dada. Expresan el resultado de una integración. Si el tiempo se detiene, el nivel permanece constante, mientras que los flujos desaparecen, porque son el resultado de acciones, de actividades del sistema. Ejemplo hidráulico, donde la variable flujo es el caudal (cantidad media desplazada entre dos instantes), la variable de estado es la cantidad de agua acumulada en la reserva en un momento dado. DINÁMICA DE LA CONSERVACIÓN: (ESTADO ESTACIONARIO) Este estado es logrado por los sistemas complejos gracias al intercambio que mantienen con su entorno, consumiendo energía libre y produciendo entropía. Se logra así un equilibrio de flujos, cuando las velocidades de los mismos son iguales y de direcciones opuestas. Mientras que en equilibrio, las propiedades se mantienen porque no hay procesos, en estado estacionario se mantienen constantes gracias a que hay procesos balanceados. El estado estacionario es un estado de equilibrio mantenido constante gracias a la actuación del medio. Las variables de un sistema que define su estado pueden ser comparadas con depósitos. Cuando ellas permanecen en un valor constante el sistema se halla en estado estacionario. DINÁMICA DEL CAMBIO: LOS DESEQUILIBRIOS Para un sistema complejo durar no basta, es preciso adaptarse, crecer, evolucionar. Aunque el concepto de estado estacionario pueda explicarnos como se mantiene un estado determinado del sistema y que este logre equilibrarse con el medio, no nos explica como gesta ese estado, ni cómo puede evolucionar hacia estados más organizados. En situaciones lejanas al equilibrio, no podemos seguir afirmando que el sistema va a tender a minimizar la producción de entropía sino que, además, ni siquiera estamos seguros de que la estructura misma del sistema se vaya a conservar si se aleja de él. En situaciones cercanas al equilibrio, las calamidades del crecimiento de entropía, desorganización, desorden y destrucción de estructuras son cosas que predominan cerca del equilibrio. Por el contrario lejos del equilibrio pueden generarse estructuras nuevas. El desequilibrio en un sistema origina una fuerza, que da origen a un proceso que crea una estructura. Una estructura es siempre el resultado de una inestabilidad. CONCLUSION Al culminar este trabajo logramos alcanzar los objetivos anteriormente propuestos. Al mismo tiempo que ampliamos nuestros conocimientos respecto a la dinámica de sistemas, sus fundamentos, característica y aclaramos nuestras dudas sobre el respectivo tema. Como ingenieros de sistemas en formación transmitimos nuestros conocimientos y unificamos los conceptos de la dinámica de sistemas y aplicación. TEORIA DE SISTEMAS DINAMICA DE SISTEMAS GIL VENECIA ERASMO DE JESUS MANGA DIAZ MARYIS VANESSA Estudiantes SANDY ROMERO CUELLO Docente UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRA FACULTAD DE INGENIERIAS PROGRAMA INGENIERIA DE SISTEMAS III SEMESTRE 2011
