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
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