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Lectura introductoria


                           NOTAS SOBRE EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN
                              DE MODELOS DE SISTEMAS DINÁMICOS
                               -Etapa 1: identificación del problema-



Material preparado por:                            Ma. Angélica Martínez Medina, MTI
                                                   Monterrey, N.L.
                                                   Enero 2005



INTRODUCCIÓN


           “The boundary encloses the system of interest. It states that the modes of
           behavior under study are created by the interaction of the system
           components within the boundary. The boundary implies that no influences
           from outside of the boundary are necessary for generating the particular
           behavior being generated.”
           Jay Forrester (1975,112)



Escogí esta cita porque en ella Forrester define con claridad lo que habremos de
modelar: un sistema “limitado” y, con este límite debemos ser capaces de modelar el
comportamiento que genera el sistema. Este será el reto a tomar en adelante: tratar
de representar un sistema definiendo con claridad su frontera.

Iniciamos esta lectura con unas reflexiones sobre el “Juego de la Cerveza”, sin que
esto implique darte las líneas de acción que vivirás al realizar esta dinámica. Como
punto y aparte, retomaremos los conceptos de: estructuras y modelos. Los cuales
deben resultarte familia. Y finalmente, entraremos de lleno a la descripción de la
metodología que utilizaremos para construcción de modelos de dinámicos y su
primera etapa: Identificación del problema.



3.1.       FLUCTUACIONES: ¿DE DÓNDE PROVIENEN?

“The Beer game”(continuará...)

Próximamente realizarás una dinámica conocida como “The beer game” (“Juego de la
cerveza”), en la cuál busca que reflexiones sobre las estructuras que existen en los
problemas complejos. Cuando lo juegues no te extrañe escuchar alguna de estas
frases (Pérez, 2003):
       “La culpa la tiene el detallista/mayorista/distribuidor/ fábrica...”
       “La culpa la tiene la maestra, ¡¡por diseñar la demanda!!”
       “Así no se vale, yo estoy jugando muy bien pero no me surten…”
       “¡Para que pides tanto?... ¿No ves que no tengo inventario?”

¿Qué pasa en este juego? Cuando lo juegues, te percatarás que de, acuerdo a la
posición que juegues (Detallista, Mayorista, Distribuidor o Fábrica) existen ciertas
acciones que te “convienen más”. En un principio pensarás que aparentemente no
afectas a las demás posiciones, pero no es así (Pérez, 2003).

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Lectura introductoria


No es mi intención el quitarte la emoción de lo que aprenderás de la experiencia de
esta actividad, por lo que continuaremos más adelante. Por ahora, quiero retomar un
tema que hemos tocado con anterioridad: las estructuras. Pero ahora veremos cómo
estas son las generadoras del comportamiento de los sistemas.


Estructura: generadora de comportamientos

Hemos comentado anteriormente que la estructura es la manera sobre la cual los
componentes del sistema están interrelacionados –esto es, la organización de un
sistema. La estructura es invisible, pero está definida por las interrelaciones de las
partes de un sistema y no las partes en sí mismas (Anderson, 1997).




                                     Figura 3.1. Eventos, patrón y estructura.
                                                   (Foto: Cape Apear Iceberg, 2005)




La Dinámica de Sistemas tiende a buscar dentro del sistema los orígenes o fuentes
de variación de su comportamiento, bajo esta perspectiva, los problemas no son
causados por agentes externos al sistema, sino por las estructuras que los forman
(Pérez, 2003). Para facilitarnos la comprensión de estos comportamientos, los
modelos resultan ser nuestros aliados para comprender la estructura de la
complejidad dinámica.



3.2.       USO DE MODELOS PARA LA COMPRENSIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA
           COMPLEJIDAD DINÁMICA.

Dado que el propósito que buscamos es el construir modelos dinámicos, es necesario
retomar algunos términos relativos al concepto de modelo desde la perspectiva de
uso en la Dinámica de Sistemas.

De Pérez (2003) tomamos las siguientes definiciones:

           “Un modelo es una representación explícita del entendimiento que uno tiene
           de una situación, o simplemente de las ideas que uno tiene acerca de una
           situación.

           Un modelo mental es la percepción que tenemos de la realidad. Es mediante
           este modelo que los seres inteligentes basan la toma de decisiones.

           Un modelo formal es un modelo cuya esencia es objetiva, es explícito y
           permiten manejar la complejidad con mayor facilidad. [Ejemplo: Un programa
           computacional indica el comportamiento de un sistema de manera explícita.]



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           Los modelos formales pueden clasificarse según su naturaleza como: icónicos,
           analógicos, esquemáticos o simbólicos. En la tabla 3.1, se muestra una
           descripción breve de cada uno.

                    Icónicos                      Analógicos                     Esquemáticos               Simbólicos
                 Aquellos que                 Aquellos en los que              El modelo real se          Los elementos bajo
                representan las                una propiedad del                representa por               estudio están
               características de                 objeto real se               medio de figuras o          representados por
               espacio de lo que              representa por una                   dibujos.                  símbolos y las
                   se requiere                  propiedad de un                                             relaciones entre
                  representar.                    elemento del                                              estos elementos
                                                 modelo que se                                               por funciones.
                  Este tipo de                   comporta de la
                 modelo es una                  misma manera.
                versión a escala
                     con las
                  propiedades
                 relevantes del
                  objeto real.

             Ejemplos de ellos                 En ocasiones, la                Ejemplo: Sistema           ¿Cómo se
             son:                               apariencia física              de toma de                 representa?
             •   Maquetas                     del modelo es muy                decisiones:
             •   Muñecos                       diferente a la del
             •   Autos                         objeto real, pero
                                                 sin embargo,
                                                 reproduce su
                                               comportamiento.


                              Tabla 3.1. Tipos de modelos según su naturaleza.


           Un subconjunto de los modelos simbólicos son los modelos matemáticos.
           Donde encontramos a los modelos analíticos y los modelos de simulación.




                                           Figura 3.2. Modelos matemáticos.

           En un modelo analítico, los valores de las variables dependen de la variable
           tiempo (sistemas dinámicos). Por ejemplo: crecimiento de la población,
           expansión de un incendio en el bosque.

           En un modelo de simulación, se requiere saber los puntos en el tiempo
           anteriores para saber el valor de una variable en cualquier punto del tiempo.
           En los modelos de este tipo, lo más importante radica en determinar el
           tamaño adecuado del incremento en el tiempo.”
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En la figura 3.3. se muestra el uso de modelos como una forma de representar una
realidad. El modelador en Dinámica de Sistemas, tiene la responsabilidad de intentar
describir el sistema real “tal cual es” y no “tal como debería ser”. El éxito de la
modelación NO está en función a producir el modelo más sofisticado, sino en obtener
un modelo que responda adecuadamente a las preguntas de partida que lo
originaron, en pocas palabras, buscar que el modelo sea útil.




               Figura 3.3. Modelo como representación aproximada de la realidad.



¿Cómo se define un modelo?

Para estudiar un sistema utilizando un modelo, es necesario que el modelo mental
que tengamos de la situación que se combine con la ciencia [que pase por los pasos
del proceso científico] para poder crear el modelo formal (Pérez, 2003). En la figura
3.3. se muestra el símil de este proceso.




                                         Figura 3.4. Definición de un modelo.


Los modelos son (en esencia), una descripción de entidades y las relaciones entre
ellas, los cuales encontramos expresados mediante: las matemáticas, símbolos o
palabras.




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                   Figura 3.5. Proceso para generar un modelo. (Bourguet, 2003)


Este es un modelo esquemático del proceso para generar un modelo que busca
resaltar los niveles de abstracción de la modelación: pasa de un modelo mental,
hasta bajar al nivel más abstracto: el modelo matemático. (Bourguet, 2003)



3.3.       FUNDAMENTOS DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA POR LA DINAMICA DE
           SISTEMAS

Dado que el propósito que buscamos es el construir modelos dinámicos, es necesario
retomar algunos de los fundamentos de la metodología de la dinámica de sistemas.
Si hacemos un poco de historia, encontramos que Forrester hizo a la dinámica de
sistemas más útil y relevante en los estudios de problemas administrativos. (Vennix,
1996)

La dinámica de sistemas es en esencia un conjunto de teorías que se ocupa de los
sistemas de información realimentados. Por ello, es conocido que los sistemas
sociales se pueden estudiar de manera más eficiente como sistemas de control de
información realimentada, es decir, como sistemas en los cuales una decisión afecta
el ambiente que alternadamente afecta a la decisión. Forrester dice que la dinámica
de sistemas es una teoría de la estructura y comportamiento de los sistemas
complejos. (Vennix, 1996, 43)

En la tabla 3.2, se muestra la estructura que Forrester define con cuatro niveles
jerárquicos.




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                      Proceso definido por                                                   Proceso que
                           Forrester                                                         seguiremos
                                                                                  Definición del problema,
                         Límites cerrados.                                      definiendo sus elementos y
                                                                                          frontera.
                                                                                   Representación de la
                                                                                 estructura del sistema a
                  Ciclos de realimentación                                        través de sus ciclos de
                como el componente básico                                      retroalimentación. A través
                        del sistema.                                           de diagramas de influencia
                                                                                  (D. Causales o Causa-
                                                                                          Efecto).
                                                                                Construcción del modelo de
                                                                                         simulación.
                          Niveles y flujos.
                                                                                 A través de diagramas de
                                                                                 bloques (D. de Forrester).
                   Metas, condiciones
                observadas, discrepancia
                                                       Análisis de políticas a
                  entre las metas y las
                                                       través de escenarios.
               condiciones observadas, y
                    la acción deseada.
             Tabla 3.2. Estructura y comportamiento en cuatro niveles jerárquicos.



Una premisa importante en dinámica de sistemas es que el comportamiento de un
sistema está determinado sobre todo por las características del conjunto (esto es “el
todo”) y no por las características de sus partes individuales (Forrester, 1958). Es
decir la dinámica del sistema toma como punto de partida la idea de un límite
cerrado, lo que conoceremos como frontera del sistema.

Los límites o fronteras deben incluir todas las relaciones entre los elementos en el
sistema que se consideran importantes para explicar el comportamiento dinámico.
(Vennix, 1996)

El comportamiento del sistema -viéndolo desde el punto de vista de la dinámica de
sistemas-, está determinado por la estructura de interacción de los ciclos de
realimentación existentes dentro de la frontera. Richardson y Pugh afirman que:
(Vennix, 1996)


           “The system dynamics approach to complex problems focusses on feedback
           processes. It takes the philosophical position that feedback structures are
           responsible for the changes we experience over time. The premise is that
           dynamic behavior is a consequence of system structure.”


Lo anterior se explica de la manera siguiente: los dinámicos de sistemas tienden a
tomar una visión endógena más que exógena; los sistemas se comportan de la
manera que lo hacen debido a su estructura interna en lugar que como resultado de
factores externos. Esto implica que las decisiones dentro del sistema están inmersas
en ciclos de realimentación, los cuales pueden ser de dos tipos: positivo o negativo.
(Vennix. 1996, 45)

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Un ciclo positivo crea la acción que aumenta el estado del sistema, que
alternadamente conduce a un mayor aumento de la acción el estado del sistema. O
lo que es lo mismo podemos decir que un ciclo positivo se refuerza así mismo.

           Ejemplo: La espiral de la relación salario-precio. Salarios altos conducen a
           precios más altos, que origina a que aumentan los salarios etc.

Un ciclo negativo busca una meta. Conduce a un comportamiento que se estabiliza.

           Ejemplo: El sistema de la calefacción. La temperatura ambiente se mantendrá
           hasta que se llegue a la temperatura deseada.

Cualquier ciclo realimentación en un modelo de dinámica de sistemas contiene por lo
menos un nivel y una tasa.



Por medio de un ejemplo de una librería, mostraremos cómo se ve un modelo de DS
y cómo debe ser “leído”. En la figura 3.6 observamos que contiene tres NIVELES con
sus respectivos flujos: empleados (gente), cuenta corriente (dinero), e inventario
(libros). El NIVEL representa el estado (observado) del sistema en un modelo de
dinámica de sistemas y su valor puede cambiar solamente por los flujos. (Vennix,
1996)




                                                                                                    salarios

                                                  # de
                      nuevos                    empleados
                                                                         despidos
                     empleados

                                                                                                      cuenta
 fuerza laboral                                                                                       actual
   requerida                                                                     ganancias                              gastos



                   ventas promedio



                                                 inventario
                          entregas                                        ventas
                                                                                                           costo del
                                                                                                          inventario

                                   ordenes

                                                  inventario
                                                   deseado



    Figura 3.6. Ejemplo de la estructura de realimentación en dinámica de sistemas.
                               (Traducción del diagrama presentado por Vennix, 1996, 46).



Elementos del diagrama de bloques:


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           Los NIVELES (o STOCK) representan acumulaciones dentro del sistema. Son
           representados por los cuadrados y los flujos que lo acompañan con válvulas.
           Por ejemplo: la cantidad de inventario o el número de empleados en cierto
           punto en tiempo.

           Los NIVELES representan el estado (observado) del sistema en un modelo de
           la dinámica del sistema y su valor se puede cambiar solamente por flujos.

           Los flujos peden ser de ENTRADA o SALIDA.

           El símbolo de la nube representa los límites del sistema que se modela. En el
           ejemplo hablamos de: gente, dinero y libros llegan del ambiente del sistema
           definido y se vuelven al ambiente.


Por ejemplo, el inventario aumenta por las entregas (que fluyen en el inventario) y
es disminuido o agotado por las ventas (que fluyen del inventario). Por lo tanto, las
entregas son la afluencia (entrada), mientras que las ventas son la salida del
inventario. La cuenta corriente es aumentada por las ganancias y disminuida por los
gastos. Finalmente, el número de empleados aumenta por los nuevos empleados y
disminuye por los despidos. (Vennix, 1996)



3.4.       PROCESO PARA GENERAR UN MODELO DINÁMICO.


En dinámica de sistemas se han hecho propuestas para definir cuántos pasos son los
más adecuados para modelar, hay autores (Ver Apéndice con tabla comparativa) que
dicen que cuatro etapas son suficientes, otros que seis o siete. Cada autor defiende
su postura, por lo que no entraremos en esa discusión, lo que haremos es
enfocarnos en un modelo que comprende seis pasos.




             Figura 3.7. Proceso para Generar un Modelo Dinámico. (Pérez, 2003)




Como se puede observar en la figura 3.7., el proceso gira en dos grandes etapas:
una denominada conceptual, que tiene que ver con la definición de la estructura del
sistema a modelar, y otra técnica, que implica trasladar la estructura antes definida

Derechos reservados.
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Lectura introductoria


al simulador y hacer cuantas corridas se requieran para probar las políticas de
decisión relativas al modelo. Cabe mencionar que este proceso permite regresarse de
la etapa en la que se esté a cualquier etapa anterior, representado ese hecho en el
diagrama por las flechas triangulares (refinamiento).

Explicación general del proceso:

      Fase                                  Implicaciónes                                                   Resultado
  Definición del             Se definen los componentes del sistema en                               Descripción en prosa de la
   problema                  el que está inserto el problema. Todo                                         problemática.
                             problema debemos limitarlo en base a su
                             suprasistema, los subsistemas que lo
                             componen y a su medioambiente.
   Conceptuali-              Plasmar en papel las influencias que                                   Representación a través de
     zación                  nosotros creamos importantes que operan                                 diagramas causa-efecto y
                             dentro de nuestro sistema.                                             gráficas de variables contra
                                                                                                             el tiempo.
                                                                                                       Tasa de
                                                                                                      nacimientos
                                                                                                                                               +                                                                                                                         +
                                                                                                                                 Nacimientos                                                                                                                            Población
                                                                                                                                         +




 Representación              Los modelos son representados de tal                                   Representación a través de
                             manera que una computadora pueda                                         diagramas de Bloques
                             entenderlos, es decir, en código de                                    (Diagramas de Forrester).
                             computadora. De esta manera, fácilmente                                Generado con VENSIM PLE
                             podrá ser introducido a algún paquete de
                                                                                                                                 Vive                                                                                                               Bosque
                             simulación.                                                                  Siembra                                                      Maduración                                                                                                                          Tala




                                                                                                              Generado con Ithink
                                                                                                                                          Viv e                                                                                                                         Bosque




                                                                                                           Siembra                                                                     Maduración                                                                                                                 Tala




Comportamiento               Se corre la simulación por computadora                                         Ejemplo diagrama de
                             para determinar el comportamiento de                                           comportamiento en el
                             todas las variables, en el tiempo. Es muy                                            tiempo
                             importante definir las relaciones                                                   0.4
                                                                                                               8,000
                                                                                                                                                   Comportamiento de variables
                                                                                                                                                                   6
                                                                                                                                                                                                                                                                                                       2




                             matemáticas entre las variables, esto
                                                                                                                                                           4
                                                                                                                 0.6
                                                                                                                  20
                                                                                                                 0.2                                                           4
                                                                                                                0.08                                                           5




                             representa el modelo matemático.
                                                                                                                                      3
                                                                                                                                      4                                    3                                   5
                                                                                                                                                   3                                                   3
                                                                                                                 0.2                      6
                                                                                                               6,000
                                                                                                                   0                                                                   6                                           5                                                 4
                                                                                                                                                           5                                           4                   3
                                                                                                                   0                                                                                                       4                                5
                                                                                                                                                                                                                                                            4
                                                                                                               -0.02                      5                                                                    6                            6       3                6                        6
                                                                                                                   0                                                                                                                                                                 3        5        1
                                                                                                                            1        3         5           7               9           11 13 15                                    17               19              21               23            25
                                                                                                                                                                                        Time (Year)
                                                                                                                Becas : Nuevo                1                 1                       1                       1                        1                           1                         1
                                                                                                                Costo por materia : Nuevo      2                   2                       2                       2                        2                            2                         2
                                                                                                                Decremento de Prestigio : Nuevo                        3                       3                       3                        3                            3                         3
                                                                                                                Deserciones : Nuevo                4                       4                       4                       4                        4                            4
                                                                                                                Impacto en bajas : Nuevo               5                       5                       5                       5                            5                        5
                                                                                                                Impacto en el prestigio : Nuevo            6                       6                       6                       6                            6                         6




     Evaluación              Se evalúa el modelo, se necesito hacer                                 Ejemplo de validación del
                             muchas pruebas, y comprobar así su                                     modelo VS Datos históricos
                             calidad y validarlo. Para ello, se puede                                        reales:
                             realizar algunas pruebas desde las de
                                                                                                                                          Datos reales vs Poblacion alumnos PGCIC
                                                                                                                    800
                                                                                                                    800                                    2



                             consistencia lógica, hasta algunas pruebas
                                                                                                                                                                   1   2
                                                                                                                                                   1
                                                                                                                                               1
                                                                                                                                               2                                       1
                                                                                                                                                                               2
                                                                                                                                                                               1
                                                                                                                    400                    2
                                                                                                                                      1                                                                                                                         1                1



                             más formales que implican verificar con
                                                                                                                                                                                                   1                   1                        1                                     1
                                                                                                                    400          1
                                                                                                                                 2                                                                                 1                    1

                                                                                                                                                                                           2                                                                                                  2

                                                                                                                                                                                                   2                                                                             2
                                                                                                                                                                                                                                                                        2



                             estadística los parámetros usados en la
                                                                                                                                                                                                                   2           2        2               2
                                                                                                                       0
                                                                                                                       0
                                                                                                                             1        3        5           7           9           11    13    15                              17           19                  21           23               25
                                                                                                                                                                                     Time (Year)


                             simulación.                                                                              Datos reales : Nuevo 1    1   1
                                                                                                                      Poblacion alumnos PGCIC : Nuevo
                                                                                                                                                                                       1
                                                                                                                                                                                           2
                                                                                                                                                                                                   1
                                                                                                                                                                                                       2
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   Análisis de               El modelo se utiliza para probar ciertas
    políticas y              políticas que podrían ser implementadas en
  generación de              el sistema que se está estudiando. Para
   escenarios                diseñar y probar estas políticas utilizando
                             un simulador en computadora, es necesario
                             contar con personas conocedoras del
                             sistema.



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Lectura introductoria


ETAPA 1. Identificación del problema y el propósito del modelo.

Un modelo necesita tener un propósito claro y requiere que el modelador se centre
en un problema más que en un sistema. Es preciso tener un propósito claro para
enfocar el estudio y decidir qué incluir en el modelo y qué dejar fuera. Es decir, el
problema se toma como punto de partida pero es estudiado desde el punto de vista
de sistema. (Vennix, 1996)

Por poner un ejemplo, si queremos analizar la problemática de la deserción de niños
de la educación primaria, primero debemos identificar en qué nivel estaremos
haciendo el estudio: a nivel local (ciudad, municipio, escuela en particular,...), a nivel
regional (zona rural o zona urbana), a nivel país, y la lista podría seguir.

Pueden identificarse varios propósitos en la construcción de modelos. Pero en forma
más simple, vemos que el propósito es entender mejor un problema (aprendizaje) y
los efectos potenciales de los cursos de acción (predicción). (Vennix, 1996, 50)

El proceso comienza con la identificación de un comportamiento problemático, la
problemática y/o el comportamiento deseado se pueden bosquejar en un cierto plazo
o gráficamente, a esto se llama “el modo de referencia del comportamiento”. La
figura 3.8 es un ejemplo de ello.




Figura 3.8. Ejemplo del modo de referencia del comportamiento de las ventas de una
                               empresa cualquiera.


La idea de un modo de referencia del comportamiento es central a todo el
proceso de la construcción de modelos. Observa que el modo de referencia puede
derivarse de cómo el comportamiento del sistema es percibido y representa el
comportamiento de la problemática. Alternadamente, el modelador deberá procurar
construir un modelo de la simulación que sea capaz de replicar este modo de
referencia del comportamiento para aumentar la confianza del modelo. (Vennix,
1996)

Aún así pueden encontrarse situaciones en las cuales no se puede establecer un
modo de referencia de su comportamiento, simplemente porque no se dispone de
datos. Generalmente este es el caso del diseño de nuevos sistemas y se pueden
desarrollar buscando la exploración de la dinámica potencial de la estructura según
lo identificado por los participantes. (Vennix, 1996, 51)

Otra idea importante en esta etapa es el horizonte en el tiempo. El horizonte en el
tiempo afecta la manera en el que estudiaremos el problema. Por ejemplo, si uno
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Lectura introductoria


observa un incremento en los costos de un seguro de gastos médicos en el tiempo,
digamos en 10 a 15 años, podríamos asumir con seguridad que afecto mucho la
edad que uno tenga en el cálculo del costo. Inversamente, uno no espera que el
seguro de gastos médicos afecte de manera substancial el tiempo de vida promedio
dentro de este periodo. Sin embargo, si el horizonte del tiempo aumenta por decir a
100 años, puede existir un efecto significativo del seguro de gastos médicos de
acuerdo al tiempo de vida promedio en este periodo.

Como resumen podemos afirmar que tan es importante el identificar el modo de
referencia del comportamiento de la situación problemática como el pensar de
manera simultánea sobre el horizonte del tiempo en el cuál limitaremos nuestro
estudio. (Vennix, 1996, 51)




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Lectura introductoria


REFERENCIAS UTILIZADAS:

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Causal Loops. Section 1. Page 1. (March 1997) Ed. Pegasus Communications. ISBN:
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Aracil, Javier. Introducción a la Dinámica de Sistemas. Capítulo 1. Modelos
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U.S. Department of Energy's. Introduction to System Dynamics: A Systems
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Vennix, Jack A.M. (1996) Group Model Building: Facilitating Team Learning Using
System Dynamics. Chapter 2: System Dynamics: problem identification and system
conceptualization. John Wiley & Sons Ltd.

Pérez Salazar, Gloria. Notas del profesor 3, Semana 3. Curso: si219. Septiembre
2003.

Bourguet Díaz, Rafael Ernesto. (2003) Qualitative knowledge acquisition using fuzzy
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ITESM Campus Monterrey. Monterrey, NL

Cape Spear Iceberg. (n.d.). ancienticeberg.jpg. Consultada el 23-Enero-2005
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   APÉNDICE

   Modelos para la generación de modelos dinámicos


                    6 fases                         7 fases                           4 fases                      6 pasos
                                                                                                                        1
                        1                              1                                                      Identificación de los
                  Definición del                                                          1                        elementos
                                              Identificación del
                   problema.                                                        Identificar el             fundamentales del
                                                 problema y
                                                                                     problema.                    sistema real.
                                               construcción del
                                             modelo conceptual.                                                        2
                      2
                                                                                                             Buscar las estructuras
               Conceptualización.                                                        2
                                                     2                                                        de realimentación.
                                                                                     Desarrollo
                                               Formulación del                                                        3
                      3                                                             de hipótesis
                                                  modelo.                                                      Construcción del
                Representación.
                                                                                                              modelo matemático.
                                                     3
                                              Estimación de
                                                                                                                       4
                                               parámetros.
                      4                                                                                          Simulación del
                                                     4
                Comportamiento.                                                                                 comportamiento
                                           Pruebas del modelo y
                                                                                                                   dinámico.
Fase / Paso




                                                análisis de
                                               sensibilidad.
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                                               Fase 7: Uso del
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                                              implementación.                                                 comportamiento real
                                                                                                                     mejorado
                                                Utilizado por:                   Mostrado por:                    Propuesto por:
                                              Richarson y Pugh                 U.S. Department of                  Aracil (1983)
                                                    (1981)                      Energy´s (2005)
     Tabla 3.2. Tabla comparativa de pasos básicos en la construcción de modelos DS, de
                                  acuerdo a varios autores.




   Derechos reservados.
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Lectura introductoria


INTRODUCCIÓN
3.1. FLUCTUACIONES: ¿DE DÓNDE PROVIENEN?
     “The Beer game”(continuará...)
     Estructura: generadora de comportamientos
3.2. USO DE MODELOS PARA LA COMPRENSIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA
     COMPLEJIDAD DINÁMICA.
     Modelo, modelo mental, modelo formal y tipos de modelos.
     ¿Cómo se define un modelo?
3.3. FUNDAMENTOS DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA POR LA DINÁMICA DE
     SISTEMAS
3.4. EL ENFOQUE PROPUESTO POR LA DINAMICA DE SISTEMAS
     Modelos para la generación de modelos dinámicos
                       Modelo de 7 fases de Richarson y Pugh.
3.5.       PROCESO PARA GENERAR UN MODELO DINÁMICO
           Explicación general.
                  EL PROCESO DE CONSTRUIR UN MODELO DINÁMICOS DE SISTEMAS.
           Etapa1: identificación del problema
                  Identificación del problema.

Apéndice. Tabla comparativa de pasos básicos en la construcción de modelos DS, de
acuerdo a varios autores.




4.1.      ETAPA 2. Construcción del modelo conceptual.
4.2.      ARQUETIPOS DE SISTEMAS.
        LIMITACIONES DE LOS DIAGRAMAS DE CICLOS CAUSALES Y ARQUETIPOS.


INTRODUCCIÓN
4.3. UNA BREVE HISTORIA
     Concepto de modelo.
4.4. EL ENFOQUE PROPUESTO POR LA DINAMICA DE SISTEMAS
                       Modelo de 7 fases de Richarson y Pugh.
4.5.       EL PROCESO DE CONSTRUIR UN MODELO DINÁMICOS DE SISTEMAS.
           Identificación del problema.
           Construcción del modelo conceptual.
4.6.       ARQUETIPOS DE SISTEMAS.
4.7.       LIMITACIONES DE LOS DIAGRAMAS DE CICLOS CAUSALES Y ARQUETIPOS.


notas
4.8.  FLUCTUACIONES: ¿DE DÓNDE PROVIENEN?
      Beer game:¿De dónde provienen los problemas de las fluctuaciones?:
      Estructura: generadora de comportamientos
4.9.  USO DE MODELOS PARA LA COMPRENSIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA
      COMPLEJIDAD DINÁMICA.
      Retomando definiciones: modelo, modelo mental, modelo formal y tipos de
      modelos (Icónicos, analógicos, esquemáticos y simbólicos [analíticos y simulación]).
4.10. MODELOS PARA LA GENERACIÓN DE MODELOS DINÁMICOS
4.11. PROCESO PARA GENERAR UN MODELO DINÁMICO


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KTN03-EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE MODELOS DE SISTEMAS DINÁMICO

  • 1. Lectura introductoria NOTAS SOBRE EL PROCESO DE CONSTRUCCIÓN DE MODELOS DE SISTEMAS DINÁMICOS -Etapa 1: identificación del problema- Material preparado por: Ma. Angélica Martínez Medina, MTI Monterrey, N.L. Enero 2005 INTRODUCCIÓN “The boundary encloses the system of interest. It states that the modes of behavior under study are created by the interaction of the system components within the boundary. The boundary implies that no influences from outside of the boundary are necessary for generating the particular behavior being generated.” Jay Forrester (1975,112) Escogí esta cita porque en ella Forrester define con claridad lo que habremos de modelar: un sistema “limitado” y, con este límite debemos ser capaces de modelar el comportamiento que genera el sistema. Este será el reto a tomar en adelante: tratar de representar un sistema definiendo con claridad su frontera. Iniciamos esta lectura con unas reflexiones sobre el “Juego de la Cerveza”, sin que esto implique darte las líneas de acción que vivirás al realizar esta dinámica. Como punto y aparte, retomaremos los conceptos de: estructuras y modelos. Los cuales deben resultarte familia. Y finalmente, entraremos de lleno a la descripción de la metodología que utilizaremos para construcción de modelos de dinámicos y su primera etapa: Identificación del problema. 3.1. FLUCTUACIONES: ¿DE DÓNDE PROVIENEN? “The Beer game”(continuará...) Próximamente realizarás una dinámica conocida como “The beer game” (“Juego de la cerveza”), en la cuál busca que reflexiones sobre las estructuras que existen en los problemas complejos. Cuando lo juegues no te extrañe escuchar alguna de estas frases (Pérez, 2003): “La culpa la tiene el detallista/mayorista/distribuidor/ fábrica...” “La culpa la tiene la maestra, ¡¡por diseñar la demanda!!” “Así no se vale, yo estoy jugando muy bien pero no me surten…” “¡Para que pides tanto?... ¿No ves que no tengo inventario?” ¿Qué pasa en este juego? Cuando lo juegues, te percatarás que de, acuerdo a la posición que juegues (Detallista, Mayorista, Distribuidor o Fábrica) existen ciertas acciones que te “convienen más”. En un principio pensarás que aparentemente no afectas a las demás posiciones, pero no es así (Pérez, 2003). Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 1
  • 2. Lectura introductoria No es mi intención el quitarte la emoción de lo que aprenderás de la experiencia de esta actividad, por lo que continuaremos más adelante. Por ahora, quiero retomar un tema que hemos tocado con anterioridad: las estructuras. Pero ahora veremos cómo estas son las generadoras del comportamiento de los sistemas. Estructura: generadora de comportamientos Hemos comentado anteriormente que la estructura es la manera sobre la cual los componentes del sistema están interrelacionados –esto es, la organización de un sistema. La estructura es invisible, pero está definida por las interrelaciones de las partes de un sistema y no las partes en sí mismas (Anderson, 1997). Figura 3.1. Eventos, patrón y estructura. (Foto: Cape Apear Iceberg, 2005) La Dinámica de Sistemas tiende a buscar dentro del sistema los orígenes o fuentes de variación de su comportamiento, bajo esta perspectiva, los problemas no son causados por agentes externos al sistema, sino por las estructuras que los forman (Pérez, 2003). Para facilitarnos la comprensión de estos comportamientos, los modelos resultan ser nuestros aliados para comprender la estructura de la complejidad dinámica. 3.2. USO DE MODELOS PARA LA COMPRENSIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA COMPLEJIDAD DINÁMICA. Dado que el propósito que buscamos es el construir modelos dinámicos, es necesario retomar algunos términos relativos al concepto de modelo desde la perspectiva de uso en la Dinámica de Sistemas. De Pérez (2003) tomamos las siguientes definiciones: “Un modelo es una representación explícita del entendimiento que uno tiene de una situación, o simplemente de las ideas que uno tiene acerca de una situación. Un modelo mental es la percepción que tenemos de la realidad. Es mediante este modelo que los seres inteligentes basan la toma de decisiones. Un modelo formal es un modelo cuya esencia es objetiva, es explícito y permiten manejar la complejidad con mayor facilidad. [Ejemplo: Un programa computacional indica el comportamiento de un sistema de manera explícita.] Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 2
  • 3. Lectura introductoria Los modelos formales pueden clasificarse según su naturaleza como: icónicos, analógicos, esquemáticos o simbólicos. En la tabla 3.1, se muestra una descripción breve de cada uno. Icónicos Analógicos Esquemáticos Simbólicos Aquellos que Aquellos en los que El modelo real se Los elementos bajo representan las una propiedad del representa por estudio están características de objeto real se medio de figuras o representados por espacio de lo que representa por una dibujos. símbolos y las se requiere propiedad de un relaciones entre representar. elemento del estos elementos modelo que se por funciones. Este tipo de comporta de la modelo es una misma manera. versión a escala con las propiedades relevantes del objeto real. Ejemplos de ellos En ocasiones, la Ejemplo: Sistema ¿Cómo se son: apariencia física de toma de representa? • Maquetas del modelo es muy decisiones: • Muñecos diferente a la del • Autos objeto real, pero sin embargo, reproduce su comportamiento. Tabla 3.1. Tipos de modelos según su naturaleza. Un subconjunto de los modelos simbólicos son los modelos matemáticos. Donde encontramos a los modelos analíticos y los modelos de simulación. Figura 3.2. Modelos matemáticos. En un modelo analítico, los valores de las variables dependen de la variable tiempo (sistemas dinámicos). Por ejemplo: crecimiento de la población, expansión de un incendio en el bosque. En un modelo de simulación, se requiere saber los puntos en el tiempo anteriores para saber el valor de una variable en cualquier punto del tiempo. En los modelos de este tipo, lo más importante radica en determinar el tamaño adecuado del incremento en el tiempo.” Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 3
  • 4. Lectura introductoria En la figura 3.3. se muestra el uso de modelos como una forma de representar una realidad. El modelador en Dinámica de Sistemas, tiene la responsabilidad de intentar describir el sistema real “tal cual es” y no “tal como debería ser”. El éxito de la modelación NO está en función a producir el modelo más sofisticado, sino en obtener un modelo que responda adecuadamente a las preguntas de partida que lo originaron, en pocas palabras, buscar que el modelo sea útil. Figura 3.3. Modelo como representación aproximada de la realidad. ¿Cómo se define un modelo? Para estudiar un sistema utilizando un modelo, es necesario que el modelo mental que tengamos de la situación que se combine con la ciencia [que pase por los pasos del proceso científico] para poder crear el modelo formal (Pérez, 2003). En la figura 3.3. se muestra el símil de este proceso. Figura 3.4. Definición de un modelo. Los modelos son (en esencia), una descripción de entidades y las relaciones entre ellas, los cuales encontramos expresados mediante: las matemáticas, símbolos o palabras. Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 4
  • 5. Lectura introductoria Figura 3.5. Proceso para generar un modelo. (Bourguet, 2003) Este es un modelo esquemático del proceso para generar un modelo que busca resaltar los niveles de abstracción de la modelación: pasa de un modelo mental, hasta bajar al nivel más abstracto: el modelo matemático. (Bourguet, 2003) 3.3. FUNDAMENTOS DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA POR LA DINAMICA DE SISTEMAS Dado que el propósito que buscamos es el construir modelos dinámicos, es necesario retomar algunos de los fundamentos de la metodología de la dinámica de sistemas. Si hacemos un poco de historia, encontramos que Forrester hizo a la dinámica de sistemas más útil y relevante en los estudios de problemas administrativos. (Vennix, 1996) La dinámica de sistemas es en esencia un conjunto de teorías que se ocupa de los sistemas de información realimentados. Por ello, es conocido que los sistemas sociales se pueden estudiar de manera más eficiente como sistemas de control de información realimentada, es decir, como sistemas en los cuales una decisión afecta el ambiente que alternadamente afecta a la decisión. Forrester dice que la dinámica de sistemas es una teoría de la estructura y comportamiento de los sistemas complejos. (Vennix, 1996, 43) En la tabla 3.2, se muestra la estructura que Forrester define con cuatro niveles jerárquicos. Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 5
  • 6. Lectura introductoria Proceso definido por Proceso que Forrester seguiremos Definición del problema, Límites cerrados. definiendo sus elementos y frontera. Representación de la estructura del sistema a Ciclos de realimentación través de sus ciclos de como el componente básico retroalimentación. A través del sistema. de diagramas de influencia (D. Causales o Causa- Efecto). Construcción del modelo de simulación. Niveles y flujos. A través de diagramas de bloques (D. de Forrester). Metas, condiciones observadas, discrepancia Análisis de políticas a entre las metas y las través de escenarios. condiciones observadas, y la acción deseada. Tabla 3.2. Estructura y comportamiento en cuatro niveles jerárquicos. Una premisa importante en dinámica de sistemas es que el comportamiento de un sistema está determinado sobre todo por las características del conjunto (esto es “el todo”) y no por las características de sus partes individuales (Forrester, 1958). Es decir la dinámica del sistema toma como punto de partida la idea de un límite cerrado, lo que conoceremos como frontera del sistema. Los límites o fronteras deben incluir todas las relaciones entre los elementos en el sistema que se consideran importantes para explicar el comportamiento dinámico. (Vennix, 1996) El comportamiento del sistema -viéndolo desde el punto de vista de la dinámica de sistemas-, está determinado por la estructura de interacción de los ciclos de realimentación existentes dentro de la frontera. Richardson y Pugh afirman que: (Vennix, 1996) “The system dynamics approach to complex problems focusses on feedback processes. It takes the philosophical position that feedback structures are responsible for the changes we experience over time. The premise is that dynamic behavior is a consequence of system structure.” Lo anterior se explica de la manera siguiente: los dinámicos de sistemas tienden a tomar una visión endógena más que exógena; los sistemas se comportan de la manera que lo hacen debido a su estructura interna en lugar que como resultado de factores externos. Esto implica que las decisiones dentro del sistema están inmersas en ciclos de realimentación, los cuales pueden ser de dos tipos: positivo o negativo. (Vennix. 1996, 45) Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 6
  • 7. Lectura introductoria Un ciclo positivo crea la acción que aumenta el estado del sistema, que alternadamente conduce a un mayor aumento de la acción el estado del sistema. O lo que es lo mismo podemos decir que un ciclo positivo se refuerza así mismo. Ejemplo: La espiral de la relación salario-precio. Salarios altos conducen a precios más altos, que origina a que aumentan los salarios etc. Un ciclo negativo busca una meta. Conduce a un comportamiento que se estabiliza. Ejemplo: El sistema de la calefacción. La temperatura ambiente se mantendrá hasta que se llegue a la temperatura deseada. Cualquier ciclo realimentación en un modelo de dinámica de sistemas contiene por lo menos un nivel y una tasa. Por medio de un ejemplo de una librería, mostraremos cómo se ve un modelo de DS y cómo debe ser “leído”. En la figura 3.6 observamos que contiene tres NIVELES con sus respectivos flujos: empleados (gente), cuenta corriente (dinero), e inventario (libros). El NIVEL representa el estado (observado) del sistema en un modelo de dinámica de sistemas y su valor puede cambiar solamente por los flujos. (Vennix, 1996) salarios # de nuevos empleados despidos empleados cuenta fuerza laboral actual requerida ganancias gastos ventas promedio inventario entregas ventas costo del inventario ordenes inventario deseado Figura 3.6. Ejemplo de la estructura de realimentación en dinámica de sistemas. (Traducción del diagrama presentado por Vennix, 1996, 46). Elementos del diagrama de bloques: Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 7
  • 8. Lectura introductoria Los NIVELES (o STOCK) representan acumulaciones dentro del sistema. Son representados por los cuadrados y los flujos que lo acompañan con válvulas. Por ejemplo: la cantidad de inventario o el número de empleados en cierto punto en tiempo. Los NIVELES representan el estado (observado) del sistema en un modelo de la dinámica del sistema y su valor se puede cambiar solamente por flujos. Los flujos peden ser de ENTRADA o SALIDA. El símbolo de la nube representa los límites del sistema que se modela. En el ejemplo hablamos de: gente, dinero y libros llegan del ambiente del sistema definido y se vuelven al ambiente. Por ejemplo, el inventario aumenta por las entregas (que fluyen en el inventario) y es disminuido o agotado por las ventas (que fluyen del inventario). Por lo tanto, las entregas son la afluencia (entrada), mientras que las ventas son la salida del inventario. La cuenta corriente es aumentada por las ganancias y disminuida por los gastos. Finalmente, el número de empleados aumenta por los nuevos empleados y disminuye por los despidos. (Vennix, 1996) 3.4. PROCESO PARA GENERAR UN MODELO DINÁMICO. En dinámica de sistemas se han hecho propuestas para definir cuántos pasos son los más adecuados para modelar, hay autores (Ver Apéndice con tabla comparativa) que dicen que cuatro etapas son suficientes, otros que seis o siete. Cada autor defiende su postura, por lo que no entraremos en esa discusión, lo que haremos es enfocarnos en un modelo que comprende seis pasos. Figura 3.7. Proceso para Generar un Modelo Dinámico. (Pérez, 2003) Como se puede observar en la figura 3.7., el proceso gira en dos grandes etapas: una denominada conceptual, que tiene que ver con la definición de la estructura del sistema a modelar, y otra técnica, que implica trasladar la estructura antes definida Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 8
  • 9. Lectura introductoria al simulador y hacer cuantas corridas se requieran para probar las políticas de decisión relativas al modelo. Cabe mencionar que este proceso permite regresarse de la etapa en la que se esté a cualquier etapa anterior, representado ese hecho en el diagrama por las flechas triangulares (refinamiento). Explicación general del proceso: Fase Implicaciónes Resultado Definición del Se definen los componentes del sistema en Descripción en prosa de la problema el que está inserto el problema. Todo problemática. problema debemos limitarlo en base a su suprasistema, los subsistemas que lo componen y a su medioambiente. Conceptuali- Plasmar en papel las influencias que Representación a través de zación nosotros creamos importantes que operan diagramas causa-efecto y dentro de nuestro sistema. gráficas de variables contra el tiempo. Tasa de nacimientos + + Nacimientos Población + Representación Los modelos son representados de tal Representación a través de manera que una computadora pueda diagramas de Bloques entenderlos, es decir, en código de (Diagramas de Forrester). computadora. De esta manera, fácilmente Generado con VENSIM PLE podrá ser introducido a algún paquete de Vive Bosque simulación. Siembra Maduración Tala Generado con Ithink Viv e Bosque Siembra Maduración Tala Comportamiento Se corre la simulación por computadora Ejemplo diagrama de para determinar el comportamiento de comportamiento en el todas las variables, en el tiempo. Es muy tiempo importante definir las relaciones 0.4 8,000 Comportamiento de variables 6 2 matemáticas entre las variables, esto 4 0.6 20 0.2 4 0.08 5 representa el modelo matemático. 3 4 3 5 3 3 0.2 6 6,000 0 6 5 4 5 4 3 0 4 5 4 -0.02 5 6 6 3 6 6 0 3 5 1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Time (Year) Becas : Nuevo 1 1 1 1 1 1 1 Costo por materia : Nuevo 2 2 2 2 2 2 2 Decremento de Prestigio : Nuevo 3 3 3 3 3 3 Deserciones : Nuevo 4 4 4 4 4 4 Impacto en bajas : Nuevo 5 5 5 5 5 5 Impacto en el prestigio : Nuevo 6 6 6 6 6 6 Evaluación Se evalúa el modelo, se necesito hacer Ejemplo de validación del muchas pruebas, y comprobar así su modelo VS Datos históricos calidad y validarlo. Para ello, se puede reales: realizar algunas pruebas desde las de Datos reales vs Poblacion alumnos PGCIC 800 800 2 consistencia lógica, hasta algunas pruebas 1 2 1 1 2 1 2 1 400 2 1 1 1 más formales que implican verificar con 1 1 1 1 400 1 2 1 1 2 2 2 2 2 estadística los parámetros usados en la 2 2 2 2 0 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 Time (Year) simulación. Datos reales : Nuevo 1 1 1 Poblacion alumnos PGCIC : Nuevo 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 Análisis de El modelo se utiliza para probar ciertas políticas y políticas que podrían ser implementadas en generación de el sistema que se está estudiando. Para escenarios diseñar y probar estas políticas utilizando un simulador en computadora, es necesario contar con personas conocedoras del sistema. Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 9
  • 10. Lectura introductoria ETAPA 1. Identificación del problema y el propósito del modelo. Un modelo necesita tener un propósito claro y requiere que el modelador se centre en un problema más que en un sistema. Es preciso tener un propósito claro para enfocar el estudio y decidir qué incluir en el modelo y qué dejar fuera. Es decir, el problema se toma como punto de partida pero es estudiado desde el punto de vista de sistema. (Vennix, 1996) Por poner un ejemplo, si queremos analizar la problemática de la deserción de niños de la educación primaria, primero debemos identificar en qué nivel estaremos haciendo el estudio: a nivel local (ciudad, municipio, escuela en particular,...), a nivel regional (zona rural o zona urbana), a nivel país, y la lista podría seguir. Pueden identificarse varios propósitos en la construcción de modelos. Pero en forma más simple, vemos que el propósito es entender mejor un problema (aprendizaje) y los efectos potenciales de los cursos de acción (predicción). (Vennix, 1996, 50) El proceso comienza con la identificación de un comportamiento problemático, la problemática y/o el comportamiento deseado se pueden bosquejar en un cierto plazo o gráficamente, a esto se llama “el modo de referencia del comportamiento”. La figura 3.8 es un ejemplo de ello. Figura 3.8. Ejemplo del modo de referencia del comportamiento de las ventas de una empresa cualquiera. La idea de un modo de referencia del comportamiento es central a todo el proceso de la construcción de modelos. Observa que el modo de referencia puede derivarse de cómo el comportamiento del sistema es percibido y representa el comportamiento de la problemática. Alternadamente, el modelador deberá procurar construir un modelo de la simulación que sea capaz de replicar este modo de referencia del comportamiento para aumentar la confianza del modelo. (Vennix, 1996) Aún así pueden encontrarse situaciones en las cuales no se puede establecer un modo de referencia de su comportamiento, simplemente porque no se dispone de datos. Generalmente este es el caso del diseño de nuevos sistemas y se pueden desarrollar buscando la exploración de la dinámica potencial de la estructura según lo identificado por los participantes. (Vennix, 1996, 51) Otra idea importante en esta etapa es el horizonte en el tiempo. El horizonte en el tiempo afecta la manera en el que estudiaremos el problema. Por ejemplo, si uno Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 10
  • 11. Lectura introductoria observa un incremento en los costos de un seguro de gastos médicos en el tiempo, digamos en 10 a 15 años, podríamos asumir con seguridad que afecto mucho la edad que uno tenga en el cálculo del costo. Inversamente, uno no espera que el seguro de gastos médicos afecte de manera substancial el tiempo de vida promedio dentro de este periodo. Sin embargo, si el horizonte del tiempo aumenta por decir a 100 años, puede existir un efecto significativo del seguro de gastos médicos de acuerdo al tiempo de vida promedio en este periodo. Como resumen podemos afirmar que tan es importante el identificar el modo de referencia del comportamiento de la situación problemática como el pensar de manera simultánea sobre el horizonte del tiempo en el cuál limitaremos nuestro estudio. (Vennix, 1996, 51) Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 11
  • 12. Lectura introductoria REFERENCIAS UTILIZADAS: Anderson, Virginia and Johnson, Lauren. Systems Thinking Basics: From Concepts to Causal Loops. Section 1. Page 1. (March 1997) Ed. Pegasus Communications. ISBN: 1883823129 Aracil, Javier. Introducción a la Dinámica de Sistemas. Capítulo 1. Modelos matemáticos en las ciencias sociales. (1983) Ed. Madrid: Alianza Universidad. Primera Edición. ISBN: 8220680583 U.S. Department of Energy's. Introduction to System Dynamics: A Systems Approach to Understanding Complex Policy Issues (V 1.0). [Adapted from Foundation of System Dynamics Modeling by Dr. Michael J. Radzicki Sustainable Solutions, Inc. Copyright © 1997] Chapter 5: The Modeling Process. Fecha de consulta: 22 de Enero del 2005. http://www.albany.edu/cpr/sds/DL- IntroSysDyn/proce_fa.htm Richarson, G.P. and Pugh, A.L. (1981) Introduction to system dynamics modeling with DYNAMO. Cambridge (MA), MIT Press. Forrester, J.W. (1958) Industrial dynamics: a major breakthrought for decision makers. Harvard Business Review, July-August, 37-66 Forrester, J.W. (1975) Industrial dynamics – alter the first decade. In: Collected Papers of J.W. Forrester, Cambridge, Wright-Allen Press. (Original paper in Management Science 14(7), 398-415, 1968 Vennix, Jack A.M. (1996) Group Model Building: Facilitating Team Learning Using System Dynamics. Chapter 2: System Dynamics: problem identification and system conceptualization. John Wiley & Sons Ltd. Pérez Salazar, Gloria. Notas del profesor 3, Semana 3. Curso: si219. Septiembre 2003. Bourguet Díaz, Rafael Ernesto. (2003) Qualitative knowledge acquisition using fuzzy logic and system dynamics. Thesis (Doctor in Philosophy in Artificial Intelligence) - ITESM Campus Monterrey. Monterrey, NL Cape Spear Iceberg. (n.d.). ancienticeberg.jpg. Consultada el 23-Enero-2005 de http://homepages.superweb.ca/kevincomerford/icebergscapespear.html Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 12
  • 13. Lectura introductoria APÉNDICE Modelos para la generación de modelos dinámicos 6 fases 7 fases 4 fases 6 pasos 1 1 1 Identificación de los Definición del 1 elementos Identificación del problema. Identificar el fundamentales del problema y problema. sistema real. construcción del modelo conceptual. 2 2 Buscar las estructuras Conceptualización. 2 2 de realimentación. Desarrollo Formulación del 3 3 de hipótesis modelo. Construcción del Representación. modelo matemático. 3 Estimación de 4 parámetros. 4 Simulación del 4 Comportamiento. comportamiento Pruebas del modelo y dinámico. Fase / Paso análisis de sensibilidad. 3 5 Pruebas de hipótesis. Modificación de la estructura hasta que sus componentes y el Fase 5: Evaluación del Fase 5: Evaluación. comportamiento modelo. resultante coincidan con el comportamiento observado en el sistema real. 6 Modificación de las Fase 6: Análisis de decisiones en el políticas. 4 modelo de simulación Fase 6: Análisis de Pruebas de políticas hasta encontrar políticas y generación (mejora de los decisiones aceptables de escenarios. modelos mentales) y utilizables que Fase 7: Uso del modelo e resulten en un implementación. comportamiento real mejorado Utilizado por: Mostrado por: Propuesto por: Richarson y Pugh U.S. Department of Aracil (1983) (1981) Energy´s (2005) Tabla 3.2. Tabla comparativa de pasos básicos en la construcción de modelos DS, de acuerdo a varios autores. Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 13
  • 14. Lectura introductoria INTRODUCCIÓN 3.1. FLUCTUACIONES: ¿DE DÓNDE PROVIENEN? “The Beer game”(continuará...) Estructura: generadora de comportamientos 3.2. USO DE MODELOS PARA LA COMPRENSIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA COMPLEJIDAD DINÁMICA. Modelo, modelo mental, modelo formal y tipos de modelos. ¿Cómo se define un modelo? 3.3. FUNDAMENTOS DE LA METODOLOGÍA PROPUESTA POR LA DINÁMICA DE SISTEMAS 3.4. EL ENFOQUE PROPUESTO POR LA DINAMICA DE SISTEMAS Modelos para la generación de modelos dinámicos Modelo de 7 fases de Richarson y Pugh. 3.5. PROCESO PARA GENERAR UN MODELO DINÁMICO Explicación general. EL PROCESO DE CONSTRUIR UN MODELO DINÁMICOS DE SISTEMAS. Etapa1: identificación del problema Identificación del problema. Apéndice. Tabla comparativa de pasos básicos en la construcción de modelos DS, de acuerdo a varios autores. 4.1. ETAPA 2. Construcción del modelo conceptual. 4.2. ARQUETIPOS DE SISTEMAS. LIMITACIONES DE LOS DIAGRAMAS DE CICLOS CAUSALES Y ARQUETIPOS. INTRODUCCIÓN 4.3. UNA BREVE HISTORIA Concepto de modelo. 4.4. EL ENFOQUE PROPUESTO POR LA DINAMICA DE SISTEMAS Modelo de 7 fases de Richarson y Pugh. 4.5. EL PROCESO DE CONSTRUIR UN MODELO DINÁMICOS DE SISTEMAS. Identificación del problema. Construcción del modelo conceptual. 4.6. ARQUETIPOS DE SISTEMAS. 4.7. LIMITACIONES DE LOS DIAGRAMAS DE CICLOS CAUSALES Y ARQUETIPOS. notas 4.8. FLUCTUACIONES: ¿DE DÓNDE PROVIENEN? Beer game:¿De dónde provienen los problemas de las fluctuaciones?: Estructura: generadora de comportamientos 4.9. USO DE MODELOS PARA LA COMPRENSIÓN DE LA ESTRUCTURA DE LA COMPLEJIDAD DINÁMICA. Retomando definiciones: modelo, modelo mental, modelo formal y tipos de modelos (Icónicos, analógicos, esquemáticos y simbólicos [analíticos y simulación]). 4.10. MODELOS PARA LA GENERACIÓN DE MODELOS DINÁMICOS 4.11. PROCESO PARA GENERAR UN MODELO DINÁMICO Derechos reservados. Se prohibe la reproducción total o parcial de este documento sin la debida autorización de los autores. 14