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miércoles, 30 de noviembre de 2011

EL ENFOQUE SISTÉMICO


El enfoque sistémico
Estudia los elementos o componentes de un sistemas y sus interrelaciones con el ambiente.  Es decir que el enfoque sistémico invita a estudiar la composición, el entorno y la estructura de los sistemas de interés.
El enfoque sistémico, además de enseñamos a identificar grupos de ele­mentos que podemos clasificar como subsistemas de acuerdo a su fun­ción, también nos permite distinguir  las características comunes a todos los sistemas que podemos encontrar en la realidad. Dos de estas características comunes son LA ESTRUCTURA y EL FUNCIONAMIENTO.
La primera se relaciona con la organización en el espacio de los elementos del sistema, y la segunda con los fenómenos que dependen del tiempo.

CARACTERÍSTICAS O ASPECTOS ESTRUCTURALES DE UN SISTEMA
Son aquellas que tienen que ver esencialmente con la organización o distribución en el espacio de los elementos que los componen. Los aspectos estructurales pueden diferenciarse como los componentes de todo sistema que son esencialmente estáticos:
Los Elementos:
Todos los sistemas están formados por elementos. Estos elementos o componentes pueden ser de distinto tipos y se pueden agrupar de muchas formas de acuerdo a su función dentro del sistema.
Por lo tanto:
-Los elementos son los componentes de un sistema.
-Los elementos pueden ser representación o conceptualización de características de  la realidad.
-Los elementos pueden a su vez ser sistemas (subsistemas).
-Los elementos pueden ser no vivientes o vivientes (en muchos casos combinación de ambos).
-Hay elementos que entran al sistema: las entradas.
-Hay elementos que dejan el sistema: las salidas o resultados.
Como ejemplo de elementos podemos mencionar: las moléculas de una célula; los alumnos de una escuela; las máquinas de una fábrica; las mercancías; el dinero; etc.
Los Límites:
Los límites son las fronteras que enmarcan a un sistema y lo separan del mundo exterior (los límites pueden ser físicos, como también jurídicos o mentales). Los límites los fija la entrada y la salida del sistema. La  fijación de los límites es un punto clave en el enfoque sistémico, pues delimita el campo de estudio.
Tomemos como ejemplo el sistema "bicicleta", si lo que nos interesa es su funcionamiento desde el punto de vista mecánico, centraremos nuestro análisis en la bicicleta en sí, pero si nos interesa la bicicleta como medio de transporte tenemos que ampliar el límite y tener en cuenta el suelo sobre el que se desplaza, pues sin la fricción sobre el mismo no puede haber movimiento; como consecuencia no habría desplazamiento del cuadro. En nuestro caso la ampliación de los límites del sistema nos lleva a la necesidad de ir teniendo en cuenta muchas otras variables: el hombre, la carretera, el tránsito, etc.
Los Depósitos:
Los depósitos son lugares de almacenamiento de materiales, energía, información, etc. Como ejemplos podemos mencionar: Contenedores de hidrocarburo, grasa del organismo, bibliotecas, memoria de computadoras, filmes, etc.
Redes de comunicación:
Las redes de comunicación son las que posibilitan las relaciones e interacciones entre elementos y permiten los intercambios de materia, energía e información dentro de un sistema y con otros sistemas. Las redes  de comunicación pueden ser:
Físicas
Ejemplo: Redes eléctricas, carreteras, canales, gasoductos, nervios, arterias, etc.
Mentales
Ejemplo: Órdenes.

 CARACTERÍSTICAS O ASPECTOS FUNCIONALES DE UN SISTEMA
Son principalmente las que se relacionan con el proceso de funcionamiento del sistema, que va cambiando de estado con el paso del tiempo, es decir, con la circulación de materia, energía e información. Los aspectos funcionales principales de todo sistema son los siguientes, y se asocian con la dinámica “en movimiento”:

Flujos de materia, energía o información:
La mayor parte de los sistemas tecnológicos están realizados para procesar algún tipo de materia, energía e información. Esto quiere decir que a través de ellos circulan materia, energía e información, que procesan y transforman, hasta obtener los resultados deseados.
A la medida de esta circulación se la suele llamar Flujo. El flujo nos indica la cantidad de materia, energía e información que circula por un sistema en un cierto periodo de tiempo.

Válvulas:
Controlan los caudales de los diferentes flujos. Reciben una información que se traduce o se transforma en una acción que puede ser la interrupción o el paso, parcial o total del elemento que fluye. Ejemplos son una canilla, un interruptor, un director, un coordinador, un catalizador químico, etc.
Su representación simbólica suele tener el aspecto de un grifo colocado en la línea de flujo.                               

Transformadores:
Elementos en los cuales ocurren el o los procesos de transformación de los insumos (materiales o energéticos)en otros productos y de un tipo de energía en otro, de materia en energía, de información en información, de alteración de las propiedades de sustancias por acción del tiempo, la presión, la temperatura, etc. Pueden ser reactores químicos, mezcladores, máquina, artefactos, dispositivos mecánicos, ópticos, circuitos y componentes eléctricos, electrónicos, instituciones, grupos de pertenencia, materiales con propiedades de transformar un tipo de energía en otro, etc.
Retardos:
Causan una demora en el tiempo de alguna acción. Pueden ser intencionales o ser característicos de las diferentes propiedades de los materiales o medios que conforman los canales de flujo. Ejemplo: El retardo en cerrarse de una puerta de un ascensor.

Lazos (o bucles)  de re-alimentación (feedback):
Se dice que en un sistema hay realimentación (o retroalimentación) cuando la salida actúa sobre la entrada, es decir, se toma un flujo de la salida y se lo lleva hasta la entrada. Por ejemplo, la información de la temperatura de una habitación se mide en el aparato de aire acondicionado, para chequear que sea la prefijada.

Parámetros de los sistemas
El sistema se caracteriza por ciertos parámetros. Parámetros son constantes arbitrarias que caracterizan, por sus propiedades, el valor y la descripción dimensional de un sistema específico o de un componente del sistema. Los parámetros de los sistemas son: 
Entrada o insumo o impulso (input):
Es la fuerza de arranque del sistema, que provee el material o la energía para la operación del sistema.
Salida o producto o resultado (output):
Es la finalidad para la cual se reunieron elementos y relaciones del sistema. Los resultados de un proceso son las salidas, las cuales deben ser coherentes con el objetivo del sistema. Los resultados de los sistemas son finales, mientras que los resultados de los subsistemas con intermedios.
Procesamiento o procesador o transformador:
Es el fenómeno que produce cambios, es el mecanismo de conversión de entradas en salidas. El procesador caracteriza la acción de los sistemas y se define por la totalidad de los elementos empeñados en la producción de un resultado. Generalmente es representado como la caja negra, en la que entra los insumos y salen cosas diferentes, que son los productos.
• Retroacción o retroalimentación o retroinformación (feedback):
Es la función de retorno del sistema que tiende a comparar la salida con un criterio preestablecido, manteniéndola controlada dentro de aquel estándar o criterio.
• Ambiente: 
Es el medio que envuelve externamente el sistema. Está en constanteinteracción con el sistema, ya que éste recibe entradas, las procesa y efectúa salidas. La supervivencia de un sistema depende de su capacidad de adaptarse, cambiar y responder a las exigencias y demandas del ambiente externo. Aunque el ambiente puede ser un recurso para el sistema, también puede ser una amenaza.

 TRÍPTICOS





martes, 29 de noviembre de 2011

MODELACIÓN DE SISTEMAS


Modelación de Sistemas
Construcción de  modelos donde se realiza el estudio con el fin de obtener conclusiones aplicables al sistema real”
El uso de modelos, a veces llamado "modelación", es un instrumento muy común en el estudio de sistemas de toda índole. En nuestras consideraciones sobre los sistemas de producción pecuaria los modelos son especialmente importantes porque ellos nos ayudan a comprender el funcionamiento de los sistemas. El empleo de modelos facilita el estudio de los sistemas, aún cuando éstos puedan contener muchos componentes y mostrar numerosas interacciones como puede ocurrir si se trata de conjuntos bastante complejos y de gran tamaño. El trabajo de modelación constituye una actividad técnica como cualquiera otra, y dicha labor puede ser sencilla o compleja según el tipo de problema específico que deba analizarse.
Un modelo es un bosquejo que representa un conjunto real con cierto grado de precisión y en la forma más completa posible, pero sin pretender aportar una réplica de lo que existe en la realidad. Los modelos son muy útiles para describir, explicar o comprender mejor la realidad, cuando es imposible trabajar directamente en la realidad en sí.
Por ejemplo, si quisiera explicar lo que es un hipopótamo, se le podría presentar en un dibujo, mejor aún sería una fotografía y todavía mejor, un modelo en tres dimensiones en una escala determinada. Para ciertos fines esto sería mucho más fácil que trasladarse al África para ver un hipopótamo en su ambiente natural.
Ejemplo de esta herramienta en el ÁREA:
BIOLOGÍA
Los sistemas pecuarios involucran diferentes procesos biológicos, que podemos identificarlos tanto a nivel celular (ej. secreción de leche en la glándula mamaria), como en aspectos de manejo de un hato completo de animales (ej. productividad del hato). Debido a las interacciones entre componentes del sistema, generalmente es preciso comenzar el estudio analizando los diversos procesos biológicos por separado, antes de poder intentar comprender el funcionamiento del todo el sistema en su conjunto.
Por ejemplo, si queremos determinar los factores que afectan el número de terneros machos que nacen en el año en un hato de carne, se podría indicar los siguientes factores: número de vacas preñadas, número anual de vacas que paren una cría viva, y la relación hembra/macho en los terneros nacidos. Para tratar de explicar por escrito cómo estos factores influyen conjuntamente en la determinación del número de machos nacidos; se requeriría redactar un texto bastante largo, complicado de leer y que fácilmente podría ser mal interpretado. Es por ello que resulta preferible el desarrollar un modelo cualitativo.

Economía
El uso de modelos cuantitativos es sumamente útil para investigar las relaciones entre diferentes parámetros de producción y el impacto comparativo de ellos sobre el comportamiento biológico del sistema. Por ejemplo, se pueden introducir diferentes valores de mortalidad, fertilidad, crecimiento, carga animal, etc. para determinar las probables consecuencias de estas modificaciones que se está considerando introducir. Es perfectamente factible hacer este tipo de simulación con calculadora y lápiz, sin embargo, hoy en día es preferible utilizar, de manera rápida y exacta, un programa informático para comparar los efectos de las diversas combinaciones de parámetros.
Urbanismo
Son construcciones en escala reducida o simplificada de obras, máquinas o sistemas de ingeniería para estudiar en ellos su comportamiento y permitir así perfeccionar los diseños, antes de iniciar la construcción de las obras u objetos reales. Por ese motivo, a este tipo de modelo se le suele llamar también modelo reducido o modelo simplificado. Ejemplo las maquetas.
Informática
En informática, Un prototipo de sistema es una "muestra" simple de un sistema, un producto que puede o no ser "desechable".
La intención es hacer un pantallazo rápido de lo que se pretende y/o quiere diseñar. Mostrárselo al cliente/usuario y modificar nuevamente el prototipo hasta que se cumplan con los requisitos dispuestos.

POLÍTICA
La resolución de conflictos es  un proceso de cambio en los sistemas político. Ello se debe a que es éste un proceso que tiene en cuenta, por un lado, las necesidades individuales y de grupo, como son la necesidad de identidad y reconocimiento y, por el otro, los cambios institucionales necesarios para satisfacer dichas necesidades. La razón fundamental de la resolución de conflicto, y que la distingue de otros procesos de ajuste en el sistema es el realismo político. El ajuste de las necesidades de individuos y grupos en las instituciones políticas, sociales y económicas es un requisito para la estabilidad política y la supervivencia. La utilidad de los modelos para conocer o predecir está condicionada principalmente por una buena selección de los factores relevantes para el problema y una adecuada descripción de sus relaciones funcionales.

Propiedades de un sistema:
SINERGIA
Todo sistema es sinérgico en tanto el examen de sus partes en forma aislada no puede explicar o predecir su comportamiento. La sinergia es, en consecuencia, un fenómeno que surge de las interacciones entre las partes o componentes de un sistema (conglomerado). Este concepto responde al postulado aristotélico que dice que "el todo no es igual a la suma de sus partes". La totalidad es la conservación del todo en la acción recíproca de las partes componentes (teleología). En términos menos esencialistas, podría señalarse que la sinergia es la propiedad común a todas aquellas cosas que observamos como sistemas. 
RECURSIVIDAD
Proceso que hace referencia a la introducción de los resultados de las operaciones de un sistema en él mismo (retroalimentación).
RETROALIMENTACION
Son los procesos mediante los cuales un sistema abierto recoge información sobre los efectos de sus decisiones internas en el medio, información que actúa sobre las decisiones (acciones) sucesivas. La retroalimentación puede ser negativa (cuando prima el control) o positiva (cuando prima la amplificación de las desviaciones). Mediante los mecanismos de retroalimentación, los sistemas regulan sus comportamientos de acuerdo a sus efectos reales y no a programas de outputs fijos. En los sistemas complejos están combinados ambos tipos de corrientes (circularidad, homeostasis). 
Retroalimentación negativa
Este concepto está asociado a los procesos de autorregulación u homeostáticos. Los sistemas con retroalimentación negativa se caracterizan por la mantención de determinados objetivos. En los sistemas mecánicos los objetivos quedan instalados por un sistema externo (el hombre u otra máquina). 
Retroalimentación positiva
Indica una cadena cerrada de relaciones causales en donde la variación de uno de sus componentes se propaga en otros componentes del sistema, reforzando la variación inicial y propiciando un comportamiento sistémico caracterizado por un autorreforzamiento de las variaciones (circularidad, morfogénesis). La retroalimentación positiva está asociada a los fenómenos de crecimiento y diferenciación. Cuando se mantiene un sistema y se modifican sus metas/fines nos encontramos ante un caso de retroalimentación positiva. En estos casos se aplica la relación desviación-amplificación (Mayurama. 1963). 

jueves, 10 de noviembre de 2011

EL PROCESO DE MODELACIÓN SISTÉMICA


El proceso de Modelación Sistémica

MODELO
Un modelo es una representación de un objeto, sistema o idea, de forma diferente al de la entidad misma. El propósito de los modelos es ayudarnos a explicar, entender o mejorar un sistema. Un modelo de un objeto puede ser una réplica exacta de éste o una abstracción de las propiedades dominantes del objeto.

MODELACION SISTEMICA
La modelación de sistema muestra la forma en que el sistema tiene que funcionar. Donde se utilizan técnicas para estudiar cómo se combinan los distintos componentes para producir algún resultado.

Elementos de la modelación de sistema
La modelación de sistema usa tres elementos, los cuales son: insumo, proceso y producto:
Insumo: Recursos utilizados para llevar a cabo las actividades (proceso).pueden ser materia prima o productos y servicios producidos por otras partes del sistema.
Proceso: Son las actividades y las tareas que convierten  a los insumos en producto y servicios.
Producto: Son los resultados de los proceso por lo general se refieren a los resultados directos generados por un proceso y a veces se puede referir a los efectos más indirectos sobre los clientes  mismo y los impacto mas directos todavía sobre la comunidad en general.
Resultado: son los productos o servicios directos que producen el proceso.
Efectos: son los cambios en materia de conocimiento, actitudes, comportamiento y/o fisiología de los clientes que se derivan de los resultados.
Impacto: Son los efectos a largo plazo, y más indirectos aun, de los resultados sobre los usuarios y la comunidad en general.

BENEFICOS  DE LA MODELACION DE SISTEMAS:
1º La relación  que hay entre las actividades del sistema, facilita la compresión  de las relaciones entre las diversas actividades.
2º Muestra los procesos como parte de un gran sistema cuyo objetivo es responder a una necesidad especifica del cliente.
3º es muy útil cuando se necesita contar con un programa general.
4º ayuda a ubicar las áreas problemáticas  o analizar el problema viendo las distintas partes del sistema.

DINAMICA DE SISTEMA
La dinámica de sistemas es una metodología y una técnica de simulación por computador para encuadrar, comprender y discutir situaciones y problemas complejos. Originalmente desarrollada en 1950, para ayudar a los administradores corporativos a mejorar su entendimiento de los procesos industriales, la dinámica de sistemas es actualmente usada en el sector público y privado para el análisis y diseño de políticas.
La dinámica de sistemas como método para entender el comportamiento dinámico de sistemas complejos es una área de la teoría de sistemas. La base para el método es el reconocimiento de que la estructura de cualquier sistema es a menudo tan importante para determinar su comportamiento como los componentes individuales. Algunos ejemplos son la teoría del caos y la dinámica social. También se dice a menudo, que como hay propiedades del todo que no pueden ser encontradas entre las propiedades de los elementos entonces el comportamiento del todo no puede ser explicado en términos del comportamiento de sus partes.

USOS DE LA DINAMICA DE SISTEMAS
Su uso en el análisis de sistemas ecológicos, sociales, económicos, entre otros, la han hecho indispensable en la toma de decisiones dentro de la industria y el gobierno. Sistemas actuales tan complejos, como las cadenas de suministro, encuentran en la dinámica de sistemas una herramienta de análisis altamente confiable.

LA SIMULACIÓN
"Simulación es una técnica numérica para conducir experimentos en una computadora digital. Estos experimentos comprenden ciertos tipos de relaciones matemáticas y lógicas, las cuales son necesarias para describir el comportamiento y la estructura de sistemas complejos del mundo real a través de largos períodos".
Una definición más formal formulada por R.E. Shannon1 es: "La simulación es el proceso de diseñar un modelo de un sistema real y llevar a término experiencias con él, con la finalidad de comprender el comportamiento del sistema o evaluar nuevas estrategias -dentro de los límites impuestos por un cierto criterio o un conjunto de ellos - para el funcionamiento del sistema".
Una simulación numérica es una recreación matemática de un proceso natural. Mediante el uso de simulaciones numéricas se estudian procesos físicos, de ingeniería, económicos e incluso biológicos. El campo de las simulaciones numéricas constituye por lo tanto un nutrido campo de investigación interdisciplinar. Algunos problemas científicos son estudiados primariamente mediante el uso de simulaciones numéricas como los problemas de caos, fractalidad o de complejidad y en general todos aquellos campos de la naturaleza gobernados por sistemas de ecuaciones no lineales o no reproducibles fácilmente en el laboratorio.
Los pasos que generalmente se siguen en una simulación son:
1.      Formulación del problema
2.      Recolección y procesamiento de datos
3.      Formulación del modelo matemático
4.      Evaluación de las características de los datos procesados
5.      Formulación del programa de computador
6.      Validación del programa
7.      Diseño de experimentos de simulación
8.      Análisis de resultados y validación de la simulación

USO DE LA SIMULACIÓN
Las áreas de aplicación de la simulación son muy amplias, numerosas y diversas, basta mencionar sólo algunas de ellas: Análisis del impacto ambiental causado por diversas fuentes Análisis y diseño de sistemas de manufactura Análisis y diseño de sistemas de comunicaciones. Evaluación del diseño de organismos prestadores de servicios públicos (por ejemplo: hospitales, oficinas de correos, telégrafos, casas de cambio, etc.). Análisis de sistemas de transporte terrestre, marítimo o por aire. Análisis de grandes equipos de cómputo. Análisis de un departamento dentro de una fábrica. Adiestramiento de operadores (centrales carboeléctricas, termoeléctricas, nucleoeléctricas, aviones, etc.).Análisis de sistemas de acondicionamiento de aire. Planeación para la producción de bienes. Análisis financiero de sistemas económicos. Evaluación de sistemas tácticos o de defensa militar. La simulación se utiliza en la etapa de diseño para auxiliar en el logro o mejoramiento de un proceso o diseño o bien a un sistema ya existente para explorar algunas modificaciones.

LA SIMULACION Y SU DISEÑO
En el caso de una simulación se parte de una estructura, obtenida previamente por análisis o diseño. Se hace funcionar esta estructura y se observa su evolución en un entorno dado para comparar el resultado de este proceso con unos fines u objetivos prefijados. Si la comparación, de acuerdo con algún criterio (económico, de ejecución, de calidad, etc.,…) no resulta satisfactoria se procede a rediseñar o a reanalizar la estructura o a alterar la frontera con el entorno y el proceso comienza de nuevo.

ISOMORFISMO
El concepto de isomorfismo matemático es una poderosa herramienta para integrar teorías de sistemas específicos. Este tipo de técnicas han sido de gran importancia para el diseño de sistemas automáticos de control para múltiples propósitos, los cuales son estudiados en el campo de la cibernética teórica.