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domingo, agosto 25, 2013

¿Qué es un sistema para un Ingeniero de Sistemas?

La palabra sistema es usada en muchas áreas de actividad humana y en muchos niveles. Pero ¿Qué es lo que quieren decir los practicantes e investigadores de sistemas cuando ellos usan la palabra sistema? ¿Hay alguna parte de este significado que sea común a todas las aplicaciones? El siguiente diagrama resume el modo en que esta pregunta es explorada en esta área de conocimiento.


Se exploran los conceptos de sistemas abiertos y sistema cerrados. Los sistemas abiertos son descritos por un conjunto de elementos y relaciones, son usados para describir muchos fenómenos del mundo real. Los sistemas cerrados no tienen interacción con su entorno. En esta área de conocimiento se describen dos aspectos particulares de los sistemas, complejidad y emergencia, estos dos conceptos representan muchos de los retos los cuales hacen necesario el pensamiento de sistemas y una apreciación a la ciencia de sistemas en la Ingeniería de Sistemas.

Se presentan algunas clasificaciones de sistemas, caracterizados por  tipos de elementos o por su propósito.

Dentro del SEBoK un sistema de ingeniería es definido como una combinación compuesta de tecnología y personas en el contexto de entornos naturales, sociales, de negocio, públicos o políticos, creados , usados y sostenidos por un propósito identificado. La aplicación del enfoque de sistemas  aplicado a sistemas de ingeniería requiere la capacidad para ubicar los problemas y oportunidades en el sistema más amplio que los contiene, para crear o cambiar un sistema de ingeniería-de-intereses específico, y para entender y tratar con las consecuencias de estos cambios en los sistemas más amplios apropiados. El concepto de un "contexto de sistema" permite que todos los elementos del sistema y las relaciones necesarias  para soportarlo sean identificados.

Las discusiones de contextos de sistemas de ingeniería incluyen la idea general de grupo de sistemas para ayudar a tratar con situaciones en las cuales los elementos de un sistema de ingeniería son en sí mismos sistemas de ingeniería independientes. Para ayudar a proveer un enfoque  para las discusiones de como la Ingeniería de Sistemas es aplicada a los problemas del mundo real, se introducen en el área de conocimiento cuatro contextos de los sistemas de ingeniería:

1.- Contexto de los sistemas de producto
2.- Contexto de los sistemas de servicio
3.- Contexto de los sistemas empresariales
4.- Contexto de los sistemas de sistemas (sos) de capacidades.

Los detalles de cómo se aplica la Ingeniería de Sistemas a cada uno de estos contextos se describe en la Parte 4: Aplicaciones de la Ingeniería de Sistemas.


Referencias Primarias
  • Bertalanffy, L., von. 1968. General System Theory: Foundations, Development, Applications, rev. ed. New York, NY, USA: Braziller.
  • Magee, C. L., O.L. de Weck. 2004. "Complex System Classification." Proceedings of the 14th Annual International Council on Systems Engineering International Symposium, 20-24 June 2004, Toulouse, France.
  • Rebovich, G., and B.E. White (eds.). 2011. Enterprise Systems Engineering: Advances in the Theory and Practice. Boca Raton, FL, USA: CRC Press.
  • Sheard, S.A. and A. Mostashari. 2009. "Principles of Complex Systems for Systems Engineering". Systems Engineering, 12(4): 295-311.
  • Tien, J.M. and D. Berg. 2003. "A Case for Service Systems Engineering". Journal of Systems Science and Systems Engineering, 12(1): 13-38.


Tomado del SEBoK
Traducción propia

miércoles, abril 09, 2008

¿Qué es una Red?

Tomado de NECSI (por Yaneer Bar-Yam) (versión original, en inglés aquí)


Una red es una descripción de las conexiones que permiten las interacciones e influencias entre las partes de un sistema complejo. Además se usa para referirse a las partes junto con su conexiones, i.e. los sistemas como totalidad, cuando consideramos los efectos de esas conexiones.


Hay varios tipos de redes:

redes de transporte - las carreteras de una ciudad,
redes de comunicación - la red telefónica,
redes de servicio público - la malla de potencia eléctrica de un país.

redes de abastecimiento - el sistema de abastecimiento de alimentos en una ciudad,
redes de reacciones moleculares - redes metabólicas,
redes de células - redes neuronales,

redes de computadoras - internet, y
redes sociales - la gente en una empresa, o en una comunidad.


Una propiedad importante de las redes es su topología: i.e. cuáles elementos están directamente relacionados con cuáles otros. Entonces , pueden discutirse propiedades más específicas de las conexiones. Cada conexión de lared puede ser caracterizada por propiedades tales como su rango de influencia, capacidad, etc.


Todas las redes pueden ser pensadas como redes de influencia: el estado de las partes que están conectadas a una red afectan a los otros a través de la red. Conceptualmente podemos distinguir entre redes que transfieren materiales (abastecimiento, transporte, servicios públicos, químicos), y redes que transfieren información (neuronas, comunicación, computadoras, sociales).


La manera en que pensamos las redes a menudo depende de cuan complejo sea el comportamiento de la red misma. Por ejemplo, a menudo pensamos en el sistema de transporte como una red en sí misma, a pesar que es una red que se conecta al sistema socioeconómico. En este caso pensamos en los atascos de tráfico y no acerca del rol de las carreteras como conectores. En otros casos nosotros nos enfocamos en cómo se comportan las partes como resultado de sus conexiones a través de la red, o cómo el sistema, como un todo, se comporta debido a las partes de la red.


En muchas de las redes más comúnmente estudiadas se asume que éstas están conectadas a partes similares, con conexiones que son en cierto sentido similares. Por lo tanto la atención se centra sólo en la topología de la red que caracteriza este comportamiento. Sin ebargo, de modo más general, las redes reales conectan partes disímiles en distintos modos.


Como parte del estudio de sistemas complejos, el entendimiento general que nosotros obtenenos de como se comportan las redes puede ser transferido entre varios tipos de sistemas, si son físicos, biológicos, sociales o de ingeniería. Es útil pensar acerca de los comportamientos que son comunes a diferentes tipos de redes, y los que son diferentes.


miércoles, enero 02, 2008

Las propiedades Emergentes

Tomado de NECSI (por Yaneer Bar-Yam) (versión original, en inglés aquí)

EMERGENCIA

Emergencia es...

  1. ...Lo que juntas hacen las partes de un sistema y que ellas no podrían hacer por sí mismas: comportamiento colectivo.

  2. ...Lo que un sistema hace en virtud de su relación con su medio ambiente, y que este no podría hacer por sí mismo: ejm. su función.

  3. ... El acto o proceso de convertirse en un sistema emergente.



De acuerdo con (1) emergencia se refiere al entendimiento de cómo las propiedades colectivas surgen de las propiedades de las partes. En general se refiere a como el comportamiento a gran escala de los sistemas proviene de lo detalles de su estructura, comportamiento y relaciones en una escala menor. En el extremo es cómo el comportamiento macroscópico proviene del comportamiento microscópico.


De acuerdo a esta visión, cuando pensamos en emergencia nosotros estamos, a los ojos de nuestra mente, moviéndonos entre diferentes puntos de vista, Vemos los árboles y el bosque al mismo tiempo. Vemos el modo en que los árboles y el bosque están relacionados el uno con el otro. Para ve en ambos puntos de vista tenemos que ser capaces de ver los detalles, pero además ignorar los detalles. El truco está en saber cuáles de los muchos detalles que vemos en los árboles son importantes para saber cuando estamos viendo el bosque.



La visión del observador convencional considera o los árboles o el bosque. Quienes sólo consideran los árboles consideran que los detalles son lo esencial y no ven los patrones que que surgen cuando consideramos los árboles en el contexto del bosque. Quienes consideran al bosque no ven los detalles. Cuando uno se puede desplazar hacia adelante y hacia atrás entre la vista de los árboles y el bosque uno puede además ver que aspectos de los árboles son relevantes para la descripción del bosque. El entendiendo de esta relación, en general, es el estudio de la emergencia.


Un ejemplo útil es una llave. Una llave tiene una estructura particular. Para describir su estructura no es suficiente decirle a alguien que esta puede abrir una puerta. Nosotros tenemos que saber ambas cosas, la estructura de la llave y de la cerradura. Sin la descripción de la estructura de cualquiera de ellos, sin embargo, podemos decirle a alguien que esta puede destrabar la puerta.


Uno de los problemas en la forma de pensar en los conceptos de sistemas complejos es que a menudo nosotros asignamos propiedades a un sistema que no son si no propiedades de una relación entre el sistema y su entorno. ¿Por qué hacemos esto? Porque nos hace pensar en lo que ocurre de modo más simple. ¿Por qué podemos hacer esto? Porque cuando el entorno no cambia entonces sólo necesitamos describir el sistema y no el entorno para dar la relación. Así, la relación está muchas veces implícita en lo que decimos y pensamos.


El segundo aspecto de emergencia (2) está relacionado al primer aspecto (1) porque el sistema puede ser visto con partes de su entorno así juntos formando un sistema mayor. El comportamiento colectivos debido a las relaciones de las partes del sistema mayor reflejan las relaciones del sistema original con su entorno.

Los roles de las relaciones:

  • Ambos (1) y (2) tienen que ver con las relaciones, las relaciones de las partes o las relaciones del sistema a su entorno. Cuando las partes de un sistema están relacionadas a cada una de las otras nosotros hablamos de ellas como una red, cuando un istema esta relacionado a partes de un sistema mayor nosotros hablamos de su ecosistema.

El rol de los patrones:

  • Cuando hay relaciones que existen entre las partes de un sistema nosotros hablamos de patrones de comportamiento.

La idea de emergencia es contrastada muchas veces con la perspectiva reduccionista. La perspectiva reduccionista piensa en las partes de manera aislada. Esta es la muchas veces vilipendiada visión del mundo de “sistemas anti-complejos”. Sin embargo, aún la idea de “sistema” esta basada en un reduccionismo parcial. para entender esto uno debería entender cuidadosamente la noción de aproximación o “verdad-parcial” la cual es esencial para el estudio de los sistemas complejos.


miércoles, diciembre 05, 2007

DINÁMICA DE SISTEMAS EN UN ASCENSOR

Tomado de la web:
http://www.stewardshipmodeling.com/

versión original (en inglés)

Dinámica de Sistemas en un Ascensor

Este documento es un intento por ayudar a los lectores que empiezan a entender lo que es la dinámica de sistemas. Este documento presenta muchas respuestas a un reto que se propuso en la lista de correo electrónico de Dinámica de Sistemas en 1997 por el Sr Fabian Szulanski. El reto del Sr Szulanski a la lista fue el siguiente:

Les reto a definir la Dinámica de Sistemas como si alguien en un ascensor les preguntaría por ello, es decir dejándoles menos de 30 segundos para explicar.

Este reto provocó pronto una respuesta. Aquí están algunas respuestas que creo que rápidamente (de acuerdo con lo prescrito por lo del ascensor) capturaron algunos de los diversos puntos de vista sobre la Dinámica de Sistemas.





De: Dr. George Richardson,

Yo diría que ‘La Dinámica de Sistemas’ es el uso de simulación computarizada para el análisis de políticas públicas en sistemas complejos. Esta gran contribución está ayudando a la gente a construir progresivamente mejores entendimientos de algún problema dinámico, y anticipar debilidades en iniciativas de políticas que pueden desarrollarse en el tiempo.


“Si aún tienes tiempo (y una audiencia). Diría que esto basa gran parte de su poder en una perspectiva de retroalimentaciones – la realización de resistentes problemas dinámicos que se plantean en situaciones con muchas presiones y percepciones que interactúan para formar bucles de causalidad circular más que simples cadenas mono causales. Los humanos son realmente buenos pensando toda la complejidad interconectada y realmente débiles infiriendo sus implicancias sin el apoyo de modelos de simulación.”


“Y tú estás ahora en el lobby, de modo que probablemente no seas capaz de darle una buena lista de referencias…”


George P. Richardson
G.P.Richardson@Albany.edu

Rockefeller College of Public Affairs and Policy
Phone: 518-442-3859
University at Albany - SUNY, Albany, NY 12222
Fax: 518-442-3398







De Dr. Jay Forrester, fundador del campo de la Dinámica de Sistemas,


"La Dinámica de Sistemas trata con cosas que cambian a través del tiempo, lo cual incluye a la mayoría de cosas que nos parecen importantes. Se usa simulaciones para tomar el conocimiento que ahora tenemos acerca de detalles del mundo que nos rodea, y nos muestra porque nuestros sistemas sociales y físicos se comportan como lo hacen. La Dinámica de Sistemas muestra como la mayoría de nuestras propias políticas de toma de decisión son la causa de los problemas por los que usualmente culpamos a otros, y cómo identificar políticas que podemos seguir para mejorar la situación."


[Esto puede funcionar si el edificio es suficientemente alto, y si la persona realmente quiere saber]

Jay W. Forrester
Professor of Management, Emeritus and Senior Lecturer,
Sloan School, Massachusetts Institute of Technology
Cambridge, MA 02139
tel: 617-253-1571 fax: 617-258-9405
email:
jforestr@mit.edu






De Dr. Eric Wolstenholme,

"Se me ocurre que una clara forma de expesar en un ascensor (subiendo)la definición de Dinámica de Sistemas podría ser presentar esta como una exposición de la misión. Aquí va:

"El qué, por qué y cómo de la Dinámica de Sistemas:

"Qué: Una rigurosa metodología que ayuda a pensar, visualizar, compartir, y comunicar la evolución futura de complejas organizaciones y su desempeño a través del tiempo,

"Por qué: Con el propósito de resolver problemas y crear diseños más robustos, minimizar los riesgos de sorpresas desagradables y consecuencias no imprevistas.

"Cómo: creando mapas operacionales y simulando modelos los cuales externalizan modelos mentales y capturan las interrelaciones de procesos físicos y de comportamientos, límites organizacionales, políticas, retroalimentación de la información y retrasos de tiempo; y mediante el uso de estas arquitecturas testear los resultados holísticos de los planes alternativos e ideas.,

"Dentro de: Un marco que respeta y fomenta las necesidades y valores de la conciencia, apertura, responsabilidad e igualdad de los individuos y equipos."

Dr. Eric Wolstenholme ( Eric@Cognitus.co.uk )
London Business School



De Dr. Barry Richmond,

"DS en 30 segundos en un ascensor:

"Darle sentido a la realidad, todos la simplificamos. Llamemos a esas simplificaciones "modelos mentales." Nosotros simulamos nuestros modelos mentales con el fin de determinar qué curso de acciones implementar, cuáles alternativas elegir, cuáles estrategias mejoraran el logro de nuestros objetivos.

"La historia muestra que nuestras elecciones y decisiones a menudo nos dejan con huecos en nuestros pies. Nosotros a menudo herimos nuestros pies por dos razones: (1) las asunciones que constituyen los modelos mentales que construimos no son lo suficientemente congruentes con la realidad que ellos están buscando representar, y (2) nuestras simulaciones de esos modelos no son correctas pues no observan las consecuencias dinámicas que implican esas asunciones en los modelos.

"La Dinámica de Sistemas es un enfoque el cual puede ayudarnos a construir modelos mentales que sean más congruentes con la realidad y que luego modele ese modelo con más exactitud. La Dinámica de Sistemas entonces incrementa la probabilidad de que se produzcan las consecuencias que buscamos."

Dr. Barry Richmond
High Performance Systems, Inc.
brichmond@hps-inc.com



De Dr. Ed Gallaher,

"Creo que podría decir algo como esto:

"Un 'sistema' significa un grupo de partes que operan juntas por un propósito en común

"Como un ejemplo podríamos considerar el ecosistema del salmón el cual incluye peces, depredadores, pescadores comerciantes y deportista, el medioambiente físico (agua corriendo fría, clara y con grama vs corte claro, pastoreo, limo, y agua tibia), presas, turbulencias, y otros peces." (Me gustaría tratar de crear la más amplia lista que sea posible, quizás sumergiendo a mi oyente en darme sugerencias como esas).

"Otro ejemplo muy distinto podría ser el sistema de justicia criminal, el cual incluye cárceles, policías, jueces, criminales, oficiales custodios, víctimas, familias, y la percepción de la opinión pública."

"Necesito dar muchos ejemplos aquí porque la Dinámica de Sistemas no es una herramienta de sociología, o una herramienta de ecología, o una herramienta financiera, es más una herramienta general con el que vamos a pensar, y estudiar, sistemas en general."

"La Dinámica de Sistemas nos provee con dos grandes herramientas. La primera es una muy simple, pero poderosa manera de desarrollar DIAGRAMAS los cuales específicamente nos ayudan a hablar unos a otros acerca de las partes de un sistema y como ellas encajan juntas. Como nosotros construimos un diagrama juntos estamos forzados a hablar sobre nuestras ideas subyacentes y asunciones, y estas serán mucho menos borrosas. Nosotros podemos encontrar que –no podemos- construir un diagrama con el que ambos estemos de acuerdo, este es un ENORME paso adelante, porque ahora por lo menos hemos aclarado nuestro propio entendimiento, y ha aumentado la comprensión del "modelo mental" de las otras personas.

"Después de haber desarrollado un diagrama , un software de Dinámica de Sistemas nos permite poner números a cada pieza del rompecabezas. Luego podemos correr simulaciones en la computadora las cuales describen el comportamiento del "sistema" bajo diferentes condiciones (más presas, menos presas; más lluvia, menos lluvia).

"¿Es correcto el modelo? Nosotros no podemos asegurarlo. Este puede nunca ser ' perfecto' .

"¿Nos ayuda a entender el sistema? Sí! ¿Incrementa nuestro conocimiento de otros factores que pudieran estar fuera de nuestro usual punto de vista? Sí! ¿Nos permite hablar más inteligentemente con nuestros colegas, nuestros hijos, y nuestros políticos? Sí! Este enfoque muy menudo identificado como " fijar que falla" , a pesar de las mejores intenciones de hacedores de políticas idealistas. Y ojalá, este nos lleve a fijar lo que no falla…"

Ed Gallaher
Assoc. Prof. Pharmacology and Behavioral Neuroscience
Oregon Health Sciences University
Portland, OR
Ed Gallaher
gallaher@teleport.com



De Dr. John Heinbokel

"No estoy seguro de la limita ción de 30 segundos , pero una cosa que ha sido muy útil para nosotros en el Centro de Agua, es dividir "Dinámica de Sistemas" en piezas más manejables:

"1. 'Pensamiento Sistémico' e cual reconoce y obliga a conceptualizar sistemas como conjuntos de bucles con retroalimentación interactuantes y, potencialmente no lineales –algunos empujando, otros jalando.

Y

"2. 'Modelamiento Dinámico' el cual obliga a traducir nuestros modelos mentales de algún sistema en un explícito modelo de computadora que está sujeto a retos, clarificaciones, y exploraciones de opciones "políticas".

Dr. John Heinbokel
Oceanographer
Vermont Commons School
Burlington, VT
E-Mail:
jhein@adelphia.net



De Bob Walker < rjwalker@sympatico.ca >

Tengo tres discursos de ascensor, nunca usados textualmente, siempre parafraseados o modificados para acomodarlos a la ocasión y la audiencia. Estoy haciendo una lista aquí de sus fuentes originales pero con unos pocos cambios de palabras como yo me vería más inclinado a usarlas. Ninguno de estos cambios pretenden ser correcciones o amplificaciones, sólo un modo de estilo personal. Por favor consulte las referencias para lo textual.

1."Dinámica de Sistemas implica hacer tres cambios fundamentales de mente relacionados con nuestra forma tradicional de pensar. Primero, del pensamiento lineal de lista de lavandería, a una visión causal circular de bucles cerrados. Esto nos ayudará a movernos de una orientación estática a una dinámica, y a un mucho mejor entendimiento de cómo cambian las cosas a través del tiempo. Segundo, un cambio de enfoque sobre el desempeño de uno externo a uno interno, como nosotros, y no otros, somos los responsables de la mayoría de resultados que tenemos. Tercero, un enfoque sobre una visión operacional de cómo las cosas funcionan ahora. Esta es, en contraste con los métodos de análisis tradicional basados en correlaciones estadísticas de tendencias del pasado."

... de Barry Richmond, An Introduction to Systems Thinking, iThink 4.0 documentation, High Performance Systems Inc., Page I-12.

2. "Estamos aplicando la mentalidad de los ingenieros de sistemas de control para mejorar el comportamiento dinámico de los sistemas que manejamos"

... de Geoff Coyle, System Dynamics Modeling, Chapman & Hall, 1996, p.5. Esta es por mucho la más corta pero sólo efectiva para una audiencia limitada, ingenieros por supuesto, pero tipos de finanzas además reaccionarán bien.

3. "La Dinámica de Sistemas es un enfoque asistido por computadoras para el análisis y diseño de políticas. Se aplica a problemas dinámicos, problemas que cambian con el tiempo, se plantean en complejos sistemas económicos y de gestión –literalmente cualquier sistema dinámico caracterizado por interdependencia, interacción mutua, retroalimentación de información y causalidad circular."

... de George Richardson, Modeling for Management I, Chapter 7, p. 47