Presentación sobre Introducción a DNF.pptx
- 1. Dinámica de Sistemas Edier Espinosa espinosaedier@unbosque.edu.co Universidad El Bosque 2024-2
- 2. Clase Pasada 🠶Examen DS TAREA: Sterman, cap. 3
- 3. Muy chévere, pero… ¿para que nos sirve si nosotros somos ingenieros? Tomar mejores decisiones
- 4. Origen 🠶 Estructura organizacional 🠶 Políticas 🠶 Demoras de tiempo (en decisiones y en acción) Jay Forrester, M.I.T., años 50 & 60 •Cuatro temas principales: ▪ Teoría de control de realimentación de información ▪ Estudio de los procesos de toma de decisión ▪ Enfoque experimental basado en simulación ▪ Uso de computadores Éxito de una empresa Interacción
- 6. Modelos de simulación de DS - Sistemas complejos - Pensamiento operacional: correspondencia con el sistema representado: flujos de información, material, dinero, etc. - Procesos de toma de decisión - Pensamiento y estructura dinámica: realimentación - Enfoque experimental y simulación - No-linealidad - Simulación: para comprender, para diseñar
- 7. Modelos de simulación ✔ Retar modelos mentales ✔ Comprender complejidades ✔ Desarrollar pensamiento sistémico ✔ Experimentar (no predecir) ¿qué pasaría si…? ✔ Diseñar mejores soluciones ✔ Tomar mejores decisiones
- 8. Operación del sistema Modelo de simulación Actores Decisiones Demoras Comportamiento Comportamiento deseado Comparación Acción sugerida (política) Iterativo Sistema El propósito es solucionar un problema, no entender la situación (el entendimiento del problema se requiere para diseñar políticas efectivas).
- 9. Metodología 1. Articulación del problema ⮚¿Cuál es el problema? ¿Por qué es un problema? ⮚¿Cuáles son las variables clave y conceptos que debemos considerar? ⮚¿Qué tan lejos en el futuro debemos ir? ¿Desde cuándo debemos estudiar el problema? ⮚¿Cuál es el comportamiento histórico de los conceptos y variables clave del problema? ¿Cómo podría ser su comportamiento en el futuro?
- 10. 2. Formulación de hipótesis dinámicas ⮚ ¿Cuáles son las teorías actuales sobre el comportamiento problemático? ⮚ Formulación de una hipótesis dinámica que explique la dinámica como consecuencia endógena de la estructura de realimentación ⮚ Desarrollo de mapas de estructuras causales Metodología
- 11. 3. Formulación de modelo de simulación ⮚Especificación de estructura y reglas de decisión ⮚Estimación de parámetros, relaciones de comportamiento y condiciones iniciales ⮚Pruebas de consistencia con el propósito y la frontera Metodología
- 12. 4. Validación ⮚Comparación con modos de referencia (comportamientos históricos) ⮚Robustez en condiciones extremas ⮚Sensibilidad ⮚Y muchas otras…. Metodología
- 13. 5. Diseño y evaluación de políticas ⮚Especificación de escenarios ⮚Diseño de políticas ⮚¿Qué pasaría si…? ⮚Análisis de sensibilidad ⮚Interacción de políticas Metodología
- 14. Articulación del problema (selección de frontera) Hipótesis dinámica Formulación del modelo Validación Diseño y evaluación de políticas
- 15. Mundo Realimentación de información Decisiones Estrategias, reglas de decisión Modelos mentales Mundos virtuales • Experimentos de bajo costo • Proveen resultados de procesos de realimentación que son de alta calidad (inmediatos, completos) Percepciones Prejuicios Experiencias
- 16. World Simulador del mundo (basados en el trabajo de Jay Forrester)
- 17. Demografía Fertilidad Expectativa de vida Polución Recursos no renovables Producción de alimentos Productividad de la agricultura Desarrollo, fertilidad y pérdida de tierra Producción industrial Producción de servicios Empleo Bienestar y huella ecológica
- 18. Mundo virtual
- 19. 🠶 Escenario 1: condiciones normales Experimentos de bajo costo
- 20. 🠶 Escenario 2: se duplican los recursos no renovables iniciales y se incrementa la fracción de capital asignada a conseguir recursos Experimentos de bajo costo
- 21. 🠶 Escenario 3: escenario 2 + recursos renovables más accesibles e incremento de tecnología de control de polución Resultados: Mayor bienestar para más personas después de 2040 porque hay menos efectos negativos de la polución. La producción de alimentos disminuye quitando recursos al sector industrial y llevando al colapso Experimentos de bajo costo
- 22. 🠶 Escenario 4: escenario 3 + mayor rendimiento de la tierra debido a un incremento en la tecnología 🠶 Escenario 5: escenario 4 + vida más larga de la tierra agrícola 🠶 Escenario 6: escenario 5 + uso más eficiente de recursos no renovables debido a una mejor en tecnología de conservación de recursos 🠶 Escenario 7: escenario 2 + tamaño de familias de 2 y efectividad de 100% en el control de fertilidad 🠶 Escenario 8: escenario 7 + 10% más en la producción industrial per cápita 🠶 Escenario 9: escenario 8 + mejoras en tecnología de los escenarios 3, 4, 5 y 6 🠶 Escenario 10: igual que el escenario 9 pero los cambios son introducidos 20 años antes (en 1982) Experimentos de bajo costo
- 23. ¿Cómo hacemos estos modelos? ¡WOW!
- 24. Niveles 🠶Acumulan 🠶Le dan inercia y memoria al sistema 🠶Son la información en la que se basan las decisiones y acciones 🠶Son fuente de demoras Nivel
- 25. 🠶Depende de: 🠶 Modelos mentales del modelador. 🠶Situación a modelar, el propósito, uso y horizonte de tiempo que se está modelando 1) Procesos de incremento y disminución 2)Memoria del sistema ¿Cuándo es un nivel?
- 27. 🠶Tasas de cambio (actividades y procesos) 🠶Unidad de tiempo 🠶Única fuente de modificación de un nivel 🠶Entrada y salida de material o información Flujos
- 28. 🠶Pasajeros por minuto 🠶Préstamo/retorno de libros mensuales 🠶Ventas anuales 🠶Toneladas de basura diarias Ejemplos de Flujos
- 29. 🠶Convertidores 🠶Variables auxiliares 🠶Representan información 🠶Pueden ser constantes 🠶Conectores 🠶Transmiten información Variable auxiliar Convertidores y conectores
- 30. Hay flujo de material (o información) Conectores Aumento o disminución de acumulaciones Transmisión de información Se utiliza la información (no modifica el nivel) Flujos
- 31. Diagrama de Niveles y Flujos ¿ El nivel aumenta o disminuye ? Nivel Llave de la ducha ¿la tina se llena o se desocupa ? ¿ Cómo podemos hacer uso de la tina muchas veces sin que esta se llene ?
- 32. Diagrama de Niveles y Flujos ¿ El nivel aumenta o disminuye ? Llave de la ducha ¿la tina se llena o se desocupa ? ¡¡¡Depende !!! Análisis estructural Nivel REGLA Un nivel sólo se ve afectado por sus flujos de entrada y/o de salida.
- 33. Diagrama de Niveles y Flujos Inventario de Cerveza Llegada pedido de Cerveza Venta de Cerveza
- 34. Ecuaciones
- 35. ¿Cómo calculamos cuánto hay en el nivel? Los niveles acumulan (integran) sus flujos.
- 36. (Personas/año) (Personas/año) (Personas) Población Nacimientos Muertes Niveles: unidades Flujos asociados: las mismas unidades / por período de tiempo Ejemplo
- 38. Acumulación de agua en el vaso Servir agua Tomar agua Vaso con agua Litros/segundo Litros/segundo Litros
- 39. Aula Virtual 🡪 Ejercicios en clase 🡪Niveles y Flujos Misión
- 40. Próxima Clase 🠶Leer Sterman, cap. 6