Estructura y Comportamiento en los sistemas Información adaptada del libro de Sterman, 2000. y del curso de dinámica de sistemas de la Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

Modelos Genéricos El comportamiento de un sistema surge de su estructura. La estructura consiste en ciclos de realimentación, flujos, niveles y nolinearidades creadas por la interacción entre el sistema, el proceso de toma de decisiones y los agentes que actúan en él.

Modelos Genéricos . . . Se aplican a muchas condiciones diferentes. Se pueden trasladar de una industria a otra y hacia adelante o hacia atrás en el tiempo. Cada uno de esos modelos manifiesta muchos modos de conducta que varían desde “problemático” hasta “muy satisfactorio”, dependiendo de las políticas empleadas. . . Jay W. Forrester “Diseñando el Futuro”, dic1998

Estructura y Comportamiento Los modos básicos de comportamiento en dinámica de sistemas se identifican junto con las estructuras de realimentación que los generan.

Modos fundamentales de comportamiento dinámico Crecimiento – realimentación positiva Búsqueda de metas – realimentación negativa Oscilaciones – realimentación negativa con retardos de tiempo Crecimiento en forma de S, Overshoot y Colapso – interacciones no lineales de los modos básicos.

Crecimiento Exponencial Originado por ciclos de realimentación positivos Propiedad del crecimiento exponencial puro: El estado del sistema se duplica en un período fijo de tiempo Población Saldo de una cuenta bancaria para los casos donde los intereses y ahorros son mayores a los retiros

Crecimiento Exponencial

Crecimiento Exponencial

Búsqueda de Metas Comportamiento causado por ciclos de realimentación negativos Los ciclos negativos buscan balancear o equilibrar los sistemas. Tratan de llevar el sistema a un estado deseado Inventarios Agua caliente en la ducha

Búsqueda de Metas

Evaluación de la Inflación anual, total y básica en % - Meta 5.5% Búsqueda de Metas Evaluación de la Inflación anual, total y básica en % - Meta 5.5% IPC Total IPC sin alimentos Núcleo 20 IPC sin SS Públicos, combustibles y Alimentos Primarios

Oscilación Causadas también por ciclos de realimentación negativos El estado del sistema constantemente varía alrededor de la meta o estado de equilibrio Esta variación se origina por la presencia de retardos de tiempo significativos en el ciclo negativo

Oscilación

Oscilación Precio del Café Arábigo de Colombia Bolsa de Nueva York US$ cent. por libra

Interacciones de los Modos Fundamentales Se originan patrones de comportamiento más complejos a través de las interacciones no lineales entre las estructuras de los modos básicos. Crecimiento en forma de S Crecimiento en forma de S – overshoot y oscilación Overshoot y colapso

Crecimiento en forma de S Crecimiento exponencial al principio. El crecimiento disminuye gradualmente hasta que el sistema alcanza un nivel de equilibrio. Ejemplo: CAPACIDAD DE ACARREO

Crecimiento en forma de S

Crecimiento en forma de S Condiciones críticas del sistema que generan crecimiento en forma de S: Los ciclos negativos no deberían incluir retardos de tiempo significativos (si los tuviera, el sistema alcanzaría la capacidad de acarreo y oscilaría al rededor de ella) La capacidad de acarreo debería ser fija, no ser consumida por el crecimiento de la población, a menos que la población agote sus recursos y se lleve a si misma a la extinción

Crecimiento en forma de S – Overshoot y Oscilación Primera condición crítica – Retardo de tiempo significativo

Crecimiento en forma de S – Overshoot y Colapso Segunda condición crítica – Capacidad de Acarreo variable

NO, pero cubren la mayoría de los comportamientos dinámicos Crecimiento Búsqueda de metas Oscilación Combinación de éstas tres son los únicos patrones de comportamiento que pueden exhibir los sistemas? NO, pero cubren la mayoría de los comportamientos dinámicos

Otros Patrones Balance o Equilibrio – el sistema permanece constante a través del tiempo Variación aleatoria – medida de nuestra ignorancia – incertidumbre Caos – teoría de complejidad. oscilaciones amortigüadas, oscilaciones que se expanden y ciclos límite, oscilaciones caóticas