UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA
CUADERNOS DE INVESTIGACIÓN DE OPERACIONES
VOLUMEN 1
Tema: FUNDAMENTOS DE SISTEMAS
Notas de apoyo para las asignaturas: 1. Investigación de Operaciones I.
2. Técnicas de Investigación de Operaciones
ING. BONIFACIO ROMAN TAPIA
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
ÍNDICE
I. Concepto de sistema I.1 Definición I.2 Clasificación
II. Evolución del estudio de los sistemas II.1 Teoría General de los Sistemas II.2 Corriente de los Sistemas
III. Método sistémico III.1 Problema III.2 Los diferentes enfoques III.2.1 Metodología de los sistemas III.2.2 Modelo conceptual III.2.3 Método de los sistemas III.3 Análisis de un sistema
Glosario
Bibliografía
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
2
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
3
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS
CONCEPTO DE SISTEMA
1.1 .- Definición En la actualidad el término sistema se aplica en forma genérica para designar casi a cualquier ente el cual esté formado por elementos físicos o no, y que estén agrupados y estructurados de determinada manera que forman un conjunto definido y específico. Así decimos: sistema escolar, sistema educativo, sistema de transporte, sistema político, sistema social, sistema numérico, etc. Al hablar de un sistema nos referimos a la forma como un conjunto de elementos llevan a cabo una función con un objetivo determinado. Es decir, que estos elementos interactúan entre sí, para un fin común.
La idea de sistema viene de las ciencias biológicas, debido a los trabajos del biólogo Ludwing von Bertalanffy, quien describiera este concepto en su obra “Teoría General de los Sistemas”.
En cada disciplina, acorde con los problemas que enfrenta, se tiene una concepción particular de sistema, con sus propias definiciones, principios, supuestos e hipótesis. Pero luego se da un movimiento que las reúne, y establece un parentesco mutuo.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
4
El concepto de sistema ha tenido varias definiciones de acuerdo a la consideración del analista en su campo, aunque todas se relacionan y enfocan a lo mismo.
En años recientes surgieron dos tendencias en este sentido: una fue que cada disciplina reclamaba el concepto de sistema como parte de su campo, en tanto que la otra fue que se debería poder identificar, extraer y reformar algunos conceptos bastantes generales de sistemas, de forma relativamente fija con respecto a estas disciplinas. A continuación se anotan algunas de ellas. [6, p. 233] • Es una entidad que consiste de partes interdependientes (M. A. Cárdenas: 1978). • Un todo complejo, un conjunto de cosas o partes conectadas, un departamento de conocimientos o convicción, considerado como un todo organizado.(Oxford English Dictionary). • Conjunto ordenado de procedimientos, relacionados entre sí, que contribuyen a realizar una función. • Es una serie de funciones, pasos o procedimientos con una colocación tal, que permiten obtener un resultado predeterminado. • Es un conjunto de partes, elementos, componentes o funciones interrelacionados, que juntos conducen a un fin específico.[7,p.4]
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
5
• Forma o manera como un elemento o conjunto de elementos lleva a cabo una función con un objetivo determinado. (Ochoa Rosso: 1982). • Un sistema es un conjunto de elementos que interactuan entre sí, con el fin de alcanzar un objetivo común.
Donde: ♦ Elemento.- Partes o componentes del sistema. ♦ Interactuar.- Relacionarse entre sí (punto de enlace). ♦ Objetivo.- Fin hacia el cual se dirige la actividad. • Un sistema es un conjunto de objetos, junto con sus relaciones entre ellos y entre sus atributos. Donde: ♦ Los objetos son las partes o componentes del sistema ilimitados en su variedad (por ejemplo, son objetos abstractos de admitida validez, las variables matemáticas, ecuaciones, reglas, leyes y procesos). Los atributos son las propiedades de los objetos. Las relaciones son aquello que enlaza al sistema en su conjunto. (Hall y Fagen: 1956).
Stanford Optner (1956) define los conceptos de objeto, atributo y relaciones de la siguiente manera, complementando las de Hall y Fagen. ♦ Objetos: Son los parámetros de los sistemas: Entrada, Salida, control del “feedback” y restricción. Cada parámetro del sistema puede tomar una variedad de valores para describir un estado del sistema.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
6
♦ Atributos: Son las propiedades de los parámetros objeto. Una propiedad es una manifestación externa de la forma en que el objeto se conoce, observa o introduce en el proceso. Los atributos caracterizan a los parámetros del sistema, haciendo posible la asignación de valores y una descripción dimensional. Los atributos de los objetos pueden alterar el resultado de una operación en el sistema. ♦ Relaciones: Son los vínculos que enlazan objetos y atributos en el proceso del sistema. Se postulan relaciones entre todos los elementos del sistema, entre sistemas y subsistemas, y entre dos o más subsistemas.
Como se puede ver, las distintas definiciones de alguna forma están referidas a lo mismo, por lo que se puede adoptar cualquiera, sin embargo se propone la siguiente, por sencilla y fácil de entender:
SISTEMA: Es la integración de un conjunto de elementos u objetos (físicos o abstractos) que se relacionan entre sí con un propósito común.
La siguiente figura trata de ilustrar el concepto de sistema con sus elementos internos cuya naturaleza de éstos es diversa de acuerdo al medio donde pertenezca el sistema en cuestión..
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
a
7
SISTEMA S
E b
c
Fig. I.1. Representación esquemática de un sistema con la interrelación entre sus elementos.
Donde: E = Entrada S = Salida a, b y c son los elementos del sistema. Todo sistema tiene integridad, esto es, de alguna forma todo elemento del sistema se encuentra relacionado, al menos, con otro elemento, y esto tiene un efecto sobre el comportamiento general del sistema.
El comportamiento particular de un conjunto de elementos no explica el comportamiento general de todo el sistema.
Todo elemento del sistema tiene sus atributos, esto es, sus propiedades.
Cabe mencionar que existen principios generales que se mantienen para todos los sistemas, sin importar la naturaleza de sus elementos o bien la relación entre ellos; referente a esta última se puede describir al sistema como una relación “entrada a un proceso y su salida correspondiente”, en otras palabras, existe un flujo _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
8
que atraviesa el sistema, dicho flujo puede ser de información, materia, energía, etc.(Fig. I.2)
Proceso
Sistema
Entrada
Salida
Flujo de información energía o materia
Fig.I.2. Representación esquemática de un sistema simple
De igual manera estas relaciones se pueden extender a los subsistemas (Fig. I.3)
SISTEMA Entrada
Subsistema 1
Subsistema 2
Subsistema 3
Salida
Fig. I.3 . Representación esquemática de un sistema simple con sus elementos como subsistemas.
Entrada
Sistema
Salida
Retroalimentación
Fig. I.4 Representación esquemática de un sistema con retroalimentación _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
Entrada
Sistema
9
Salida
Retroalimentación y Control Fig. I.5 Representación esquemática de un sistema con control en la retroalimentación.
Se llama elemento de un sistema a la unidad básica que interactua con los demás elementos del sistema y que tiene una función dentro del sistema. A su vez esta unidad básica puede ser un sistema por si misma que al pertenecer a un sistema mayor se la denomina subsistema.
♦ Subsistema.- Los objetos pertenecientes a un sistema pueden considerarse partes del ambiente de otro subsistema. La consideración de un susbsistema implica un conjunto nuevo de relaciones. Es posible que el comportamiento del subsistema no sea completamente análogo al del sistema original. ♦ Bertalanffy (1950) se refiere a la propiedad del orden jerárquico de los sistemas: ésta es simplemente la idea antes expresada en cuanto a la partición de los sistemas en un subsistema, podemos afirmar que los elementos de un sistema pueden ser sistemas de orden inferior (Bertalanffy 1968).[2, p... ] _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
10
I.2. -CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS.
La forma como se lleva a cabo la función de un sistema la conforman los siguientes componentes:[7, p.31]
1. Los elementos que intervienen en la función, ya sea en forma activa o pasiva. 2. Los elementos que no intervienen en dicha función. 3. Los elementos que se ven afectados directa o indirectamente por la actividad productiva. 4. La liga entre los elementos que intervienen. 5. El mecanismo utilizado para desarrollar la función. 6. La bondad con que el sistema desarrolla la función. 7. Los recursos que utiliza para la función.
A continuación se describen los diferentes conceptos en la clasificación de los sistemas:
De acuerdo a su cambio de posición en el tiempo: estático o dinámico
Estático Sistema Dinámico
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
11
Sistema estático: Es definido por la geografía y anatomía del universo. Es una representación de un sistema en determinado punto en el tiempo [9, p.1189].
Sistema dinámico: Aquellos que tiene ciertos movimientos necesarios. Es una representación de como evoluciona un sistema a través del tiempo.[9, p.1189]
De acuerdo a su discrecionalidad en: discreto o contínuo
Discreto Sistema Continuo
Sistema discreto: Es aquel en el cual las variables de estado cambian sólo en puntos discretos o contables en el tiempo. Un banco es un ejemplo de sistemas discretos ya que las variables de estado cambian sólo cuando llega un cliente, o cuando un cliente termina sus trámites y se va. Estos cambios tienen lugar en puntos discretos en el tiempo.[9, p.1188]
Sistema continuo: Es aquel en el que las variables de estado cambian en forma continua a través del tiempo. Un proceso químico es un ejemplo. En este caso, el estado del sistema _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
12
varía continuamente a través del tiempo. Estos sistemas se modelan en general mediante ecuaciones diferenciales.[9, p.1189]
De acuerdo a su interacción con su medio ambiente: abierto o cerrado.
Abierto Sistema Cerrado
Sistema abierto: La mayor parte de los sistemas orgánicos son abiertos, lo cual significa que intercambian energía con sus ambientes. Consideremos una computadora digital como un sistema abierto, éste existirá en estado si proveemos formas ”altas” de energía como la energía eléctrica, la energía humana para el mantenimiento, las piezas de repuesto, etc. y si eliminamos formas “bajas” de energía tales como el calor o las lámparas gastadas.
En esta condición como su insumo en forma de datos y un programa de direcciones, transformando los datos como lo especifique el programa y presentando los resultados como su producto.
Es un auxilio poderoso el análisis de lo sistemas abiertos mediante el reconocimiento de sus aspectos de red. Los sistemas de transporte, comunicación, tuberías y distribución de energía tienen características de una red. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
13
Sistemas cerrados:
Un sistema es cerrado si no hay importación o exportación de información, calor o materiales físicos, y por ende no hay cambio de componentes. Un ejemplo es una reacción química que ocurre en un recipiente sellado o aislado; este ejemplo sugiere que uno de los usos del concepto de un sistema cerrado es la simplificación del modelo físico y su adecuación para el análisis. El que un sistema dado sea abierto o cerrado depende de la porción del universo que se incluya en el ambiente.
Por ejemplo la segunda ley de la termodinámica es universalmente aplicable a los sistemas cerrados; sólo parece ser violada por los aspectos orgánicos. Sin embargo, la segunda ley sigue aplicándose al sistema orgánico y su ambiente.
Por la certidumbre de sus resultados se clasifican en probabilísticos y determinísticos.
Probabilístico Sistema Determinístico
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
14
Sistema Probabilístico: Los modelos de sistemas que se basan en las probabilidades y en las estadísticas y que se ocupan de incertidumbres futuras. Los sistemas probabilísticos no usan valores precisos y determinados, y se desconoce el resultado final que el sistema arrojará.
Sistemas Determinísticos: Son modelos de sistemas cuantitativos que no contienen consideraciones probabilísticas. Los sistemas determinísticos usan valores precisos y determinados, y se conocen de alguna manera los resultados finales del sistema.
Otra clasificación es la de Stafford Beer (1959).
Determinista
Simple
Probabilista
Complejo
Sistema
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
15
De acuerdo a su origen se clasifican en naturales y humanos.
Naturales Sistemas
Sociales Humanos
Existentes Productivos No existentes
Sistemas naturales: Son todos aquellos creados por la naturaleza. Podemos llegar a pronosticar su comportamiento aplicando el método científico. Ejemplos que utilizamos para ejemplificar estos sistemas son: la lluvia, las estaciones del año, el sistema planetario solar, etc. [ 7 ]
Sistemas humanos: Son aquellos diseñados por el hombre. (El hombre con mentalidad sistemática, describe y explica los fenómenos, altera y predice su comportamiento y los crea).
Como se puede observar, los sistemas pueden caer en más de una clasificación.
Por ejemplo: un sistema puede ser humano, abierto y determinístico; o puede ser natural, abierto y probabilístico; etc., pero la clasificación más importante es la de sistemas humanos y naturales ya que todos los sistemas con los que tenemos contacto o están hechos por el hombre o están hechos por la naturaleza. Cabe _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
16
mencionar que las otras clasificaciones se realizan cuando ya esta bien definido si el sistema es humano o natural.
Los sistemas pueden ser físicos o conceptuales; pueden incluir entes materiales y existir en el espacio-tiempo real, o pueden incluir conceptos como componentes. Los sistemas se pueden clasificar también en formas tales que describan el grado y tipo de compromiso humano implicados.
Los sistemas, sean físicos o conceptuales, se pueden considerar como poseedores de una estructura o morfología, es decir, de un ser soportando cambios internos (endógenos) en el tiempo; y en el caso de sistemas abiertos, soportando cambios irreversibles externos (exógenos) en el tiempo.
El sistema es algo más que la suma de sus subsistemas.
Un sistema se clasifica de acuerdo al interés de estudios y siempre se podrá subir o bajar el nivel de resolución para definir un sistema “mayor” o “menor”. Ahora bien, ¿qué supone el “tamaño de un sistema”?.
1. El medio ambiente del sistema. Es el conjunto de todos los sistemas que se relacionan con él. El interés en su estudio debe ser mínimo que influya en el funcionamiento del sistema de interés, lo que lleva a considerarlos como parte del sistema mismo.
2. El propio sistema definido en un determinado nivel de resolución.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
17
3. Los subsistemas del sistema. Son partes del conjunto que manifiestan una cierta riqueza de intercomunicación y que los distingue de las otras partes del sistema como un todo, pero claramente son parte del sistema “más amplio”.
4. Los elementos del sistema (o componentes). Las “más pequeñas” partes del sistema, el “más bajo” nivel de detalle que se puede considerar: es de interés su conducta, pero no su estructura.
Boulding (1956) clasifica a los sistemas en orden de complejidad jerárquica, a saber; véase la siguiente gráfica donde el número uno es el nivel más bajo en complejidad y es definido por la morfología del universo hasta llegar al nivel nueve que comprende lo último, lo absoluto y lo no explicable o entendible. Nivel 9
Trascenden tal
8 7 6 5
Social Humano
Animal Genético Social Abierto
4 3 2 1
Mecanismo de control
Dinámico
Estático
A continuación se da una breve explicación de cada sistema de acuerdo a su nivel.
1. Sistema Estático. Es definido por la geografía y anatomía del universo.
2. Sistema dinámico. Aquellos que tienen ciertos movimientos necesarios. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
18
3. Sistemas con Mecanismos de Control. La transmisión y la interpretación de información es parte esencial.
4. Sistema Abierto. Aquí la vida comienza a diferenciarse de lo sin vida.
5. Sistema Genético-Social. Es tipificado por las plantas y domina al mundo empírico de la botánica.
6. Sistema Animal. Es caracterizado por una incrementada movilidad, por un comportamiento teolológico, y una expectación propia.
7. Sistema humano. El individuo humano es considerado como un sistema.
8. Sistema Social: Su universo empírico es la vida humana y la sociedad con su complejidad y riqueza.
9. Sistema Trascendental: Comprende lo último, lo absoluto y lo inentendible.
La clasificación dada hasta aquí no pretende ser exhaustiva, pero sí ver que la clasificación que se haga de un sistema siempre va a estar influenciada por la formación del analista responsable del estudio, dependiendo además del grado de su capacidad de abstracción y del nivel de resolución que se necesite.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
19
II EVOLUCIÓN DEL ESTUDIO DE LOS SISTEMAS En los inicios del siglo XX y sobre todo después de la Segunda Guerra Mundial surgen varias disciplinas que se agruparon y se bautizaron con nombres como sistemas, teoría de sistemas, investigación de operaciones, pensamiento sintético, enfoque de sistemas, etc. La aplicación de estas disciplinas se dió en un amplio campo del conocimiento, entre estos, la investigación biológica (donde tuvo sus inicios con Bertalanffy), la electrónica, administración, ingeniería, economía, psicología, entre otras.
En la literatura sobre sistemas se encuentran títulos como: Análisis de sistemas, enfoque de sistemas, ingeniería de sistemas, administración científica, teoría general de sistemas, investigación de operaciones, técnicas de simulación, teoría de la información, cibernética, etc. Como se puede ver hay una diversidad de nombres para las corrientes de sistemas, para muchos ésto crea confusión no sabiendo si algunas son disciplinas puras o bien son combinación de algunas otras o, incluso, cuál contiene a cuál. Ante esto surge la preocupación y necesidad de que quienes trabajen en estas corrientes hablen un mismo lenguaje para poder comunicarse en los mismos términos.
La teoría de los sistemas no surgió del esfuerzo de la última guerra sino que se remonta a mucho más atrás y tiene raíces muy distintas del “hardware” militar y cuestiones tecnológicas afines.
Buckey (1967) afirma que la moderna teoría de los sistemas, aunque surgida a partir del esfuerzo de la última guerra, puede verse como culminación de un basto cambio de punto de vista. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
20
La Teoría General de los Sistemas (TGS) es también frecuentemente identifícada con la cibernética y la teoría de control. Esto es asimismo incorrecto. La cibernética, como teoría de los mecanismos de control en la tecnología y la naturaleza, fundada en los conceptos de información y retroalimentación, no es sino parte de una Teoría General de los Sistemas; los sistemas cibernéticos son un caso especial de los sistemas que exhiben autorregulación. [p 2 ]
2.1 Teoría General de los Sistemas Bertalanffy, en los trabajos que llevó a cabo, clasificó y estructuró de tal manera a los “sistemas” biológicos en un todo organizado, y observó que en otras áreas del conocimiento (biología, psicología, sociología, etc.) se introducen también conceptos que dan la idea de un estudio de integralidad, totalidades, sistemas; lo que él denominó “organizaciones”. Observó también que leyes y modelos parecidos se presentan en áreas diferentes del conocimiento, de ésto surge el concepto de “isomorfismo”, explicando que si bien los factores y elementos causales difieren, tienen los mismos principios por los cuales están gobernados. Estas similitudes estructurales o isomorfismos en áreas del conocimientos distintas hacen que se piense en estructurar a los sistemas en La Teoría General de Sistemas(TGS).
Bertalanffy sustenta la legitimidad de una teoría ya no de sistema biológicos o de cualquier clase particular, sino una teoría de los principios universales aplicables a las organizaciones en general, sea cual sea la naturaleza de sus elementos.
En los años 50’s el comportamiento de la realidad se representaba mediante modelos puramente matemáticos o teóricos con resultados no del todo satisfactorios. Para
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
21
remediar esto, Buolding (1956) propone también la Teoría General de Sistemas como un esqueleto de la ciencia que proporciona un marco o estructura a los sistemas.
La teoría de sistemas aparece en un momento donde las distintas disciplinas teóricas (Física, Biología. Sociología, etc.) se encontraban resolviendo problemas específicos, afectándose con esto el proceso del conocimiento, ya que la especialización se hacía más necesaria para poder resolver problemas particulares. Las subdivisiones interdisciplinarias crecían cada vez más y la pérdida de la comunicación entre ellas aparecía ocasionando disgregación del conocimiento.
La T.G.S. pretendía desarrollar un tipo general de percepción de información de tal manera que se pudiera crear una comunicación continua entre los distintos científicos y especialistas.
La T.G.S. surge inmediatamente después de un movimiento interdisciplinario el cual dio origen a disciplinas híbridas como la Psicología Social, Biofísica, Bioquímica, etc.
La inquietud de Bertalanffy y de Boulding se vio satisfecha cuando en 1956 tomaron parte en la fundación de la “Society for the Advancement of General Systems Theory”, que un año después tomó el nombre de “Society for General System Research”(Phillip E. Hicks, pag. 72).
La Sociedad para la Investigación General de Sistemas fue organizada para impulsar el desarrollo de sistemas teóricos aplicables a más de uno de los compartimentos tradicionales del conocimiento. Sus funciones principales son: _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
22
1. Investigar el isomorfismo de conceptos, leyes y modelos en varios campos y fomentar provechosas transferencias de un campo a otro.
2. Estimular el desarrollo de modelos teóricos adecuados en los campos que carecen de ellos.
3. Minimizar la repetición de esfuerzos teóricos en diferentes campos.
Formas para obtener la estructura de un sistema. Existen dos maneras de obtener la estructura para la T.G.S.:
a). Buscar en las distintas disciplinas fenómenos comunes en cada una de ellas y crear los modelos teóricos asociados a estos fenómenos. Para esto se manejarán conceptos como población, medio ambiente e individuo, crecimiento e interrelaciones entre individuos.
b). Dentro de un sistema analizar la estructura de organización de cada uno de sus elementos, y desarrollar un nivel de abstracción (tomar lo relevante) del elemento.
Existen aspectos académicos de la teoría de sistemas, de los cuales se podía enseñar en tres niveles de formalización:[4, p.239]
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
23
1. Principios Desarrollar el análisis y diseño teniendo constantemente presente al sistema como un todo.
Suponer la existencia a priori de relaciones internas entre elementos, subsistemas y relaciones externas con el medio ambiente del sistema. Estar preparados para relaciones inesperadas o latentes, aparte de las sugeridas por la rutina, experiencia, simple sentido común e intuición.
Reconocer de manera explícita los postulados o acciones que influyen en el diseño de sistemas.
2. Métodos Los métodos o procedimientos expresan un estilo relativamente normativo las reglas mejor conocidas del arte y a veces se expresan en manuales editados. Por lo que hace a los sistemas suele explicar cómo se distribuyen los distintos pormenores con respecto al tiempo, al espacio y a la administración.
3. Técnicas Por tanto, se relacionarán las estructuras complejas con sus elementos e interacciones. Son típicas: los métodos de programación, la simulación con computadoras, las técnicas de confiabilidad, seguridad y de capacidad de mantenimiento.
Algunos de los términos y conceptos más usuales en la TGS son: sistemas abiertos y cerrados, organización, equifinalidad, homeostasia, estado estable, regulación, equilibrio, entropía e isomorfismo y consiste fundamentalmente en la clasificación _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
24
de los sistemas, con un grado de integración a la organización que comprende cada sistema.
Definición de TGS
Una forma sencilla y fácil de entender como definición de Teoría General de Sistema es la siguiente:
La Teoría General de Sistemas es un campo lógico-matemático, cuyo principal objeto es la formulación y derivación de aquellos principios que en general se conservan en los sistemas.
II.2 Las corrientes de los sistemas. Existen además de una clasificación de sistemas , nuevas corrientes que han nacido por complemento o por necesidad en las diferentes definiciones y agrupaciones de sistemas, de tal forma que han marcado un nuevo enfoque hacia la teoría general de sistemas.
La corriente de los sistemas duros. En el campo de la solución de problemas, es el área en la que el pensamiento sistémico ha alcanzado mayor popularidad. Incluye disciplinas como la investigación de operaciones, análisis de sistemas, ingeniería de sistemas y lo que se ha dado en llamar el pensamiento de sistemas suaves. Lo que une a estas _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
25
disciplinas, entre otros lazos, es el tener como centro de interés la solución de problemas o, si se prefiere, el apoyo a la toma de decisiones.
La relación que guardan las disciplinas de la corriente teórica y las citadas en principio es escasa, ya que su origen es distinto y no existe una vinculación significativa durante su desarrollo. Sin embargo, quienes más han contribuido a dicha asociación son los múltiples autores que buscan apoyarse en la teoría general de sistemas para dar soporte teórico a sus planteamientos.
La corriente de los sistemas suaves. La corriente de sistemas suaves surge en la década de los 70 y agrupa una serie de autores como P. B. Checkland (Metodología de sistemas suaves), C. W. Churchman (Métodos de inquirir), R. L. Ackoff (Planeación interactiva), C. Eden (Mapeo cognoscitivo), R. O. Mason e I. I. Mitroff, entre los más importantes. Estos autores, en general parten de algunas consideraciones acerca de las limitantes o puntos débiles de los enfoques de sistemas duros para formular sus propiedades.
La denominación de sistemas duros y sistemas suaves se debe a Checkland, quien emplea el primer término para referirse a la investigación de operaciones, análisis de sistemas e ingeniería de sistemas, mientras que el segundo lo aplica inicialmente a su propio trabajo; sin embargo, esta forma de referencia en poco tiempo gana aceptación y el término de sistemas suaves cubre el trabajo de otros autores, cuyos planteamientos guardan cierta similitud con los de Checkland.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
26
En el caso de los enfoques de sistemas suaves, se argumenta que muchos problemas no pueden tratarse en forma de sistemas duros, ya que las situaciones son más inciertas y tan sólo establecer qué se desea, constituye en sí un problema.
En resumen, las características más relevantes de los enfoques de sistemas suaves son:
a). El énfasis en el proceso metodológico de investigación de las situaciones problemáticas, buscando antes que nada el aprendizaje.
b). El manejo plural de los problemas.
c). El intento de incorporar aspectos conductuales y sociales. [4, p.53]
Peter B. Checkland en su metodología de sistemas suaves no se orienta a indicar en exclusiva cómo mejorar una situación, sino también a definir qué es lo que debe mejorarse, de tal modo que establecer cuál es el problema que se enfrenta constituye una parte importante de la estrategia de solución.
Su metodología está constituida por un mosaico de actividades a través de las cuales se gana conocimiento acerca de la situación y se exploran los posibles cursos de acción. Su metodología es la siguiente:
1). Situación problemática inestructurada. 2) Situación problemática expresada. 3) Definición relevante de raíz de sistemas relevantes. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
27
4) Modelos conceptuales. 5) Comparación de 4 y 2. 6) Definición de cambios factibles y deseables. 7) Acción para resolver el problema o mejorar la situación. [4, p. 63]
III MÉTODO SISTÉMICO En las referencias bibliográficas sobre sistemas, se puede encontrar métodos para la solución de problemas desde la perspectiva del enfoque sistémico. Cada autor y pensador sistémico propone un método o su método, que puede ser un tanto diferente a los demás, pero en esencia los métodos son parecidos, y dan una secuencia lógica para el desarrollo del entendimiento y comprensión del problemasistema hasta el planteamiento de una solución.
III.1. El concepto de problema Antes de hacer la descripción básica de algunos métodos de sistemas, es conveniente definir lo que es un problema.
Por lo general se sabe, o se da por entendido, el significado del vocablo problema, pero, ¿como se puede definir lo que es un problema?.
Si se toma en consideración que quienes tienen un problema lo sufren, son los seres vivos, y la magnitud y afectación está en relación directa a la sensibilidad del individuo o de los individuos involucrados directa e indirectamente. Con respecto al ser humano, se puede decir que: _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
28
Un problema es una sensación de insatisfacción.
Otra forma de definirlo es:
Un problema es una contradicción entre un estado real y un estado deseado de las cosas.
Ó bien:
Un problema es una situación distorsionada de la realidad.
Las condiciones mínimas necesarias y suficientes para la existencia de un problema son: [4, p52] 1. Un individuo que tiene el problema: el tomador de decisiones. 2. Un resultado deseado por el decisor: el objetivo. 3. Al menos dos cursos alternativos de acción con desigual eficiencia. 4. Un estado de duda acerca de qué selección hacer, un ambiente o contexto del problema. Lo anterior da lugar a los siguientes tipos de problemas: problemas de sistemas productivos, problemas de creación que son específicos de los sistemas no existentes, problemas de operación y problemas de magnitud , estos dos últimos aparecen cuando ya existe el sistema. Dentro de los problemas de operación están los problemas de corrección y los problemas de mejoramiento. Y en los problemas de magnitud se presentan los problemas de expansión y de contracción. [ 7, p. 11] _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
29
La siguiente sección tratará en forma breve de dar un bosquejo de las diferentes corrientes metodológicas para resolver problemas con un enfoque sistémico.
En el análisis de sistemas el problema a resolver consiste en lo siguiente:
Teniendo un estado inicial y un objetivo por alcanzar, definimos cuál es la mejor alternativa. Charles Hitch realizó un planteamiento como a continuación se describe:
1. Uno o varios objetivos por alcanzar. 2. Técnicas, instrumentos o “sistemas” alternativos que permiten alcanzar el objetivo. 3. Los costos o recursos requeridos por cada sistema. 4. Un modelo o varios modelos, el marco matemático, lógico o conjunto de ecuaciones
que
muestren
la
interdependencia
entre
objetivos,
instrumentos, ambiente y recursos. 5. Un criterio que relaciona los objetivos con los costos y recursos, para la elección de la mejor alternativa”.[4, p.44]
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
30
III.2 LOS DIFERENTES ENFOQUES
III.2.1 METODOLOGÍA DE SISTEMAS1
En su libro “Enfoque de Sistemas” Miguel A. Cárdenas propone una metodología para la solución de problemas con el enfoque sistémico, indicando que:
Un análista que utiliza el método científico en general no es sinónimo de un verdadero analista de sistemas.
Los requisitos fundamentales para iniciar la implantación de un análisis de sistemas son:
La primera etapa consiste en la formación de un grupo interdiciplinario de trabajo, una vez realizado lo anterior es definir el ambiente dentro del cual se desarrollará el sistema.
Una segunda etapa es la definición de las fronteras, alcances u objetivos del mismo. Ahora los objetivos del sistema deben ubicarse dentro del ambiente identificado, sólo así se podrán definir en términos realistas y concretos. Aquí se deberá revisar muy bien el análisis del ambiente hasta lograr comprender su dinámica.
Como una tercera etapa debemos tener en cuenta la definición de los recursos del sistema dependiendo si se modificará el sistema existente, o si no existe y se creará.
1 CÁRDENAS, Miguel A. “El enfoque de sistemas Estrategias para su implementación”. LIMUSA. 1978 _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
31
La cuarta etapa es la integración conceptual de los tres elementos anteriores: ambiente, objetivos y recursos.
Ya definidos los principales elementos de un sistema, se pasa a una fase de modelación, la representación de los elementos (matemáticas, analógicas, físicas, digitales, etc.). Podría formularse un modelo generalizado que se aplique a cualquier realidad y estos elementos podrían ser:
* Estructura organizacional * Flujos de información * Procedimientos * Ambiente de decisión
Habiendo logrado la representación conceptual del sistema, se desarrolla y para esto requerimos una metodología.
Se define como una metodología al plan de acción que ofrece dirección, orientación y enfoque para el logro de un objetivo.
Para una buena práctica en la metodología existen dos aspectos básicos para lograrlo: la programación de subobjetivos y la programación de actividades.
Donde un subobjetivo se define como un componente o porción de un objetivo. Esto significa que existe un conjunto único de subobjetivos que definen el objetivo global, pues éste podría descomponerse en varias formas y generar diferentes grupos de subobjetivos. Esto no cambiará en ninguna fase de la metodología.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
32
La metodología que se requiere para el desarrollo de un sistema debe ser la misma, tanto en la situación en que el sistema ya existe como en la que no existe; lo que sí varía es el tipo de actividades que se requeriría en uno y otro caso.
Cuando el sistema no existe, hay que crearlo; cuando existe hay que modificarlo para lograr uno mejor, la metodología tendría el mismo objetivo.
La metodología de sistemas es equivalente a una estrategia de acción continua que se aplica a cualquier sistema, independiente de la etapa de “evolución” en la que se encuentre, ésta es una característica del enfoque de sistemas.
Una metodología no necesariamente es determinista; es decir, que se podrían considerar estrategias con objetivos y actividades probabilísticas. Se argumenta que la realidad nunca es determinista y que su descripción debería basarse en probabilidades.
El enfoque de sistemas requiere de una metodología probabilística; así se podrán cumplir los objetivos con mayor efectividad.
La ingeniería de sistemas es un proceso de cambio gradual, ya que desde su arranque va sufriendo cambios.
La metodología de sistemas tiende hacia la implantación de procedimientos y cambios, promueve una evaluación continua del mismo, permitiendo adaptar constantemente los diferentes componentes y haciendo uso máximo del concepto de prueba-error.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
33
Por procedimientos se entiende un conjunto de actividades interrelacionadas que satisface cierta función, la sistematización del procedimiento involucra el establecimiento de un conjunto de métodos para efectuar las actividades; mientras la automatización implica el uso de máquinas para realizar estas actividades.
Una metodología de sistemas consiste en:
1. Identificación del sistema actual. 2. Identificación de los requerimientos. 3. Diseño del nuevo sistema. 4. Implantación y evaluación del nuevo sistema.
Existen tres fases estratégicas para aplicar la metodología:
1. Mejorar el proceso en la toma de decisiones. La desventaja sería en la cantidad de tiempo que se necesita, por la intervención de los ejecutivos.
2. El sistema es un conjunto de subsistemas operativos entrelazados, orientados a una tarea u objetivo particular.
3. Esta estrategia es parecida a la anterior, excepto que el sistema se divide en subsistemas funcionales de acuerdo a la estructura del organigrama de la institución. Debe evitarse lo mayor posible la creación de más de un grupo central de trabajo.
Para el desarrollo del sistema es conveniente efectuar una serie de seminarios, cada participante hará un repaso intensivo del carácter de su disciplina profesional, cada _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
34
miembro seleccionado de la institución deberá hacer un repaso de las principales características del área funcional con la cual él está familiarizado, de tal forma que el grupo de trabajo pueda iniciar la integración de una imagen conceptual preliminar del sistema gerencial.
Es difícil identificar las cualidades que el coordinador debe tener, éste debe ser capaz en todo momento de motivar a su gente para trabajar más eficazmente.
El grupo de trabajo que puede identificar los problemas básicos del sistema y detectar las interrelaciones detalladas entre las operaciones de los subsistemas, generalmente logra su cometido en cuanto al mejoramiento de la efectividad global del sistema.
III.2.2. EL MODELO CONCEPTUAL2: Arturo Fuentes en su obra citada en la referencia, indica que en la mayoría de los casos en la solución de problemas los sistemólogos se han enfocado a metodologías para “desarrollo de esquemas metodológicos para orientar el proceso de solución de problemas” y al “desarrollo de técnicas y modelos para apoyar la toma de decisiones”, pero que se descuidado el “desarrollo de conceptos y lineamientos para estudiar la realidad como sistema”, y precisa la conveniencia de la consideración de esta última línea de desarrollo para obtener una mejor perspectiva en el conocimiento del funcionamiento de un objeto, problema o fenómeno.
2
FUENTES Zenón, Arturo. “El enfoque de sistemas en la solución de problemas. La elaboración del modelo
conceptual”. Cuadernos de planeación y sistemas. Vol.4. DEPFI. UNAM. 1993.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
35
Para entender un tanto el ser de la metodología de los sistemas, se entiende que la forma tradicional de la solución de problemas es la aplicación del método científico ( o enfoque analítico), que consiste en aislar las partes del todo para ver como funciona cada una de ellas por separado, y con esto tratar de entender el comportamiento del todo (reduccionisno-macanicismo-determinismo).
El enfoque analítico sigue un proceso que consta de tres etapas:
a) Aislar y dividir en partes lo que se desea entender. b) Tratar de entender cómo trabajan las partes. c) Reunir el conocimiento de las partes para entender el comportamiento y propiedades del todo.
Para entender esto, se procede a subdividir tantas veces como sea necesario, posiblemente hasta llegar a partes últimas (reduccionismo).
Cuando no se pude separar introducimos relaciones causa-efecto (mecanicismo), causas que son necesarias y suficientes para los efectos (determinismo).
El enfoque sistémico parte de que un sistema esta compuesto por dos o más elementos que tienen las siguientes características:
a) las propiedades o el comportamiento de cada elemento del conjunto tiene un efecto en las propiedades o comportamientos del todo;
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
36
b) las propiedades o el comportamiento de cada elemento y la forma en que efectan al todo dependen de las propiedades y comportamiento de al menos otro elemento del conjunto;
c) cada subgrupo posible exhibe las dos propiedades anteriores.
Un sistema que es divisible desde el punto de vista estructural, resulta indivisible desde una perspectiva funcional, ya que los conjuntos son interdependientes.
En el pensamiento sistémico existe la tendencia de ver los sistemas como parte de sistemas mayores (expansionismo). Esto da el siguiente método:
a) El todo que se desea entender es conceptualizado como parte de un todo mayor;
b) Se busca el comportamiento y características del todo mayor;
c) El todo se explica de acuerdo con el papel e influencia que tiene el todo más amplio.
Las partes o subsistemas no son consideradas por separado sino en interacción con otras partes.
Como alternativa a la relación causa-efecto, el enfoque sistémico adopta una relación producto-producto. En esta relación un productor es necesario pero no suficiente para el producto.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
37
Un modelo cualitativo del proceso de solución de problemas es el modelo diamante, ( véase la figura ):
“B” modelo conceptual Abstracción y Simplificación
Conceptualización “A” situación problematica
Validación
“C” modelo formal
Retroalimentación
Alimentación y Manipulación del modelo
Implantación “D” Solución
A:. Situación problemática. En este nivel los problemas se perciben y plantean a partir de sus manifestaciones últimas, formando una serie de imágenes y pensamientos desorganizados y parciales que son insuficientes para explicar el porqué de los problemas y los efectos previsibles de distintos modos de acción.
B:. Modelo Conceptual. Es una representación gráfica, escrita o mental elaborada por el analista y que emplea como marco de apoyo para situar y ordenar sus percepciones, para fijar la estructura del problema, delimitar el área de interés y decidir qué aspectos son relevantes y cuáles no. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
38
Los modelos conceptuales son importantes porque obligan a ordenar el conocimiento y dan bases más sólidas para el debate, cuando éste es requerido.
La construcción de los modelos conceptuales es un proceso iterativo gobernado por la subjetividad y una profunda intuición, partiendo de imágenes que ganan precisión conforme se adquiere mayor conocimiento.
C:. Modelo Formal
Consiste en un conjunto de símbolos elaborados conforme a cierto sistema teórico, que requiere habilidades analíticas y poder de abstracción para establecer las relaciones y variables significativas, se debe verificar su grado de correspondencia con la realidad y evitar que salgan de un nivel “práctico”.
D:. Solución
Esta actividad aspira a la deducción de las consecuencias de distintos modos de acción, para así apoyar la toma de decisiones y la integración de las estrategias de cambio.
CONSTRUCCIÓN DEL MODELO CONCEPTUAL.
Se conocen tres formas consideradas básicas en la construcción de modelos para la representación de un sistema y éstas son: _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
39
a) La concepción estructural, b) La concepción de la caja negra, y c) La concepción funcional
Concepción estructural:
Para conocer el objeto y explicar sus propiedades basta con: • Identificar las partes o componentes del sistema objeto • Conocer las características de las partes • Establecer el patrón de relaciones entre las partes • Reunir esta información y de ahí deducir las propiedades y comportamientos del sistema total.
Concepción de caja negra
El objeto es visto como una entidad que recibe ciertos insumos y los transforma en un producto, empleando para su representación diagramas de bloques, llamados también de caja negra porque en un primer nivel de análisis no se establece cómo se lleva acabo el proceso de transformación.
Insumo o entradas
PROCESO DE TRANSFORMACION
productos o salidas
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
40
Concepción funcional:
Esta concepción está basada en la actividad principal que desarrolla el sistema y en las actividades individuales que realizan los subsistemas o elementos del sistema de interés, por lo que habrá de definir las actividades del sistema que se relacionan hacia el exterior y aquellas que se dan al interior entre los subsistemas o elementos.
Guia para la construcción del modelo conceptual:
Primera etapa:(basada en la concepción de caja negra) • Hacer una breve descripción de la problemática que se enfrenta. • Definir cuál o cuáles de las funciones, de entre las que se atribuyen al sistema objeto, se relacionan con el problema planteado (se entiende por objetosistema cualquier entidad, sea de manufactura o de servicios., y como función, el producto final del proceso ejecutado por el sistema-objeto). • Establecer las visiones del mundo desde las cuales debe ser analizado el problema. Aquí se habrá de considerar hacia quién va dirigido el resultado final del sistema (usuario), y el analista o coordinador general tendrá que encaminar los esfuerzos de los involucrados en el problema-sistema hacia la satisfacción de los requerimientos del “dueño” del problema, a fin de que la función del sistema sea la esperada.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
41
Segunda etapa:(basada en la concepción funcional) • Definir el sistema de actividades que se requiere para cumplir la función atribuida al sistema objeto, teniendo presente la visión del mundo adoptada. • Establecer las interconexiones en subsistemas hasta alcanzar el nivel de detalle requerido. • En el caso de que se tengan varias funciones y/o visiones del mundo, se recomienda elaborar un sistema de actividades distinto para cada una de ellas.
Tercera etapa: (basada en la concepción estructural) • Una vez que se han formulado los sistemas y subsistemas de actividades, estos modelos se usarán como base para definir qué propiedades y qué elementos
deben
ser
observados
y
estudiados
para
explicar
comportamiento del sistema.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
el
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
42
III.2.3 MÉTODO DE LOS SISTEMAS3
Para encontrar solución a los problemas se necesita tener un proceso estructurado, es decir, tener una secuencia ordenada de las partes de un todo. De esta forma, al hablar de Método de los Sistemas nos referimos al Proceso estructurado de Solución de problemas de sistemas.
Es importante remarcar que para encontrar la solución a los problemas es necesario tener la capacidad de aprender de los problemas particulares sus características generales, y para ello se recurre a los generalistas. Por otro lado, se tiene que existen distintos tipos de sistemas, por lo tanto, se presenta una gran variedad de problemas con estructuras y soluciones diferentes que solo pueden ser analizados por especialistas, ya que una sola persona o equipo no puede proporcionar todas las soluciones.
Esta situación ha dado lugar a la aparición del enfoque de sistemas que parte de la condición de que cualquier problema debe analizarse asociado al concepto de sistema. Este enfoque consiste en una forma de pensar y de razonar en la que se abarca el todo, sin olvidarse de sus partes, y en el que se consideran las interacciones entre dichas partes, entre las partes y el sistema y entre el sistema y su medio ambiente.
El enfoque de sistemas es la estructura de análisis fundamental para el analista de sistemas.
3 Ochoa Rosso, Felipe. El método de los sistemas. DEPFI. UNAM 1983. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
43
El enfoque de sistemas requiere de la revisión constante y la adaptación continua de la institución que permitan minimizar problemas administrativos, técnicos, humanos, etc., para lo cual es necesario un grupo interdisciplinario permanente dentro de la organización. El resultado del enfoque de sistemas es un mayor rendimiento de recursos a largo plazo y un logro más efectivo de los objetivos que se persiguen.[3, p. 9]
La imposibilidad de trasladar el método científico a la realidad compleja da pie a que surja el método de los sistemas como medida complementaria para enfrentar la realidad. Existen varios métodos sistémicos que se aplican dependiendo de las condiciones en las que se encuentre el sistema.
El método de los sistemas propone dos métodos para la solución de problemas en los sistemas, éstos son el método de planeación, generalmente aplicado para los sistemas no existentes y el método operacional para sistemas que ya existen.
El problema del sistema será descomponer la tarea global en el espacio y tiempo; descomponer respectivamente el sistema en subsistemas hasta un nivel de complejidad que se puede confiar a un especialista, fraccionar el ciclo de vida del proyecto en fases, para encarar gradualmente las incógnitas del sistema.
Sea cual sea la magnitud, tipo, o clase de un sistema, éste debe tener una estructuración de las relaciones que tienen que existir entre las jerarquías, funciones y obligaciones individuales necesarias para su funcionamiento, es decir, tienen una organización respaldada y complementada por la información.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
44
Todos estos factores antes mencionados dan origen a la aparición del entorno, que son los limites que tendremos para la actuación del sistema.
No todos los sistemas son iguales, cada uno tiene características peculiares que lo distinguen de los demás, mas sin embargo se pude obtener lo esencial de varios sistemas para la detección de problemas.
Se proponen dos métodos sistémicos que se emplean en la solución de problemas de sistemas; dichos métodos son: el método de planeación y el método operacional.
El método de planeación El método de planeación es empleado cuando se emprende la tarea de crear un nuevo sistema; los pasos a seguir en este método son:
1) Ubicación del sistema.- Para ubicar adecuadamente al sistema productivo se requiere del tratamiento de éste en tres dimensiones, que son la temporal, la espacial y la sectorial.
2) Análisis del entorno .- Se refiere al estudio de las componentes para conocer los elementos específicos que conciernen al sistema en cuestión.
3) Elaboración de sistemas alternativos.- En esta fase se requiere de la creatividad del diseñador para la elaboración de alternativas, lo cual marca _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
45
una de las principales diferencias entre el método de los sistemas y el método científico, por el simple hecho de crear al objeto. Es una fase en la que se sintetizan los diversos aspectos logrados mediante el análisis del entorno.
4) Evaluación ex-ante de diseños alternativos.- Se hace un juicio acerca de los impactos que las diferentes alternativas producen en los diversos sectores del sistema, es decir, se evalúan los diseños alternativos obtenidos en la fase anterior.
5) Selección .-Se trata de elegir la mejor opción. La selección involucra cuatro elementos básicamente. El primero se refiere al conjunto de alternativas por seleccionar, el segundo se refiere al grupo decisor, el tercero es el objetivo u objetivos que se persiguen, y por último, el cuarto consiste en el grado de conocimientos que se tenga de la realidad o la actualidad que se adopte ante ella.
6) Implantación .- Es la fase en la que el sistema es materializado, tomando en cuenta que el mundo presenta cambios constantes, por ello, al implantar un sistema se tiene que hacer una nueva revisión de los elementos significativos que hayan variado, a fin de proceder a las correcciones finales de diseño.
7) Operación y control .- Una vez implantado el sistema, existe un período que transcurre desde la puesta en marcha de las operaciones hasta que estas son ejecutadas satisfactoriamente, al cual se le llama fase de operación. Ya en plena actividad productiva, la fase de control está dirigida hacia el logro de los objetivos planteados, haciendo las modificaciones pertinentes para que el sistema funcione y se adapte a los cambios repentinos. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
46
El método operacional. El método operacional se emplea cuando no se están cumpliendo las operaciones satisfactoriamente, el objetivo es llegar a controlar el sistema, siendo que para lograrlo se tienen que ejecutar previamente ciertas fases.
Las fases que componen este método son:
1)Ubicación del sistema .- Incluye los tres niveles del método anterior: ubicación temporal, sectorial y espacial.
2) Análisis del sistema existente .- Consiste en desagregar las componentes para conocer los elementos específicos que conciernen al sistema en cuestión.
3) Evaluación ex - post de los resultados del sistema .- Es afirmar e informar si el sistema marcha bien o no con respecto a los objetivos que se persiguen.
4) Diagnóstico del comportamiento del sistema. Consiste en determinar el estado del sistema actual, planteando las causas por las cuales se encuentra así y definir las relaciones que guardan las partes del mismo.
5) Identificación de opciones alternativas de corrección o mejoramiento.Elegir las mejores opciones para solucionar el problema.
6) Evaluación ex - ante de opciones .- Se transmite un juicio generado en la comparación de los posibles resultados que se obtendrán con cada opción, _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
47
respecto de los objetivos o marcos de comparación que se establezcan para ello.
7) Selección .- Es una fase en que se toma la decisión de implantar la opción que más satisfaga.
8) Implantación de la opción seleccionada. Esta fase cumple con la tarea de realizar las operaciones con perturbaciones mínimas.
9) Control.- Consiste en minimizar o anular de ser posible los cambios internos que desvíen las situaciones reales de las deseadas.
Los dos sistemas vistos aparentemente no tienen relación entre si, sin embargo, con ambos métodos es factible construir lo que pudiera denominarse ciclo de solución de sistemas productivos, ya que en ocasiones se debe hacer una composición de ambos.
Como se puede apreciar, existen varios métodos sistémicos para la solución de problemas desde el punto de vista de sistemas, y de alguna forma todos conservan en su estructura metodológica una similitud. Habría que analizar el problemasistema y decidir cuál método es el más edecuado de acuerdo a la formación del coordinador general del proyecto.
En general una de las formas para dar solución a los problemas es la siguiente:
1.-Identificación del problema. 2.-Delimitar -acotar- el problema. 3.-Análisis del problema. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
48
4.-Propuesta de alternativas. 5.-Discriminación de alternativas. 6.-Modelado de la mejor alternativa seleccionada. 7.-Prueba del modelo. 8.-Ejecución o implantación. 9.-Control de resultados. 10.- Mantenimiento.
En el punto 9, si los resultados no fueran los esperados, hay que revisar hacia atrás y etapa por etapa, con la finalidad de detectar donde se pudo cometer algún error, para su corrección.
En la siguiente tabla se da un ejemplo del desglose de un sistema para su estudio, entendiendo las características y funciones de los elementos del sistema. Apartir de aqui, habrá que buscar las relaciones entre los elementos para dar una explicación del funcionamiento integral del sistema de que se trata.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
Ejemplo de análisis de un sistema
Desglosar en sus componentes a una licuadora eléctrica
SISTEMA
L I C U A D O R A
E L É C T R I C A
ELEMENTOS
Base. Cable.
Vaso
asa del vaso
Aspas.
Motor.
Ventilador.
Perilla o teclas de control.
CARACTERÍSTICAS
Dureza. De metal o plático Flexible, conductividad, aislamiento. Superficie interna corrugada. Traslúcido Fuerte, ergonómica material liviano.
FUNCIONES
MEDIO AMBIENTE
Servir de soporte para el motor. Conducir la electricidad
Contenedor. Favorecer el torbellino al licuar Facilitar la maniobra de quitar y colocar el vaso en la base de de la licuadora. Filosas. Material de Cortar, moler o acero. Disposición picar los alimentos. alabeada. Eléctrico, potencia Propocionar adecuada movimiento de rotación a las aspas. Forma alabeada, Jalar aire hacia el material acero o motor para plástico. refrigerarlo. Aislante, graduada, Regular la velocidad maniobrable. del motor.
A T M O S F E R A
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
49
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
50
GLOSARIO AXIOMA: Principio o proposición tan clara y evidente que no necesita demostración.
COMPLEJIDAD: Dícese de lo que se compone de elementos complejos o diversos. Conjunto o unión de dos o más cosas. Número compuesto de una parte real y una parte imaginaria
CONCEPTUAL: Sistema filosófico que defiende la realidad y legítimo valor de las nociones universales y abstractas en cuanto son conceptos de la mente, aunque no les conceda existencia positiva y separada fuera de ella. Es un medio entre el realismo y el nominalismo.
DETERMINISMO: Doctrina respecto a la cual todo hecho obedece a una ley (tiene una causa), o lo que es lo mismo: los fenómenos están relacionados necesariamente según leyes rigurosas. Niega la influencia personal sobre la determinación y la atruibuye a la fuerza de los motivos. El determinismo implica por tanto un mecanismo.
DICOTOMÍA: Práctica condenada por la recta deontología, que consiste en el pago de una comisión por el médico consultante, cirujano o especialista, al médico de cabecera que ha recomendado a un cliente.
En lógica, método de clasificación en que las divisiones solo tienen dos pares.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
51
EMPIRISMO: Es cualquier postura filosófica que niegue la existencia de conocimientos innatos (Locke), o bien, que indique la necesidad de poner continuamente en prueba fáctica cada verdad o conocimiento.
Las corrientes mas arraigadas del empirismo son el sensualismo y el asociacionismo. En cierto sentido el empirismo puede ser opuesto al racionalismo, pero por otra parte no niega el hecho del poder de la razón, indicando simplemente los límites (aspecto negativo); además de las posibilidades (aspecto positivo).
ENTROPÍA: Magnitud física que multiplicada por la temperatura absoluta de un cuerpo da la energía degradada, o sea, la que no puede convertirse en trabajo si no entra en contacto con un cuerpo mas frío.
La entropía es una magnitud muy importante en el estudio de la termodinámica, sobre todo en los ciclos térmicos, por las aplicaciones teóricas que trae consigo.
Además permite valorar la capacidad del sistema para realizar un trabajo externo.
En una máquina termodinámica, el trabajo se realiza únicamente cuando existe una diferencia de temperatura entre dos termostatos. Ejemplo, entre una caldera y el medio ambiente.
ESTRATEGIA: Técnica que se ocupa de la potenciación y del empleo de todas las fuerzas de un estado para procurar el máximo a la política nacional, y en caso _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
52
de conflicto armado, aumentar las posibilidades de victoria y disminuir las de la derrota.
ESTRUCTURALISMO: Sistema intelectual de moda en nuestros días, que consiste en descubrir bajo los hechos observados la razón oculta de su apariencia o estructura, entendiendo por estructura lo que revela el análisis en una totalidad en cuanto a sus elementos y sus mutuas relaciones.
El estructuralismo puede entenderse como el método, esto es, el plan a seguir para la construcción de un objeto o como concepción ideológica aplicada a la antropometría, economía, lingüística, sociología, etc. aunque podría aplicarse a cualquier campo porque puede abordar todos los problemas.
HEURÍSTICO: Es el arte de inventar, buscar o investigar documentos o fuentes históricas.
En economía, es el método de dirección en la empresa que consiste en eliminar al principio muchas posibilidades de acción alternativas seleccionando únicamente unas pocas (consideradas las mejores). Hecha ésta selección, se analizan las alternativas elegidas para obtener la solución óptima.
En pedagogía, es el método de educación que a base de preguntas trata de que los educandos hallen por si mismos las respuestas.
HIPOTÉTICO: Perteneciente a la hipótesis o que se funda en ella. Género. Conjunto de fenómenos patológicos que ocurren al mismo efecto total.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
53
PARADIGMA: En el ámbito de la filosofía platónica es el modelo sobre el que se forjan las cosas sensibles, o bien su arquetipo, eterno y permanente, opuesto a su naturaleza transeúnte.
En lógica el paradigma designa el esquema ejemplar que hay que presentar al alumno, a fin de que tenga un idea al menos general del objeto del análisis, si es demasiado complejo.
En Gramática y lingüística es el modelo seguido en la declinación de una palabra o la conjugación del verbo. Las formas verbales fundamentales en su estructura constituyen a su vez el paradigma del verbo (indicativo, presente, perfecto, participio pasado e infinitivo presente).
PARADOJA: Especie extraña u opuesta a la común opinión y al sentir de los hombres.
POSTULADO: Proposición cuya verdad se admite sin pruebas, base en ulteriores razonamientos. Supuesto que se establece para fundamentar una demostración, una teoría o un cuerpo de doctrina.
PRAGMÁTICO: Doctrina filosófica que mantiene que el pensamiento existe para acción; que el conocimiento verdadero es el que es útil; que los efectos prácticos de cualquier doctrina son el único criterio para juzgar la verdad.
PROCESO: Transcurso de tiempo. Conjunto de las fases sucesivas de un fenómeno. Evolución de una serie de fenónemos. _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
54
TÁCTICA: Arte que enseña a poner en orden las cosas. Conjunto de reglas que se ajustan a las operaciones militares. Sistema que se emplea hábilmente para seguir un fin.
TAUTOLÓGICO: Repetición de lo mismo mediante expresiones distintas. En lógica una expresión se denomina tautológica, si es verdadera por motivos formales, es decir, si es siempre verdadera sea cual sea el valor de la verdad de los elementos componentes. En lógica a partir de Wittgenstein, son denominadas tautológicas todas las proposiciones clásicas lógicamente verdaderas.
TELEOLÓGICO: Teoría filosófica que analiza la interpretación de los fenómenos o partes de estos.
El término fue propiamente analizado por Kant, pero ya anteriormente en la especulación filosófica había sido introducido el criterio de analizar la naturaleza considerándola organizada al principio de finalidad.
El teleologismo se haya implícito en Anaxágoras, Sócrates y Platón.
El pensamiento expreso de una teleología, se remonta históricamente que ponía el telos o finalidad como la primera de las causas y consideraba el alma de lo viviente como entelequia, gracias a lo cual el ser vivo lleva en sí mismo prescrita su meta desde el origen; todo el universo tendería al primer motor como a su fin. También el pensamiento cristiano acepta la interpretación teleológica de la naturaleza, la cual no esta enteramente en oposición con el _____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
55
determinismo y el mecanismo natural, puesto que las leyes de éstos últimos deben considerarse como simples medios para la realización del fin.
En el pensamiento de Santo Tomás la teleología se haya implícita en el concepto de ordenador inteligente del cosmos; a veces sin embargo el teleologismo puede relacionarse con sistemas filosóficos no teísticos sino inmanentistas como en el caso del panteísmo de Espinoza.
TEOREMA: Proposición científica demostrable mediante razonamientos, partiendo de proposiciones intuibles pero no demostrables (postulados) o bien establecidas por convención o bien demostradas ya precedentemente por otros teoremas.
Los teoremas pueden ser directos, en los que el razonamiento llega a la demostración de la tesis a través de una serie de silogismos partiéndose indirectamente de la hipótesis, e indirectos o por reducción al absurdo, en los que se parte negando a la tesis para llegar a la conclusión de que tal negación lleva a la contradicción con la hipótesis, por esto la tesis no puede ser negada (porque se vería negada la hipótesis) esta debe considerarse válida.
Figura del pensamiento que consiste en emplear expresiones o frases que envuelven contradicción.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia
Fundamentos de Sistemas. Concepto de Sistema __________________________________________________________________________________
56
BIBLIOGRAFÍA.
1.- Buolding Kennet “General Systems Theory, the Skeleton of Science”. Management. Sci, de 1956. 2.- Bertalanffy Ludwin Von “Teoría general de Sistemas” Edit. Siglo XXI, 1968 3.- Cárdenas, Miguel A. “El Enfoque de Sistemas” Edit. LIMUSA. México, 1ª. Edición, 1978. 4.- Fuentes Zenón, Arturo “El pensamiento sistémico (caracterización y principales corrientes)” Serie: Cuadernos de Planeación y Sistemas, Vol.3. DEPFI. Facultad de Ingeniería (UNAM). México, 1ª. Edición, 3ª. R. 1993. 5.- Fuentes Zenón, Arturo. “El enfoque de sistemas en la solución de problemas, la elaboración del modelo conceptual”. Serie: Cuadernos de Planeación y Sistemas, Vol.4. DEPFI. Facultad de Ingeniería (UNAM). México, 1ª. Edición, 3ª. R. 1993. 6.-Hicks E. Philip. “Introducción a la ingeniería industrial y ciencias de la administración” CECSA México, 1a . Edición 1980 7.- Ochoa Rosso , Felipe. Apuntes: “El Método de los Sistemas” DEPFI. Facultad de Ingeniería (UNAM). México, 2ª. Edición. 1983. 8.- Thierauf - Grosse. “Toma de decisiones por medio de Investigación de operaciones” LIMUSA. México, 1ª. Edición. 1972, 7ª. R. 1981. 9.-Wayne L. Winston. “Investigación de operaciones (Algoritmos y aplicaciones)”2a. Edición. Grupo Editorial Iberoamérica México, 1994, 10.- Zavala Flores, Victor. Apuntes: “Ingeniería de Sistemas” México, 1989.
_____________________________________________________________________________________ Ing. Bonifacio Román Tapia