Diagrama Causal y Forrester

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA INDUSTRIAL

CURSO: INVESTIGACION DE OPERACIONES II TEMA: Diagramas Causales, Diagrama de Forrester. DOCENTE: ASIS LOPEZ E. Maximiliano ALUMNO: LAZARO PALMA Edgar

UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO ”

1.

ESCUELA PROFESIONAL INGENIERÍA INDUSTRIAL

INTRODUCCION

Un diagrama causal es una herramienta vital en la dinámica de sistemas. Esta herramienta plantea un bosquejo esquemático de las relaciones que existen dentro dentro de la estructura estructura de un sistema dinámico. En dicha estructura se resaltarán las diferentes variables de nivel, las variables de flujo y auxiliares, así como la relación entre los elementos que la conforman. Estos diagramas mostraran el comportamiento del sistema dando a conocer su estructura. Diagrama de forrester estos diagramas proporcionan una representación gráfica de los sistemas dinámicos, modelando cualitativamente las relaciones entre las partes mediante símbolos que corresponden a una interpretación hidrodinámica del sistema , facilita la escritura de las ecuaciones en el ordenador. Básicamente es una reclasificación de los elementos. Consta de distintos elementos que constituyen el diagrama causal y pueden ser representados por medio de variables, es la modelación relativa de la relación que existe entre las diferentes variables con el fin de establecer una interface con el modelado de sistemas a través de una computadora, se clasifican: - Variable de nivel - Variable de flujo -Variable auxiliar - Variable constante - Canal de material - Canal de información i nformación - Retraso -Variables exógenas

INVESTIGACION DE DE OPERACIONES II DIAGRAMAS CAUSALES CAUSALES Y FORRESTER

2


1.


INTRODUCCION

Un diagrama causal es una herramienta vital en la dinámica de sistemas. Esta herramienta plantea un bosquejo esquemático de las relaciones que existen dentro dentro de la estructura estructura de un sistema dinámico. En dicha estructura se resaltarán las diferentes variables de nivel, las variables de flujo y auxiliares, así como la relación entre los elementos que la conforman. Estos diagramas mostraran el comportamiento del sistema dando a conocer su estructura. Diagrama de forrester estos diagramas proporcionan una representación gráfica de los sistemas dinámicos, modelando cualitativamente las relaciones entre las partes mediante símbolos que corresponden a una interpretación hidrodinámica del sistema , facilita la escritura de las ecuaciones en el ordenador. Básicamente es una reclasificación de los elementos. Consta de distintos elementos que constituyen el diagrama causal y pueden ser representados por medio de variables, es la modelación relativa de la relación que existe entre las diferentes variables con el fin de establecer una interface con el modelado de sistemas a través de una computadora, se clasifican: - Variable de nivel - Variable de flujo -Variable auxiliar - Variable constante - Canal de material - Canal de información i nformación - Retraso -Variables exógenas


2


2.


MARCO TEORICO

Diag Di agra rama ma ca caus usal al::

Los diagramas causales son una herramienta útil en dinámica de sistemas. de sistemas. Ellos ilustran la estructura de realimentación del sistema. Al ser una concepción conceptual, también sirven para identificar los mapas los mapas mentales de las de las personas u organizaciones. organizaciones. Los diagramas causales son fundamentales para la dinámica de sistemas, pues además de lo anterior, sirven de guías para la elaboración y comprensión de lo s modelos. Representa las relaciones de influencia que se dan entre los elementos de un sistema y por lo tanto permite conocer la estructura del mismo. Los diagramas de ciclos causales son llamados así porque cada conexión muestra una relación causal. Estos diagramas son de mucha ayuda en la conceptualización y comunicación de estructuras. Mucha gente los encuentra útiles aun cuando no se acepte el modelo de simulación, y otros sienten que pueden ser perjudiciales perjudiciales si se hacen en forma aislada. La relación entre una variable A y otra B del sistema se representará mediante una flecha y sobre ella se indicará mediante el signo + o – el el tipo de relación . B

A

" A influencia influencia a B".

Siendo positiva cuando las variaciones de A y B son del mismo sentido +

A

B

Y negativa en caso de variación de sentido contrario. A

-

B


3



Diagrama de Forrester:

El Diagrama de Flujos, también denominado Diagrama de Forrester, es el diagrama característico de la Dinámica de Sistemas. Es una traducción del Diagrama Causal a una terminología que facilita la escritura de las ecuaciones en el ordenador. No hay unas reglas precisas de cómo hacer esta transformación, pero si hay alguna forma de abordar este proceso: 1º. Hace una fotografía mental al sistema y lo que salga en ella (personas, km2, litros, animales,) eso son Niveles. 2º. Buscar o crear unos elementos que sean "la variación de los Niveles", (personas/día, litros/hora, ...) y esos son los Flujos. 3º. El resto de elementos son las Variables Auxiliares. Como regla general esto sirve para empezar. Después ya se pueden ir haciendo retoques, y así los Niveles que vayan a permanecer constantes (m2 de la habitación) en vez de definirlos como Niveles se pueden definir como variables auxiliares tipo constante que es más sencillo. Este es todo el procedimiento. Ahora veremos con más detalle cómo se representan estos elementos. Los "Niveles": Son aquellos elementos que nos muestran en cada

instante la situación del

modelo, presentan una acumulación y varían solo en función de otros elementos denominados "flujos". Las "nubes" dentro del diagrama de flujos son niveles de contenido inagotable. Los niveles se representan por un rectángulo.

INVESTIGACION DE OPERACIONES II DIAGRAMAS CAUSALES Y FORRESTER

4


Los "Flujos": Son


elementos que pueden definirse como funciones temporales.

Puede decirse que recogen las acciones resultantes de las decisiones tomadas en el sistema, determinando las variaciones de los niveles. Estos elementos se representan de la siguiente manera:

Las "variables auxiliares" y las "constantes": Son parámetros que permiten una visualización mejor de los aspectos que condicionan el comportamiento de los flujos. Las magnitudes físicas entre flujos y niveles se transmiten a través de los denominados "canales materiales". Por otra parte existen los llamados "canales de información", que transmiten, como su nombre indica, informaciones que por su naturaleza no se conservan. Por último quedan por definir los "retardos", que simulan retrasos de tiempo en la transmisión de los materiales o informaciones.


5


- Variable constante: representa un elemento en el


modelo que no cambia a medida que el

tiempo cambia. - Canal de material: es un canal de transmisión de magnitud física que se conserva,

de manera que los niveles siempre acumulan flujos de materiales. - Canal de información: es

un canal de trasmisión por el cual pasa una cierta

información y no es factible que esta se conserve. - Retraso: es

un elemento que simula retrasos en la transmisión de información o

de materiales. -Variables exógenas: son variables cuya evolución en el tiempo son independientes

del resto del sistema.


6



Vensim:

En la etapa de simulación en el ordenador se escriben las instrucciones, léase Ecuaciones, concisas para que el ordenador interprete nuestra visión del sistema. Existen en el mercado diferentes paquetes de software, utilizables en PC's, que no requieren conocimientos informáticos para su utilización y que se adaptan bastante bien a las necesidades de los usuarios. El lenguaje que utilizaremos es el VENSIM ya que nos ofrece una mayor «visión» a nuestro sistema. Vensim es una herramienta visual de modelaje que permite conceptualizar, documentar, simular, analizar y optimizar modelos de dinámica de sistemas. Vensim provee una forma simple y flexible de construir modelos de simulación, sean lazos causales o diagramas de stock y de flujo. Mediante la conexión de palabras con flechas, las relaciones entre las variables del sistema son ingresadas y registradas como conexiones causales. Esta información es usada por el Editor de Ecuaciones para ayudarlo a completar su modelo de simulación. Podrá analizar su modelo siguiendo el proceso de construcción, mirando las causas y el uso de las variables y también siguiendo los lazos relacionados con una variable. Cuando construye un modelo que puede ser simulado, Vensim le permite explorar el comportamiento del modelo.

3.

Comportamiento del Modelo

Una vez introducidas las ecuaciones en el ordenador podemos obtener como salida la evolución en el tiempo de los parámetros que le hayamos indicado. También podemos efectuar una comparación del comportamiento del modelo y la realidad, ya que la salida facilitada por el modelo nos permite ver la certeza de nuestras hipótesis y, en base a la diferencia entre el modelo y realidad, se impone reconsiderar las hipótesis iniciales y hacer los ajustes necesarios al modelo.


7



Un sistema dinámico posee diferentes aspectos que son susceptibles de ser sometidos a evaluación, tales como: - Su capacidad para reproducir los datos históricos del sistema modelizado bajo condiciones normales y extremas. - La aceptabilidad de las suposiciones hechas al definir el modelo. - La plausibilidad de los valores numéricos adoptados para los parámetros del modelo.

Por supuesto, el primer criterio sólo tendrá importancia cuando se verifiquen también los demás, pues existirán infinitos modelos capaces de reproducir adecuadamente los datos históricos del sistema sin estar relacionados con los mecanismos que forman la estructura del mismo. El juicio sobre la forma en que un modelo satisface los criterios anteriores no debe restringirse a la consideración de la información cuantitativa disponible ya que la mayor parte de los conocimientos relevantes sobre los sistemas sociales están en forma cualitativa, en manos de expertos en el campo que nos movemos. Partiendo de unas determinadas condiciones iniciales, se determinarán las evoluciones de las distintas variables del modelo durante el horizonte temporal elegido para la evaluación, registrándose dichas evoluciones mediante gráficos. La comparación de estos gráficos con sus correspondientes datos históricos servirá para comprobar si se satisfacen las características principales del comportamiento real. A la vista de esta evaluación se pasará a perfeccionar el modelo, corrigiendo los defectos observados e introduciendo las mejoras. Con esta reformulación del modelo se procederá a una nueva simulación con el mismo y un posterior análisis y evaluación, siguiendo este proceso hasta que se considere que el modelo creado satisface suficientemente los objetivos fijados, o bien que el fruto resultante de las modificaciones no compensaría el esfuerzo realizado.


8


4.


ANÁLISIS DEL SISTEMA “MUNICIPALIDAD HUARAZ- CON EL PROGRAMA VENSIM

PROVINCIAL

DE

Por último, una vez que el modelo ofrezca una salida coherente con el pasado y la situación actual, podremos simular el impacto de las políticas o decisiones que nos llevarán a la solución del problema planteado. El modelo final ha de ser relativamente simple, de forma que habrá que proceder a crear los agregados necesarios y realizar las simplificaciones posibles al objeto de que el modelo resultante sea comprensible para los receptores del modelo y manejable para los que han de utilizarlo. Además del elevado esfuerzo y tiempo que requiere la obtención de un modelo complejo este puede ser tan complicado como la realidad que representa, dificultando la comunicación y prestando muy poca ayuda a la solución del problema planteado. Es conveniente aclarar que, a pesar de que un modelo de Dinámica de Sistemas tiene la apariencia de un complejo conjunto de ecuaciones matemáticas que puede hacer pensar en la posibilidad de una perfecta previsión del futuro, no es esto lo que se persigue sino, más bien, aumentar nuestro conocimiento acerca del sistema estudiado, así como crear un instrumento útil para el análisis de políticas, las cuales deberán ser juzgadas a partir de las tendencias globales que generan. Esta diferencia entre apariencia del modelo y la intención del mismo suele falsear la opinión del que lo utiliza, el cual piensa con frecuencia que dispone de un instrumento distinto al que posee en realidad. Esta posibilidad se reduce cuando el modelo es contemplado como lo que es en realidad: la representación explícita de un modelo mental. Dicha percepción se facilita si el creador del modelo reduce la utilización de símbolos inaccesibles, si las ecuaciones matemáticas son aclaradas por gráficos fácilmente comprensibles por los no especialistas, y son acompañadas de una justificación consistente Así pues, para que un modelo continúe siendo útil a través del tiempo se hace necesaria su revisión periódica. Se podrán introducir así alteraciones significativas que se hayan producido en el sistema representado por el modelo. Otro factor a considerar es la dosis de subjetividad que implica el empleo de modelos. En el caso particular de la Dinámica INVESTIGACION DE OPERACIONES II DIAGRAMAS CAUSALES Y FORRESTER

9



de Sistemas, la creación del Diagrama Causal representativo de las diferentes interacciones entre las variables es una de las etapas más subjetivas, pero no es la única. Así también puede existir subjetividad a la hora de cuantificar y utilizar los datos disponibles, al interpretar los resultados, etc.

5.

DIAGRAMA CAUSAL:

Diagrama Causal 1.0


10



Diagrama Causal 2.0


11


6.


DESCRIPCION DE LAS VARIABLES: VARIABLES

TIPO

UNIDAD DE MEDIDA

Presupuesto Ingresos Gasto público Tasa de aporte Cantidad de dinero promedio de la población

Nivel Flujo Flujo Variable auxiliar Variable auxiliar

Soles Soles/año Soles/año % Soles/año

Porcentaje de victimización Porcentaje de obras en proceso

Variable auxiliar Variable auxiliar

% %

Personal Número de trabajadores contratados

Nivel Flujo

Personas Personas

Número de trabajadores despedidos

Flujo

Personas

7.

Descripción de las variables 

Presupuesto: En el

presente contexto, presupuesto refiere a la cantidad de dinero que

se espera que ingrese y a la cantidad que se espera que salga del municipio. 

Ingresos: Se

refiere a la cantidad de dinero que capta la municipalidad para la

realización de las distintas actividades de las cuales se encarga. 

Gasto público: Es

todo el dinero que sale de las arcas del municipio y que están

destinadas a la mejora del distrito. 

Tasa de aporte: Es el porcentaje del sueldo de cada habitante de Los Olivos que va

destinado a la municipalidad.


12





Cantidad de dinero promedio de la población: Es

el dinero con el que cuenta en

promedio toda la población de Huaraz. 

Porcentaje de victimización: Representa la cantidad de víctimas de robo o algún otro

crimen con relación a la cantidad de habitantes de Huaraz. 

Porcentaje de obras en proceso: Se refiere a la cantidad de obras que aún no están

culminadas con respecto a todas las obras hechas durante una gestión en la provincia. 

Personal:

Refiere al número de empleados que actualmente laboran para la

municipalidad de Huaraz. 

Número de trabajadores contratados:

Es el número de trabajadores que

recientemente han ingresado a laborar. 

Número de trabajadores despedidos: son

aquellos trabajadores que han dejado de

laborar para el municipio

8.

SIMULACIONES

ESCENARIO 1:

La población aporta el 13% de sus ingresos a la municipalidad de Huaraz, la municipalidad desea hacer mejoras en sus servicios y para ello debe aumentar la tasa de aporte al 15%, de esta manera los ingresos aumentaran, así como también el presupuesto y el gasto público. Generando las siguientes graficas:


13



INGRESOS:


14


9.


PRESUPUESTO


15


9.


GASTO PÚBLICO


16




17



ESCENARIO 2:

El porcentaje de victimización en la provincia de Huaraz es de 50%. Un aumento de este porcentaje a 55% genera un aumento en los gastos públicos y, por lo tanto, una disminución en el presupuesto del municipio.

10.

GASTO PÚBLICO


18


11.


PRESUPUESTO


19



ESCENARIO 3:

El porcentaje de las obras en proceso dirigidas por la Municipalidad de Huaraz es de 30%, la municipalidad pondrá en proceso una obra, la construcción de un parque para la recreación de los niños, se aumentará el porcentaje de obras en proceso a 45% con lo cual se generaría una variación en el gasto público, el número de trabajadores contratados, presupuesto y el número de trabajadores despedidos mostrada en los siguientes gráficos:

12.

GASTO PÚBLICO


20




21


13.


PRESUPUESTO


22



14. NÚMERO DE TRABAJADORES CONTRATADOS


23



15. NÚMERO DE TRABAJADORES DESPEDIDOS


24



ESCENARIO 4:

El porcentaje de victimización en la provincia de huaraz es de 50%. Una disminución de este porcentaje a 40% genera a su vez una disminución en los gastos públicos y, por lo tanto, un aumento en el presupuesto del municipio. Los gráficos son los siguientes:

16.

GASTO PÚBLICO:


25


17.


PRESUPUESTO


26



ESCENARIO 5:

Supongamos que un supermercado invierte en el distrito de los olivos, para ello requiere de nuevo personal, haciendo una convocatoria reclutando trabajadores; esto genera que más personas obtengan nuevas ganancias aumentando la cantidad de dinero promedio de la población, de 35 M a 38M, variando de esta manera el número de trabajadores contratados, el personal y el número de trabajadores despedidos, que se muestra en las siguientes graficas:

18. NUMERO DE TRABAJADORES CONTRATADOS:


27


19.


PERSONAL:


28




29



20. NUMERO DE TRABAJADORES DESPEDIDOS:


30


21.


CONCLUSIONES:

Este trabajo nos permitió conocer el funcionamiento del sistema de la municipalidad de olivos, así como también poder predecir futuros comportamientos y darnos una idea de cómo pueden funcionar sistemas más complejos.


31

Diagrama Causal y Forrester

Recommend Documents