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CAPÍTULO 3. TEORÍA GENERAL DE SISTEMAS EN EL MODELADO DESISTEMAS

Una de las herramientas más poderosas para nutrir la metodología científica queOfrece el paradigma de los sistemas es precisamente la aplicación de técnicas delmodelado de un problema al cual difícilmente le encontramos una solución ideal.

La teoría de sistemas integra las técnicas de modelado de sistemas que seencuentren a la orden del día con los avances tecnológicos en hardware ysoftware.

Las ecuaciones y los modelos lineales ofrecen algn tipo de modelado por mediode los cuales se efectan interesantes conclusiones que ayudan a la toma de unadecisión óptima. !erramientas surgidas de la ingeniería del software y lainteligencia artificial han contribuido notablemente durante los ltimos a"os#

ofreciendo poderosas técnicas de modelado y control de sistemas.

$s importante hacer énfasis que se anali%arán algunos de esos tipos de modelos#con una visión general# pues cada uno de ellos se anali%a con total detalle en otrasáreas o cursos académicos. $l ob&etivo es referenciar las técnicas más generalespara el dise"o del modelado de sistemas de diversos niveles de ob&etivo.

3.1 Importancia de o! modeo! en a teor"a #enera de !i!tema!$

$l paradigma de los sistemas tiene por ob&etivo básico brindar al profesional delárea# lo elementos o pasos más generales y fle'ibles para penetrar en cualquier 

()*+*)!O# Lu% *manda ,-/0. Teoría General de Sistemas. 1antafé de 2ogotá3 $ditorial

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tipo de campo y determinar los ob&etivos para la solución de un problemaespecífico.

 *l enfrentarnos a un problema específico lo debemos ver como un caso traido alcampo de una teoría general# pero algunos aspectos como la definición delproblema# toma de decisiones# cuantificación# evaluación# optimi%ación#suboptimi%ación# &erarquía# control y planeación son funciones comunes encualquier dise"o de sistemas.

$l modelado de los sistemas específicos# apoya la toma de decisiones y# por endea las otras funciones mencionadas. 7ecordemos# nuevamente# que en la 891siempre ha e'istido la preocupación por orientar y moldear unos parámetros quesean fle'ibles# generales y adecuados# que integren la especificidad de los

conocimientos del área propia de los e'pertos# con los pasos frecuentes que seenmarcan para el dise"o de sistemas en general.

)omo se ha desarrollado en los capítulos anteriores el enfoque de sistemasrealmente consiste en efectuar una serie de toma de decisiones# para el dise"o desistemas. 1e tiene entendido por toma de decisiones la acción de seleccionar entre diversas alternativas.

$ste proceso de toma de decisiones que tiene por ob&eto la solución final de losproblemas particulares puede y debe estar apoyado por diversas herramientas demodelación# tales como maquetas dibu&os arquitectónicos# programación

interactiva# el modelado matemático# la programación lineal# la programaciónentera# las aplicaciones y modelos estadísticos# la simulación y muchos más. *síse integra la 891# la modelación de sistemas y los problemas particulares delcampo de la informática aplicada.

 *lgunos autores como :an 9igch identifican un procedimiento general paraobtener un modelo que se a&uste a una solución particular dentro del ciclo dedise"o de sistemas. $l proceso de obtención del modelo en general consiste en3

Ta%a &. Pa!o! #enerae! para a o%tenci'n de modeo

Paso

No.Descripción

/. $fectuar una clara definición de variables.

-. $stablecer la relación entre variables y cómo se afectan entre sí.

;. )rear una relación funcional entre variables.

. $fectuar un estudio de los datos.

(. $studiar los datos de salida para estructurar un modelo de representación del

fenómeno.

?. Usar el modelo para evaluar nuevas alternativas y soluciones.

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Ta%a 11. Tipo! de *erar+"a de modeo!/ !e#0n )an Gi#c

Modelo Uso5e intercambio Aara comparar y evaluar sustituciones.

5e ob&etivo nico y ob&etivo mltiple Aara clasificar alternativas simples o comple&as.

5e optimi%ación 1e estudian las alternativas totales para lograr óptimoslocales.

5e &uicio o evaluación 1e integran información e indicaciones.

5e investigación o epistemológicos Aara validaciones de la verdad en un método dera%onamiento.

5e diagnóstico Aara procedimiento de investigación sistemática para

funcionamiento defectuoso del sistema.

5ebido a la rápida variación de recursos del área de informática debemos centrar nuestro estudio en aquellos modelos dinámicos e interactivos que se encuentraninmersos en los modelos de ob&etivos mltiples.

Otros enfoques pertenecen al modelado de sistemas para la investigación deoperaciones# estos quedan fuera del alcance de este módulo# puesto que seretoman con detalle en cursos académicos correspondientes a la línea deinvestigación de operaciones# sin embargo se relacionan a continuación# a manerade conocimiento general3

Ta%a 1-. Modeado de !i!tema! para a in2e!ti#aci'n de operacione!

Modelo   Uso

Matemático

de

 programaciónlineal 

Bnfluyen notablemente en la toma de decisiones de mltiples proyectos de

inversión para obtener el má'imo beneficio al menor costo posible. *plicación más comn en la solución de problemas de asignación de recursoslimitados entre diversas actividades de la me&or manera posible.

Programacióndinámica

Ofrecen técnicas muy tiles en la toma de decisiones interrelacionadas.Aermite por lo tanto mediante un proceso sistemático determinar lacombinación de decisiones que optimi%an la efectividad total cuando unproblema comple&o se ha modulari%ado. * diferencia de la programación lineal#

este enfoque no cuenta con formulaciones matemáticas# sino que es unenfoque de tipo general para solucionar problemas y ecuaciones específicas

que se deben desarrollar para el estudio de cada situación individual.

Programación

entera

1e elaboran modelos matemáticos de programación lineal con una restricción

adicional3 todas las variables sólo pueden tener valores enteros.

Programación

entera mixta

+odelos matemáticos de programación lineal en los que algunas variables

tienen valor entero y las demás no.

Programaciónno lineal 

 * diferencia de la programación lineal# no todas sus funciones ,función ob&etivoy funciones de restricción0 tienen comportamiento lineal. 4o se tiene unalgoritmo que resuelva todos los problemas específicos de este modelo. 5entrode las aplicaciones más comunes de este tipo de problema# tenemos3

problemas de transporte por volumen# me%cla de productos con elasticidad enlos precios# selección de cartera de inversiones y otros.

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Los modelos relacionados con la programación por ob&etivos tienen un enfoquemás realista de los problemas modernos# puesto que siempre se pretenderá

encontrar o alcan%ar varios ob&etivos al mismo tiempo# si lo que se desea esoptimi%ar el uso de diversos recursos.

Ta%a 13. Modeo! e!tad"!tico!Modelo   Uso

De regresión Aor medio de estos modelos es posible e'traer de grandes cantidades de datoslas características principales de una relación entre variables que no es

determinada a simple vista# debido a que la relación usual no es casual. Aara laelaboración de este tipo de modelos el analista debe e'aminar cuidadosamente

las relaciones entre un nmero de variables para su análisis de regresión.$n este modelo se encuentran 3 modelos de regresión lineal simple ,métodoscon estimación por mínimos cuadrados# etc0# modelos de regresión mltiple y

otros. Aueden consultar el te'to CArobabilidades y estadísticaD de 9eorge ).)anavos.

3. 4io!o5"a de !i!tema!

3..1 Epi!temoo#"a !i!t6mica

La epistemología de sistemas se refiere a la distancia de la 891 con respecto alpositivismo o empirismo lógico. 2ertalanffy# refiriéndose a si mismo# dice3

E$n filosofía# la formación del autor siguió la tradición del neopositivismo del grupode +orit% 1chlicF# posteriormente llamado )írculo de :iena. Aero# como tenía queser# su interés en el misticismo alemán# el relativismo histórico de 1pengler y lahistoria del arte# aunado a otras actitudes no ortodo'as# le impidió llegar a ser unbuen positivista. $ran más fuertes sus la%os con el grupo berlinés de la 1ociedadde Gilosofía $mpírica en los a"os veintitantos@ allí descollaban el filósofoHfísico!ans 7eichenbach# el psicólogo *. !er%berg y el ingeniero Aarseval ,inventor deldirigible0E.

2ertalanffy se"ala que la epistemología del positivismo lógico es fisicalista yatomista. Gisicalista en el sentido que considera el lengua&e de la ciencia de la

física como el nico lengua&e de la ciencia y# por lo tanto# la física como el nicomodelo de ciencia. *tomista en el sentido que busca fundamentos ltimos sobrelos cuales asentar el conocimiento# que tendrían el carácter de indubitable

Aor otro lado# la 891 no comparte la causalidad lineal o unidireccional# la tesis quela percepción es una refle'ión de cosas reales o el conocimiento una apro'imacióna la verdad o la realidad. 2ertalanffy se"ala EILa realidadJ es una interacción entreconocedor y conocido# dependiente de mltiples factores de naturale%a biológica#psicológica# cultural# lingKística# etc. La propia física nos ense"a que no hayentidades ltimas tales como corpsculos u ondas# que e'istan

independientemente del observador. $sto conduce a una filosofía perspectivistaMpara la cual la física# sin de&ar de reconocerle logros en su campo y en otros# norepresenta el monopolio del conocimiento. Grente al reduccionismo y las teoríasque declaran que la realidad no es nada sinoM ,un montón de partículas físicas#genes# refle&os# pulsiones o lo que sea0# vemos la ciencia como una de lasperspectivasM que el hombre# con su dotación y servidumbre biológica# cultural ylingKística# ha creado para vérselas con el universo al cual está arro&adoM o# más

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bien# al que está adaptado merced a la evolución y la historiaE.

$l problema de la epistemología se centra en dos aspectos fundamentales3

¾ Nué es el conocimiento y#

¾ )ómo se construye el conocimiento.

$ste problema se plantea en el presente e&e a través de las propuestas de lasciencias naturales y de las ciencias sociales que# de alguna forma# estánalimentando los campos de estudio en los programas de las diferentes Gacultadesde la U4*5. Los cursos académicos que se ofrecen son3 Epistemología de lasciencias, Epistemología de las ciencias sociales, Filosofía y teoría de sistemas y Filosofía del lenguae!

3..- Ontoo#"a !i!t6mica

La ontología se aboca a la definición de un sistema y al entendimiento de cómoestán plasmados los sistemas en los distintos niveles del mundo de laobservación# es decir# la ontología se preocupa de problemas tales como eldistinguir un sistema real de un sistema conceptual . Los sistemas reales son# por e&emplo# gala'ias# perros# células y átomos. Los sistemas conceptuales son lalógica# las matemáticas# la msica y# en general# toda construcción simbólica.2ertalanffy entiende la ciencia como un subsistema del sistema conceptual#definiéndola como un sistema a"straído# es decir# un sistema conceptualcorrespondiente a la realidad. $l se"ala que la distinción entre sistema real yconceptual está su&eta a debate# por lo que no debe considerarse en forma rígida.

$s evidente que el modelo de ontología sistémica que más se apro'ima a nosotroses el modelo de redes# clara prolongación de las ontologías formalistas.

Las ciencias naturales y humanas se debaten hoy día por encontrar un paradigmadel conocimiento humano que sea como una nueva teoría de la racionalidad y

donde tengan cabida todos los conocimientos e'istentes sólidamenteestablecidos. Aero en este esfuer%o se encuentran con varias contradiccionesfundamentales del conocimiento que deben superar3 su&etoHob&eto# lengua&eHrealidad# partesHtodo# filosofíaHciencia# libertadHnecesidad.

Aareciera que todo va apuntando hacia un paradigma emergente# que superaríadichas contradicciones y se apoyaría# entre otros# en los siguientes postuladosbásicos3 tendencia al orden en los sistemas abiertos# que superaría la causalidadlineal unidireccional# una ontología sistémica# que e'plicaría las totalidadesorgani%adas# y una complementariedad de los enfoques como integración de losaportes de diferentes filosofías y métodos en un todo coherente y lógico. )onmayor ra%ón# entonces# tendrá sentido la integración de los aportes de lasdiferentes orientaciones psicológicas# ya sea que provengan del psicoanálisis# delconductismo o de los enfoques humanista# e'istencial# fenomenológico u otros# yla bsqueda de un estatuto epistemológico que les dé cabida.