Programa de Posgrado en Ingeniería, UNAM Departamento de Ingeniería de Sistemas

1. Programa de Posgrado en Ingeniería, UNAMDepartamento de Ingeniería de Sistemas Curso: Enfoque de Sistemas El propósito de estas notas es introducir al lector en la ciencia de los sistemas a través del estudio de su metodología. Las notas están enfocadas a revisar brevemente los principios de algunas metodologías enmarcadas en el enfoque de sistemas y a presentar guías para su utilización como métodos de solución de problemas. Las notas son el resultado de un trabajo de búsqueda y selección de información relacionada con las metodologías que se presentan. Como es de esperarse de una metodología, quien la utilice deberá aportar su modo propio de llevarla a cabo. Dr. Benito Sánchez Lara

2. La idea de la emergencia • Hay interacción entre fenómenos, partes, ecosistemas, sociedades; esta interconexión engendra cualidades no necesariamente propias a las partes; emergen fenómenos nuevos, no previsibles. • Ciertas características son propias de la “totalidad” de un sistema, provienen de las relaciones entre los componentes, pero cada nivel de organización carga con propiedades emergentes específicas. • El concepto de propiedad emergente implica una visión de la realidad existente en capas dentro de una jerarquía (no implica autoridad). • El paradigma de sistemas no es reciente, es tan antiguo como la filosofía europea y puede remontarse al pensamiento aristotélico. El dictum aristotélico señala: “el todo es más que la suma de las partes”. Para Anaxágoras, “todo está en todo, nada existe aisladamente”. En el origen todas las cosas están confundidas y mezcladas, luego serán disociadas y ordenadas por el Noûs (el intelecto). Para Platón, la naturaleza y el estado forman un todo indisociable. En Plotino, el universo es un todo vivo, donde la existencia resulta de la incesante sucesión de las fases. Según la idea de Sunia (vacío) del budismo, no podrá existir un fenómeno independiente, que no esté conectado a otros fenómenos. Según la ontología de Spinoza, toda cosa finita está destinada a producir un efecto sobre otra cosa finita; esta causalidad se repite infinitamente. La fuente más inmediata del pensamiento holista contemporáneo proviene de Hegel, para quien “lo verdadero es el todo” [6]

3. El concepto de sistema • Etimológicamente, la palabra "sistema" proviene de dos vocablos griegos: syn e istemi, que querría decir "reunir en un todo organizado“[29]. • Hall & Fagen (1956) definen sistema como un conjunto de “objetos” con “relaciones” entre los objetos y entre sus “atributos”[25]. Otras definiciones de sistema [13]: • Un conjunto de variables seleccionadas por un observador. • Usualmente deben hacerse tres distinciones: 1. un objeto observado, 2. una percepción de un objeto observado. Esta será diferente para diferentes observadores, 3. un modelo o representación de un objeto percibido. Un único observador puede construir más de un modelo o representación de un objeto único. Algunas personas asumen que 1 y 2 son lo mismo. Este supuesto puede conducir a dificultades de comunicación. Usualmente el término “sistema” se utiliza para referirse a 1 o a 2. "Modelo" usualmente se refiere a 3. Ross Ashby usó los términos “máquina," “sistema" y "modelo" en ese orden para las tres distinciones. • Cualquier conjunto definible de componentes.

4. El concepto de sistema • Los objetos son las partes o componentes de un sistema; los atributos son propiedades de los objetos y las relaciones mantienen juntos a los componentes del sistema. • Por definición un sistema no puede ser considerado como tal si no tiene un propósito en sí mismo. • Un sistema puede ser dividido jerárquicamente en subsistemas, sub-subsistemas, componentes, unidades, partes, etcétera. En la división de un sistema cualquiera de los niveles resultantes puede considerarse a la vez constituido por objetos, con subsistemas, componentes, unidades, etcétera[25]. • La cuestión de si una relación es importante o trivial para el sistema depende de la complejidad de éste; definir si lo es o no, es una labor de quien estudia al sistema, así es una decisión arbitraria. • La interconexión de objetos de un sistema a través de sus relaciones engendra cualidades no necesariamente propias a las partes: emergen fenómenos nuevos, no previsibles (propiedades emergentes). La explicación de dichas propiedades reside en el análisis de sus componentes. • La descomposición de un sistema en unidades menores avanza hasta el límite en el que surge una nueva propiedad emergente correspondiente a otro sistema cualitativamente diferente.

5. El concepto de sistema • La importancia del concepto de sistema es que sistemas formados por partes muy distintas y con funciones completamente diferentes pueden estar organizadas en torno a las mismas reglas generales[12]. • Es posible comprender sistemas muy diferentes e influir sobre ellos utilizando los mismos principios. En vez de observar por separado áreas de conocimiento cuya comprensión requiere de especialización y años de estudio, el pensamiento basado en el concepto de sistema (pensamiento sistémico) permite estudiar la conexión existente entre las diversas disciplinas para predecir el comportamiento de los sistemas, ya se trate del sistema de la red vial, de un sistema electrónico o de un sistema de creencias.

6. Propiedades macroscópicas de los sistema[25] Totalidad e independencia (sumatividad) • Todos los sistemas tienen relaciones entre objetos y atributos. Si cada parte del sistema está relacionada de tal manera que un cambio en una parte específica causa un cambio en todas las otras partes y en el sistema total, se dice que el sistema se comporta como una totalidad o coherentemente. En el otro extremo está un conjunto de partes que no están relacionadas; un cambio en una parte depende sólo de esa parte. La variación en el conjunto de partes es la suma de sus variaciones. Este comportamiento se denomina independiente o sumativo. • Muchos sistemas cambian con el tiempo, si éstos cambios conducen una transición gradual de totalidad a independencia o sumatividad se dice que el sistema está bajo segregación progresiva. Hay dos formas de segregación progresiva: decadencia y crecimiento. Totalidad (un sistema al 100%) Independencia (sistemas degenerados, difícil de establecer estos casos), (elementos totalmente independientes, 0%) • Segregación Progresiva: decadencia y crecimiento.

7. Propiedades macroscópicas de los sistema • Segregación progresiva • Segregación Progresiva por decadencia • Los elementos de un sistema, debido a su decadencia, se vuelven independientes. • Segregación Progresiva por crecimiento • El sistema cambia incrementando la división en subsistemas y sub-subsistemas o diferenciación de funciones. • La segregación por decadencia se presenta en cualquier sistema físico al cual deje de dársele mantenimiento. En un sistema constituido por hardware y software, en general, el software se vuelve decadente antes que el hardware, así el sistema se segrega en dos partes cuyos comportamientos tienden a ser independientes. • La segregación por crecimiento se presenta en sistemas que involucran algún proceso creativo, evolutivo o de desarrollo. Por ejemplo, el proceso embrionario o el de planeación a partir de una idea.

8. Propiedades macroscópicas de los sistema • Sistematización progresiva • Es el proceso inverso a la segregación, implica la unificación creciente del sistema. • Segregación y sistematización progresivas pueden ser posibles en el mismo sistema. Su ocurrencia simultánea constituirá un estado estable o de equilibrio. • Segregación y sistematización progresivas también ocurren en forma secuencial. • Sistematización. Por ejemplo, un grupo de jugadores llegará a ser un equipo si los comportamientos individuales se unifican o suman como un todo. • Un estado estable ocurre en el proceso metabólico donde anabolismo y catabolismo se mantienen en equilibrio. • La historia de las naciones está llena de procesos de segregación y sistematización progresivas. Naciones con grupos disidentes que llegan a constituirse como naciones en sí mismas.

9. Propiedades macroscópicas de los sistema • Centralización. • Esta propiedad se presenta cuando existen elementos o subsistemas que juegan papeles dominantes en el funcionamiento del sistema. • Los procesos de segregación y sistematización progresivas pueden estar acompañados por centralización. • En los organismos vivos, las organizaciones empresariales, la sociedad, la familia, el cerebro, las cúpulas empresariales, los grupos de poder y el padre o la madre son elementos en los cuales está centrado el funcionamiento del sistema. • En el desarrollo embrionario, considerado un proceso de segregación progresiva, el cerebro toma un rol central coordinando y unificando el funcionamiento de los otros órganos.

10. Tipos de sistemas [29] • Según su definición: reales, ideales y modelos. • Según su origen: naturales o artificiales • Según su relación con el ambiente: cerrados o abiertos • Según su definición. Mientras los primeros presumen una existencia independiente por parte del observador (quien los puede descubrir), los segundos vienen a ser construcciones simbólicas, como el caso de la lógica y la matemática, mientras que el tercer tipo corresponde a abstracciones de la realidad, en donde se combina lo conceptual con las características de los objetos. • Con relación a su origen, los sistemas pueden ser naturales o artificiales, distinción que está orientada a destacar la dependencia o no en su estructuración, por parte de otros sistemas. • Con relación al ambiente o grado de aislamiento, los sistemas pueden ser cerrados o abiertos, según el tipo de intercambio que establecen con sus ambientes.

11. Tipos de sistemas • Systems Naturales • Sistemas diseñados (abstractos y concretos) • Sistemas de actividad humana • Sistemas culturales • Sistemas Naturales: son aquellos que han sido elaborados por la naturaleza, desde el nivel de estructuras atómicas hasta los sistemas vivos, los sistemas solares y el universo. • Sistemas Diseñados: son aquellos que han sido diseñados por el hombre y son parte del mundo real. Pueden ser de dos tipos: abstractos y concretos. Por ejemplo los sistemas diseñados abstractos pueden ser, la filosofía, la matemática, las ideologías, la religión, el lenguaje. Como ejemplos de sistemas diseñados concretos podemos hablar de una computadora, una casa, un auto, etc. • Sistemas de Actividad Humana: son sistemas que describen al ser humano epistemológicamente, a través de lo que hace. Se basan en la apreciación de lo que en el mundo real una persona o grupos de personas podrían estar haciendo, es decir, en la intencionalidad que tiene el sistema humano que se observe. • Sistemas Culturales: son sistemas formados por la agrupación de personas, podría hablarse de la empresa, la familia, el grupo de estudio, de la universidad, etc.

12. Características de los sistemas abiertos [14] Importación de energía. Los sistemas abiertos importan alguna forma de energía del ambiente. Ninguna estructura social es autosuficiente o autocontenida. Transformación. Los sistemas abiertos transforman la energía disponible. Algún tipo de “actividad” es hecho en el sistema. • Las células reciben oxígeno del torrente sanguíneo; las organizaciones deben renovar proveedores de energía a partir de otras instituciones, otra gente, etc. • Son dos los cambios o procesos de transformación posibles en un sistema: • Una modificación de la interacción en el interior del sistema. Se produce cuando el sistema cambia sus pautas de comunicación o algunas normas relacionales que no le hacen perder su naturaleza e identidad. • Una transformación del mismo sistema. Es decir en su reorganización, apareciendo un sistema diferente, nuevo.

13. Características de los sistemas abiertos Egresos (output). Los sistemas abiertos exportan algún producto al ambiente. Los sistemas como ciclos de eventos. Los patrones de actividades del intercambio de energía tienen carácter cíclico. Figuras tomadas de Rosnay J. (1977) [37]

14. Sistema abierto Residuos, desorden, pérdidas. Energía, materias primas, información ENTROPÍA Características de los sistemas abiertos Entropía negativa o negentropía. Los sistemas abiertos deben revertirel proceso entrópico, deben adquirir entropía negativa. Este proceso es una ley universal de la naturaleza a partir de la cual todas las formas de organización se mueven hacia la desorganización o muerte. • La entropía es un concepto que describe el grado de desorden de un sistema. • La segunda ley de la termodinámica señala que la entropía de un sistema aislado siempre aumenta, y que cuando dos sistemas se juntan, la entropía del sistema combinado es mayor que la suma de las entropías de los sistemas individuales. • Todas las formas de organización tienden hacia el máximo desorden y, por lo tanto, hacia la muerte del sistema, a su degradación. La muerte sistémica viene definida por la cantidad de entropía introducida en el sistema; esto es, la cantidad de desorden.

15. Características de los sistemas abiertos Ingreso de información, retroalimentación y codificación.La interacción del sistema con el ambiente se realiza principalmente a través de mecanismos de retroalimentación. La retroalimentación puede ser de dos tipos: negativa y positiva. • Retroalimentación negativa es un mecanismo que equilibra las desviaciones y mantiene el sistema en un nivel constante. Todos los esfuerzos de la interacción van dirigidos a que las normas que definen la relación entre subsistemas no cambien. Es la forma de retroalimentación que busca mantener la estabilidad de la relación. • Retroalimentación positiva es el mecanismo que crea el potencial para el cambio. Cuando es un cambio de las pautas de comportamiento relacional, el sistema puede mantener su equilibrio sin su disolución. También es posible que un sistema cambie algunas de sus normas relacionales sin que el sistema pierda su identidad. Figuras tomadas de Rosnay J. (1977) [37]

16. Características de los sistemas abiertos • Ingreso de información, retroalimentación y codificación. Continuación • Además de energía los ingresos pueden ser información que proporciona señales al sistema acerca del ambiente y de su funcionamiento en términos del ambiente. • El tipo más simple de ingreso de información que se encuentra en los sistemas es la retroalimentación negativa. • La recepción de ingresos en un sistema es selectiva. Un proceso de codificación elimina confusiones o “ruido” en la información. Estas confusiones o ruido se simplifican en categorías básicas y significativas para el sistema. Figuras tomadas de Rosnay J. (1977) [37]

17. Características de los sistemas abiertos • Estado estable y homeostasis dinámica. La importación de energía para restar entropía mantiene algún nivel de constancia en el intercambio de energía, así los sistemas abiertos que sobreviven se caracterizan por un estado estable. • El principio básico de la homeostasis es la preservación del carácter del sistema. • La homeostasis dinámica involucra el mantenimiento de un tenue equilibrio al establecer un ambiente constante reduciendo la variabilidad y efectos de disturbios externos. • En un equilibrio quasi estacionario el proceso de ajuste no siempre lleva al estado inicial o anterior. • Homeostasis: (l) Autoregulación dinámica. (2) La condición de un sistema cuando este es capaz de mantener sus variables esenciales dentro de límites aceptables para su estructura al enfrentar disturbios (oscilaciones) inesperados [13] [27].

18. Características de los sistemas abiertos • Diferenciación. Los sistemas abiertos se mueven en dirección de diferenciación y elaboración. Patrones globales difusos se remplazan por funciones más especializadas. • Integración y coordinación. Cuando la diferenciación se lleva acabo en sistemas biológicos, esta se controla por procesos que mantienen al sistema funcionando como tal. • El proceso de integración implica la adición de mecanismos que aseguran la articulación funcional de tareas y roles. La integración es el logro de unificación a partir de normas y valores compartidos. • El sistemas amplios, la coordinación, más que la integración, es el principio para la articulación ordenada y sistemática.

19. Características de los sistemas abiertos • Equifinalidad. Este principio implica que un sistema puede buscar un estado final a partir de condiciones iniciales diferentes y por una variedad de rutas. • La cantidad de equifinalidad puede reducirse en tanto los sistemas abiertos adopten mecanismos regulatorios para controlar sus operaciones. • La consecuencia más importante de ver a las organizaciones como sistemas abiertos es el error al reconocer totalmente la dependencia de las organizaciones de los ingresos desde el ambiente. Esto también implica la mayor de sus críticas.

20. El enfoque de sistemas • Es la actitud del ser humano, que se basa en la percepción del mundo real en términos de totalidades para su entendimiento, comprensión y accionar, a diferencia del planteamiento del método científico, que sólo percibe partes de éste y de manera inconexa. • Desde una perspectiva pragmática, el enfoque de sistemas nace de dos preguntas: • ¿Cómo podemos diseñar el mejoramiento de grandes sistemas sin entender el sistema total? • Si nuestra respuesta es que no podemos diseñarlos sin entenderlo, entonces ¿cómo es posible entender el sistema total? [20] • Bajo la perspectiva del enfoque de sistemas la realidad que concibe el observador que aplica esta disciplina se establece por una relación muy estrecha entre él y el objeto observado, de manera que su "realidad" es producto de un proceso de co-construcción entre él y el objeto observado, en un espacio tiempo determinados, constituyéndose dicha realidad en algo que ya no es externo al observador y común para todos, como lo plantea el enfoque tradicional, sino que esa realidad se convierte en algo personal y particular, distinguiéndose claramente entre lo que es el mundo real y la realidad que cada observador concibe para sí.

21. El enfoque de sistemas Algunos rasgos: • Cualquier problema puede analizarse asociado al concepto de sistema. • Es una forma de pensar y de razonar en la que se abarca el todo (sistema), sin olvidarse de sus partes (subsistemas). • Deben considerase las interacciones entre las partes, entre las partes y el sistemas y entre el sistema y su medio ambiente. • En contraste con el método científico, el reduccionismo se substituye por el expansionismo y el determinismo por la teleología. • Está basado en la síntesis que explica los fenómenos de manera integral, en su totalidad y no en partes aisladas. • Al sistema se le da un carácter de totalidad que en sí mismo y en sus componentes no puede ser explicado sólo por las causas, si no por los propósitos que éste persigue.

22. El enfoque de sistemas • En términos metodológicos presenta las situaciones problemáticas en el contexto en el que aparecen. Parte de las consideraciones pragmáticas: • Ser críticos con el hecho de que no somos omniscientes. • Lo que importa no es saber “todo” sobre el sistema, sino entender las razones y posibles implicaciones de esta ignorancia en el diseño de futuros. Parte de algunas consideraciones pragmáticas: • La filosofía debe ser un esfuerzo intelectual para mejorar la práctica social. Se trata de llevar la reflexión filosófica al mundo real para una mejor comprensión de los entornos. • Tratar de ser comprehensivo, holístico, inter y multi disciplinario, en oposición a: especialización y fragmentación y positivismo reduccionista.

23. El enfoque de sistemas [36] Enfoque sistémico • Se concentra en la interacción entre los elementos y estudia sus efectos. • Enfatiza la percepción global. • Modifica grupos de variables simultáneamente. • Valida hechos comparando el comportamiento de un modelo con la realidad. • Utiliza modelos insuficientemente rigurosos como base de conocimiento pero útiles en la toma de decisiones y en la acción. • Conduce al estudio multidisciplinario: generalista. Enfoque analítico • Se concentra en los elementos y estudia la naturaleza de la interacción. • Enfatiza la precisión de detalles. • Modifica una variable en el tiempo. • Valida hechos por pruebas experimentales dentro de un marco teórico. • Utiliza modelos detallados que son poco útiles en la operación real. • Conduce al estudio disciplinario: especialización.

24. El enfoque de sistemas Enfoque sistémico vs Enfoquemecanicista: Conceptos relacionados [13]: Causalidad: Un proceso que enlaza dos o más eventos o estados de relaciones de tal manera que uno lleva o produce el otro. Mecanicismo: Enfoque biológico que asume que los únicos factores que operan en una organización de sistemas vivos son factores físicos, y que ninguna fuerza de organización vital no material es necesaria. Reduccionismo: Una doctrina que mantiene que todos los objetos y eventos, sus propiedades, y nuestra experiencia y conocimiento de ellas están hechas de elementos últimos, partes indivisibles. La célula, el individuo, el átomo, etc. Determinismo: Atributo de sistemas cuyo comportamiento se especifica sin probabilidades (o 0 ó 1) y es predecible sin incertidumbre una vez que las condiciones relevantes se conocen. Los sistemas deterministas no dejan nada al azar y son de legitimidad necesaria.

25. El enfoque de sistemas: ejemplo Visiones de la sociedad humana: [14] • Atomista o individualista. Una sociedad es una colección de individuos por lo que no tiene propiedades globales. El estudio de la sociedad se puede reducir al estudio de una sola persona. • Enfoque sistémico. Una sociedad es un sistema compuesto de personas actuando mutuamente. Como cualquier sistema concreto, un sistema social tiene propiedades y leyes de sí mismo, éstas son explicables por las interacciones de sus individuos, sin embargo, no las tienen sus individuos aislados y son “nuevas” auténticamente. Enfoque Holista. Los todos sociales como los estados, trascienden sus componentes y tienen una vida propia que es independiente a la de las personas que lo componen.

26. El movimiento de sistemas[10, 29] • Diciembre de 1954, creación de la Society for the Advancement of General Systems Theory (dos años después cambió a Society for General Systems Research) • Creadores: • Ludwig von Bertalanffy, biólogo • Kenneth Boulding, economista • Anatol Rapoport, biomatemático • Ralph Gerard, fisiólogo • Propósito original de la sociedad: • “La sociedad se organiza para impulsar el desarrollo de sistemas teóricos aplicables a más de uno de los campos tradicionales del conocimiento. Sus funciones principales son: 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; 4) promover la unidad de la ciencia mejorando la comunicación entre especialistas.

27. Teoría General de Sistemas (TGS) • La TGS se concibe como una doctrina interdisciplinaria que elabora principios y modelos aplicables a sistemas en general y que determina las correspondencias o isomorfismos existentes entre sistemas de diferente naturaleza [10]. • La TGS abre la posibilidad a la unificación de las ciencias y lleva a promover la investigación de sistemas generales, así como la ciencia y la filosofía de sistemas [12]. La TSG tiene origen en el surgimiento de problemas y concepciones similares en campos muy distintos, independientemente. Los isomorfismos o similitudes estructurales en campos diferentes son consecuencia de la existencia de propiedades generales de sistemas. Por ejemplo: • Existen problemas de orden y organización, trátese de la estructura de los átomos, la arquitectura de las proteínas o los fenómenos de interacción en termodinámica. • De acuerdo con Sussman (2000), los sistemas de transporte están constituidos por vehículos, vías, terminales y elementos de control. Además el transporte puede concebirse como un sistema: Complex, Large, Integrated and Open (CLIO) [41]. • Isomorfismo: Una correspondencia formal de principios generales o incluso leyes especiales [13].

28. Teoría General de Sistemas (TGS) • Busca establecer un nivel de construcción de modelos teóricos que esté entre las construcciones generalizadas (matemáticas puras) y las teorías específicas (disciplinas especializadas). • Da modelos utilizables y transferibles entre diferentes campos y evita analogías vagas entre campos. • Busca establecer un grado óptimo de generalidad más que una teoría generalista [12]. La necesidad de la TGS se debe a la situación de la ciencia: • Especialización: “la República del aprendizaje está dividida en subculturas aisladas con tenues líneas de comunicación, esta situación que amenaza una guerra civil intelectual. • El incremento de la dificultad de “comunicación benéfica” entre los científicos como un todo. Entre mayor la división de la ciencia, menor comunicación entre las disciplinas. • Sordera especializada: alguien que debe saber algo que alguien más sabe es incapaz de entenderlo por falta de “oídos generalizados”.

29. Teoría General de Sistemas (TGS) Objetivos de la TGS: Propuesta para estructurar la TGS:

30. Cursos de acción preferidos Tomador de decisiones Problema Creación de soluciones alternativas Particionar el problema Evaluación Cursos de acción alternativos Ingeniería de Sistemas y Análisis de Sistemas (15,16,33) • Ingeniería de Sistemas: es un enfoque interdisciplinario para derivar, desarrollar y verificar una solución que satisfaga expectativas del cliente y reuna aceptabilidad pública. • Análisis de sistemas: es un proceso de indagación para ayudar al tomador de decisiones a elegir un curso de acción a partir de la investigación sistemática de sus propios objetivos, comparando cuantitativamente y donde sea posible: costos, efectividad y riesgos asociados a las estrategias alternativas.

31. Ingeniería de Sistemas (Systems Engineering) • Se enfoca en los sistemas duros y se considera una metodología de estos; una metodología diseñada para alcanzar objetivos establecidos. En este marco, el reto es diseñar y seleccionar la mejor alternativa posible (óptima). • Está basada en el reduccionismo más que en el enfoque sistémico. • Los métodos de sistemas suaves se aplican a situaciones donde los objetivos no peden ser considerados como dados. • La IS se esfuerza por: • Transformar una necesidad operativa en una descripción de parámetros de desempeño de un sistema y una configuración preferida del sistema usando un proceso iterativo de análisis funcional, síntesis, optimización, definición, diseño, prueva y evaluación. • Incorporar los parámetros técnicos relacionados y asegurar compatibilidad física, funcional y de las interfaces del programa de tal manea que se optimice la definición y diseño total del sistema. • Integrar desempeño, productividad, confiabilidad, mantenimiento, manejo, soporte o respaldo, y otras especialidades de los esfuerzos ingenieriles.

32. Ingeniería de Sistemas (Systems Engineering) [15] • Cuatro etapas: • Análisis de Sistemas. Incluye formulación del proyecto, definiciones y objetivos para el sistema e información y colección de datos. • Diseño o síntesis de sistemas. Incluye pronóstico del ambiente del sistema, modelación y simulación, optimización y selección. • Implantación de sistemas. Involucra aprobación de los conceptos de sistemas, construcción y verificación. • Operación de Sistemas. Incluye uso, valoración y operación mejorada del sistema. • Este enfoque ha sido adoptado por los ingenieros de software y sistemas computacionales que han utilizado este proceso de sistemas como un enfoque estructurado y dirigido por requerimientos a desarrollar.

33. Ingeniería de Sistemas (Systems Engineering) Figura tomada de Loureiro (1999) [33] Proceso de la Ingeniería de Sistemas • En el proceso los requerimientos se toman y descomponen funcionalmente en módulos (etapas hacia abajo), después los módulos se sintetizan en el sistema completo (etapas hacia arriba).

34. Ingeniería de Sistemas (Systems Engineering) • Descomposición funcional. Consiste en la identificación y captura de fuentes de información que permitan capturar y categorizar los requerimientos y desarrollar un análisis de sistemas. • Con el análisis de sistemas es posible modelar la arquitectura del sistema, esto implica identificar elementos del sistema y su topología. • Los elementos del sistema se enlazan a los requerimientos y se generan las restricciones de desempeño y presupuestos. • Al nivel de diseño sin detalle se relacionan los elementos identificados a equipos físicos. • El análisis de sistemas es la identificación del ambiente en el cual el sistema se desarrollará, las tareas que será capaz de llevar a cabo y la descomposición funcional del sistema.

35. Ingeniería de Sistemas (Systems Engineering) • A un nivel detallado de diseño el equipo físico del sistema se divide en partes constituyentes e interfases. • Las funciones se asignan a elementos de hardware y software y los requerimientos se enlazan a los elementos del sistema. • Se desarrolla un proceso de simulación para verificar el sistema. • La etapa final es la construcción del módulo. Se generan los programas (software), se crean los esquemas de hardware y los componentes mecánicos y eléctricos se diseñan. • Este proceso típico de IS sólo provee consideraciones superficiales de manufactura.

36. Análisis de Sistemas (System Analysis) • Ha sido usado para describir dos tipos de trabajos: • el de los analistas orientados a la matematización que desean aplicar un conjunto de técnicas de optimización a problemas considerados como estructurados. • el de los analistas cuyo punto de inicio es el problema no estructurado del tomador de decisiones. El objetivo es construir una estructura propia del problema, incluyendo el descubrimiento de las metas verdaderas del decisor. • Los problemas estructurados son aquellos en los cuales son conocidos sus niveles de estabilidad y homogeneidad. Además, la información sobre éstos no es ambigua. • Los problemas no estructurados son aquellos para los cuales se desconoce su dinamismo y la complejidad de sus eventos. Muchas veces surgen de percepciones de la situación.

37. Análisis de Sistemas (System Analysis) Antecedentes del segundo tipo de trabajos: • Su origen es la RAND Corporation (Research ANd Development) y quienes desarrollaron sus principios fueron Robert McNamara y Charles Hitch. • Las situaciones problemáticas donde se aplica son complejas y con incertidumbre sobre el resultado de cualquier curso de acción que razonablemente pueda ser tomado (problemas no estructurados). • Su uso típico es guiar decisiones sobre temas como planes y programas nacionales y corporativos, uso de recursos y políticas de protección, investigación y desarrollo en tecnología, desarrollo rural y urbano, sistemas educativos, de salud y otro tipo de servicios. • Involucra separación de un sistema en sus subsistemas componentes para examinar sus relaciones y al sistema como un todo. • Creció a partir del campo de la Ingeniería de Sistemas. • El ejemplo más notable de AS fue el sistema de planeación, programación y presupuestación (Planning, Programming and Budgeting System, PPB) instituido por el Departamento de Defensa se los Estados Unidos).

38. Análisis de Sistemas (System Analysis) Clases de enfoques de AS utilizando diferentes términos [15]: ANÁLISIS POLÍTICO. Relacionado con decisiones públicas. ANÁLISIS DE DECISIONES. Se concentra en la comparación y clasificación de alternativas con base en características conocidas. ANÁLISIS DE FACTIBILIDAD. Se concentra en descubrir si un curso de acción dado viola alguna restricción. ANÁLISIS COSTO EFECTIVIDAD. En este las alternativas se clasifican en términos de su efectividad por costos fijos o en términos del costo por igual efectividad. ANÁLISIS COSTO BENEFICIO. Para cada alternativa se descuentan los costos y beneficios a través del tiempo (en unidades monetarias) para obtener sus valores presentes. La comparación y clasificación se hacen en términos de beneficios netos (beneficios menos costos) o la tasa de beneficios sobre costos. ANÁLISIS RIESGO BENEFICIO. Se asigna un costo a cada riesgo y es posible una comparación entre la suma descontada de los costos y la suma descontada de los beneficios predichos del resultado de la decisión. Los riesgos considerados son usualmente eventos cuya probabilidad de ocurrencia es baja pero cuyas consecuencias adversas son importantes.

39. Análisis de Sistemas (System Analysis) Define y ataca un problema en términos de: • Un objetivo o un grupo de ellos. • Medios alternativos (sistemas) a través de los cuales lograr los objetivos. • Conocimiento acerca de los “costos” o recursos requeridos por cada alternativa. • Un modelo lógico o matemático que describa las relaciones entre los objetivos, los medios alternativos, el ambiente y los recursos requeridos. • Un criterio de selección de la alternativa preferida que se relaciona de alguna manera con los objetivos y los costos. • Un criterio de selección puede ser maximizar el logro de los objetivos para un presupuesto dado.

40. Análisis de Sistemas (System Analysis) Características: • Examen sistemático y comparación de cursos alternativos de acción para lograr objetivos específicos para un periodo futuro. • Examen crítico de los costos y la utilidad de cada alternativa comparada. • Un periodo extendido de análisis del contexto (frecuentemente 5, 10 ó más años.) • Un ambiente con incertidumbre considerable. • Numerosas interacciones entre las variables clave del problema. • Métodos cuantitativos de análisis frecuentemente aplicados y complementados con análisis cualitativo. • Enfocado a problemas de decisión relacionados con tipos de inversión. • Los resultados pueden ser bases de datos para diseñar alternativas de solución adicionales y modificaciones de los objetivos iniciales.

41. Análisis de Sistemas (System Analysis) • El primer paso para resolver un problema es establecerlo o definirlo, en consecuencia la solución será una clarificación de los objetivos. • Es necesario abordar el problema correcto. “la fuente más común de error en la toma de decisiones es enfatizar en el encuentro de la respuesta correcta en lugar de la pregunta correcta” • Es necesario interpretar los resultados del análisis en términos de decisiones del mundo real u otros problemas. • Si el problema no se establece específicamente, en una frase o sentencia interrogativa que incluya una o más metas, entonces el análisis de la situación problemática no ha sido adecuado o con suficiente profundidad. • Un análisis mal hecho resulta en acciones peores que la inutilidad. • Muchas veces la sofisticación matemática está basada en supuestos del analista que dan significado a su trabajo más que a los objetivos del análisis.

42. Límites del Análisis Conciencia del sistema que involucra el problema Entradas (input) Conversión Salidas (output) 2 3 9a 9c 1 a-e 6 7 8 0 9b 4 5 10 Análisis de Sistemas (System Analysis) Etapas: A. Entradas • Definición y clasificación de la situación del problema. • Naturaleza del problema (genérico o único) • Participantes principales en la toma de decisiones • Determinantes aparentes o condiciones iniciales • Objetivos de los tomadores de decisiones • Resultados finales deseados Figura tomada de: Catanese & Steiss (1970) [15]

43. Análisis de Sistemas (System Analysis) Etapas del Análisis de Sistemas: A. Entradas (continuación) • Identificación de parámetros, condiciones de frontera o restricciones que determinan el rango de posibles soluciones. • Proyección de determinantes para averiguar direcciones posibles del problema en el futuro o consecuencias posibles si el problema se determina como sin solución. • Análisis de los procesos u operaciones involucradas para alcanzar una solución óptima. • Definición de la medida de eficiencia usada para cada objetivo o meta y selección de una medida común (estándar) de eficiencia.

44. Análisis de Sistemas (System Analysis) Etapas del Análisis de Sistemas: B. Conversión • Formulación de cursos alternativos de acción diseñados para buscar los resultados finales deseados. • Construcción de un modelo para incluir las variables del sistema sujetas a control y de aquellas no sujetas a control. • Búsqueda de la mejor solución (óptima) probando las alternativas contra el modelo para así determinar las variables de control que maximizan la efectividad del sistema.

45. Análisis de Sistemas (System Analysis) Etapas del Análisis de Sistemas: C. Resultados 9. Selección de la solución óptima e inicio de programas de acción para llevar a cabo la solución. • Probar la solución determinando su efectividad en la predicción de cambios en el sistema. • Desarrollar controles para la solución estableciendo procedimientos para detectar cambios significativos y especificaciones, así como modificaciones a la solución si ocurren los cambios. • Implantar la solución elegida estableciendo reglas de decisión recomendadas y programas de acción y procedimientos. 10. Interpretación de las etapas anteriores a la luz de las expectativas del sistema y la retroalimentación. Es crucial la evaluación de las diferenciales de costos y efectividad asociadas a cada alternativa.

46. Proceso de Análisis de Sistemas Figura tomada de: Loureiro, Leaney & Hodgson (1999), [33].

47. Diseño idealizado [1,2,3,4] • Metodología desarrollada por Russell L. Ackoff. • Asume que no se puede conocer y en consecuencia controlar el futuro en su totalidad, sin embargo, supone que se puede influir en éste; no se espera que se conozca pero si que se diseñe. • Asume una actitud interactiva, creando condiciones y oportunidades, aprovechando obstrucciones y reconociendo que las dificultades para intervenir en el futuro son mínimas ante nuestras capacidades creativas para diseñarlo, estaremos poniendo en nuestras manos nuestro futuro. “Si no planeamos, estaremos expuestos a ser planeados”. • Diseñar el futuro es construirlo a partir acciones presentes; es llevar a cabo transformaciones deseadas que no obedecen a un sistema en funcionamiento. • Se asume que no somos omniscientes. • Considérense las actitudes ante la planeación: reactiva, inactiva, proactiva e interactiva. Base para la Planeación Interactiva. • El diseño idealizado implica la concepción de equifinalidad en el sistema a diseñar. • El diseño idealizado es un escenario del sistema bajo estudio.

48. Condiciones del Diseño Idealizado • El diseño idealizado requiere cumplir tres condiciones [2]: • Factibilidad técnica: el diseño no debe incorporar ninguna tecnología que actualmente sea desconocida o inaplicable. Se pueden incluir innovaciones tecnológicas en prototipo, siempre y cuando sean factibles. • Viabilidad operativa: el sistema diseñado debe ser capaz de sobrevivir una vez que esté en funcionamiento, es decir, poder operar en el ambiente actual del sistema. • Flexibilidad: el sistema diseñado debe ser capaz de aprender y adaptarse. • Requisitos de flexibilidad: • Los participantes del sistema pueden modificar el diseño. • El diseño debe incluir procesos de aprendizaje sistemático de su propia experiencia. Es conveniente el desarrollo de sistemas de información y de simulación. • Las decisiones que se tomen deben estar sujetas a control.

49. Procedimiento del diseño idealizado Grandes bloques de la metodología: Figura tomada de: Sánchez-Guerrero G. (2005), [38]. Planeación Interactiva. Está dirigida a crear el futuro. Está basada en la creencia de que el futuro de una organización depende de qué hace esta entre ahora y entonces, y sobre qué se hace. Este tipo de planeación consiste de diseño de un presente desable y la selección o invención de formas de aproximarse a éste tanto como sea posible. Crea el futuro a partir de cerrar la brecha entre dónde se está en algún momento en el tiempo y dónde se quiere estar. La planeación interactiva tiene dos partes: idealización y realización. Entas partes se dividen en seis fases interrelacionadas: (1) formulación de la problemática (mess), (2) planeación de fines, (3) planeación de medios, (4) planeación de recursos, y (5) diseño de la implantación, y (6) diseño de controles [3].

50. Formulación de la misión • Formulación de la problemática: • La problemática es un sistema de problemas (para Ackoff: MESS). El objetivo es determinar qué pasaría con la organización si su comportamiento continuara; si fuera incapaz de adaptarse. • Esta etapa implica elaborar: • Un análisis de sistemas, describiendo detalladamente cómo opera el sistema actualmente, • Un análisis de obstrucciones, identificando las características y propiedades de la organización que obstruyen su progreso, • Proyecciones de referencia, proyectando aspectos del futuro de la organización asumiendo (1) que no se dan cambios en sus planes, políticas, programas, etc. y (2) el ambiente futuro que se espera hoy, • Escenarios de referencia, describiendo cómo y por qué la organización se destruiría si las suposiciones fueran ciertas. El escenario debe ser una síntesis de lo elaborado anteriormente.