DINÁMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS

Margarita Mediavilla y Luis Javier Miguel Depto. Ingeniería de Sistemas y Automática. Universidad de Valladolid ljmiguel@eii.uva.es

DINAMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS • ¿Qué ES?

• Simulación por ordenador de sistemas económicos, sociales, biológicos, tecnológicos,…

¿Para qué sirve? Comprender los sistemas complejos.

¿Para qué sirve? Comprender los sistemas complejos.

¿Para qué sirve? Comprender los sistemas complejos.

¿Para qué sirve? Comprender los sistemas complejos.

¿Para qué sirve? Comprender los sistemas complejos.

¿Quién lo utiliza? • Dirección de empresas en la toma de decisiones estratégicas y operativas. • Gobiernos para orientar las decisiones

políticas.

• Agencias internacionales, como BM, IPCC, NNUU

• Consultores que trabajan para entidades públicas y privadas

¿Cómo se utiliza? 1. Un experto define un problema de decisión y el objetivo.

Ejemplo: ¿Debemos ampliar la producción del producto X para el próximo año?

2. El ingeniero modela el problema y simula las alternativas para estudiar la solución óptima.

Ejemplo: Análisis de histórico de ventas, capacidad de producción, potenciales demandas, inversión necesarias, relaciones dinámicas entre las variables,…

3. El decisor o experto utiliza las simulaciones para tomar una decisión

Ejemplo: Emprender las acciones necesarias para aumentar un 15% la producción para el próximo año

¿Cómo se utiliza?

SOFTWARE COMERCIAL Vensim 6.1.

Stella 10.1 y Ithink

PowerSim Studio

SD EN OTRAS UNIVERSIDADES

Austria Johannes Kepler University Linz University of Applied Sciences Wiener Neustadt Finland Aalto University Germany Frankfurt School of Finance & Management University of Osnabrueck Italy University of Palermo, CED4 -System Dynamics Group Netherlands Delft University of Technology, Faculty of Technology, Policy and Management Tilburg University Norway University of Bergen Switzerland Bern University of Applied Sciences Univerity of St. Gallen Turkey Bogazici University, Industrial Engineering Department UK Henley Business School University of Glamorgan University of Strathclyde

SD EN OTRAS UNIVERSIDADES

USA The California State University, Central Connecticut State University, CT James Madison University, VA Massachusetts Institute of Technology, MA Portland State University, OR Texas A&M University, TX University at Albany, Public Administration and Policy Department, NY University of Houston, TX University of Southern Maine, ME University of Utah, UT University of Washington, WA Virginia Tech, VA Washington State University, WA Worcester Polytechnic Institute, MA

DINAMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS • Dinámica de sistemas en España.

• Universidad de Sevilla. Javier Aracil. Premio Internacional J. Forrester. • Cataluña. Juan Martín García es Doctor Ingeniero

Industrial en Organización de Empresas por la UPC Diplomado por la Sloan School of Management del Massachusetts Institute of Technology MIT (USA)

• Universidad de Navarra, … • En la Universidad de Valladolid.

• José Pérez Ríos. Depto. Organización de Empresas y Comercialización e Investigación de Mercados

• Dólores Soto Torres y Juan J. Garcillán Depto. de Economía aplicada.

• Grupo de Energía y Dinámica de Sistemas. http://www.eii.uva.es/energiasostenible/

DINAMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS • La asignatura.

• Orientada a la práctica desde el segundo día. • Programación de ejemplos en software Stella 10.0 y Vensim 6.1 • Evaluación basada en trabajo individual y grupal. • Materiales y bibliografía común con los principales masters

internacionales disponible en biblioteca.

DINAMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS • REQUISITOS FUNDAMENTALES.

• ¡Interés por aprender! • ¡Interés por pensar! • ¡Interés por comprender como funcionan los sistemas complejos! • (Industrias, empresas, mercados, ecosistemas, ….)

• Muy aconsejable: • capacidad para comprender inglés escrito • conocimientos de economía, ecuaciones diferenciales e

informática

DINAMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS • Los profesores

• Margarita Mediavilla Pascual. • 18 años de experiencia como profesora. • 10 años de experiencia en dinámica de sistemas • 2 sexenios de evaluación investigadora positiva • Participación en 8 proyectos de investigación pública

y privada. • Luis Javier Miguel.

• Mas de 20 años de experiencia como profesor. • 10 años de experiencia en dinámica de sistemas • 2 sexenios de evaluación investigadora positiva • Dirección de mas 30 proyectos de I+D+i con

entidades públicas y empresas.

• “System Dynamics makes you think better and bigger: Better because stocks, flows and the interactions between these elements help you to understand the behavior of the very complex systems as a whole. And bigger because the modeling processes enlarge your thinking scopes allowing the possibility to discover all the variables involved in a system and their interactions within.” • Santiago Movilla Blanco

PLANIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA • HORARIO. • CLASES EN AULA (Aula 2.1 Paseo del Cauce)

• Lunes. 20:00 a 21:00 (5 primeras semanas) • Lunes. 19:00 a 21:00 (10 semanas restantes) • Jueves. 20:00 a 21.00 (15 semanas)

• CLASES DE PRÁCTICAS (Software Vensim 6.1) • 5 Martes: 15 y 29 de Oct. 12 y 26 de Nov. y 17 de Dic. • Horario: de 10:00 a 14:00. • Lugar: Aula 146. Laboratorio del Departamento de Ingeniería de

Sistemas y Automática. Paseo del Cauce.

PROGRAMA DE CONTENIDOS. • 1. Introducción. Definiciones de sistema, modelado y simulación. Propósito de la

dinámica de sistemas. Tipos de sistema a modelar. Historia de la dinámica de sistemas. campos de aplicación de la dinámica de sistemas.

• 2. Elementos básicos en el modelado basado en dinámica de sistemas. Diagramas de influencia causa-efecto. Realimentación. Variable de estado, stock, memoria o almacén. Flujo o variación de la variable de estado. Fuentes y sumideros. Variables auxiliares. Estructura de los modelos: bucles de realimentación (positiva o negativa), retrasos(de material y de información). Arquetipos o patrones de comportamiento dinámico: crecimiento exponencial, sigmoidal, oscilaciones, etc.

• 3. Modelado con dinámica de sistemas. Objetivo del modelado. Etapas en el modelado. Ejemplos.

• 4. Programación y simulación de modelos de dinámica de sistemas con Vensim. Manuales y menú de ayuda. Interface de usuario. Diagramas causales. Flows and stocks. Ecuaciones, datos y funciones. Simulación. Visualización de resultados.

• 5. Análisis de resultados. Validación de modelos. Generación de escenarios. Análisis de sensibilidad. Toma de decisiones óptimas.

• 6. Introducción a la identificación de sistemas. Aplicaciones con “System Identification Toolbox” de MATLAB.

BIBLIOGRAFÍA. • Bibliografía básica.

• Autor Martín García, Juan • Título Dinámica de sistemas : ejercicios / Juan Martín García • Publicac Barcelona : Juan Martín García, 2012

• Autor Aracil, Javier • Título Dinámica de sistemas / Javier Aracil y Francisco Gordillo • Publicac Madrid : Alianza, 1997

• Bibliografía complementaria.

• Autor Sterman, John D. • Título Business dynamics : systems thinking and modeling for a

complex world / John D. Sterman • Publicac Boston [etc.] : Irwin/MacGraw-Hill, 2000

• Autor Ford, Andrew • Título Modeling the environment/ Andrew Ford • Publicac Washington, D.C. : Island Pres, 2010

SOFTWARE. • VENSIM PLE 6.1.

• “Industrial strength simulation software for improving the performance of real systems.”

• Descarga libre (uso educacional): • http://vensim.com/free-download/

• Requisitos: Windows XP/Vista/7. • Manual en castellano (Juan Martín) en Campus Virtual,

de la versión anterior. • Manual en inglés en el propio programa. (permite

descarga de fichero pdf desde el programa)

SOFTWARE. • MATLAB. • http://www.mathworks.es/products/matlab/ • http://es.wikipedia.org/wiki/MATLAB

• SYSTEM IDENTICATION TOOLBOX. • http://www.mathworks.es/es/products/sysid/ • Manual en:

http://www.mathworks.com/help/releases/R13sp2/pdf_doc/ident/ident.pdf

RECURSOS EN INTERNET • http://es.wikipedia.org/wiki/Dinámica_de_sistemas • http://dinamica-de-sistemas.com/ • http://en.wikipedia.org/wiki/System_dynamics • http://www.systemdynamics.org/ • http://models.metasd.com/ • http://clexchange.org/curriculum/roadmaps.asp • http://dinamica-sistemas.mty.itesm.mx/

EVALUACIÓN • 4 TRABAJOS INDIVIDUALES (50%) • Fechas de presentación:

• 28 de Octubre: dinámica poblacional. • 11 de Noviembre: dinámica medioambiental. CO2 • 25 de Noviembre. Dinámica empresarial. Beer game. • 13 de Enero. Identificación de Sistemas.

• 1 TRABAJO EN GRUPO (50%).

• Basado en el libro “Colapso” de Jared Diamond. Ed. Debate 2006. • Presentación 13 de Enero. • Presentación pública: 13 y 16 de Enero. (FIFO)

• Examen ordinario: martes 21 de enero de 2014 a las 16:00 • Examen extraordinario: martes 1 de julio de 2014 a las 16:00

PRÓXIMO DÍA: DINÁMICA DE SISTEMAS COMPLEJOS TEMA 1. INTRODUCCIÓN

• Definiciones. Sistema, modelado y simulación. • Propósito de la dinámica de sistemas. • Tipos de sistema a modelar. • Historia de la dinámica de sistemas. • Campos de aplicación de la dinámica de sistemas.

TAREAS • http://es.wikipedia.org/wiki/Dinámica_de_sistemas • http://en.wikipedia.org/wiki/System_dynamics • http://www.systemdynamics.org/

• Buscar:

• Colapso : por qué unas sociedades perduran y otras desaparecen. Jared Diamond. Ed. Debate 2006.

• http://es.wikipedia.org/wiki/Colapso:_por_qué_unas_sociedades_perduran_y_otras_desaparecen_(libro)