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Vicente Ramírez Núñez

  CURSOS | PROYECTOS DE GRADO
  DOCENCIA
 
Dinámica de Sistemas
   
Justificación
El futuro ingeniero de sistemas puede completar sus conocimientos del modelado y simulación de sistemas dinámicos a través del uso de la metodología de la dinámica de sistemas enseñado en este curso electivo. Esta herramienta de trabajo permitirá al futuro ingeniero su familiarización con una manera de representar sistemas dinámicos, a través del modelado, la simulación y el enfoque de sistemas, usando las estructuras de ciclo-causal y realimentación, para analizar su comportamiento.

Objetivos

El objetivo principal de este curso es aprender a modelar y simular usando dinámica de sistemas, con énfasis en modelos de sistemas económicos y ambientales. Específicamente, al finalizar este curso, el estudiante debe ser capaz de:

  • Explicar en que consiste el modelado y la simulación usando dinámica de sistemas.
  • Saber en que consisten los elementos fundamentales de la dinámica de sistemas (diagramas causales, diagramas de flujo y niveles, realimentación positiva y negativa, lazos de primer orden y lazos de segundo orden).
  • Explicar los comportamientos  más comunes encontrados en un modelo de dinámica de sistemas (exponencial, logístico, oscilatorio, disparo y colapso).
  • Realizar un modelo simple de un sistema económico o ambiental usando la dinámica de sistemas.
Contenido programático
1.   Introducción a la dinámica de sistemas
      1.1   Modelos y simulación
      1.2   Dinámica de sistemas
      1.3   Causa y efecto
      1.4   Lazos de realimentación
      1.5   Fronteras del sistema
 
2.   Estructura de los diagramas causales
      2.1   Sistemas simples de realimentación positiva
      2.2   Sistemas simples de realimentación negativa
      2.3   Lazos más complejos
      2.4   Comportamiento de los lazos causales positivos
      2.5   Comportamiento de los lazos causales negativos
      2.6   Sistemas que involucran más de un lazo causal
      2.7   Ejemplos de desarrollo de diagramas causales

3.   Graficación y análisis de los sistemas de realimentación
      3.1   Graficación de datos y observación de patrones
      3.2   Patrones (patterns)
      3.3   Definición de tasas y niveles
      3.4   Ejemplos y ejercicios

4.   Sistemas con retardo
      4.1   Retardos de materiales de primer orden
      4.2   Retardos de materiales de orden superior
      4.3   Retardos de información
      4.4   Ejemplos y ejercicios

5.   Sistemas con retardo
      5.1   Diagramación de niveles y tasas
      5.2   De los ciclos causales a los diagramas de flujos
      5.3   Simulación, estructura y comportamiento
      5.4  Ecuaciones para niveles y tasas
      5.5   Ejemplos y ejercicios

6.   Uso de la simulación para analizar lazos negativos y positivos simples
      6.1   Inicio de un modelo en equilibrio
      6.2   Examinar la respuesta de un sistema a disturbios
      6.3   Formulaciones de tasa más complejas
      6.4   Variables auxiliares
      6.5   La formulación objetivo-diferencia (goal-gap)
      6.6   Formulaciones adicionales de tasas
      6.7   Escogencia de un valor para DT
      6.8   Ejemplos y ejercicios

7.   Representación de relaciones causales más complejas
      7.1   Crecimiento de una ciudad
      7.2   Una representación no-lineal de tierra limitada
      7.3   Dominancia de ciclo y crecimiento en forma de S
      7.4   Multilplicadores y normales
      7.5   Ejemplos y ejercicios

8.   Análisis de sensibilidad y comparación de resultados
      8.1   Discusión sobre la importancia de realizar análisis de sensibilidad y
              comparar los resultados obtenidos para diferentes corridas de un
              modelo


La enseñanza de este curso se realizará a través de clases teóricas y prácticas de laboratorio. Las prácticas se realizarán usando el software de dinámica de sistemas VENSIM PLE de libre acceso (www.vensim.com).

Cada uno de los temas será reforzado a través de lecturas seleccionadas del Road Map, guía de estudio de Dinámica de Sistemas elaborada por el MIT.

Plan de evaluación para el semestre B2003
  • Exámenes parciales (3). Los exámenes se realizarán en las siguientes fechas: 
    • Primer parcial 03 de Marzo de 2004 (18%). Incluye los temas 1 al 5 y los Road Map del 1 al 3.
    • Segundo parcial 05 de Mayo de 2004 (18%). Incluye los temas 6 al 9 y los Road Map del 4 al 9.
    • Tercer parcial 07 de Mayo de 2004 (18%). Examen práctico usando el software VENSIM PLE.
  • Examen recuperativo (1). Este examen es optativo, bien para recuperar un examen no presentado o bien para remplazar una nota de un parcial presentado. Este examen se realizará en la siguiente fecha: 
    • Recuperativo 12 de Mayo de 2004. Incluye todo el programa del curso visto hasta la fecha.
  • Evaluación continua (20%): Se asignarán lecturas que los estudiantes estudiarán y presentarán a la clase; se asignarán problemas que los estudiantes resolverán y consignarán al profesor; también se asignarán tareas relacionadas con avances del proyecto final.
  • Proyecto final (26%). Se formarán grupos de dos estudiantes cada uno y entregarán una monografía, sobre un caso estudiado de aplicación de la Dinámica de Sistemas, que deberá ser presentada ante la clase durante la última semana del semestre.

 

Mérida, 19 de Febrero de 2004


Bibliografía

Forrester, J. (1968) Principles of Systems, Cambridge (USA): MIT Press.

Roberts, N. et al. (1983) Introduction to Computer Simulation: The system dynamic approach,  Addison-Wesley.

Aracil, J. (1978) Introducción a la dinámica de sistemas, España: Alianza Editorial.

Deaton, M. L. and James J. W. (2000) Dynamic Modeling of Environmental Systems, USA: Springer-Verlag.

Forrester, J. W. (1961) Industrial Dynamics, MIT Associate Press.

Forrester, J. W. (1969) Urban Dynamics, MIT Associate Press.

Forrester, J. W. et al. (eds.) (1997) Road Maps: A guide to learning system dynamics, Boston: System Dynamic Group, Sloan School of Management, MIT.

Hannon, B. and Ruth, M. (1997) Modeling Dynamic Biological Systems, Springer-Verlag.

La página de la sociedad de Dinámica de Sistemas www.systemdynamics.org