Diapositivas del curso de teoría general de sistemas del programa de ingeniería de sistemas de la Universidad del Cauca

1. INTRODUCCIÓN A LA TEORÍA
GENERAL DE SISTEMAS
Prof. Miguel Angel Niño
Zambrano
Universidad del Cauca

2. GENERALIDADES
• De la Ingeniería energética a la Ingeniería de
Control.
Ej. Barco Vapor ..Tostadora .. Misiles A.
• Necesidad de un paradigma que unifique las
distintas disciplinas para un mejor entendimiento
de los sistemas.
• TGS como la segunda Revolución Industrial.
Aplicada a problemas físicos, sociales,
económicos, etc.

3. GENERALIDADES
• La física y sus problemas:
• Enfoque reduccionista
• Las partículas atómicas y sus peculiaridades
• La Biología organísmica (Bertalanffy)
• La psicología con el modelo Robot (E-R)
• Psicología de la Gestalt
• La Sociología para resolver los sistemas complejos
socioculturales.
• La visión de los acontecimientos históricos
• TGS aplicada a las Organizaciones.
• Peligros de la investigación en sistemas: El hombre
no importa y este debe ser mecanizado,
conformista, controlado y estandarizado.

4. ENFOQUE CIENTÍFICO CLÁSICO
VS. ENFOQUE SISTÉMICO
Método científico clásico. Enfoque sistémico.
Reduccionismo: Todas las cosas
pueden ser descompuestas y
reducidas a sus elementos
fundamentales
Expansionismo: Todo fenómeno es parte
de un fenómeno mayor. El desempeño
de un sistema depende de cómo se
relaciona con el todo mayor que lo
contiene y del cual forma parte.
Pensamiento analítico: Descomponer
el todo en sus partes simples,
independientes e indivisibles; permite
explicar las cosas con más facilidad, y
luego integrar la descripción de cada
una de las partes.
Pensamiento sistémico (sintético): Un
sistema se explica cómo partes de uno
mayor y en términos del papel que
desempeña; el interés de su utilización
consiste en unir las cosas.
Mecanicismo: El principio de la
relación causa - efecto es necesario y
suficiente para explicar un fenómeno.
Teleológico: El principio de la relación
causa - efecto es necesario pero no
suficiente para explicar un fenómeno.
Determinismos: Explicación del
comportamiento por la identificación
de las causas.
Probabilismo: Estudio del
comportamiento orientado al logro de
los objetivos, relación entre variables y
fuerzas reciprocas, considera el todo
como diferente de sus partes
Tabla 1. La revolución del enfoque sistémico. Fonseca J. 2010.

5. TIPOS DE SISTEMAS
• Relación al grado de aislamiento (Sistemas Abiertos,
Sistemas Cerrados)
• Según su entitividad (Reales, Ideales, Modelos).
• Relación al origen (naturales o artificiales).
• Ejemplos:
• Naturales: Ecosistemas, clima, cuerpo humano, etc.
• Sociales: Negocios, organizaciones, mercados, etc.
• Abstractos: software, sistemas de ecuaciones que
representan modelos, etc.
• Simbólicos: Lenguajes.
• Diseñados: vehículos, edificios, artefactos, Internet, etc.
• De Información: Involucran parte de información generada
por actividades humanas.
• De Control: Termóstato, pilotos automáticos, etc.

6. BASES EPISTEMOLÓGICAS
• Enfoque Sistémico:
• Tiene por objeto el estudio de las interacciones
entre las partes de un sistema.
• La Teoría General de Sistemas (TGS) ofrece un
marco de pensamiento crítico para el análisis de
sistemas.
• Los eventos cotidianos ocurren en el contexto de
los sistemas.
• Ludwing von Bertalanffy propuso la TGS como
contrapuesta y complemento del enfoque
reduccionista de las ciencias.
• Objetivo: proporcionar un lenguaje común para
definir, describir y estudiar los sistemas complejos.

7. BASES EPISTEMOLÓGICAS
• Principios Básicos:
• Cuanto está al alcance del observador tiene
características de sistema.
• Las interconexiones al interior de un sistema son más
o menos visibles, sin embargo determinan el éxito o
fracaso del sistema.
• Ejemplos de sistemas: Un lapicero, un pupitre, una
persona, un estudiante, un curso, una máquina, un
insecto, un grano de arena, etc. Combinaciones de
estos también pueden ser sistemas.
• Sin interrelaciones entre sus componentes una
entidad no constituye sistema.
• Sinergia (el todo es diferente a la suma de sus
partes) es inherente a cualquier sistema.

8. PAPEL DEL OBSERVADOR
• En investigación científica se suele eliminar el efecto
del observador, estudiando solo variables
independientes del observador, reduciendo el
sistema a un modelo estático o de comportamiento
predecible. No es adecuado para sistemas
complejos.
• El conocimiento previo del observador sesga y
determina el análisis y observación de un sistema.
• Objetividad se logra:
• Estudiando la relación entre observador y observaciones.
• Buscando observaciones que sean válidas desde diferente
puntos de vista.

9. LA VERDAD ES RELATIVA
• Depende del punto de vista desde el cual se
aborde el análisis.
• El contexto le da sentido a las observaciones sobre
un sistema.
• La jerarquía de los sistemas (Johansen) determina el
enfoque del análisis.
• Diferentes visiones son complementarias. • “Un
sistema es una colección de partes
interrelacionadas”. •
• “Un sistema es una parte observable de la
realidad”.
• “Un sistema es una forma de ver el mundo”

10. ORÍGENES HISTÓRICOS
• Visiones unificadoras del mundo por filósofos,
literarios, científicos, etc.
• I924, 1927 – Köhler con “Gestalten físicas”
• 1925 – Lotka con las sociedades como sistemas.
• 1925 – 1926 - Ludwig Von Bertalanffy. Teoria General
de Sistemas.
• 1929, 1932 – Cannon con la Homeostasis
• 1947 – Von Newman y Morgenstern con La teoría de
juegos.
• 1948 -1951 – TGS Inicia como tal en 1948 a ser
reconocida y discutida, pero tomada como trivial
• 1948 – Norbert Wiener con Cybernetics.
• 1949 – Shannon y Weaver con La teoría de la
información.

11. Orígenes Históricos
• 1954 – American Asociation for the
Advancement of Science – nace el proyecto
de una socedad dedicada al estudio de los
sistemas, sus principales objetivos se
orienraron a:
– Isomorfismos conceptos, leyes, modelos.
– Modelos teoricos en campos que no lo tienen.
– Minimizar la repeticion de esfuerzo teorico en
diferentes campos
– Promover la unidad de la ciencia)

12. TENDENCIAS DE LA TGS
• Paradigma de TGS (Kuhn 1962), aparición de
nuevos esquemas conceptuales.
• Desarrollo de Matemáticas Complejas para el
desarrollo de modelos.
• Computarización y Simulación.
• Teoría de Compartimentos. (subunidades +
Frontera)
• Teoría de los Conjuntos. (Sistemas abierto / cerrado)
• Teoría de las Gráficas. (Propiedades topológicas)
• Teoría de las Redes.
• La Cibernética. (Retroalimentación + homeostasis)

13. Tendencias de la TGS
– Teoría de la Información. (Información = - entropía)
– Teoría de los autómatas. (máquinas)
– Teoría de los Juegos. (>>Ganancias + << Perdidas)
– Teoría de la decisión. (Estadística)
– Teoría de las Colas.
– Ingeniería de Sistemas. (Planeación, Diseño, evaluación
y construcción científica de sistemas hombre – máquina)
– Investigación de Operaciones.
• Modelos matemáticos vs. Modelos Verbales
• Niveles de Jerarquía de los Sistemas. (Boulding 1956).
Pág.. 28-29 TGS Bertalanffy.

14. CONCEPTOS DE TGS
• Sistema
• Sinergia (Gestalt , Holismo)
• Recursividad.
• Objetos – Atributos
• Subsistema
• Niveles de Organización (Boulding)
• Fronteras del Sistema
• Sistemas abiertos – Cerrados
• Entradas – Salidas
• Procesos (Parciales – Finales)
• Realimentación
• Entropía y Neguentropía
• Principio de la Organicidad
• Entorno
• Equifinalidad

15. SISTEMA
• Etimológicamente hablando, y por razones de
concreción, se puede decir que la noción de
"sistema" proviene de dos vocablos griegos los
cuales son: syn e istemi, que traducidos a
nuestro idioma quiere decir "reunir en un todo
organizado" (Rodríguez Ulloa, 1985). los
sistemas como conjuntos de elementos que
actúan de forma conjunta relacionándose
entre sí, que mantienen al sistema directa o
indirectamente unido de modo más o menos
estable, de acuerdo a la finalidad que
persiguen.

16. SISTEMA ABIERTO
• Es aquel en le que existe un intercambio de energía
de información entre el subsistema (sistema) y su
medio o entorno. El intercambio es de tal naturaleza
que logra mantener alguna forma de equilibrio
continuo, y las relaciones con el entorno son tales
que admiten cambios y adaptaciones, como el
crecimiento en el caso de los organismos biológicos.
• Ejemplo: automóvil (entra combustible, aceite, aire.
Salen gases de escape, desechos, se produce
energía)..una vela quemándose.

17. SISTEMA CERRADO
• En este sistema solo hay intercambio
energético con el exterior. No hay intercambio
de masa. Su comportamiento siempre es el
mismo y predecible.
• Ejemplo: El fluido de trabajo circula en circuito
cerrado y solo hay intercambios de calor o
energía eléctrica con el exterior. Otro sistema
que (en la práctica) se puede considerar
como sistema cerrado no aislado es la
tierra.Una olla a presión que no permita el
escape de gases, en el laboratorio un reactor.

18. SISTEMAS AISLADOS
• No hay intercambio ni de masa ni de
energía con el exterior. En la práctica estos
sistemas son una abstracción cómoda
para analizar situaciones. El ejemplo de un
sistema aislado más usual es el termo,
aquel sistema cuyo intercambio de
energía con el medio es despreciable en el
tiempo en que se estudia el sistema.

19. SINERGIA
• Es un concepto que proviene del griego "synergo", quiere
decir "trabajando en conjunto". Este es el concepto básico
de la TGS y se refiere a que todo el sistema no es igual a la
suma de las partes, ni puede ser deducido de alguna de las
partes del sistema (RAE, 2001). Aludiendo al ejemplo
propuesto por Johansen Bertoglio (1994) para tener un
mejor panorama de este concepto, sinergia es cuando 2+2
no es 4 sino 5, es decir, la suma de las partes no es igual al
todo. De esta definición se puede deducir que la sinergia
resulta de las interacciones de los elementos del sistema,
característica esencial para definir objetos sinérgicos, y por
lo tanto el examen de sus partes no conduce a la
explicación o predicción del comportamiento global del
sistema. Así llegamos a la definición propuesta por el filósofo
Fuller, en la que señala que un objeto posee sinergia
cuando al examinar alguna de sus partes de forma
independiente, no es posible predecir el comportamiento
del todo.

20. RECURSIVIDAD
• Este concepto indica que todo sistema está
compuesto a su vez de elementos que también son
sistemas, son sistemas menores de uno más grande,
o subsistemas. Todos los componentes del sistema
(subsistemas) son diferentes y sinérgicos a los demás
subsistemas, en este sentido, se crea una relación
entre el subsistema, el sistema y de forma extensa, el
suprasistema (Johansen 1994). Los subsistemas
exhiben características semejantes al suprasistema.
• También se hace referencia al proceso que hace
referencia a la introducción de los resultados de las
operaciones de un sistema en él mismo
(Realimentación)

21. JERARQUÍA
• Este concepto nos permite incorporar el
hecho de que los sistemas pueden
organizarse de acuerdo a niveles de
complejidad. De esta forma, podemos
definir un sistema jerárquico como aquel
que está compuesto por otros sistemas de
menor nivel (subsistemas) y donde los
subsistemas inferiores están contenidos en
niveles superiores.

22. RETROALIMENTACIÓN
• Son los procesos mediante los cuales un sistema
abierto recoge información sobre los efectos de
sus decisiones internas en el medio, información
que actúa sobre las decisiones (acciones)
sucesivas. La retroalimentación puede ser
negativa (cuando prima el control) o positiva
(cuando prima la amplificación de las
desviaciones). Mediante los mecanismos de
retroalimentación, los sistemas regulan sus
comportamientos de acuerdo a sus efectos
reales y no a programas de outputs fijos. En los
sistemas complejos están combinados ambos
tipos de corrientes (circularidad, homeostasis).

23. ENTROPÍA
• El segundo principio de la termodinámica
establece el crecimiento de la entropía, es
decir, la máxima probabilidad de los
sistemas es su progresiva desorganización
y, finalmente, su homogeneización con el
ambiente. Los sistemas cerrados están
irremediablemente condenados a la
desorganización. No obstante hay sistemas
que, al menos temporalmente, revierten
esta tendencia al aumentar sus estados de
organización (negentropía, información).

24. NEGUENTROPÍA
• Los sistemas vivos son capaces de conservar
estados de organización improbables
(entropía). Este fenómeno aparentemente
contradictorio se explica porque los sistemas
abiertos pueden importar energía extra para
mantener sus estados estables de
organización e incluso desarrollar niveles más
altos de improbabilidad. La negentropía,
entonces, se refiere a la energía que el
sistema importa del ambiente para
mantener su organización y sobrevivir
(Johannsen. 1975).

25. ENTROPÍA Y NEGUENTROPÍA
• Todos los sistemas requieren energía para lograr sus
objetivos.
• Leyes de la termodinámica (intercambios de
energía):
1. Cuando dos cuerpos que poseen la misma temperatura
son colocados uno al lado de otro , sus temperaturas
permanecen constantes. Esta es la llamada ley "cero" de
la termodinámica. Esto nos conduce a la primera ley de
la termodinámica que dice que en un sistema cerrado la
energía es conservada. No se gana ni se pierde .
2. ¿Qué sucede cuando los dos objetos no poseen la
misma temperatura?. La respuesta a este problema la
encontramos en la segunda ley de la termodinámica,
que dice que existirá un flujo neto de energía y siempre
desde el cuerpo más caliente al más frío. (Movimiento al
estado más probable)

26. ENTROPÍA Y NEGUENTROPÍA
• El cambio de estados más ordenados u organizados
a estados menos ordenados y organizados , es una
cantidad definida y medible , denomina “entropía”.
• La entropía es una cantidad física mensurable tal
como el largo de una cuerda , la temperatura de
cualquier punto del cuerpo, el valor de la presión de
un determinado cristal o el calor específico de una
sustancia dada.
• Afecta fundamentalmente los sistemas cerrados o
aislados que tienden a ser absorbidos por el
entorno.
• Los sistemas abiertos evitan la entropía
intercambiando energía con el entorno y
evolucionando para adaptarse (negentropía)

27. ENTROPÍA E INFORMACIÓN
• La entropía tiene también efectos en la información.
Las informaciones son comunicadas a través de
mensajes que son propagados desde un punto
(fuente) a otro (receptor) dentro del sistema social,
a través de los canales de comunicación y
utilizando diversos medios. Es evidente que las
informaciones contenidas en los mensajes pueden
sufrir de formaciones, interrupciones o accidentes.
• Información = Reduce la incertidumbre o caos =
combate la entropía = Neguentropía.
• Información  Organización. Sin embargo existe
una limitante al exceso de información o calidad de
la misma.

28. PRINCIPIO DE ORGANICIDAD
• Hemos observado que los sistemas tienden a
permanecer en un cierto equilibrio (estadístico u
homeostático). Pero veíamos que existe una fuerza
que tiende a destruir el sistema, el principio de la
entropía siempre creciente. Aparentemente ,
parece existir aquí una contradicción entre esta
tendencia al caos, por una parte , y por otra, un
proceso de evolución que tiende a aumentar el
grado de organización que poseen los sistemas
(sistemas abiertos y, en especial , los sistemas vivos) ,
fenómeno que podemos denominar e l "principio de
la organicidad"