Construcción, análisis y explotación de modelos

**4.1. Modelos de sistemas**

El término modelo está dotado de múltiples acepciones en el lenguaje ordinario. Aquí nos interesa aquella en la que se emplea como sinónimo de representación. Incluso en este caso se usa en doble sentido. Se dice que la persona a la que un pintor pinta (representa) es su modelo; y que una maqueta es el modelo a escala (lo que representa) de un edificio o un vehículo. A nosotros nos interesa este segundo uso, como representación de un cierto aspecto de la realidad.

Del mismo modo que al usuario de un plano lo que le interesan son exclusivamente las relaciones espaciales, al especialista en sistemas lo que le interesa de un sistema es cómo su estructura determina la evolución a lo largo del tiempo de las magnitudes que considera relevantes para describirlo.

**4.2. Proceso de modelado**

El proceso de modelado consiste en el conjunto de operaciones mediante el cual, tras el oportuno estudio y análisis, se construye el modelo del aspecto de la realidad que nos resulta problemático. Este proceso, consiste, en esencia, en analizar toda la información de la

que se dispone con relación al proceso, depurarla hasta reducirla a sus aspectos esenciales, y reelaborarla de modo que pueda ser transcrita al lenguaje sistémico que estamos viendo.

En el proceso de modelado se pueden distinguir las fases siguientes:

• Definición del problema : En esta primera fase se trata de definir claramente el problema y de establecer si es adecuado para ser descrito con los útiles sistémicos que hemos desarrollado. Para ello el problema debe ser susceptible de ser analizado en elementos componentes, los cuales llevan asociadas magnitudes cuya variación a lo largo del tiempo queremos estudiar.

• Conceptualización del sistema:  la adecuación del lenguaje sistémico elemental para estudiar el problema, en esta segunda fase se trata de acometer dicho estudio, definiendo los distintos elementos que integran la descripción, así como las influencias que se producen entre ellos. El resultado de esta fase es el establecimiento del diagrama de influencias del sistema.

• Formalización: En esta fase se pretende convertir el diagrama de influencias, alcanzado en la anterior, en el de Forrester. A partir de este diagrama se pueden escribir las ecuaciones del
modelo (algunos entornos informáticos permiten hacerlo directamente). Al final de la fase se dispone de un modelo del sistema programado en un computador.

• Comportamiento del modelo. Esta cuarta fase consiste en la simulación informática del modelo para determinar las trayectorias que genera.

• Evaluación del modelo. En esta fase se somete el modelo a una serie de ensayos y análisis para evaluar su validez y calidad. Estos análisis son muy variados y comprenden desde la comprobación de
la consistencia lógica de las hipótesis que incorpora hasta el estudio del ajuste entre las trayectorias generadas por el modelo y las registradas en la realidad.

• Explotación del modelo. En esta última fase el modelo se emplea para analizar políticas alternativas que pueden aplicarse al sistema que se está estudiando. Estas políticas alternativas se definen normalmente mediante escenarios que representan las situaciones a las que debe enfrentarse el usuario del modelo..

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**4.3. Simulación de un modelo.**

un modelo matemático consiste esencialmente en un conjunto de ecuaciones. Para procesarlas necesitamos de la ayuda de la informática. Una vez programadas en un computador podemos experimentar con el mode-63 lo. Este proceso recibe la denominación de simulación informática del sistema y requiere de herramientas informáticas adecuadas. Por lo que respecta a la dinámica de sistemas se han desarrollado un cierto número de ellas. Las más empleadas son:

• Professional DYNAMO. Es el más clásico de los lenguajes. No presenta posibilidades de modelado mediante iconos, pero sin embargo permite tratar ecuaciones de gran dimensión.

• STELLA y i-think. Son entornos informáticos de amplia capacidad interactiva que permiten construir modelos empleando procedimientos gráficos, mediante iconos. Ambos poseen una estructura similar, pero mientras el primero se encuentra más orientado hacia usos académicos el segundo lo hace hacia aplicaciones profesionales.

• PowerSim. Entorno de características
análogas a los anteriores (mientras aquellos son americanos, este es europeo en concreto noruego). Permite desarrollar varios modelos simultáneamente, e interconectarlos posteriormente entre sí.

• VenSim. presenta algunas ventajas con relación a la organización de datos y a posibilidades de optimización. Se trata de un lenguaje muy potente para el desarrollo de modelos que pueden emplearse tanto en entornos PC como en Unix. Permite documentar automáticamente el modelo según se va construyendo, y crea árboles que permiten seguir las relaciones de causa efecto a lo largo del modelo.

• Mosaikk-SimTek. Mosaikk es una herramienta muy sofisticada para PC, que conecta directamente al SimTek, que es un lenguaje de modelado tipo DYNAMO que posee una gran versatilidad.

**4.4. Análisis de sensibilidad de un modelo.**

En todo modelo hay una componente de imprecisión que no podemos nos obliga a preguntarnos que sucedería si el valor de ese parámetro o de esa función, fuesen otros, aunque esos valores sean próximos a aquel que hemos adoptado. El análisis de sensibilidad pretende precisamente abordar este problema. Este análisis aporta un instrumento para alcanzar una mejor comprensión sobre cuales son los puntos de actuación en los que se pueden producir efectos más considerables. La forma más simple de realizar el análisis consiste en modificar los valores numéricos de cada uno de sus parámetros. Para ello se incrementa el valor del parámetro cuya sensibilidad se quiere estudiar en un cierto porcentaje y se analiza en qué medida esta variación afecta a las conclusiones del modelo Realizándolo de forma sistemática para todos los parámetros, con incrementos y decrementos previamente establecidos, se puede tener una evaluación de los efectos de esas modificaciones sobre las conclusiones del modelo. El problema que presenta la realización del análisis como se acaba de describir, es que al modificar cada uno de los parámetros separadamente se prescinde de los posibles efectos de variaciones conjuntas de varios de ellos. Si se quiere evitar este reparo, entonces debe procederse a formas de análisis de sensibilidad más elaboradas como son las que permite la aplicación del método de Montecarlo. De  acuerdo con este método se sortean aleatoriamente los valores de los parámetros, de acuerdo con una distribución que represente su dispersión con relación a los valores considerados normales, y se simula el modelo con los valores de los parámetros que resulten de ese sorteo. Los resultados de cada simulación se almacenan. Se repite el proceso un cierto número de veces hasta conseguir almacenar un número importante de trayectorias que se someten a un análisis estadístico para estudiar su eventual dispersión.

**4.5. Explotación de un modelo**

Todo modelo se construye con el fin de ayudar a resolver un problema concreto. En consecuencia, la explotación del modelo consistirá precisamente en valerse de él para resolver ese problema. Sin embargo, esa explotación puede tomar formas variadas. En algunos casos, el modelo permite hacer predicciones. Es decir, alcanza un nivel de precisión tan elevado que nos permite emplearlo para predecir con exactitud qué valores tomarán algunas magnitudes en un instante de tiempo determinado del futuro.

Otra de las posibles utilizaciones de los modelos es analizar las tendencias de evolución de esas magnitudes. Así, se trata de establecer si una magnitud tiende a crecer, a decrecer, a oscilar, o a
permanecer invariable. Se tratan de predicciones más laxas que las consideradas en el párrafo anterior.

el tercer uso posible de los modelos consiste en emplearlos como instrumentos para analizar los distintos modos de comportamiento que puede mostrar ese sistema. De acuerdo con este uso, los modelos no tratan de ayudarnos a anticipar el porvenir, sea en forma precisa o en forma más laxa, sino de suministrarnos elementos para una reflexión disciplinada sobre los posibles modos de des envolverse el sistema que estamos estudiando. Este uso se encuentra en la actualidad muy generalizado y consiste en emplearlos como bancos de prueba para el aprendizaje.