Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Notas de Cátedra1
La dinámica de los Sistemas
Patrones de Comportamiento
El comportamiento de un sistema proviene de su estructura, y para analizarla, debe
realizarse en primer lugar una generalización desde eventos específicos hasta la obtención de
patrones de comportamiento que caractericen la situación. Generalmente, esto requiere que se
investigue cómo cambian a través del tiempo algunas variables de interés, es decir, qué patrones de
comportamiento están representando.
Por ejemplo, si hablamos de negocios, las variables de interés podrían ser cosas
como costos, ventas, ganancias, etc.
El enfoque sistémico obtiene gran parte de su poder como método de resolución de
problemas del hecho de que en una gran variedad de situaciones diferentes, pueden encontrarse
patrones de comportamiento similares y que se conocen las estructuras subyacentes que causan
esos patrones característicos.
1
Traducido y compilado por: Ing. Mariel A. Ale
Fuentes:
[1] Business Dynamics
Systems Thinking and Modelling for a Computer World
STERMAN, John D
Ed. Mc Graw-Hill; 2000
[2] Modelling the Environment
And Introduction to System Dynamics. Modelling of Environmental Systems
FORD, Andrew
Ed. Island Press; 1999
[3] Systems Dynamics Methods: A Quick Introduction
KIRKWOOD, Craig W.
Arizona State University; 1998
[4] An Introduction to Systems Thinking
PETERSON, Steve y RICHMOND, Barry
High Performance Systems, Inc.; 1997
[5] Systems Thinking: An Operational Perspective of the Universe
BELLINGER, Gene
www.outsights.com
[6] The Way of Systems
BELLINGER, Gene
www.outsights.com
[7] Making Loops: A Method for Drawing Causal Loops Diagrams
SHIBLEY, John J.
www.systemsprimer.com
El pensamiento sistémico es
una perspectiva para buscar
interrelaciones sistémicas
subyacentes las cuales son
responsables de los patrones
de comportamiento y de los
eventos
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
Patrón de Comportamiento
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Estructura del Sistema
Estado del
Sistema
Tasa de
Crecimiento
Cuando vemos más allá del
paradigma de causa-efecto
lineal, para estudiar los
patrones de comportamiento y
luego las interrelaciones
sistémicas entre las partes,
desarrollamos un
entendimiento más profundo
de cómo funcionan las cosas.
Veremos aquí los patrones básicos y las estructuras de retroalimentación que los generan.
Estos patrones incluyen: crecimiento, originado por retroalimentación positiva; búsqueda de
objetivo, originado por retroalimentación negativa y oscilación (incluyendo oscilaciones
atenuadas, ciclos limitados y caos) originado por retroalimentación negativa con demoras
temporales.
Analizaremos, además, algunos patrones más complejos (crecimiento en forma de S,
rebase y colapso, etc.) que surgen de la interacción de los patrones básicos.
Crecimiento Exponencial
El crecimiento exponencial surge de la retroalimentación positiva. Cuanto más grande sea
la cantidad, mayor es el incremento neto, que aumenta aún más la cantidad, lo que conduce a un
mayor crecimiento.
Saldo Bancario
Los casos típicos son el interés compuesto (ver
figura) y el crecimiento de la población.
Mientras más dinero se haya invertido, mayor
será el interés que se gane, por lo tanto mayor será el saldo
bancario y mayor aún el siguiente interés que se obtenga. Mientras
Interés Ganado
más grande sea la población, mayor será la tasa de nacimientos lo
que aumentará la población y eventualmente llevará a más
nacimientos en una espiral cada vez más acelerada.
Población
Tasa de
Nacimientos
Ejemplos de bucles de
refuerzo
Los bucles de retroalimentación positiva no siempre
generan crecimiento, sino que a veces generan un decrecimiento
exponencial. Pensemos por ejemplo, en la caída del precio de las
acciones de una empresa, lo que provoca la desconfianza de los
inversores que comienzan a vender sus acciones ocasionando a su
vez precios más bajos y aún más desconfianza.
espíritu de equipo
cáncer
crecimiento de la población
aprendizaje
conocimiento
poder
rumores
epidemias
ataques de pánico
reacciones nucleares
deudas bancarias
confianza en uno mismo
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Por esta razón, los bucles de retroalimentación positiva se denominan a veces ciclos
virtuosos o viciosos dependiendo de la naturaleza del cambio que generan. Otro término que se
utiliza para describir este comportamiento es “efecto bola de nieve”
Búsqueda de Objetivo
Mientras que los bucles de retroalimentación positiva generan crecimiento y desviaciones
amplificadas, los bucles de retroalimentación negativa buscan el equilibrio y el balance.
Patrón de Comportamiento
Estructura del Sistema
Estado del
Sistema
Objetivo
(Estado Deseado)
Discrepancia
Acción Correctora
Los bucles de retroalimentación negativos actúan para traer al sistema nuevamente en línea
con el estado deseado del sistema contrarrestando cualquier disturbio que aleje el sistema de su
objetivo.
Ejemplos de bucles de
balance
Si se detecta una discrepancia entre el estado actual y el estado deseado del sistema, se
inicia una acción correctiva para traer al sistema nuevamente en línea con su objetivo.
Cada bucle negativo incluye un proceso para comparar las condiciones actuales y deseadas
y tomar acciones correctivas.
Veamos un ejemplo:
Temperatura
Actual
Temperatura
Deseada
Diferencia
Seteo de
Temperatura
En este caso tenemos un bucle de
retroalimentación negativa que representa
el seteo de temperatura de una manta
eléctrica. El mecanismo realiza una
comparación entre la temperatura deseada
y la actual para obtener la diferencia
existente. Ésta dispara una acción
correctiva que actuará sobre la temperatura
actual para acercarla a la temperatura
deseada.
Muchos procesos de gestión contienen bucles de retroalimentación negativa que proveen
una estabilidad extremadamente útil, pero que también presentarán resistencia a cambios
necesarios.
temperatura corporal
sed
hambre
dolor
depredadores y presas
oferta y demanda del
mercado
liderazgo
ventas
aire acondicionado
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Oscilación
La oscilación es el tercer patrón de comportamiento fundamental en los sistemas dinámicos
y al igual que en la búsqueda de objetivo es generado por un bucle de retroalimentación negativa.
Patrón de Comportamiento
Estructura del Sistema
(a)
(c)
Estado del
Sistema
Objetivo
(Estado Deseado)
Discrepancia
Acción Correctora
(b)
En un sistema oscilatorio, el estado del sistema continuamente rebasa su objetivo o estado
de equilibrio, revierte su comportamiento y cae por debajo del objetivo y así sucesivamente. Estos
desvíos del objetivo provienen de la presencia de demoras significativas en el bucle de
retroalimentación negativa. Estas demoras causan que las acciones correctivas continúen aún
cuando el estado del sistema ha alcanzado su objetivo, forzando a que el sistema ajuste demasiado
y disparando a su vez una nueva acción correctiva en la dirección opuesta.
Como se observa en la figura, las demoras pueden ocurrir en cualquier parte del
bucle negativo. Encontramos:
(a) Demoras en la medición, reporte y percepción.
(b) Demoras en la administración y toma de decisiones
(c) Demoras en la ejecución de las acciones correctivas.
Veamos un ejemplo:
Asumimos aquí que existe una cantidad fija de recursos para prestar el servicio a los
clientes. Esto ocasiona que ante un
incremento
de la demanda, caiga la calidad
Calidad de
del servicio ofrecido. Sin embargo, el
Servicio
sistema presenta una demora en la
Estandar de
Servicio
percepción que tiene el público de la
diferencia del servicio con el estándar
Demanda del
Diferencia
Cliente
provocando una constante oscilación. Por
ejemplo, la reputación del servicio seguirá
siendo mala aún cuando se hayan realizado
Reputación del
las acciones correctivas necesarias debido a
Servicio
la demora en la percepción.
Es importante la
identificación de las demoras
asociadas con la interacción
entre las partes del sistema.
Estas demoras determinarán
el tiempo que le tomará a las
características de la
estructura volverse evidentes.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Interacción de los patrones de comportamiento fundamentales
Crecimiento en forma de S
En el mundo real, ninguna cantidad puede crecer (o decrecer) infinitamente,
eventualmente una o más restricciones detendrán el crecimiento. En lugar de esto, es común
observar un crecimiento en forma de S, es decir, en primer lugar un crecimiento exponencial que
gradualmente se hace más lento hasta que el estado del sistema alcanza el equilibrio.
Patrón de Comportamiento
Estructura del Sistema
Acción de
Crecimiento
Estado del
Sistema
Acciones de
Retardo
Capacidad de
Soporte
Por capacidad de soporte debemos entender que existe una limitada cantidad de recursos
disponibles para el sistema. A medida que el estado del sistema se acerca a esta capacidad de
soporte los recursos per cápita disminuyen y el sistema pasa de un crecimiento exponencial a uno
más lento hasta que los recursos son tan escasos que el crecimiento se detiene.
Veamos un ejemplo:
Programas de
Desarrollo
Internacional
En este caso el bucle positivo está representando
las acciones de los organismos internacionales en
pro del desarrollo económico de los países más
pobres. Este crecimiento estará en algún punto
limitado por la necesidad de mano de obra barata
de los países más ricos e industrializados.
Nivel de
Prosperidad
Económica
Acciones
Limitantes de
Países Ricos
Disponibilidad de
Mano de Obra
Barata para los
Países Ricos
La mayoría de los procesos
de crecimiento tienen límites.
En algún punto, un recurso
limitante detendrá el proceso.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Crecimiento en forma de S con oscilación
En ocasiones, el bucle de retroalimentación negativa presenta demoras significativas. Esto
causa que el estado del sistema rebase y oscile alrededor de la capacidad de soporte.
Patrón de Comportamiento
Estructura del Sistema
Acción de
Crecimiento
Estado del
Sistema
Acciones de
Retardo
Como en los casos de oscilación,
las demoras pueden darse en cualquier
parte del bucle de retroalimentación
negativa.
Moral
Oportunidades
de Ingreso
Motivación/
Productividad
Ventas
Saturación de
Mercado
Capacidad de
Soporte
Tamaño del
Mercado
provocará un defasaje en la reacción del sistema.
Veamos un ejemplo:
En este caso tenemos un bucle de
retroalimentación positiva que refleja el
crecimiento en las ventas en función del
aumento de los ingresos y de la moral de
los vendedores. Sin embargo, este bucle
será contrarrestado en algún momento por
otro bucle de retroalimentación negativa
representando la saturación del mercado.
Eventualmente un aumento en las
ventas terminará por saturar el mercado
pero la presencia de una demora
Los puntos clave a identificar
en un patrón de “crecimiento
en forma de S con oscilación”
es en primer lugar el bucle
de balance que limita el
crecimiento y en segundo
lugar las demoras
responsables del rebase y la
fluctuación.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Rebase y Colapso
Hasta ahora hemos asumido que la capacidad de soporte era fija, sin embargo, existen
entornos donde la capacidad de soporte es erosionada o consumida. Esto crea un segundo bucle de
retroalimentación negativa que limita el crecimiento.
Al igual que en el crecimiento en forma de S inicialmente se observa un marcado
crecimiento pero a diferencia de este, el sistema no alcanza un equilibrio sino que como la
capacidad de soporte es consumida el estado del sistema comienza a declinar.
Patrón de Comportamiento
Estructura del Sistema
Acción de
Crecimiento
Estado del
Sistema
Consumo/Erosión
de la Capacidad
de Soporte
Acciones de
Retardo
Capacidad de
Soporte
Veamos un ejemplo:
Proceso de
Fermentación
Consumo de
Azúcar
Cantidad de
Levadura
En este caso el proceso de
fermentación crece hasta que
se
ve
limitado
definitivamente
por
el
consumo
total
de
la
capacidad de soporte (azúcar)
que hace posible el proceso.
Si no hay una regeneración
de la capacidad de soporte
(es decir, es estrictamente no
renovable), el equilibrio del
sistema es la extinción.
Saturación de
Fermento
Cantidad de
Azúcar
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Diagramas Causales
En el tema anterior vimos como los bucles de retroalimentación negativa y positiva (y sus
combinaciones) generan las estructuras y patrones de comportamiento básicos de los sistemas. El
concepto principal allí era el de retroalimentación.
Veremos aquí una herramienta de diagramación que permite capturar
dinámica de los sistemas y que se denomina Diagrama Causal.
la estructura
Las convenciones para dibujar los diagramas causales son sencillas pero deben seguirse al
pie de la letra.
Un diagrama causal consiste de variables conectadas por flechas denotando las influencias
causales entre dichas variables. Además, se identifican los bucles de retroalimentación más
importantes.
enlace causal
Variable A
(independiente o
causa)
Variable B
(dependiente o
efecto)
polaridad del enlace
Existen identificadores especiales para los bucles de retroalimentación:
retroalimentación positiva
R
b) retroalimentación negativa
B
Veamos un ejemplo:
Tasa de
Nacimientos
Tasa de Fertilidad
Población
Tasa de
Mortandad
Tiempo de Vida
Promedio
Un ejemplo ilustrativo de la
dinámica del sistema que
promueve un bucle de
realimentación de refuerzo
es el denominado efecto
dominó, que describe
fenómenos tan diversos
como la propagación de
rumores, la reacción en
cadena en un reactor
nuclear o la inflación de
precios.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Las variables están relacionadas por enlaces causales (flechas). A cada enlace causal se le
asigna una polaridad, ya sea positiva (+) o negativa (-) para indicar como cambian las variables
dependientes en función de las variables independientes. Los bucles de retroalimentación se
señalan con un identificador que muestra si el bucle es positivo (refuerzo) o negativo (balance).
Tener en cuenta que la dirección del identificador debe ser la misma que la dirección del bucle que
lo contiene.
Un enlace positivo significa que si la causa se incrementa, el efecto se incrementa por sobre
el nivel que de otra forma hubiese tenido, y si la causa decrece, el efecto decrece por debajo del
nivel que de otra forma hubiese tenido.
Un enlace negativo significa que si la causa se incrementa, el efecto decrece por debajo del
nivel que de otra forma hubiese tenido, y si la causa decrece, el efecto crece por sobre el nivel que
de otra forma hubiese tenido.
Veamos algunos ejemplos:
X
Y
Si
X
se
incrementa
(decrementa), entonces Y se
incrementa
(decrementa)
por sobre (debajo) el nivel
que de otra forma hubiese
tenido.
Calidad
del
Producto
Esfuerzo
Nacimientos
X
Y
Si
X
se
incrementa
(decrementa), entonces Y se
decrementa
(incrementa)
por debajo (sobre) el nivel
que de otra forma hubiese
tenido.
Precio del
Producto
Frustración
Muertes
Son numerosos los ejemplos
de bucles de
retroalimentación de
balance que podemos
encontrar en la naturaleza y
que mantienen estable el
medio ambiente.
Ventas
Resultados
Población
Ventas
Resultados
Población
En definitiva, un enlace positivo significa que la variable que representa el efecto tomará el
mismo sentido de cambio que la variable causa, y un enlace negativo significa que la variable
efecto tomará un sentido de cambio contrario al de la variable causa.
Sin embargo, hay que tener en cuenta que las polaridades de los enlaces describen la
estructura del sistema, no describen el comportamiento de las variables. Esto significa que
describen lo que pasaría SI se produjera un cambio, no establecen que este cambio se produce en
realidad o qué pasará en el futuro.
¿Qué significa la frase “por sobre (debajo) del nivel que se otra forma hubiese tenido? Un
incremento en la variable causa no significa que necesariamente el efecto se incrementará. Esto es
así, por dos razones:
La creación de un diagrama
causal es un proceso racional
e intuitivo que requiere de
varias iteraciones.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
a)
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en primer lugar una variable depende de más de una entrada y para poder predecir
un cambio hay que tener en cuenta todas ellas. Volvamos al ejemplo:
Tasa de
Nacimientos
Población
Tasa de Fertilidad
En este caso la tasa de nacimientos depende tanto de la Tasa de Fertilidad como de la
Población. Un incremento en la Tasa de Fertilidad no garantiza un incremento de la Tasa de
Nacimientos, hay que analizar si la Población está en aumento o en caída.
b) En segundo lugar, y más importante, los diagramas causales no distinguen entre la
acumulación de los recursos (almacenes) y las tasas de cambio de esos recursos
(flujos). Volviendo al ejemplo:
Población
Tasa de
Mortandad
El enlace negativo indica que un aumento de la Tasa de Mortandad sustrae de la Población,
pero no podemos decir que una disminución en dicha Tasa aumentará la Población. Sólo
significará que menos personas morirán y que la Población será un poco más alta de lo que hubiese
sido.
Causalidad y Correlación
Los enlaces de los diagramas deben representar relaciones causales y no
correlaciones entre variables. Las correlaciones entre variables representan el comportamiento
pasado del sistema no la estructura del sistema. Si las circunstancias cambian, las correlaciones
previas podrán dejar de ser válidas. Nuestros diagramas causales sólo deben incluir aquellas
relaciones que capturan la estructura causal subyacente del sistema.
Veamos un ejemplo:
Ventas de
Helados
Tasa de
Asesinatos
El hecho de que la venta de helados y la tasa de asesinatos
crezcan en verano y disminuyan en invierno no determina
una relación causal tal como la que vemos en la figura.
Confundir correlación con causalidad puede conducir a errores considerables en el modelo.
Si el diagrama anterior fuese cierto, podríamos pensar entonces que disminuyendo la venta de
helados obtendríamos como resultado una disminución de la tasa de crímenes.
Una aproximación correcta para el diagrama anterior sería la siguiente:
Una parte importante de la
investigación científica busca
la aguja causal en un pajar
de correlaciones tratando
cuestiones del tipo: ¿La
vitamina C cura el resfrío
común? ¿Las compañías
que implementan Sistemas
de Calidad Total obtienen
mejores resultados para sus
accionistas?
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
Ventas de
Helados
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Tasa de
Asesinatos
Temperatura
Promedio
Un método para graficar diagramas causales
En esta sección describiremos un método para dibujar Diagramas Causales que irá desde
“sospechar” un bucle en alguna historia hasta un Bucle Causal completamente formulado.
Asumiremos aquí que ya estamos familiarizados con las estructuras de balance y de refuerzo.
Aquí esta el método:
1. Sentir la historia
2. Escuchar la historia
3. Escuchar la historia de nuevo con oídos atentos para descubrir variables
4. Crear variables
5. Crear enlaces
6. Verificar si los enlaces conforman un bucle
También existen dos reglas generales derivadas del método:
Regla #1: a medida que avanza en el modelo, use lo aprendido para refinar el trabajo
realizado en estadios anteriores
Regla #2: durante todo el proceso, tenga en cuenta las presunciones realizadas, y la forma
en que estas presunciones son derivadas de los datos.
Ningún buen método está completo sin un gráfico...
Variables
Datos
Presunciones
La Historia
Enlaces
Bucles
Comenzando con “La Historia”, procedemos a través de un proceso de:
• Identificar las variables involucradas
• Establecer los enlaces entre variables
• Crear bucles basados en esos enlaces
Este proceso se muestra en las líneas gruesas en el gráfico ya que es el camino primario
hacia un bucle causal. Las líneas finas significan que el proceso es iterativo (Regla #1), y requiere
constante atención en el proceso de realizar presunciones (Regla #2).
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Los primeros 3 pasos tienen que ver con la historia:
Paso 1: “sentir” la historia
El primer paso en la creación de un bucle causal es sospechar que existe uno en primer
lugar. Todos los días somos bombardeados por docenas de historias que potencialmente podrían
describirse usando bucles causales. La habilidad de “sentir” cuando podría existir una estructura
sistémica generando los resultados observados es una cualidad que un pensador sistémico debe
poseer.
Paso 2: escuchar la historia
Una vez que se tiene una historia que puede contener un bucle causal debemos “escuchar”
la historia cuidadosamente por dos razones:
a) es útil para evitar que nos apresuremos a la acción y modelemos en base a nuestros
propios preconceptos de la situación y no en base a la realidad.
b) la confección de un diagrama causal es un proceso racional que requiere una base de
intuición y para hacer uso de esta habilidad debemos escuchar cuidadosamente.
Paso 3: escuchar la historia nuevamente, con oídos atentos para descubrir variables
Debemos escuchar nuevamente la historia, pero esta vez, prestando atención a las cosas que
“aumentan” o “disminuyen”.
¿Qué es una variable? Las variables son aquellas cosas que cambian en la historia, que se
incrementan o disminuyen a través del tiempo Si el bucle que crearemos será el equivalente
gráfico de la historia que hemos escuchado, las variables son palabras cuidadosamente
seleccionadas que pertenecen a la historia.
Veamos un ejemplo, considerando la siguiente historia...
“Pensemos en el comportamiento de la Bolsa de Valores... el precio de las acciones es alto,
por lo tanto la gente se siente realmente optimista, y como consecuencia compra más acciones, lo
que conduce a precios aún más altos. Esto hace a la gente mucho más optimista, y compran más
acciones provocando una nueva alza de precios.”
En esta historia hay tres cosas que varían a través del tiempo, todas “incrementándose”el
precio de las acciones, el optimismo del mercado y las compras de acciones. Estas son las
variables de la historia.
Paso 4: Crear las variables
En realidad, aquí se incluyen dos pasos.
El primer paso es obtener todas las variables “potenciales” que contiene la historia. En
nuestro ejemplo anterior: precio de las acciones, optimismo del mercado y las compras de
acciones.
El segundo paso incluye dos desafíos:
a) Ser precisos: Una variable debe ser medible. Idealmente debería poder graficarse la
tendencia de cada una de las variables que seleccionemos.
b) Ser correctos: La variable debe describir exactamente la parte del sistema que está
cambiando. Por ejemplo, la “compra de acciones” ¿qué quiere decir exactamente? ¿el
volumen de mercado, el número de inversores, o la relación entre compra y venta?
Paso 5: Crear enlaces
Para establecer las relaciones el útil utilizar estas dos preguntas:
a)¿Hacia dónde conduce esto? Lo que provoca un enlace hacia otra variable
b)¿Qué conduce a esto? Lo que nos dará la variable que precede a la que analizamos.
El “sentido sistémico” nos
permite intuir bucles que a
simple vista están ocultos en
la historia.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Cuando agregamos enlaces entre variables, hacemos visible la presunción de que existe una
relación causal entre dichas variables.
En la “gramática” de los diagramas causales, decimos que una variable causa que otra
cambie en la misma dirección o en la dirección opuesta. Si el cambio es en la misma dirección, el
enlace se marca con un “+”, si el cambio es en dirección opuesta el enlace se marca con un “-“.
En nuestro ejemplo:
Compra de
Acciones
Precio de las
Acciones
Precio de las
Acciones
Optimismo del
Mercado
Optimismo del
Mercado
Compra de
Acciones
Paso 6: Verificar si los enlaces crean un bucle
Si los pasos anteriores se realizaron, el surgimiento de los bucles causales ocurre fácil y
naturalmente
Los bucles ayudan a entender la forma en la que los elementos del sistema se balancean o
refuerzan unos con otros. En el ejemplo de la Bolsa de Valores podemos ver que las tres variables
interactúan de una forma tal que se mantienen en crecimiento, o en un mercado pobre, en
decrecimiento.
Compra de
Acciones
Precio de las
Acciones
Optimismo del
Mercado
Veamos ahora algunas pautas adicionales para la construcción de los Diagramas Causales.
Pautas Generales de Construcción de los Diagramas Causales
En el momento de realizar un diagrama causal debemos tener en cuenta los siguientes
aspectos:
1. El nombre de las variables
2. El etiquetado de la polaridad de los enlaces
3. La determinación de la polaridad del bucle
4. El etiquetado de los bucles
5. La indicación de las demoras en los enlaces causales
6. Seleccionar el nivel de detalle adecuado
7. Hacer explícitos los objetivos en los bucles negativos
8. Reglas de trazado
En este punto es inevitable
cometer errores
Estableciendo una cadena
causal que termina en un
callejón sin salida. Esto no
es una indicación de que
algo vaya mal, sino por el
contrario, entender lo que
NO está pasando es un paso
importante en la
construcción de una imagen
acertada de la realidad.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Veamos cada uno de los puntos en detalle:
a)
Los nombres de las variables deberán ser sustantivos o frases sustantivas.
Los nombres de las variables en los diagramas deben ser sustantivos o frases sustantivas. Las
acciones (o verbos) se capturan mediante los enlaces causales que conectan las variables.
Por ejemplo:
Aumentar los
Costos
Aumentar
el Precio
Costo
Precio
Agregar el verbo “aumentar” al diagrama hace presumir que los costos únicamente
aumentarán, sesgando la discusión hacia un único patrón de comportamiento. Sería bastante
confuso hablar de una “disminución del aumento de los costos”. La forma correcta de planteo
se observa en la figura (b).
b) Los nombres de las variables deben tener un claro sentido de la dirección.
Debemos elegir nombres para los cuales sea claro el significado de un incremento o
disminución, es decir, variables que puedan aumentar o disminuir.
Retroalimenta
ción del Jefe
Actitud
Mental
Elogios del
Jefe
Moral
Sin un claro sentido de la dirección para las variables seremos incapaces de asignar
una polaridad significativa para los enlaces. En la figura (a) ninguna de las variables tiene
una clara dirección. Por ejemplo, si aumenta la retroalimentación por parte del jefe ¿esto qué
significa? ¿que recibiremos más observaciones? ¿estas observaciones son buenas o malas? ¿y
qué significa que crezca la actitud mental?.
Sin embargo, la figura (b) es más clara, si aumentan los elogios del jefe nuestra
moral aumenta, y si los elogios disminuyen la moral se orada.
c)
seleccionar variables cuyo sentido de dirección normal sea positivo.
Debemos seleccionar nombres que tengan un sentido de dirección positivo, es decir,
debemos evitar aquellas variables que contengan prefijos que indiquen negación o tengan un
significado negativo para evitar confusiones al hablar de aumentos o disminuciones. Por
ejemplo:
Nuestra visión de la dinámica
de sistemas se refleja en
nuestros propios modelos
mentales. A medida que
desarrollamos un diagrama
causal tropezaremos con
nuestros propios prejuicios.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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Costos
Pérdidas
Costos
Ganancias
Crítica
Infelicidad
Crítica
Felicidad
Recuerde que, aunque existen excepciones: “decrementar el no cumplimiento de
esta regla disminuirá la incomprensión de sus diagramas”.
Es importante que nos aseguremos de etiquetar todos los enlaces con su polaridad
correspondiente. Esto nos permitirá la compresión de las influencias causales y la
identificación de los bucles de retroalimentación positiva y negativa.
Tenemos dos métodos para determinar si la polaridad del bucle es positiva o negativa: la
forma “rápida” y la forma “correcta”.
!
"
La forma rápida es contar el número de enlaces negativos en el bucle. Si el número de
enlaces es par, el bucle es positivo, si el número es impar, el bucle es negativo. La regla
funciona porque los bucles positivos refuerzan el cambio mientras que los negativos son
auto-correctivos, se oponen a los disturbios. Imagine un pequeño disturbio en una variable. Si
el disturbio se propaga a lo largo del bucle para reforzar el cambio original, entonces el bucle
es positivo. Si el disturbio se propaga a lo largo del bucle para oponerse al cambio original
entonces el bucle es negativo.
Para oponerse al disturbio, la señal debe experimentar una inversión neta del signo a medida
que viaja a través del bucle. Una inversión neta del signo sólo puede ocurrir si el número de
enlaces negativos es impar. Un único enlace negativo causa una inversión de signo: por
ejemplo, un incremento se convierte en un decremento. Sin embargo, un nuevo enlace
negativo vuelve a revertir el signo reforzando el cambio original.
La forma rápida siempre funciona...excepto cuando falla. ¿Por qué podría fallar? Bueno, en
un diagrama complicado es muy posible que contemos mal la cantidad de enlaces o que
hayamos etiquetado mal algunos de los enlaces. Veamos ahora la forma correcta.
"
La forma correcta para determinar la polaridad del bucle es rastrear el efecto de un pequeño
cambio en una de las variables a medida que se propaga a través del bucle. Si el efecto de
retroalimentación refuerza el cambio original, es un bucle positivo, si se opone al cambio
original, es un bucle negativo.
Podemos empezar por cualquier variable del bucle ya que el resultado sería el mismo. Este
método funciona sin importar la cantidad de variables que contenga el bucle.
El trabajo de crear variables
y enlaces nos obliga a
clarificar las presunciones
realizadas sobre la historia y
los datos que generaron esas
presunciones.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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#
Es natural que un diagrama causal de gran tamaño nos veamos sobrepasados por la
cantidad de bucles. Para evitar esto, es útil darle un número y un nombre a cada bucle.
Numerar los bucles B1, B2, R1, R2, etc. Ayuda a encontrar cada bucle a medida que se sigue
el diagrama. Darles un nombre ayudará a entender la función de cada bucle. Veamos un
ejemplo:
Tiempo
Restante
Presión de la
Programación
B2
Recorte
Tiempo por
Tarea
Horas Extras
Tasa de
Errores
B1
Combustible de
Medianoche
Trabajo
Restante
Tasa de
Finalización
Fatiga
R1
Agotamiento
R2
La prisa genera
gastos
Productividad
Este diagrama fue desarrollado por los ingenieros y gerentes de una compañía
tratando de explorar las causas de la entrega tardía de sus trabajos de diseño. El diagrama
representa el comportamiento de los ingenieros tratando de completar un proyecto contra una
fecha de finalización. Los ingenieros comparan el trabajo restante contra el tiempo que les
queda antes de llegar a la fecha de finalización. Mientras más grande es la diferencia, más
presionados se sienten por la programación del proyecto. Cuando esta presión sube, los
ingenieros tienen algunas alternativas: en primer lugar, pueden trabajar horas extras,
quemando este “combustible de medianoche” incrementan la tasa a la cual se completan las
tareas, disminuyen el trabajo restante y liberan la presión de la programación (bucle de
balance B1).
Sin embargo, si la semana laboral es demasiado larga y pesada, aparecen síntomas
de fatiga y la productividad sufre las consecuencias. A medida que la productividad cae,
también cae la tasa de tareas terminadas, lo que incrementará la presión de la
programación llevando a jornadas de trabajos aún mas largas: el bucle de refuerzo
“Agotamiento” R1 limita la efectividad de las horas extras.
Otra forma de completar el trabajo más rápido es reducir el tiempo invertido en cada
tarea. Perder menos tiempo en cada tarea aumentará el número de tareas terminadas por hora
(productividad) y liberará la presión, cerrando el bucle de balance B2 “recorte”.
Los ingenieros luego se dieron cuenta que el hecho de disminuir el tiempo dedicado
a cada tarea aumenta la tasa de error lo que conduce al retrabajo y la productividad baja a
largo a plazo cerrando el bucle de refuerzo R2 “la prisa genera gastos”.
Los nombres para los bucles
hacen que sea más fácil
referirse a las porciones
complejas de una estructura
de retroalimentación.
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
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$
Las demoras son críticas en la creación de la dinámica. Las demoras le dan inercia al
sistema y pueden crear oscilaciones. Nuestros diagramas causales deben incluir demoras que
son importantes para la dinámica o significativas en el horizonte de tiempo seleccionado.
Veamos un ejemplo:
Precio
Oferta
Cuando el precio de algún producto sube, la oferta tenderá a incrementarse, pero
generalmente sólo después de significativas demoras que involucran la adquisición de nueva
capacidad productiva y la aparición de nuevas empresas en el mercado.
%
Los diagramas causales se diseñan para comunicar la estructura de retroalimentación
central del sistema. Realizarlo con demasiado detalle hará que sea difícil de seguir y
entender, perdiéndose la estructura de retroalimentación general.
Si se realiza con poco detalle será imposible evaluar la verosimilitud y realismo del
modelo planteado.
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(
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Todos los bucles de retroalimentación negativa tienen objetivos. Éstos representan el
estado deseado del sistema y todos los bucles negativos funcionan comparando el estado
actual con el deseado, iniciando luego acciones correctivas en respuesta a la discrepancia.
Veamos algunos ejemplos:
Calidad del
Producto
Nivel Deseado
de Calidad
Calidad del
Producto
Diferencia
en el Nivel
de Calidad
Programas
de Mejora
de la
Calidad
Programas
de Mejora
de la
Calidad
Temperatura
del Café
Temperatura
del Ambiente
Temperatura
del Café
Diferencia de
Temperatura
Tasa de
Enfriamiento
Tasa de
Enfriamiento
La respuesta de la venta de
combustible en relación con
los precios involucra demoras.
A corto plazo, la demanda de
combustible es inelástica: si
los precios suben, la gente
puede disminuir un poco el
consumo pero todavía tiene
que conducir al trabajo, a la
escuela, etc. A largo plazo, si
el precio alto se mantiene, se
presentarán otras respuestas
(la gente se organizará para ir
a trabajar, tomará transportes
públicos, etc.)
Sistemas y Organizaciones – Diagramas Causales
Página 18
Los objetivos de los sistemas en general, no son objetos exógenos, sino que son
parte de la estructura de retroalimentación. Pueden variar a través del tiempo y responder a
estímulos del medio ambiente. Hacer explícitos los objetivos de los bucles de
retroalimentación negativa es de especial importancia cuando se trata de capturar el
comportamiento humano.
Esta regla tiene algunas excepciones, como la del siguiente ejemplo:
Población
Tasa de
Mortandad
El objetivo en este bucle está implícito (e igual a cero), y no debe incluirse. Otro
ejemplo de este tipo de bucles (que representan decaimiento) es el de depreciación de los
bienes.
) * "
+
Para maximizar la claridad e impacto de nuestros diagramas causales, debemos
atender a las siguientes pautas de diseño:
a)
b)
c)
d)
e)
Usar flechas curvadas para los enlaces causales. Esto ayudará a identificar los
bucles de retroalimentación.
Hacer que los bucles causales sigan caminos ovalados o circulares.
Organizar el diagrama de forma de evitar el cruce de líneas.
No encerrar las variables en círculos, cuadrados, etc.
Iterar!. Debido a que no conocemos a priori todas las variable y bucles presentes
en el sistema tendremos que redibujar nuestro diagrama (generalmente varias veces)
hasta obtener la mejor distribución.
Es necesario asegurarse de
que existe un objetivo
correctamente definido ya
que es la relación entre el
estado actual y el objetivo lo
que determina la acción
correctiva a realizar.