Conceptos Fundamentales de Sistemas: Definición, Componentes y Clasificación

¿Qué es un Sistema? Definiciones y Conceptos Clave

Existen diversas propuestas para definir un sistema. A continuación, se presentan algunas perspectivas relevantes:

• Ludwig von Bertalanffy (biólogo alemán, creador de la Teoría de Sistemas Abiertos): Un sistema es un conjunto de elementos en relación recíproca.
• Jacques Mélèse (experto en análisis de sistemas, con enfoque en la empresa): Un sistema es un conjunto de elementos, cada uno de los cuales puede adoptar diversos estados. El estado del sistema se define en un instante dado por los valores de sus variables.
• Arthur D. Hall (ingeniero de sistemas): Un sistema es un conjunto de objetos con relaciones determinadas entre ellos y sus atributos.
• William Ross Ashby (científico destacado en la teoría cibernética): Un sistema es un conjunto de variables que un observador selecciona de las disponibles en una máquina real.
• Definición general: Un sistema es un conjunto de partes (elementos) interrelacionados (o interactuantes) entre sí, con objetivos comunes, y que un observador puede tratar como una totalidad.

Se puede representar la relación entre el observador y el sistema de la siguiente manera:

Observador <— Sistema A (Realidad) <—> Sistema B (Finalidad, objetivos) <—> Sistema C (Entrenamiento) <—> Sistema D

Componentes y Propiedades de los Sistemas

Subsistemas y Supersistemas

Los sistemas se pueden dividir en:

1. Subsistemas: Sistemas más pequeños dentro de un sistema mayor, con funciones y propiedades distintivas.
2. Supersistema: Sistema que contiene otros sistemas.

Los sistemas cumplen con la propiedad de recursividad (cada parte es una totalidad) y son objetos sinérgicos.

La Operación de Distinción

Según la perspectiva de las ontologías constitutivas, una unidad surge a través de una operación de distinción, donde un observador separa la unidad de un trasfondo, estableciendo sus límites. Como señala Humberto Maturana, una distinción implica que un observador especifica lo que distingue al traerlo a la mano. La existencia de un sistema, por lo tanto, depende de la existencia de un observador.

Esta operación genera:

• Una unidad (sistema).
• El medio en el que se distingue.

Organización y Estructura de un Sistema

Según Maturana, un sistema es cualquier conjunto interconectado de elementos que un observador puede tratar como una totalidad.

Distinción de un Sistema

Un fenómeno se convierte en sistema cuando se observa su organización interna. En un sistema, se distinguen dos dimensiones:

• Organización: Define la identidad de clase del sistema.
• Estructura: Materializa la organización.

Organización

La palabra «organización» proviene del griego organon (instrumento). La organización de un sistema son las relaciones (estáticas o dinámicas) entre los componentes que especifican su identidad. Si la organización cambia, el sistema pierde su identidad.

Estructura

La palabra «estructura» proviene del latín struere. La estructura de un sistema está constituida por los componentes y las relaciones entre ellos que realizan la organización. La estructura materializa la organización.

Variabilidad e Invarianza

La organización de un sistema es invariante (se conserva para mantener la identidad), mientras que la estructura puede variar. El estudio de un sistema permite identificar su organización y su dominio de variabilidad.

Enfoques para el Estudio de Sistemas: Reduccionista vs. Sistémico

Se pueden utilizar dos enfoques para estudiar un sistema:

• Enfoque Reduccionista: Divide la observación en partes, se centra en el detalle.
• Enfoque Sistémico: Visión de totalidad, integral, interdisciplinario.

Se presenta una tabla comparativa:

Enfoque Reduccionista	Enfoque Sistémico
Divide o particiona en la observación.	Visión de totalidad.
Se fundamenta en el desarrollo científico.	Integral.
Especialización del conocimiento.	Mecanismos interdisciplinarios.
Se focaliza en el detalle, perdiendo la idea de conjunto.	Corte horizontal a través de los campos del saber.
Origina disciplinas científicas especializadas.	Enfoque global.
Observa la realidad desde una disciplina particular.	Utiliza isomorfismos.
Utiliza métodos propios para el análisis.	Modifica grupos de variables simultáneamente.
Modifica una variable a la vez.	Considera el comportamiento irreversible y la duración.
Considera los fenómenos reversibles.	Validación por comparación del modelo con la realidad.
Validación por prueba experimental.	Modelos útiles para la decisión y la acción.
Se concentra en los detalles, objetivos mal definidos.	Orientado por objetivos, detalles borrosos.

Propiedades Clave de los Sistemas

Sinergia

La sinergia es una propiedad distintiva de los sistemas. El principio de sinergia establece que la suma de las partes es diferente del todo (2 + 2 ≠ 4). Los conglomerados son objetos sin sinergia. En administración, se habla del principio de 2 + 2 = 5, donde la integración de las partes es clave.

Recursividad

Un sistema está compuesto de partes que también son sistemas (objetos sinérgicos). Cada parte posee las características del todo. La recursividad se aplica a sistemas dentro de sistemas mayores y a características particulares.

Fronteras o Límites del Sistema

La frontera o límite del sistema separa el sistema de su entorno (supersistema). La definición del sistema puede ser compleja. Se pueden utilizar los conceptos de supersistema y subsistema para definir un sistema. El observador define las fronteras de forma arbitraria y subjetiva.

Entorno: Todo lo que queda fuera del sistema y lo afecta (interacción).

Autorregulación

Son las tareas de ajuste para mantener constante el estado interno del sistema. En la naturaleza, se tiende a un equilibrio. En sistemas artificiales, hay dispositivos para mantener el equilibrio.

Entropía

La entropía es una medida del grado de desorganización de un sistema. Los sistemas organizados tienden a la desintegración. En física, es una medida de desorden. La negentropía (entropía negativa) es lo opuesto, donde los sistemas se vuelven más organizados. La información es un elemento negentrópico importante.

Retroalimentación

La retroalimentación (feed-back) es una función interna que permite el control del sistema. Puede ser positiva o negativa:

• Bucle Negativo: Tiende al equilibrio, compensa el error.
• Bucle Positivo: Amplifica el efecto, puede ser divergente, pero también permite el cambio y la adaptación.

Propósito del Sistema

El propósito de un sistema es determinado subjetivamente por el observador. Determina las interrelaciones de los elementos y los procesos de operación. Lo que un sistema *hace* es su propósito.

Clasificación de Sistemas

Existen diversas clasificaciones de sistemas (abstractos, determinísticos, humanos, artificiales, etc.). Una clasificación ideal debería englobar todos los sistemas posibles y evitar superposiciones.

Se presentan algunas clasificaciones:

Autor	Sistema Cerrado	Sistema Abierto
Forrester, J.	La salida modifica la entrada (termostato).	La salida no modifica la entrada (estanque con agua).
Von Bertalanffy	No intercambia energía con el entorno.	Intercambia energía con el entorno.
Johansen, O.	No intercambia energía con el entorno.	Interactúa con el entorno, importa, transforma y exporta energía (seres vivos, sistemas sociales).

Forrester, J. también define Dinámica de Sistemas: técnica para analizar sistemas y simular comportamientos.

• Sistemas Dinámicos: Propiedades de los elementos fluctúan en el tiempo.
• Sistemas Estáticos: Valores de atributos y relaciones son inmutables.

Sistemas Abiertos y Cerrados: Profundización

Para Ludwig von Bertalanffy, un sistema abierto realiza transacciones con su medio. Un sistema cerrado no intercambia energía, materia ni información con su entorno. El entorno relevante es el entorno inmediato al sistema.

Ejemplo de sistema cerrado: termostato. Ejemplo de sistema abierto: organismo viviente. W.R. Ashby considera los sistemas cibernéticos como abiertos en energía y cerrados en información y control.

Los sistemas informáticos son sistemas abiertos, por lo que deben considerarse en su relación con la sociedad (entorno). Ignorar esta relación los convierte en sistemas aislados que, en el límite, se destruirían por entropía.

Ley de Variedad Requerida de Ashby: En la práctica, no existen sistemas cerrados; se analizan sistemas abiertos como cerrados por simplicidad.

Características de los Sistemas Abiertos

Corriente de Entrada

Los sistemas abiertos importan recursos del entorno. Ejemplo: el ser humano importa oxígeno, alimento, información.

Tipos de energía:

• Importada (mano de obra, materia prima, recursos financieros, tecnología).
• Permanente (mano de obra, tecnología, maquinaria, productos en proceso).
• Exportada (productos terminados).

Ley de Conservación de la Energía: La energía que permanece en el sistema es igual a la energía importada menos la energía exportada. La información no cumple esta ley.

Proceso de Conversión (Transformación)

• Principal: Transforma la corriente de entrada en el producto final.
• Servicios (apoyo): Transforma la entrada en energía que recae en la producción.

Corriente de Salida

Exportación de energía del sistema al entorno.

• Positiva: Útil a la comunidad.
• Negativa: No útil a la comunidad.

La relación entre salidas positivas y negativas determina la subsistencia del sistema.

Comunicación de Retroalimentación

Información sobre el desempeño del sistema, reintroducida para realizar modificaciones y lograr los objetivos.

Sistema Viable

Un sistema viable es legalizado por el entorno, se adapta a él y a sus exigencias. Según Beer, S., debe ser:

• Capaz de auto-organizarse.
• Capaz de auto-controlarse.
• Poseer cierto grado de autonomía.

Un sistema viable:

• Es fuerte para resistir errores.
• Puede renovar sus elementos.
• Puede crecer y tener impacto.
• Responde a estímulos no anticipados.
• Aprende de la experiencia.
• Se adapta al medio ambiente.

Un sistema viable necesita un nivel mínimo de inestabilidad controlada.

Modelos

Un modelo es una representación formal de la realidad, una abstracción de un sistema. Permite:

• Definir o describir sistemas.
• Analizar sistemas.
• Especificar relaciones y procesos.
• Hacer predicciones.

Ventajas:

• Ahorro en la representación.
• Permite analizar y experimentar situaciones complejas.

Tipos de Modelos

Se clasifican según:

• Función:
  • Descriptivo (diagrama de distribución).
  • Predictivo (relaciona variables).
  • Normativo (ofrece mejores respuestas).
• Estructura:
  • Icónico (características físicas).
  • Analógico (sustitución de componentes).
  • Simbólico (símbolos).
• Temporal:
  • Estático (no explica cambios en el tiempo).
  • Dinámico (el tiempo es una variable).
• Incertidumbre:
  • Determinístico (salida determinada).
  • Probabilístico (distribuciones de probabilidad).
  • Juego (soluciones óptimas con incertidumbre).
• Generalidad:
  • General (aplicaciones en varias áreas).
  • Especializado (aplicación a un problema particular).

Componentes de un Sistema de Comunicación

1. Fuente: Emisor, contiene mensajes posibles.
2. Codificador: Convierte el mensaje en señales.
3. Canal de comunicación: Transporta señales (aire, hilos, ondas).
4. Decodificador: Transforma las señales para el receptor.
5. Receptor: Recibe el mensaje.
6. Fuente de ruido: Interferencias externas.

Un mensaje es un signo o secuencia de signos de un repertorio común (alfabeto).

Características de los Sistemas Complejos

Los sistemas complejos (empresas, administración pública) comparten características:

1. Jerarquía: Se descomponen en subsistemas interrelacionados.
2. Componentes primitivos subjetivos: La elección de los componentes básicos es subjetiva.
3. Combinación de subsistemas: Se componen de diferentes tipos de subsistemas.
4. Evolución: Evolucionan desde sistemas simples.

Organización o Empresa

La organización es un sistema abierto, dinámico y homeostático. Intercambia materiales e información con el medio ambiente. Regula su comportamiento para adaptarse a las perturbaciones. Persigue metas y objetivos.

Estructura: Relaciones entre las partes e identidad de las partes.

Organización: Relación que define al sistema como unidad.

Si la organización permanece invariante, el sistema sigue siendo el mismo.

Características de una organización:

• Sistema con voluntad, con elementos con un propósito común.
• División funcional del trabajo.
• Subsistemas conocen el comportamiento de los demás.
• Un subsistema tiene función de control.

Modelo de Laudon

Laudon y Laudon (1991) proponen un modelo con dos niveles directivos:

• Dirección: Planificación estratégica.
• Dirección táctica: Cumplimiento diario de objetivos.

Otros componentes:

• Manejo de datos (administración de la función operacional).
• Manejo de conocimientos (diseño del proyecto o servicio).
• Empleados encargados de producir el servicio (nivel operativo).

Se propone una estructura organizativa distribuida y horizontal, con unidades operacionales autónomas.

Empresa: Definición y Características

Las empresas son organizaciones económicas básicas. Una empresa es una entidad económica con recursos (económicos, materiales, información, conocimiento, técnicos, financieros). Los recursos se movilizan con el trabajo y la creatividad de las personas. Existe un empresario que concibe, implementa y desarrolla la empresa.

La empresa está en un entorno con factores económicos, sociales, políticos y culturales. El objetivo es producir y comercializar.

Los inversionistas buscan alternativas de inversión, como crear empresas. Existe diferencia entre inversionistas y empresarios.

Clasificación de Empresas

• Según participación del Estado:
  • Estatales.
  • Mixtas.
  • Privadas.
• Según sector económico:
  • Mineras.
  • De servicios.
  • Forestales.
  • Agroindustriales.
  • Químicas.
  • Constructoras, etc.
• Según nacionalidad:
  • Nacionales.
  • Extranjeras.

Ejemplos de Empresas

Una fábrica de calzados posee:

• Recursos humanos.
• Recursos de información/conocimiento.
• Recursos económicos.
• Recursos financieros.

Estos recursos se interrelacionan para fabricar calzados de forma eficiente y rentable. Las empresas privadas buscan resultados económicos positivos. Existen organizaciones sin fines de lucro (corporaciones, fundaciones, instituciones públicas). Un quiosco de diarios es un ejemplo de empresa. Las multinacionales son organizaciones complejas.