Metodologia de Jenkins. Parte 2.

Fase 2. Diseño de Sistemas

La fase de análisis de sistemas debe terminar con identificación y formulación del problema que se desea solucionar, con la definición de objetivos y recopilación de información. Basada en estos fundamentos, la fase de diseño de sistemas puede confrontarse con confianza.

1. Pronósticos

Los pronósticos representan un aspecto muy importante en el diseño de cualquier sistema. Por ejemplo, en el diseño de un sistema de control de producción, los pronósticos de la demanda son indispensables. Similarmente, para diseñar una planta química, se requiere conocer pronósticos de la demanda de productos para un período de varios años. Pronósticos exactos son esenciales para el diseño apropiado de cualquier sistema. Si no son acertados, no podrán compensarse ni con una modelación y simulación de la operación del sistema en etapas posteriores, por muy sofisticada que sea.

2. Modelación y Simulación del Sistema

Para poder calcular los costos asociados a diferentes maneras de operar un sistema, es necesario predecir su comportamiento bajo condiciones de operación diferentes. Para esto se requiere de un modelo del sistema, a través del cual se puede describir cuantitativamente su comportamiento. En su forma más rudimentaria, un modelo puede consistir de un conjunto de tablas y/o gráficas; en su nivel mas sofisticado puede plantearse en términos matemáticos como un conjunto de ecuaciones diferenciales o algebraicas. La modelación de sistemas es una actividad altamente creativa. Requiere de un proceso iterativo y adaptativo en el que el analista de sistemas se mueve de un estado de poco conocimiento a otro de conocimiento detallado del sistema. En el proceso de diseño de un sistema se necesita desarrollar muchos modelos. Es aquí donde la experiencia y el buen juicio del diseñador más se demanda para decidir que tipo de modelo debe usarse para una situación particular, de forma tal que el sistema pueda diseñarse lo más eficientemente posible, minimizando tiempo y dinero. Los modelos cuantitativos de mayor utilidad para proyectos de sistemas pueden clasificarse en cuatro tipos:

a. Modelos descriptivos, que proporcionan una descripción cualitativa de la operación del sistema y modelo predictivos, que pueden predecir cuantitativamente el desempeño del sistema.

b. Modelos mecanicista que se basan en los mecanismos o procesos que rigen el comportamiento del sistema, y modelo empíricos o estadísticos que se obtienen ajustando datos obtenidos del comportamiento del sistema.

c. Modelos en estado estable que se basan en el comportamiento del sistema independiente del tiempo, y modelos dinámicos que describen el comportamiento del sistema en función del tiempo.

d. Modelos individuales que describen el comportamiento de subsistemas, y modelos globales, que describen el comportamiento del sistema como un todo.

El objetivo del proyecto es optimizar la operación del sistema, y por lo tanto la modelación del sistema debe corresponder a este objetivo. Por esto, el grupo de trabajo debe:

i. Asegurar que la creación del modelo persigue un propósito definido.
ii. Procurar la participación de todos los especialistas en diferentes disciplinas que sean necesarios en la creación del modelo.
iii. Asegurar que el modelo contemple los aspectos más relevantes del sistema y que sea tan sencillo como sea posible.
iv. Decidir si el modelo es adecuado para los propósitos que se persiguen y que represente con la mayor fidelidad posible la situación que se quiere modelar.
v. Asegurar que la creación del modelo se desarrolle a través de un dialogo efectivo entre el grupo de trabajo y los usuarios del sistema.

Una vez que el modelo del sistema ha sido desarrollado, puede usarse para simular su comportamiento cuando se sujeta a valores diferentes de las variables que describen su comportamiento, y a disturbios reales que se esperan durante su operación, y que causarían fluctuaciones de su operación normal.


3. Optimización de la Operación del Sistema

El paso siguiente a la simulación del sistema es optimizar su operación. Teniendo a la disposición un modelo que pueda predecir el desempeño del sistema es posible calcular el valor de la medida o indicador de desempeño que corresponda a una cierta manera de operarlo. Optimización significa seleccionar el modo de operación del sistema que corresponde al valor más favorable de la medida de desempeño. Es en este punto donde la importancia de haber definido con claridad los objetivos globales del sistema se hace aparente. Si por alguna razón el sistema y sus objetivos no pudieron plantearse con precisión, lo más seguro es que en esta etapa se descubra un conflicto entre la forma más adecuada de operar el sistema, y la ubicación del mismo dentro del suprasistema. Esto es lo que comúnmente se conoce como suboptimización del sistema. Una de las tareas más importantes del equipo de trabajo es vigilar que esta suboptimización no ocurra. Para esto, continuamente tendrá que estar enfatizando que la optimización independiente de cada subsistema difícilmente conducirá a la optimización del sistema. Lo que es más, el mejoramiento y optimización de un subsistema, cuando se realiza aisladamente de los otros subsistemas, puede empeorar la operación del sistema como un todo.

En resumen, en la etapa de optimización se deben cuidar los siguientes aspectos:

- Se debe estar consciente de los peligros de la suboptimización, y no se deben ignorar variables relevantes a la operación del sistema.
- Después de localizar las condiciones óptimas de operación, se deben examinar cuidadosamente los parámetros más sensibles involucrados en las medidas de desempeño.
- Deben cuidarse las regiones muy estrechas para las condiciones de operación óptimas, ya que un sistema que es muy sensible en suss parámetros óptimos, dependerá muy fuertemente de las suposiciones hechas en la fase de diseño.
- Se deben realizar análisis de sensibilidad para investigar si cambios en las suposiciones hechas en la fase de diseño conducen a sistemas con las mismas características generales.
- Por último, se debe estar consciente del hecho de que una vez que está terminada la optimización del sistema, tendrá que tomarse una decisión para continuar con el diseño detallado del sistema. Esta decisión definitivamente involucrará la asignación de recursos humanos y financieros, principalmente, que puede resultar muy costosa para la organización. Por estas razones, el equipo de trabajo debe estar dispuesto a “vender su solución óptima”, por lo que deberá apoyarse en técnicas para tomar decisiones en presencia de incertidumbre.

4. Control de la Operación del Sistema

Cuando la operación de un sistema ha sido optimizada, se requerirá de un sistema de control que asegure que el sistema estará operando bajo las condiciones para las cuales se optimizó la operación. El control de un sistema es necesario debido a la incidencia de disturbios impredecibles en la operación del sistema, los cuales causan que su desempeño real se desvíe de su desempeño predicho. Por ejemplo, en una planta química se necesitarán instrumentos de control que regulen automáticamente el flujo de materiales, lo niveles de líquidos en tanques, y las presiones y temperaturas en otros equipos de proceso, para asegurar que la planta química estará operando en sus condiciones óptimas. Asimismo, se necesitará un sistema de control administrativo para asegurar que se cumpla con un plan de producción en una compañía manufacturera, como podrá observarse, los sistemas de control que necesitan los administradores son muy variados y de tipos diferentes. Independientemente del tipo de sistema de control, su función principal es la de tomar acción correctiva a desviaciones que se obtienen debido a que lo sucedido no coincide con lo planeado. En general, cuando se piensa en términos de control de sistemas, las siguientes ideas deben tenerse en mente:

a. El control debe de conceptual izarse como una parte integral de diseño del sistema, y no como algo que “se puede dejar para después”.
b. Un “enfoque de sistemas” presta atención al concepto de control en su sentido más amplio, sin restringirlo a los esquemas de control, algunas veces matemáticamente sofisticados, que proporciona la Ingeniería de Control. Lo que es necesario cuestionar aquí es el nivel conceptual, preguntándose y contestándose preguntas como: ¿qué tipo de sistema de control se necesita?, ¿qué tan sofisticado debe ser?, ¿qué equipo se necesita?, ¿se requiere de una computadora?, etc.
c. Un “enfoque de sistemas” orienta su atención a los beneficios económicos que puedan obtenerse del sistema de control, tanto los tangibles como los intangibles, que resultan de costos demandados y que tienen que justificarse como parte de los costos de diseño del sistema como un todo.
d. Las ventajas de un sistema de control individual se pueden resaltar solamente cuando se puede visualizar su importancia dentro del contexto de la jerarquía de sistemas de control técnicos y administrativos de la compañía.

5. Confiabilidad del Sistema

La importancia de la confiabilidad de un sistema ya se ha mencionado en etapas anteriores. Un buen sistema de control ayudará a asegurar la confiabilidad de un sistema; sin embargo existen otros aspectos que inciden directamente en el efecto que la incertidumbre tiene sobre el diseño del sistema y que también hay que considerar. La incertidumbre en los pronósticos de las condiciones ambientales bajo las cuales operará el sistema son un ejemplo. Otras fuentes de incertidumbre pueden ser las fallas de equipos de proceso, la no disponibilidad de recursos, etc. Todos los cuestionamientos relacionados con la incidencia impredecible de este tipo de eventos deben considerarse como parte integral de la optimización global de la operación del sistema. El papel que esta etapa tiene en la metodología es más que nada el de propiciar un cuestionamiento de todos los factores que generalmente quedan ignorados en la etapa de diseño y que sin embargo se presentan en el momento menos esperado, causando un efecto desastroso e irreparable en la operación y rentabilidad del sistema.

Fase3. Implantación de Sistemas

Ningún estudio de sistemas, por muy bien que se haya llevado a cabo, será de utilidad práctica a menos de que conduzca a una acción positiva y se implante apropiadamente. Esta fase puede desarrollarse en dos etapas.

1. Documentación y Autorización del Sistema

El producto final de un proyecto es un reporte en el que se deben enfatizar propuestas concretas para tomar acciones. Si la comunicación llegara a fallar en esta etapa se podría arruinar todos los esfuerzos y resultados de las etapas anteriores. Para evitar esto se recomienda:

a. Que la forma y contenido de los reportes finales del proyecto se acuerden y discutan antes de entregarse, con las personas que estarán involucradas en la implantación del sistema diseñado.
b. Que los reportes sean simples, directos y lógicos.
c. Que se elabore un documento por separado para resumir y enfatizar las recomendaciones, mostrando un plan concreto para la implantación del sistema.

Esta representa la etapa más crucial en cualquier estudio de sistemas, puesto en base a la documentación del sistema y al reporte del proyecto se tendrá que llegar a decisiones sobre la implantación del sistema. Seguramente que estas decisiones se tomarán de una manera muy objetiva, por lo que el equipo de trabajo deberá respaldar y apoyar su propuesta con argumentos convincentes.

2. Construcción e Instalación del Sistema

Algunos proyectos de sistemas pueden requerir la construcción de equipo especial antes de que el sistema diseñado pueda implantarse. Por ejemplo, en un proyecto de sistemas para el diseño de una planta química se necesitará construir equipo de proceso, edificios, ordenar e instalar equipo y unidades, etc. Por lo general, cuando se llega a esta etapa del proyecto, la mayor parte de los integrantes del grupo de trabajo habrán terminado su participación en el proyecto. Sin embargo, es importante darse cuenta que la etapa de construcción e instalación del sistema diseñado, forma también parte del diseño global del sistema. Así, una planeación deficiente para la construcción e instalación del sistema puede tener un efecto negativo en el éxito del proyecto.

Un enfoque de sistemas en esta etapa debe asegurar:
a. Que el grupo de trabajo haya especificado en forma clara y no ambigua todos los detalles del sistema.
b. Que los constructores del sistema hayan comprendido todos los aspectos del diseño y la forma en que operará una vez que se implante.
c. Que la construcción, instalación e implantación del sistema hayan sido planeadas adecuadamente.

Fase 4. Operación y Apreciación Retrospectiva de Sistemas

Después de que el sistema ha sido diseñado, construido e instalado, las siguientes etapas se podrán desarrollar.

1. Operación Inicial del Sistema

Una colaboración efectiva entre el grupo de sistemas y los usuarios del sistema diseñado es esencial para lograr los mayores beneficios de un estudio de sistemas. Esta etapa es la que más se descuida por parte del grupo de trabajo. La puesta en marcha de un sistema es más exitosa si:

a. Se proporciona anticipadamente una documentación adecuada del sistema y un entrenamiento a los usuarios sobre la operación del sistema.
b. Cuando menos uno de los usuarios del sistema estuvo involucrado en la realización del proyecto como miembro del grupo de trabajo, de forma tal que “haya vivido” el desarrollo de todas las etapas.
c. Cualquier duda o mal entendimiento acerca del diseño del sistema haya sido aclarado oportunamente, a través de una comunicación adecuada entre el grupo de trabajo y los usuarios.

2. Apreciación Retrospectiva de la Operación del Sistema

Después de que el sistema ha estado operando durante un período de tiempo, el grupo de trabajo que lo diseñó debe colaborar con los usuarios del sistema para realizar un análisis retrospectivo de su desempeño. Si el sistema está operando de acuerdo al plan de diseño y está logrando sus objetivos, se podrá afirmar que el diseño estuvo correcto. Por el contrario, si el desempeño del sistema no es el esperado, se necesitará investigar las causas de su mal funcionamiento y mejorarlo o rediseñarlo por completo.El equipo de trabajo debe estar dispuesto a aceptar la responsabilidad de la operación del sistema que diseñó e identificarse a sí mismo con su éxito o fracaso.

El análisis retrospectivo de la operación del sistema puede mostrar:

a. Que el estudio original de sistema ignoró ciertos aspectos relevantes al diseño del sistema, ó
b. que el sistema ha estado operando en un ambiente que muestra características diferentes de las del ambiente para el cual fue diseñado. En cualquier de estas situaciones, la re-optimización y re-diseño del sistema será inevitable.

3. Mejoramiento de la Operación del Sistema Diseñado

Se necesita mejorar la operación del sistema:
a. Si la apreciación retrospectiva del sistema muestra que el desempeño del sistema no es el esperado.
b. Cuando ciertos parámetros involucrados en el diseño y optimización del sistema podrían conocerse con exactitud una vez que el sistema estuviera operando.