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Metodologia para análise e simulação de sistemas em geral, aplicação a organizações e negócios.
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Prof. Durval Castro 1
Dinâmica de Sistemas1. Ciclos Causais
Durval Muniz de Castro
Prof. Durval Castro 2
Introdução
Dinâmica de sistemas: estudo do
comportamento de sistemas
Objetivo: elaborar e analisar modelos
de sistemas de negócios
Aplicações: estudo e planejamento em
operações, marketing, finanças,
recursos humanos, etc.
Prof. Durval Castro 3
Visão geral
Como os sistemas mudam ao longo do
tempo...
Como as várias mudanças se relacionam...
Processos
de negócios
Crescimento
das pessoas
Planeja-
mento
Trabalho
em equipe
Mudanças
ambientais
Dinâmica
de Sistemas
Aprendi-
zagem
Qualidade
Total
Gestão das
mudanças
Prof. Durval Castro 4
Conceitos básicos
Sistema: elementos,
relacionamentos,
Ambiente: entradas,
processos,
saídas
Variáveis: causas
efeitos
Estado do sistema comportamento
Prof. Durval Castro 5
Sistema
• Um conjunto de partes que interagem para funcionar como um todo.
• Um sistema quase sempre é definido tendo em vista um propósito específico.
• Os sistemas geralmente apresentam um padrão circular de causas e efeitos, chamados ciclos de realimentação (“feedback”).
Prof. Durval Castro 6
Representações de sistemas
Entradas e Saídas
• Sistema em equilíbrio• Foco em resultados
A
B
C
Dinâmica
• Sistema em transformação• Foco em mudanças
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Diagrama de ciclos causais
Diagrama representando ciclos
fechados de relações de causa e
efeito (ciclos causais), que exprime
a maneira como as variáveis do
sistema se relacionam.
Prof. Durval Castro 8
Encher um copo de água
posição datorneira
vazão da
água
nível da
água
diferença
nível
desejado
+
+
+
-
+
Prof. Durval Castro 9
Sistema real, modelo, diagrama
Modelo Sistema real CategoriasLinguagem
comum
Entradas,
saídas,
fornecedores,
clientes
Elementos
Coisas,
pessoas,
recursos
Substantivos
Setas Relações Ações Verbos
VariáveisQuantidades,
indicadoresAtributos Adjetivos
Entr
adas
e s
aíd
as
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Simbologia dos ciclos causais
Seta: relação causal
Cauda: causa
Cabeça: efeito
Seta +: efeito varia no mesmo sentido da causa
Seta -: efeito varia no sentido oposto à causa
Atraso: o efeito só acontece um certo tempo depois da causa
Ciclo de “feedback” positivo: perturbações tendem a ser amplificadas
Ciclo de “feedback” negativo: perturbações tendem a ser compensadas
++
––
+
–
cauda cabeça
seta
ou
ou
ou
ou
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Causa/seta positiva
grau de depressão
quantidade d
e c
horo
grau de depressão
quantidade de choro
+
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Ciclo positivo: crescimento
grau de depressão
quantidade de choro
+
+
+
tempo
grau de depressão
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Causa/seta negativa
tempo de sono
sensa
ção d
e c
ansa
ço
tempo de sono
sensação de cansaço
-
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Ciclo negativo: equilíbrio
sensação de cansaço
tempo de sono
+
–
–
tempo
sensação de cansaço
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Equilíbrio com atraso
reputação
do serviço
diferença
padrão de serviço
qualidade do
serviço
demanda dos
clientes
+
--
+
-
atraso
tempo
demanda do cliente
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Equipe de vendas
volume de vendas
vendedores na equipe
?
?
?
Prof. Durval Castro 17
Oferta de empregos
número de vagas nas empresas
número de imigrantes chegando
?
?
?
Prof. Durval Castro 18
5 passos para ciclos causais
1. Escolha as variáveis;
2. Ligue as variáveis com setas da causa
para o efeito;
3. Determine o sentido do efeito de cada
seta: “+” se for o mesmo, “-” se for
oposto;
4. Indique os atrasos;
5. Determine a polaridade de cada ciclo.
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Conta de investimento
Conta de investimento
aplicações
taxa de juros
retiradas
juros
fronteira do sistema
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Modelo da conta
Cap ital Juros
Aplicações
Retiradas
Taxa de juros
+
+
+
-
+
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Comportamento da conta
tempo
capital
aplicação
retirada
tempo
capitaljuroj
j +
j -
Prof. Durval Castro 22
População brasileira
200 –190 –
180 –
170 –
160 –
150 –140 –
130 –120 –
110 –
100 –
90 –
80 –
70 –
60 –
50 –
40 –
30 –20 –
10 –0 –
| | | | | | | |
40 50 60 70 80 90 00 10
População Brasileira
anos
em milhões de habitantes
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Modelo: crescimento da população
número de
nascimentos
por anopop ulação total
+
+
Dinâmica de Sistemas2. Análise de Sistemas de Negócios
Durval Muniz de Castro
Fábrica
InvestidoresInvestimentos
Lucro
Clientes
Produtos
Receita
Fábrica
Modelo da fábrica
Desenvolvimentoe fabricação
Vendas
Lucros
Investimentos
+
+
+
+
Ambiente da empresa
Empresa
FornecedoresClientes
Concorrentes
Comunidades
Governo
Sociedade
Investidores
Variáveis do sistema: indústria
Produção
materiais
trabalho
produtos Cliente
salários
custospreço
renda
demanda
Sociedade
Propriedades relevantes e quantificáveis de um sistema ou de um de seus elementos.
capacidade
Modelo do sistema: indústria
salários
rendapreço
demanda
custos
+
+
+
-
+
cap acidade
+
+
+
Estado do sistema
Conjunto de propriedades relevantes que o sistema apresenta em um dado momento.
Meses
Variáveis
Janeiro Fevereiro Março
Custos
(R$/unidade)
23,50 23,80 22,20
Preços
(R$/unidade)
42,80 43,10 41,20
Salários
(R$/hora)
11,00 11,20 10,90
Demanda
(mil/mês)
243 267 215
Renda
(R$ 103/ano)
11,0 11,5 10,8
Modelo de um projeto
Trabalho porfazer
trabalho feito
horas extrasnecessárias
fadiga
qualidade dotrabalho
+
+
-
+
-
- equipenecessária
equipe atual
atraso
produtividade
+
+
+
+
-
Arquétipos de sistemas
Objetivo: entender o todo
Padrões genéricos de comportamento:
Biologia, psicologia, economia, política,
ecologia,... e administração dos negócios.
Compreender a estrutura dos
problemas
Encontrar os pontos de alavancagem
Equilíbrio com atraso
condições atuais
ação corretiva
atraso
Limitação do crescimento
ação de
crescimentocondição
ação
restrit iva
condição
limitadora
Transferir a carga
solução do
sintoma
sintoma do
problema
solução
fundamental
efeitos
colaterais
atraso
Transferir a carga para o interventor
sintoma do
problema
intervenção
externa
solução
interna
cap acidade de
ações internas
atraso
Deterioração das metas
meta
diferença
condição
pressão para
atenuar meta
ações para
melhorar
condições
atraso
Escalada
resultados de A
em relação a B
atividade de A atividade de B
resultados de A resultados de B
Sucesso aos bem sucedidos
alocação a A
em vez de B
recursos
para A
recursos
para Bsucesso
de B
sucesso
de A
Tragédia dos comuns
atividade do
indivíduo A
atividade do
indivíduo B
atividade
total
ganho por
atividade
individual
limite do
recurso
ganhos
líquidos
para A
ganhos
líquidos
para B
atraso
Consertos que falham
problema conserto
conseqüências
indesejadas
atraso
Crescimento e sub-investimento
ação
crescentedemanda
desempenho
necessidade
percebida de invest ir
invest imento em
capacidade
capacidade
padrão de
desempenho
atraso
Adversários acidentais
Atividades de
A em benefício
de B
Sucesso de BSucesso de A
Esquemas de A
para melhorar
seus próprios
resultados
Esquemas de B
para melhorar
seus próprios
resultados
Obstaculos nãointencionais de A ao
sucesso de B
Obstáculos não
intencionais de
B ao sucesso
de A
Atividades de
B em benefício
de A
Dinâmica de Sistemas3. Estudo de casos
Durval Muniz de Castro
Burson – Benson utilização do hospital
de tornos pararecuperar produtos
defeituosos
produtosdefeituosos
capacidade de melhorar eentregar produtos através
dos processos de produçãonormais
Alocação de recursos,equipe e reconhecimento ao
hospital, enquanto outrosprocessos se atrofiam
Dinâmica de Sistemas4. Introdução à simulação
Durval Muniz de Castro
Introdução à simulação
Modelo “imita” sistema que desejamos
estudar
Modelos físicos: dispendiosos, difíceis,
demorados
Modelos matemáticos: muitos cálculos
Modelo em computador: rápido, fácil,
barato!!!
Abordagens de simulação
Sistemas discretos
Construir sistema
dos detalhes
para o todo
Operacional
“Arena”, etc.
Sistemas dinâmicos
Detalhar sistema do todo para as partes
Estratégico
“Vensim”, “Powersim”, “I Think”
Etapas do estudo
Definição do problema
Identificação do sistema
Elaboração do modelo
Comportamento do modelo
Avaliação do modelo
Análise do problema e uso do modelo
O que colocar no modelo?
1. Comportamento do sistema
Conhecimento
Diagrama de ciclos causais
2. Cenários
Estórias alternativas
3. Diretrizes
Decisões que podemos tomar
Estoques e fluxos
clientes
potenciaisvendas
clientes atuais
+
- +
Ciclos causais
clientes
potenciais
clientes
atuaisvendas
Estoques e fluxos
Sistema de estoques
Estoque ConsumoEntregasrecebidas
Processa-mento
PedidosEstoquedesejado
Comportamento - Ciclos
pedidos para
estoque pedidos em
processo
pedidos
recebidos
estoque
consumo
estoque
desejado
+
+
+
+
+
+
-
-
Comportamento – E&F
Pedidos em
processoEstoque
Pedidos para
estoqueRemessas
recebidas
Consumo
Estoque desejado
Uso recente
estoque inicialpedidos iniciais
prazo de entrega
<semanas
para ajustar
estoque>
<semanas em
estoque>
<semanas para ajustar
est imativa da demanda>
<Demanda>
Cenários
tempo Demanda
Gráfico da Demanda
200
150
100
50
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Tempo (semana)
Demanda : Curva_1 unidade/semana
Demanda : Degrau_1 unidade/semana
Demanda : Equilibrio_1 unidade/semana
Diretrizes
semanas para
ajustar estoque
semanas para ajustar
estimativa da demanda
semanas em
estoque
Iniciais: 4 6 8O Seu: ? ? ?
Resultados: Equilíbrio_1
Estoque x Consumo
1,000 unidade
200 unidade/semana
500 unidade
100 unidade/semana
0 unidade
0 unidade/semana
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Week)
Estoque : Equilibrio_1 unidade
Consumo : Equilibrio_1 unidade/semana
Resultados: Degrau_1
Estoque x Consumo
1,000 unidade
200 unidade/semana
500 unidade
100 unidade/semana
0 unidade
0 unidade/semana
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Week)
Estoque : Degrau_1 unidade
Consumo : Degrau_1 unidade/semana
Análise: Degrau_1
Estoque
600
450
300
150
0Consumo
200
170
140
110
80Remessas recebidas
200
170
140
110
800 50 100
Time (Week)
Remessas recebidas
200
170
140
110
80Pedidos em processo
400
325
250
175
1000 50 100
Time (Week)
Pedidos em processo
400
325
250
175
100Pedidos para estoque
200
170
140
110
80Remessas recebidas
200
170
140
110
800 50 100
Time (Week)
Pedidos para estoque
200170
140
110
80Estoque
600450
300
150
0Estoque desejado
600500
400
300
200Uso recente
200170
140
110
800 25 50 75 100
Time (Week)
Uso recente
200
170
140
110
80Consumo
200
170
140
110
800 50 100
Time (Week)
Resultados: Curva_1
Estoque, Consumo e Demanda
1,000 unidade
200 unidade/semana
200 unidade/semana
500 unidade
100 unidade/semana
100 unidade/semana
0 unidade
0 unidade/semana
0 unidade/semana
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Week)
Estoque : Curva_1 unidade
Consumo : Curva_1 unidade/semana
Demanda : Curva_1 unidade/semana
Desempenho
Graph for Lucro
600,000
450,000
300,000
150,000
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Time (Week)
Resultado : Curva_1 reais
Resumo
Identificar o sistema de negócio
Fazer modelo usando ciclos causais
Usar modelo para estudar
comportamento
Usar simulação para avaliar
desempenho do sistema
Onde obter mais informações
Referências bibliográficas
Web sites
Software VENSIM
Manual
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