Diseño e implementación de un simulador de análisis causal

Abstract

La presente tesis doctoral se centra en la creación de un simulador de análisis causal (Smarta), el cual permite estudiar las tendencias y relaciones causales de sistemas con grandes dimensiones. Para ello, la aplicación automatiza una técnica novedosa creada por el grupo de investigación de "Sistémica, Cibernética y Optimización" (SCO), perteneciente al Departamento de Matemática Aplicada de la Universidad de Alicante. Dicha técnica está basada en Teoría General de Sistemas, Teoría de Grafos y Teoría del Caos Discreto. En este sentido, Smarta permite introducir las variables del sistema complejo bajo estudio, y a partir de ellas, solicita al usuario distintos parámetros que son utilizados posteriormente para calcular los pares causa-efecto, representando un grafo dirigido interactivo y determinando las tendencias del sistema, según diversos elementos de la Teoría del Caos Discreto. En cuanto a las características de desarrollo, Smarta ha sido implementado a través del entorno Qt (versión 5, 32-bit, open-source), haciendo uso del lenguaje de programación C++. Cabe destacar que el software puede ser ejecutado en Windows, macOS y GNU/Linux. La estructura del siguiente trabajo se divide en 6 capítulos. En el capítulo 1 se introducen los orígenes, la motivación, los objetivos y la metodología del proyecto de investigación. En el capítulo 2 se analizan los antecedentes de la sistémica general, comenzando por la Teoría General de Sistemas y sus limitaciones, pasando por la Teoría Abstracta de Sistemas y varias definiciones sistémicas relevantes, y finalizando con la Dinámica de Sistemas. En el capítulo 3 se estudian conceptos previos relativos a la Teoría del Caos Discreto, como la noción de sistema complejo, la tipología de las variables y las influencias entre estas, la función estructural, las órbitas, el cubrimiento, la invariabilidad, los atractores y las cuencas de atracción. En el capítulo 4 se procede al diseño de Smarta, partiendo de una explicación general del programa, analizando los distintos módulos que lo componen y realizando diversas pruebas para validar el funcionamiento del mismo. En el capítulo 5 se ahonda en las aplicaciones del simulador. Concretamente, se emplea el software para estudiar 3 escenarios bien diferenciados: (1) el sector industrial español, (2) el ciclo de vida (PLC) del smartphone y (3) el análisis de redes turísticas. Finalmente, en el capítulo 6 se exponen las conclusiones del estudio y se enuncian algunas líneas de trabajo futuras.