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FRAMEWORK DE GESTIÓN DE TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN PARACIUDADES INTELIGENTES: CASO COLOMBIANOTESIS DOCTORALMsC. GINA PAOLA MAESTRE GONGORAUNIVERSIDAD DEL NORTEFACULTAD DE INGENIERÍADOCTORADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓNBARRANQUILLA2017
FRAMEWORK DE GESTIÓN DE TECNOLOGÍAS DE INFORMACIÓN PARACIUDADES INTELIGENTES: CASO COLOMBIANOMsC. GINA PAOLA MAESTRE GÓNGORATrabajo de grado para optar al título de Doctora en Ingeniería de Sistemas yComputaciónDirectorWilson Nieto BernalDoctor en Tecnologías de InformaciónUNIVERSIDAD DEL NORTEFACULTAD DE INGENIERÍADOCTORADO EN INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓNBARRANQUILLA20172
Nota de aceptación:Firma del presidente del juradoFirma del juradoFirma del juradoDEDICATORIA3
A mis padres Gladys y Luis Carlos y mi hermano por su amory apoyo incondicional durante estos años.4
AGRADECIMIENTOSQuiero expresar mis agradecimientos a la Universidad del Norte, especialmente al profesorWilson Nieto por su apoyo, guía y orientación en el desarrollo de este trabajo de grado.Así mismo al Prof. Hernán Astudillo por recibirme durante la pasantía, experiencia de la cualtengo aprendizajes maravillosos. Igualmente, al profesor Gastón Concha por compartir todasu experiencia y conocimiento en el desarrollo de la tesis.Al profesor Hugo Andrade, por ser un motivador constante en este reto, por seguir siendomi guía y porque sus enseñanzas has sido fundamentales para lograr culminar esta labor.A mis estudiantes de posgrados: Jhon Jairo, Yaneth, José Carlos, Milena por permitirmesocializar cada uno de los resultados de las tesis desde su experiencia como funcionariosen las administraciones públicas, lo cual permitió conocer las dinámicas y realidades de lassecretarías TIC en el país.A COLCIENCIAS y la Universidad Técnica Federico Santa María en Chile, por lafinanciación y apoyo para el desarrollo de la tesis.Finalmente, a mis amigos: Giovanni, Juan Camilo, Jair, Maru, Heidy, Florencia y Walter,quienes me acompañaron con su amistad incondicional en este reto que me trace hacecuatro años.5
TABLA DE CONTENIDORESUMEN. 13CAPÍTULO 1.GENERALIDADES DE LA TESIS . 151.1INTRODUCCIÓN . 151.2DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN . 151.3OBJETIVOS . 171.3.1General . 171.3.2Específicos . 171.4METODOLOGÍA . 181.5DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN . 201.5.1Pregunta de investigación . 201.5.2Hipótesis . 201.6JUSTIFICACIÓN . 20CAPÍTULO 2.MARCO CONCEPTUAL Y REFERENCIAL . 232.1INTRODUCCIÓN . 232.2GENERALIDADES DE LA REVISIÓN DE LITERATURA . 232.2.1Condiciones de la revisión de literatura . 232.2.2Alcance de la revisión . 242.2.3Conceptualización . 252.2.4Búsqueda de literatura. 262.2.5Análisis y Síntesis . 262.3CIUDADES INTELIGENTES: UNA PERSPECTIVA CENTRADA EN LAS TIC . 262.3.1Conceptualizando a las ciudades inteligentes . 262.3.2Papel de la TI en las ciudades inteligentes . 322.3.3Antecedentes internacionales y nacionales. 332.4EVALUACIÓN DE CIUDADES INTELIGENTES. 382.4.1Modelos de Evaluación de Ciudades inteligentes . 382.4.2Modelos de Madurez para Ciudades Inteligentes . 412.5GESTIÓN DE TECNOLOGÍA DE INFORMACIÓN EN ADMINISTRACIONES PÚBLICAS . 452.5.1Gobierno inteligente y arquitecturas empresariales . 452.5.2Antecedentes de arquitecturas empresariales de gobierno . 472.5.3Arquectura empresarial para ciudades ineligentes. 492.5.4Análisis del rol de la AEG para ciudades inteligentes. . 512.6FACTORES CLAVE EN LA GESTIÓN DE TECNOLOGÍA DE INFORMACIÓN PARA CIUDADESINTELIGENTES. . 542.6.1Desafíos en la gestión de Tecnología de Información. 552.6.2Factores claves para la gestión de tecnología de información en ciudadesinteligentes . 56CAPÍTULO 3.PROPUESTA FRAMEWORK DE GESTIÓN DE TECNOLOGÍA DEINFORMACIÓN PARA CIUDADES INTELIGENTES- FGETICI . 603.1INTRODUCCIÓN . 603.2GENERALIDADES DEL FRAMEWORK PROPUESTO . 603.3MODELO CONCEPTUAL . 633.3.1Definición de ciudad o territorio inteligente . 633.3.2Componentes estructurales de ciudad o territorio inteligente. 646
3.3.3Propósito. 673.3.4Usuarios potenciales . 673.3.5Modelo Conceptual versión 1 . 683.3.6Modelo Conceptual Versión 2. 743.3.7Representación Dinámica de los dominios del modelo . 803.3.8Arquitectura del modelo conceptual . 813.4MODELO DE MADUREZ DE CAPACIDAD PARA EL FRAMEWORK . 843.4.1Generalidades . 843.4.2Alcance . 853.4.3Dominios (D), Áreas Clave de Dominio (ACD) y Variables Críticas (VC). 853.4.4Definición Niveles de Madurez para ciudades inteligentes . 893.4.5Metodología aplicación . 953.4.6Socialización del framework en ciudades . 96CAPÍTULO 4.APLICACIÓN DEL FRAMEWORK Y SU MODELO DE MADUREZ DECAPACIDAD (SCIAMM) CLUSTER DE CIUDADES COLOMBIANAS . 994.1INTRODUCCIÓN AL CAPÍTULO . 994.2DELIMITACIÓN DEL CONTEXTO DE APLICACIÓN . 994.3RECOLECCIÓN DE DATOS. 1014.4RESULTADOS . 1104.5ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS . 1214.6PLAN DE MEJORAMIENTO PARA LAS CIUDADES . 1274.7LIMITACIONES EN EL CASO DE APLICACIÓN . 128CAPÍTULO 5.RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN . 1295.1PRODUCTOS DE NUEVO CONOCIMIENTO . 1295.2APROPIACIÓN SOCIAL DE CONOCIMIENTO . 1305.3FORMACIÓN DE RECURSO HUMANO . 1315.4PRODUCTOS DE DESARROLLO TECNOLOGICO E INNOVACIÓN . 132CAPÍTULO 6.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES . 1336.1CONCLUSIONES . 1336.2RECOMENDACIONES . 1357
LISTA DE TABLASTabla 1. Taxonomía Revisión Literatura . 25Tabla 2. Preguntas de la revisión de literatura . 25Tabla 3. Fuentes Primarias seleccionadas para la revisión concepto y características . 27Tabla 4.Concepto de Ciudad Inteligente . 28Tabla 5. Elementos comunes del concepto de ciudad inteligente . 30Tabla 6. Ciudad inteligente desde la perspectiva de las TI . 32Tabla 7.Experiencias Innovadoras soportadas en TI en ciudades inteligentes . 34Tabla 8.Tendencias TI en Colombia . 36Tabla 9. Caracterización Modelos de Medición Ciudades Inteligentes . 38Tabla 10.Concepto Modelo de Madurez . 41Tabla 11. Modelos de Madurez de ciudades inteligentes existentes . 43Tabla 12. Experiencias de Arquitectura Empresarial de Gobierno (AEG) . 47Tabla 13. Relación característica y factores de gobierno Inteligente e índices seleccionados . 51Tabla 14. Medición gobierno inteligente según índices internacionales 2014-2016 . 51Tabla 15. Medición gobierno inteligente países latinoamericanos 2014-2015 . 52Tabla 16. Descripción factores clave en gestión de TI de gobierno inteligente . 58Tabla 17. Usuarios Potenciales . 68Tabla 18.Dimensiones del Modelo Conceptual V1 . 69Tabla 19.Diseño cuestionario aplicado . 71Tabla 20.Resumen Matriz relevancia dimensiones y factores de evaluación . 72Tabla 21.Modelos de referencia para la selección de dominios . 75Tabla 22.Análisis de Dominios de Gestión de TI en la literatura . 76Tabla 23. Descripción Dominios Modelo Conceptual . 79Tabla 24.Operacionalización del modelo propuesto . 82Tabla 25.Alcance del modelo de madurez propuesto . 85Tabla 26. Descripción de Áreas Clave de Dominio . 86Tabla 27.Descripción Nivel de Capacidad . 92Tabla 28. Funcionarios que participaron en la socialización Modelo Conceptual . 96Tabla 29. Funcionarios que participaron en la socialización Modelo de Madurez . 96Tabla 30. Resultados encuesta pesos por ACD . 97Tabla 31.Caracterización ciudades grupo 1 . 100Tabla 32.Caracterización ciudades grupo 2 . 100Tabla 33.Fuentes para la recolección de los datos . 101Tabla 34.Mapeo Indicadores para la valoración del Modelo de Madurez . 1028
Tabla 35.Recolección Datos Bogotá (BOG), Medellín (MED), Cali (CAL), Bucaramanga (BUC),Manizales (MAN), Barrancabermeja (BCA) y Popayán (POP) . 105Tabla 36. Recolección Datos Barranquilla (BAQ), Cartagena (CG), Santa Marta (STM), Sincelejo(SIN), Montería (MON) y Valledupar (VLL) . 107Tabla 37. Resumen Niveles de Capacidad Clúster 1 Ciudades . 110Tabla 38.Avance en los ACD según LB y LA Ciudades Grandes . 110Tabla 39.Descripción Perfil de Capacidad actual por ACD (PC-ACD) - Bogotá . 113Tabla 40.Resumen Niveles de Capacidad Clúster 2 Ciudades . 116Tabla 41 . Avance en los ACD según LB y LA Región Caribe . 116Tabla 42. Descripción Perfil de Capacidad actual por ACD (PC-ACD) - Barranquilla . 118Tabla 43. Porcentaje Avance y retroceso ACD de 2015 a 2016 . 121Tabla 44.Delta Nivel de Capacidad de 2015 a 2016 . 121Tabla 45.Cambio de Nivel de Capacidad de 2015 a 2016 . 123Tabla 46.Porcentaje por Nivel de Capacidad alcanzado . 1239
LISTA DE FIGURASFigura 1. Ciclo Investigación-Acción según Checkland . 18Figura 2.Metodología propuesta para la investigación . 19Figura 3. Metodología revisión literatura según Brocke . 24Figura 4.Características ciudades inteligentes . 32Figura 5.Factores y características del gobierno inteligente . 46Figura 6.Arquetipo sistémico gestión de TI . 56Figura 7.Factores y estrategias para la gestión de TI en gobierno inteligente . 57Figura 8.Elementos del Framework de Gestión de TI para Ciudades Inteligentes . 62Figura 9.Aplicación del Framework . 63Figura 10. Componentes de una ciudad inteligente . 64Figura 11.Modelo Conceptual Versión 1 . 69Figura 13. Área de experticia . 71Figura 14.Prioridad de las dimensiones . 74Figura 15.Identificación Dominios de Gestión de TI en la literatura . 76Figura 16.Iteración de Dominios y Áreas Clave del Modelo Conceptual . 79Figura 17. Diagrama Causal Dominios del Framework . 80Figura 18.Arquitectura del modelo conceptual . 82Figura 19. Metodología desarrollo modelo de madurez . 84Figura 20: Dominios y Áreas Clave de Dominio del modelo de madurez . 86Figura 21. Variables Críticas del Dominio Estrategia . 87Figura 22.Variables Críticas del Dominio Innovación Pública . 88Figura 23.Variables Críticas Dominio Servicios de TI . 88Figura 24.Variables Críticas Dominio Gestión de Datos . 88Figura 25.Variables Críticas Dominio Infraestructura de TI . 89Figura 26. Características Niveles de Madurez Ciudad Inteligente . 90Figura 27. Nivel de madurez genérico en función de ACD . 91Figura 28.Perfiles Nivel de Madurez de la ciudad . 92Figura 29.Niveles de Madurez Gestión TI Ciudad Inteligente . 94Figura 30. Modelo BPMN aplicación del framework . 95Figura 31. Comparación Niveles de Capacidad Ciudades Grandes . 113Figura 32.Perfil Nivel de Madurez Actual de Bogotá . 115Figura 33. Comparación Niveles de Capacidades Región Caribe . 118Figura 34. Perfil Nivel de Madurez Actual Barranquilla . 120Figura 36. Niveles de Capacidad por Dominios 2016 . 124Figura 37. Proyectos y estrategias de Mejoramiento para un ACD . 127Figura 38. Niveles de Capacidad Actuales y Deseados . 12810
LISTA DE ANEXOSANEXO 1. Cuestionario y Resultados de Validación inicial del Modelo ConceptualANEXO 2. Modelo en Dinámica de Sistemas del Modelo ConceptualANEXO 3. Descripción niveles de capacidad por Áreas Clave de Dominio y Variable CríticaANEXO 4. Diagnóstico entendimiento y direccionamiento estratégico en secretarias TICANEXO 5. Resultados Encuestas Socialización Modelo de MadurezANEXO 6. Perfiles de Madurez(PM) y descripción niveles de capacidad (NC) de las ciudades delcaso de aplicaciónANEXO 7. Guía de Mejoramiento por Áreas Clave de Dominio11
ABREVIATURASACDÁreas Clave de DominioAEArquitectura EmpresarialAEGArquitectura Empresarial de GobiernoCICiudad InteligenteCMMCapability Maturity ModelDDominioEGDIEÍndice de Desarrollo de E-GobiernoEPIE-Participation IndexGELEstrategia de gobierno electrónicoGDATGestión de DatosGIIÍndice de Innovación GlobalIGOÍndice WJP Gobierno AbiertoIPTIInnovación pública con TIITIInfraestructura de TIMinTICMinisterio de Tecnologías de Información y Comunicación de ColombiaMMModelo de MadurezNCNivel de CapacidadNCANivel de Capacidad ActualNCDNivel de Capacidad DeseadoPMPerfil de MadurezTITecnologías de InformaciónSCSmart CitySTIServicios de TIVCVariables Críticas12
RESUMENEl concepto de Smart City (SC) o Ciudades Inteligentes (CI) ha ido tomando importancia ygran relevancia a la hora de trazar e implementar políticas públicas a nivel mundial dado eldesarrollo y crecimiento poblacional de los centros urbanos. La idea de ciudad inteligentees relativamente nueva, pero ha ido tomando fuerza en la última década, por ello, está enevolución y se caracteriza por ser un concepto amplio ya que de manera general estáconformada por una compleja combinación e interacción de factores sociales, políticos,tecnológicos y económicos. La aplicación del concepto de ciudad inteligente, por lo tanto,sigue caminos muy variados dependiendo de políticas específicas, objetivos, financiación yalcance de cada ciudad de acuerdo a su contexto particular.Las tecnologías de información (TI) son un elemento clave para el éxito de iniciativas deciudades inteligentes como se expone en la literatura y los antecedentes encontrados, perono se puede asegurar una alta inteligencia y capacidad de solución a los problemas amenos que las TI estén integradas a una arquitectura amplia de coordinación entreespacios físicos, institucionales y digitales del entorno social en el que se considerenfactores más alla de los tecnológicos, en el que se pueda dar respuesta a las necesidadespropias de las ciudades. Una ciudad debe ser capaz de establecer relaciones entre latecnología, la información y los objetivos del gobierno hacia iniciativas sostenibles de lasciudades a través de gobiernos inteligentes y la gestión de tecnología puede ayudar eneste desafio involucrando tanto aspectos tecnológicos, así como estrategicos y deinnovación.Este trabajo de investigación tiene como objetivo identificar y analizar el papel de lastecnologías de información en el desarrollo e implementación de iniciativas de ciudadesinteligentes. Para ello se propone un framework, aplicado al contexto colombiano, medianteel cual las ciudades puedan comprender y valorar la capacidad de gestión de tecnologíasde información, como un elemento habilitador de ciudades inteligentes y a través del cualpuedan establecer rutas o planes de mejoramiento de capacidades y madurez que facilitenla transición de ciudades convencionales a ciudades inteligentes.El framework propuesto se compone de un modelo conceptual centrado en cinco dominios:Estrategia de gobierno electrónico (EGL), Innovación pública con TI (IPTI), Servicios de TI(STI), Infraestructura de TI(ITI), Gestión de Datos (GDAT), que proporciona un marcoreferencial que define el alcance, usuarios y arquitectura del mismo, donde su objetivo espermitir la comprensión y análisis de los dominios propuestos como los elementos centralesdel framework; por otra parte el modelo de aplicación se centra en la definición de unmodelo de madurez en el que partiendo de los cinco dominios del modelo conceptual seproponen 15 Áreas Clave de Dominio (ACD) y 39 Variables Críticas (VC) a través de lascuales se realizará la valoración de la capacidad de gestión de TI con el cual se buscaestablecer líneas base en las ciudades y mediante guías de mejoramiento evolucionar através de un proceso de desarrollo o crecimiento en la dirección de una madurez objetivomás avanzada.Este documento ha sido estructurado en cinco capítulos en el que se da cuenta deldesarrollo de la investigación y de los objetivos propuestos. En el capítulo uno se presentalos aspectos generales de la investigación acerca la descripción del problema, objetivos, lametodología, pregunta de investigación e hipótesis y la justificación.13
En el capítulo dos se consolida una revisión de literatura y estado del arte orientada aproponer un marco conceptual y referencial que dé respuestas a tres temas principales: a.Concepto de ciudades inteligentes centrado en las TI y los modelos de evaluación paraciudades inteligentes; b. El rol de la gestión de TI mediante el enfoque de arquitecturaempresarial para la administración pública desde la experiencia internacional y c. Factoresclave para la gestión de TI en el contexto de ciudades inteligentes.En el capítulo tres se expone el diseño del framework de gestión de tecnologías paraciudades inteligentes en el que se presenta en detalle el modelo conceptual y modelo deaplicación. El modelo conceptual presenta los lineamientos y bases teóricas de framework,explica las relaciones de los dominios propuestos y propone preguntas orientadoras parala aplicación del mismo; el modelo conceptual permite a las administraciones públicascomprender el rol y la importancia de las tecnologías de información para el desarrollo deciudades inteligentes. El modelo de aplicación es un modelo madurez que permite valorarmediante el uso de datos abiertos o instrumentos de autoevaluación, la capacidad degestión de TI en las ciudades teniendo en cuenta niveles de capacidad y madurez en cadauno de los dominios, áreas clave de dominio y variables críticas con el fin de proponer rutasde mejoramiento de las capacidades y madurez en la gestión de TI.El cuarto capítulo presenta el caso de aplicación en 13 ciudades colombianas, donde sepresentan los resultados y conclusiones partir de la recolección de datos de datos abiertosdel Ministerio de Tecnologías e Información y Comunicación principalmente; tomando unalínea base de 2015 y una línea actual a 2016 con el fin de evidenciar los cambios entre unaño y otro. Se realizó un análisis por ciudad hallando su perfil de madurez, la descripciónde los niveles de capacidad, y a su vez se hace un análisis de los hallazgos en las ciudadescolombianas identificando las tendencias en dominios y áreas claves y evidenciandoalgunas limitaciones particulares del caso de aplicación.El quinto capítulo presenta los resultados obtenidos a lo largo de la investigación comoproductos de nuevo conocimiento, formación de recurso humano, apropiación social deconocimiento y productos de tecnología e innovación. Por último, se exponen lasconclusiones y recomendaciones a partir del trabajo de investigación y los trabajos futurosque se derivan a partir del mismo.14
CAPÍTULO 1.1.1GENERALIDADES DE LA TESISINTRODUCCIÓNEn este capítulo se presenta las generalidades del trabajo de investigación donde seexpone la situación de interés que motiva el desarrollo de este trabajo, presentando algunosantecedentes y las oportunidades de aportar al campo de conocimiento de la gestión de TIen ciudades inteligentes. Posteriormente se presentan los objetivos y la metodologíapropuesta, así como el diseño de la investigación, relacionando la pregunta de investigacióny la hipótesis propuesta, se finaliza con la justificación del presente trabajo.1.2DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA DE INVESTIGACIÓNLa gestión de tecnología en el contexto de las ciudades inteligentes debe facilitar ypromover el acceso a la información y servicios como un elemento clave en su desarrollo.La modernización de la administración pública mediante el fortalecimiento de la papel delas Tecnologías de Información(TI), nuevos modelos institucionales y de organización,incluida la innovación social, etc.; es una de las piedras angulares de la estrategia para uncrecimiento inteligente, sostenible e integrador (Eglé Gaulė, Jurgita, & Jolanta, 2015)(Mishra, 2013) afirma que las aplicaciones y tecnologías de gobierno deben ser capaces deresponder a las preguntas fundamentales de cómo funcionan las ciudades, la forma en quese organizan y cómo se puede hacer para trabajar de manera más inteligente para losciudadanos; para ello una ciudad debe ser capaz de establecer relaciones entre latecnología, la información y los objetivos del gobierno hacia iniciativas sostenibles deciudades y gobiernos inteligentes. Según (Neirotti, De Marco, Cagliano, Mangano, &Scorrano, 2014) las TI son una tecnología de uso general que es complementaria al capitalhumano y organizacional; cuyo uso está conformado por las decisiones políticas y por elecosistema urbano de los ciudadanos, proveedores de tecnología y las autoridades locales,en función de las necesidades y hábit
Descripción niveles de capacidad por Áreas Clave de Dominio y Variable Crítica ANEXO 4. Diagnóstico entendimiento y direccionamiento estratégico en secretarias TIC ANEXO 5. Resultados Encuestas Socialización Modelo de Madurez ANEXO 6. Perfiles de Madurez(PM) y descripción niveles de capacidad (NC) de las ciudades del caso de aplicación
