Trabalho Futuro

O trabalho apresentado nesta dissertação apresenta algumas limitações (aliás dificilmente um qualquer sistema pode ser considerado como acabado e completo) que ao serem identificadas permitem estabelecer perspectivas de desenvolvimento futuro.

De seguida apresentam-se algumas das limitações e sugestões sobre como as ultrapassar, bem como algumas indicações de trabalho futuro:

• uma das grandes limitações do protótipo centra-se na falta de carácter temporal, i.e., a inexistência de um "relógio interno" que modele a dinâmica do tempo no funcionamento de cada holon. Actualmente, o protótipo pode ser usado como um escalonamento a priori. No entanto, a inclusão do ciclo de acompanhamento nos Holons de Tarefa e nos holons de Recurso (mesmo que simulado) permitiria desde já (embora de forma limitada) colmatar esta falha. A dinâmica temporal do sistema é um aspecto extremamente importante e será certamente alvo de futuro trabalho. Em termos conceptuais pensa-se que a utilização de Extensões Temporais da Programação em Lógica permitam modelar esse comportamento.
• a explosão combinatória do problema quando existem vários recursos alternativos pode tornar inviável a obtenção de uma solução em tempo útil. Aliás, essa é uma das limitações do sistema actual, pois não considera um limite máximo de tempo para gerar o escalonamento (uma situação normal quando se pretende efectuar escalonamento dinâmico online). Este será sem dúvida mais um dos focos de atenção em termos de trabalho futuro. O Raciocínio Difuso é uma solução possível para este problema, permitindo a criação de meta-regras baseadas na complexidade do problema e no tempo disponível para encontrar a solução, de forma a conduzir o processo de selecção de recursos a contactar (Figura 4):

se a complexidade do problema é elevada
e o tempo disponível é extremamente reduzido
então selecciona apenas um dos recursos menos ocupados para cada operação

se a complexidade do problema é elevada
e o tempo disponível é reduzido
então selecciona um subconjunto de recursos menos ocupados

se ( a complexidade do problema é média
e o tempo disponível é aceitável )
ou ( a complexidade do problema é elevada
e o tempo disponível é alargado )
então selecciona todos os recursos

Figura 4 - Exemplos de meta-regras para selecção de recursos

• também relacionado com a explosão combinatória e no sentido de minimizar o espaço de pesquisa, deve ser feito um estudo na tentativa de reduzir o número de combinações. Uma possibilidade, inspirada no algoritmo A*, é a utilização de um limite máximo de custo imposto pela tarefa e a consideração de custos parciais acumulados pelos recursos. Dessa forma, quando uma combinação parcial ultrapassa-se o limite imposto poderia ser abandonada, evitando assim a propagação de soluções "inviáveis". De forma semelhante, o funcionamento dos Holons de Recurso poderia também ser modificado para retirar do espaço de soluções as combinações irrealizáveis, ou seja, aquelas que resultam num conjunto vazio de intervalos para um dos recursos.
• embora os holons do sistema possuam a capacidade de representar e manipular informação incompleta nas suas bases de conhecimento, a utilização desse tipo de informação no processo de decisão/operação é ainda limitado. Um dos usos de informação incompleta com maior potencial, na opinião do autor, é o planeamento de produção a médio/longo prazo. Nesta actividade, pode-se então levar em linha de conta as encomendas subespecificadas, considerando informação estatística sobre a utilização de materiais e duração das operações para efectuar um plano prévio e tentar assim antever problemas de falta de capacidade ou material.
• os casos identificados de Informação Incompleta são baseados no bom senso e no conhecimento empírico. De futuro seria vantajoso fundamentar tais casos, bem como casos adicionais, com base num inquérito e em entrevistas com os responsáveis a vários níveis (direcção geral, direcção de produção, operários) nas empresas.
• uma outra hipótese de trabalho futuro corresponde à modelação dos custos de operação dos holons. Os custos aqui referidos não se prendem com o custo de fabrico, pois isso sai fora do âmbito do trabalho, mas sim de custos em "ciber-euros" que de alguma forma permitam representar uma Economia formada pelos diversos holons. A função de custo de cada holon poderia então depender da situação do "mercado", por exemplo, um Holon de Recurso muito requisitado poderia aumentar os seus preços ao passo que um outro holon pouco requisitado poderia diminui-los (lei da oferta e da procura). Adicionalmente, cada holons poderia ter uma certa riqueza pessoal que lhe permitiria (por exemplo, no caso dos Holons de Tarefa) a contratação de serviços a outros holons.
• conforme foi referido anteriormente, neste trabalho apenas foram abordadas as holarquias estáticas da arquitectura. Um ponto de acção será certamente a exploração de holarquias dinâmicas e um estudo concreto das suas vantagens no funcionamento do sistema. De um ponto de vista teórico o conceito é extremamente interessante sendo talvez necessário fundamenta-lo melhor através da experimentação. Nesse sentido, será necessário definir o protocolo de formação de holarquias, especificando concretamente o mecanismo de holarquias dinâmicas (formação, mensagens trocadas, controlo, cooperação, adesão, remoção e término).
• a entrada de uma tarefa prioritária no sistema (e.g., encomenda urgente de um grande cliente, ou encomenda importante devido ao seu valor) pode levantar algumas questões normalmente resolvidas recorrendo ao conhecimento tácito que o Director de Produção possui sobre como resolver essas situações (envolvendo o "sacrifício" de uma ou outra tarefa menos importante para dar lugar à tarefa prioritária, ou então, recorrendo a horas extras). Na melhor das hipóteses, o escalonamento da nova tarefa não acarreta problemas se houver capacidade livre para escalonar essa tarefa. No entanto, essa é uma situação que raramente acontece na prática, indo a nova tarefa sobrepor-se a tarefas já escalonadas (Figura 5a). Nesta situação é necessária uma renegociação entre o novo Holon de Tarefa e os holons das tarefas já escalonadas, em que a tarefa prioritária terá que persuadir (ou mandar) os outros holons a libertarem o tempo de recurso que lhes foi atribuído (Figura 5b).

Figura 5 - Reescalonamento para operação prioritária (a) pedido; (b) re-arranjo

Mais uma vez, nesta situação, a utilização de raciocínio difuso, bem como a modelação de certas características mais antropomórficas nos holons (e.g., egoísmo/altruísmo, capitalista/assalariado, chefe/empregado) poderá ser útil. Adicionalmente, considerando a Economia anteriormente referida, existem custos dos recursos que vão ver a agenda modificada e das tarefas que vão ceder tempo, tendo a nova tarefa que pagar a estes holons. Um factor importante a ter em conta é evitar o "efeito dominó" no reescalonamento, ou seja, evitar que a mudança de uma tarefa implique mudanças em todas as tarefas. Existe uma certa sensibilidade de que os algoritmos genéticos [Holland, 1975] poderão ser úteis na minimização de alterações no escalonamento, tentando encontrar uma solução com o menor número possível de alterações.

• uma outra excepção que pode ocorrer é a alteração dinâmica de parâmetros da tarefa, nomeadamente, aumentar ou diminuir a quantidade a fabricar, atrasar ou adiantar a data de entrega. As situações de diminuir a quantidade a fabricar ou atrasar a data de entrega não acarretam grandes consequências, pois no primeiro caso, libertam tempo de recurso que pode vir a ser usado noutra tarefa e no segundo permitem uma maior folga em relação ao intervalo escalonado. O mesmo já não se pode dizer do aumento da quantidade ou do adiantamento da data de entrega, pois o escalonamento previamente efectuado pode tornar-se inviável. Nessa situação, uma negociação Tarefa a Tarefa semelhante à de Tarefas prioritárias é necessária para reescalonar a tarefa.
• a utilização de um blackboard como único meio de comunicação coloca um gargalo de eficiência no sistema com o aumento do número de holons. Pensa-se que tal problema poderá ser ultrapassado recorrendo à existência de blackboard distribuídos (um por cada holarquia) e canais de comunicação clássicos (e.g., sockets) em cada holon. O uso do blackboard para cada holarquia permite diminuir o número de conexões necessárias entre todos os membros da holarquia, funcionando ao mesmo tempo como área de memória partilhada que facilita a partilha de conhecimento.
• a ligação Visual Basic/SICStus Prolog coloca também algumas limitações ao protótipo, pois introduz uma latência considerável no processamento de mensagens. Tal problema poderá ser resolvida considerando outras ferramentas para a componente de comunicações que permita um melhor desempenho da aplicação.
• uma outra limitação do protótipo centra-se na não consideração de transportes (disponibilidade momentânea e duração), bem como na modelação real dos buffers (dimensão e disponibilidade momentânea), da existência de ferramentas e de tempos de setups. Por forma a aproximar o protótipo de um sistema mais real e menos experimental, é necessário considerar estes aspectos. A existência de transportes, ferramentas e a capacidade momentânea dos buffers estão directamente relacionados com a modelação do caracter temporal no sistema, sendo por isso primeiro necessário trabalhar esse ponto.
• o sistema apresentado não tem em consideração a "experiência" anterior, isto é, o sistema não aprende com vista a melhorar o seu desempenho. A Aprendizagem Automática poderá ser utilizada, por exemplo, nos Holons de Tarefa criando uma memória colectiva com indicação da "credibilidade" dos recursos. Dessa forma, um Holon de Tarefa poderá decidir entre dois ou mais recursos com base não só nos intervalos e custos propostos mas também no comportamento anterior desses recursos (e.g., atraso na execução das operações, qualidade dos produtos fabricados).
• um desenvolvimento futuro, que inclusive foi já aceite como projecto de investigação pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, refere-se à integração de três vertentes: produção, empresa virtual e comércio electrónico. Assim, o presente trabalho contribui com a componente de produção, que poderá ser distribuída e agrupada a um nível mais alto através da componente de empresas virtuais (formação e operação), sendo as relações de compras e vendas processadas automática e electronicamente pelo componente de comércio electrónico (business-to-business e business-to-consumer).

Conforme se pode constatar pela extensão desta secção há ainda imenso trabalho a fazer. Além das limitações foram também apresentadas perspectivas e sugestões de novos caminhos a percorrer, alguns dos quais têm dimensão e abrangência para novos trabalhos de Doutoramento ou Mestrado, permitindo assim que este trabalho floresça dando origem a um sistema integrado cada vez mais completo e útil para a sociedade.

(c) 1999-2001, Paulo Sousa
comentários e sugestões
Criação: 17 de Janeiro de 2001
Ultima Alteração: 17 de Janeiro de 2001