COMPLEXIDADE, CUSTO E TEMPO DE DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS NO BRASIL: UM ESTUDO DE CASOS.

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1 COMPLEXIDADE, CUSTO E TEMPO DE DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS NO BRASIL: UM ESTUDO DE CASOS. Lidia Segre Márcio Francisco Campos UFRJ /Coordenação de Projetos de Engenharia de Sistemas e Computação Ilha do Fundão CT Caixa Postal CEP Abstract This paper discuss complexity, costs and time of development of Expert Systems in Brazil. Expert Systems were chosen primarily because they lead automation process to its highest level: the human knowledge. As a product of researches in Artificial Intelligence, Expert Systems are currently being employed by organizations to record and diffuse knowledge, therefore leaving lab applications behind. In this work four case studies are considered: customer direct credit, contract elaboration, Organization petrol credit and child brain paralysis. In such cases Expert Systems were effectively in production. Finally, this research points out that those who are interested in invest efforts in Expert Systems should take in regard the local reality of complexity, costs and time of development which are different from those found abroad. Key Words: Expert Systems, Information Tecnology, Organizations 1.0 INTRODUÇÃO. Oriundos da Inteligência Artificial, os Sistemas Especialistas deixaram de ser ferramentas de laboratório e vêm sendo empregados no registro e na difusão do conhecimento, acentuando ainda mais as mudanças trazidas pela Tecnologia da Informação. A escolha de Sistemas Especialistas advém do fato destes sistemas levarem o processo de automação a seus últimos níveis: o conhecimento humano. Esta nova realidade valoriza cada vez mais o fator conhecimento como arma de competição. Uma série de definições são encontradas na literatura, para Sistemas Especialistas. São definidos como "programas que usam um especializado processamento simbólico de maneira a resolver bem problemas considerados difíceis, precisando, para isso, fazer uso de conhecimento específico, prover manipulações simbólicas e, a um certo nível de competência, ser melhor do que não-especialistas" (Luconi, Malone & Morton (1986).

2 Segundo Harmon & King(1988) "Os Sistemas Especialistas são programas de computador, de intenso conhecimento. Contêm abundância de conhecimento em sua especialidade. Empregam regras práticas, ou heurísticas, para se concentrarem nos aspectos-chaves de problemas particulares e manipularem descrições simbólicas, a fim de discorrer sobre o conhecimento que lhes é fornecido. Examinam, com freqüência, um número de hipóteses contrárias, simultaneamente, e fazem recomendações experimentais ou atribuem pesos a alternativas". Nonaka(1991) afirma que "em uma economia onde a única certeza é a incerteza, a única fonte que resta de vantagem competitiva é o conhecimento. Quando o mercado muda, a tecnologia prolifera, os competidores se multiplicam e os produtos se tornam obsoletos da noite para o dia, as empresas de sucesso são aquelas que conscientemente criam novos conhecimentos e rapidamente os embutem em novas tecnologias e produtos." É dentro dessa perspectiva de valorização de conhecimento que o emprego dos Sistemas Especialistas pode ajudar na resolução e no equacionamento de diversos problemas. O estudo do uso dos Sistemas Especialistas nas organizações vem ao encontro dessa mudança de paradigma de competitividade entre as organizações e da mudança de valor da informação para o conhecimento. Desta forma, quanto melhor for o entendimento das estratégias estabelecidas na adoção e no uso dos Sistemas Especialistas, seus limites e possibilidades e as alterações necessárias tanto a nível estrutural quanto a nível das qualificações profissionais, mais capacitadas estarão as organizações e a sociedade em geral, para fazer um bom uso desta tecnologia. Este trabalho discute a complexidade, o custo e o tempo de implantação desta tecnologia pelas organizações brasileiras. Os casos selecionados para estudo são aplicações na área de serviços, com os sistemas efetivamente em produção nas organizações. Os casos estudados dizem respeito a um sistema de crédito direto ao consumidor, de elaboração de contratos, de crédito de petróleo (e derivados) a pessoas jurídicas e de diagnóstico de paralisia cerebral infantil. A partir dos estudos dos casos são apresentadas as principais conclusões. 2.0 CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS ESPECIALISTAS. Existem várias formas de classificação dos Sistemas Especialistas. A mais tradicional é classificá-los pelos objetivos ou pelo tipo de tarefas a que esses sistemas atendem(ex.; Diagnóstico, interpretação, previsão, planejamento, projeto etc.) A classificação por objetivos, apesar de ser a mais tradicional, fornece poucas informações para efeito gerencial. Em função disso, novas formas de se classificar Sistemas Especialistas tem surgido e a maior preocupação dessas novas classificações tem sido quanto a complexidade desses sistemas. Meyer & Curley (1991), por sua vez, classificam os Sistemas Especialistas, de acordo com sua complexidade, tanto em termos de tecnologia, quanto em termos do conhecimento a ser automatizado. O modelo proposto tem a preocupação de servir de referência ao gerenciamento de projetos, como será mostrado a seguir. Para os autores a complexidade do conhecimento pode ser avaliada, considerando os seguintes aspectos: Amplitude: com quantos domínios o Sistema Especialista lida; Profundidade: qual o nível de habilidade ou conhecimento representado nos domínios (Deve-se verificar, nesse caso, a qualificação do profissional fornecedor do conhecimento, por exemplo se o usuário possui doutorado ou é funcionário com mais de 15 anos de serviço); Fontes de

3 Informação: quantas fontes de informação são necessárias, para a tomada de decisão; Grau de Certeza das Fontes de Informação: quanto mais incertas forem as informações do processo de decisão, maiores serão as dificuldades em automatizá-lo; Duração: quais são as características de uma sessão do processo de decisão; se é demorada, se é altamente envolvente e/ou rápido e direto; Grau de Completeza: se o sistema apenas diagnostica problemas; se possui recomendações de como resolver o problema, ou se o sistema possui teste de hipóteses; Grau de Certeza dos Resultados: se são apresentados sugestões gerais ou material de referência; se o sistema possui uma solução compreensiva; ou se utiliza-se de cálculo de probabilidades. Quanto à complexidade tecnológica, os autores consideram os seguintes aspectos: Diversidade de plataforma: grau de heterogeneidade do sistema, tanto a nível de hardware, quanto a nível de software; Diversidade Tecnológica Não Relativa a IA: apresenta uso de banco de dados relacional, ambiente gráfico, uso de redes etc.; Nível de Integração do Sistema: o sistema é do tipo stand-alone ou se integra com bancos de dados corporativos ou com outros Sistemas Especialistas; Escopo do Esforço da Programação Lógica: medido pelo nível de regras que contém;. A partir de pesquisa nos E.U.A., Mayer & Curley combinam esses dois eixos de análise, determinando quatro tipos de Sistemas Especialistas, identificando 4 tipos de sistemas. Os sistemas são definidos da forma que se segue. Sistemas de Produtividade Individual: esses sistemas possuem, como característica principal o baixo nível de complexidade tecnológica e de conhecimento. Nesse caso, os sistemas procuram aumentar o poder de decisão a nível do indivíduo. Em geral demoram seis meses para serem desenvolvidos e custam menos de U$ Poderosos Sistemas de Decisão : esses sistemas possuem como característica básica o uso intensivo de conhecimento, incorporando conhecimentos de usuários altamente qualificados, sendo que seu alvo de execução está em computadores operando de forma stand-alone, não conectados em rede, sem gráficos ou outras características tecnológicas. O objetivo desses sistemas é aumentar o poder de tomada de decisão, para um grupo de usuários. São adequados a unidades de negócio que contém domínio de conhecimento específico. Demora-se de nove a doze meses para implantar a primeira versão e custam em geral por volta de U$ Sistemas Integrados à Produção: esses sistemas são restritos, quanto à quantidade de conhecimento, porém utilizam tecnologias avançadas, tais como comunicação com bases de dados e integração com outros sistemas, tanto a nível inter ou intra-organizacional. O principal alvo é a produtividade organizacional e a redução de custos de produção. Demoram de quatro a dez meses para serem construídos e estão orçados em U$ a U$ Sistemas de Impacto Estratégico: esses sistemas possuem, como característica, o uso intensivo de conhecimento e de tecnologia. Possuem muitas fontes de informação, um grau de incerteza elevado e um longo processo de decisão. São sistemas que criam barreiras de entrada no negócio e trazem melhoria organizacional, de processo de decisão e de produtividade. Demoram de dois a três anos para serem construídos e custam de U$ a U$ 2 milhões. Estas novas classificações criam uma nova dimensão para o entendimento do uso dos Sistemas Especialistas, pois auxiliam no processo de gerenciamento. No Brasil, não

4 existem dados suficientes que confirmem as previsões de tempo, complexidade e custos destacados por Mayer & Curley. 4.0 ESTUDOS DE CASOS. Para poder analisar a complexidade, o custo e o tempos de desenvolvimento dos Sistemas Especialistas optou-se por uma abordagem qualitativa utilizando-se para isto de estudo de casos. Este enfoque é propício pois pouco se conhece do atual estado da arte dos Sistemas Especialistas pelas organizações o Brasil. O critério de escolha das organizações pesquisadas foi que estas estivessem utilizando efetivamente Sistemas Especialistas, ou seja, que estes sistemas fossem parte integrante do seu processo de produção. Assim sendo, foram descartados casos de fracasso de adoção, casos de protótipos experimentais e casos de testes para a seleção destes sistemas. Nos casos pesquisados, houve a necessidade de se manter as empresas incógnitas. Se por um lado isto pode ofuscar os casos, por outro lado permitiu com que as entrevistas ocorressem de forma mais livre, valorizando seu conteúdo. Para a análise da complexidade, do custo e do tempo para desenvolvimento foi utilizado como referência o modelo de Mayer & Curley. Neste caso foi desenvolvido um questionário baseado no trabalho dos referidos autores de forma adaptada, já que o original não foi de possível acesso. 4.1 CASO 1: CRÉDITO DIRETO AO CONSUMIDOR. A instituição financeira Empresa-1 é parte integrante de um grupo empresarial que atua em outros segmentos de mercado, tais como o setor de química e petroquímica. Possui patrimônio líquido de U$ 10 milhões, o que a coloca entre os 20 maiores bancos de investimento, por esse indicador. Em termos de funcionários, a instituição financeira possui em torno de 150. Seguindo a tabela de classificação de Mayer & Curley, pode-se dizer que, quanto à complexidade do conhecimento, o Sistema Especialista lida apenas com um único domínio de conhecimento (crédito direto ao consumidor), no entanto este domínio pode ser utilizado em outras atividades correlatas de crédito, com algumas alterações. Os usuários que forneceram o conhecimento são profissionais altamente experimentados em termos de mercado. No caso da Empresa-1, três profissionais tiveram a responsabilidade de passar o conhecimento, sendo eles: o consultor de negócio da organização, o diretor comercial e seu respectivo gerente. O processo de tomada de decisão na análise de crédito direto ao consumidor envolve o acesso a algumas informações, tais como consulta ao SPC (Sistema de Proteção ao Crédito), ao Telecheque, a indicações pessoais, a empresas onde o consumidor requerente ao crédito trabalha e outras referências comerciais. Destas informações, as do SPC e a do Telecheque podem ser consideradas confiáveis já que dizem respeito a uma conduta pregressa do requisitante ao crédito; as outras são passíveis de adulteração e não são plenamente confiáveis (ex.: telefone, referências e endereço). Tanto o SPC quanto o Telecheque são operações que não estão diretamente interligadas ao sistema de análise de crédito, correspondendo a um processo manual (existe uma operadora apenas para acessar as informações do SPC e do Telecheque). Todo o processo de concessão de crédito ocorre em torno de 10 a 15 minutos. O Sistema Especialista utilizado é um sistema clássico de diagnose que apresenta recomendações para a efetivação do crédito. O sistema não possui teste de hipóteses, assim como também não trabalha com probabilidades.

5 Quanto à complexidade da tecnologia, o Sistema Especialista roda em uma plataforma de hardware e software restrita. Entretanto, o sistema utiliza outras tecnologias não diretamente relacionadas com Inteligência Artificial, tais como: uso de interface gráfica amigável, banco de dados e utilização em rede. O Sistema Especialista é um sistema que está integrado diretamente com o sistema de crédito tradicional e, em um futuro próximo, estará interligado diretamente ao SPC e ao Telecheque. O número de regras do sistema é da ordem de 300. Segundo a classificação de Mayer & Curley, o Sistema Especialista pode ser considerado como de produtividade pessoal. O processo de aquisição do conhecimento do sistema demorou 1 mês para ser concluído. O custo de aquisição do núcleo inteligente do sistema, considerando apenas o aparato tecnológico e a programação da inteligência, ficou em torno de U$ 30 mil. Este custo tende a dobrar, se for considerado o tempo gasto pela equipe de desenvolvimento, necessária para a extração e codificação do conhecimento. 4.2 CASO 2: CÉDULA RURAL. A Empresa-2 é um banco múltiplo, público, de grande atuação no estado do Rio de Janeiro. Possui 218 agências, 105 postos de atendimento e quase 2 milhões de correntistas. Em 1993, seu patrimônio era de U$ 81 milhões e possuía, em empréstimos e em financiamento, o montante de U$ 550 milhões e apresentava um lucro líquido de U$ 9 milhões. O ano de 1994 não foi muito bom para o banco, encerrado com o patrimônio líquido negativo da ordem de U$ 1 bilhão e acumulando prejuízos de U$ 300 milhões. Em 1995, a situação financeira não foi, também, muito favorável para instituição, com prejuízos mensais da ordem de U$ 30 milhões e acumulado de U$ 360 milhões. Sob intervenção do Banco Central, desde o final de 1994, o banco vive momentos de incertezas, estando em um processo de transição. O Sistema Especialista analisado, seguindo a abordagem de Mayer & Curley, possui, como complexidade de conhecimento, um único domínio que é o de crédito rural. Entretanto, o conhecimento automatizado é extremamente especializado. Este foi fornecido por especialistas na área de crédito do banco com grande conhecimento das regras do negócio. O sistema permite a emissão de 5 tipos de contrato; esses contratos variam conforme a garantia oferecida pelo requisitante. O processo de tomada de decisão automatizado é extremamente complexo, pois necessita do conhecimento das regras definidas pelo Banco Central, análise de laudos de empresas conveniadas com a Empresa-2, além de informações fornecidas pela agência bancária. As regras para tomada de decisão não são tão certas ou exatas, existe um certo grau de incerteza no processo pois em todo processo de crédito não se pode garantir a total confiabilidade das informações prestadas. A elaboração da cédula de crédito rural é um processo complicado que pode levar algumas horas se não estiver automatizado, devido à sua complexidade. O Sistema Especialista é um sistema que apenas diagnostica apresentando o resultado final do processo de crédito, que é a cédula contratual do crédito aprovado. Quanto à complexidade tecnológica, o sistema só pode ser utilizado em um conjunto específico de hardware e software, isto é, padrão PC e sistema operacional DOS, e faz uso de tecnologias complementares ao seu funcionamento, tais como utilização de uma base de dados e de uma interface amigável. O sistema está integrado a outros sistemas da organização e, atualmente, o número de regras é superior a 200. Segundo a classificação de Mayer & Curley o sistema pode ser classificado como sistemas de produtividade pessoal.

6 O desenvolvimento do sistemas levou 1 ano em regime não-dedicado, extraído dos 5 usuários detentores do conhecimento (4 gerentes e um coordenador), e está custando à organização, ao longo desses anos, algo em torno de U$ 150 mil. 4.3 CASO 3: CRÉDITO A PESSOA JURÍDICA. A Empresa-3 é uma empresa estatal de petróleo que atua nas áreas de exploração, produção, refino, transporte, comércio e distribuição, sendo esta uma das maiores empresas do mundo no ramo. Em 1995, a Empresa-3 apresentou faturamento anual da ordem de U$ 21 bilhões, patrimônio líquido de U$ 18 bilhões, lucro líquido de U$ 1,75 bilhões, aproximadamente, e 50 mil funcionários contratados (Exame Maiores e Melhores, 1995). O setor analisado é o de crédito de petróleo e seus derivados. O Sistema Especialista, segundo a abordagem Mayer & Curley, possui como complexidade de conhecimento, as seguintes características. Quanto ao número de domínios analisados, o Sistema Especialista em questão trata apenas de um único domínio. Entretanto, o conteúdo do conhecimento é extremamente especializado tendo sido fornecido por profissionais de nível sênior e gerentes. O processo de tomada de decisão é um processo que, em geral, demora algumas horas para ser efetuado, sendo necessário buscar outras fontes de informação, além dos balanços da organização solicitadora de crédito. Como todo sistema de crédito, não se pode dizer que as informações prestadas são exatas; o próprio balanço das organizações já traz consigo uma série de incertezas. O resultado final, é um diagnóstico da saúde financeira da organização, apresentada em forma de relatório, para fins de crédito. O sistema se utiliza de um processo de pontuação, que classifica os diversos indicadores analisados. Quanto à complexidade tecnológica, o sistema pode ser utilizado em outros conjuntos de hardware e de software, pois o software em que foi desenvolvido possui esta característica. Em conjunto com este software, foi elaborada uma interface gráfica e amigável utilizandose do software Tollbook. O sistema não está interligado com outros sistemas, sendo utilizado de forma autônoma. Esta característica, na realidade, é fruto das primeiras aplicações que, de forma a se reduzir o risco e a complexidade desses sistemas, procurou desenvolvê-los de forma stand-alone, em relação às aplicações corporativas. O sistema possui, atualmente, algo em torno de 500 regras. Segundo a classificação de Mayer & Curley, o sistema de crédito é um sistema de produtividade pessoal. O projeto levou 8 meses para ser construído e contou com o auxílio de 2 analistas de crédito sênior além do gerente do setor. A Empresa-3, contando com a participação de pessoal qualificado na construção de Sistemas Especialistas, atuou, basicamente, como orientadora. O custo do projeto girou em torno de U$ 100 mil. No processo de construção deste sistema não foi utilizado nenhum método formal conhecido, de desenvolvimento de sistemas especialistas. 4.4 CASO 4: PARALISIA CEREBRAL INFANTIL. A Empresa-4 é uma organização, prestadora de serviços de processamento de dados, que tem como principal cliente o governo federal. Foi criada em 1963, e é considerada a maior empresa pública de processamento de dados da América Latina. A criação da Empresa-4 surgiu da necessidade da área Fazendária do Governo Federal, em exercer o efetivo controle das receitas e dos gastos públicos nacionais, via a unificação dos processos de

7 administração financeira e de arrecadação tributária. Atualmente, a Empresa-4 atende a diversas áreas do Governo Federal, com sistemas desenvolvidos para a administração do patrimônio imobiliário da união, para a administração da política econômica, para a administração de pessoal, para a Justiça Federal e para a administração de programas sociais, entre outros. Desde meados dos anos 80, a Empresa-4 vinha procurando estudar e desenvolver aplicações na área de Inteligência Artificial. Em 1988, a Empresa-4 em cooperação com um instituto médico que presta serviços na área de reeducação iniciaram um projeto na área de diagnóstico e de tratamento da paralisia cerebral. O Instituto, criado em 1959, desenvolveu, ao longo destes anos, um método de diagnóstico e de tratamento precoce de paralisia cerebral e, desde 86, vinha trabalhando com o apoio da informática, em vários projetos nesta área. A paralisia cerebral é uma lesão nos centros nervosos do encéfalo e que impossibilita a criança de aprender, de movimentar-se e de assumir posturas motoras normais. A paralisia da criança pode ocorrer durante a gravidez, durante o parto, no pós-parto ou nos primeiros anos de vida. O tratamento desenvolvido pelo Instituo procura induzir a criança em seus primeiros meses de vida a assimilar padrões de movimentos e de posturas corretos, antes que os padrões incorretos nela se instalem. O Sistema Especialista é um sistema para o diagnóstico precoce da paralisia cerebral que auxilia na avaliação da motricidade e do desenvolvimento dos reflexos de postura, no reconhecimento das anormalidades e das correções verificadas no processo de recuperação. O Sistema Especialista analisado, segundo a abordagem Mayer & Curley, possui como complexidade de conhecimento as seguintes características. O Sistema Especialista lida apenas com um domínio. Entretanto, este domínio é extremamente complexo, fornecido por um médico especialista em paralisia cerebral, com grande experiência na área. O diagnóstico desta disfunção é uma tarefa que requer um grau de especialização elevado por parte dos funcionários envolvidos. O grau de certeza das informações obtidas para a tomada de decisão não é em geral quantificável, dificultando ainda mais o processo de decisão. O acompanhamento da evolução da criança dura 8 meses e o Sistema Especialista apoia todas as fases do desenvolvimento. O resultado de cada etapa do tratamento é um diagnóstico que apresenta uma solução/recomendação detalhada do que deve ser feito para a evolução da criança. Quanto à complexidade tecnológica, o sistema somente pode ser executado em um conjunto específico de hardware e software ( o sistema roda em micros 286 ou superior e sobre o sistema operacional DOS). De forma a facilitar a operação do sistema, uma interface gráfica foi desenvolvida. O sistema opera de forma stand-alone, não possuindo qualquer integração com outros sistemas do Instituto. O número de regras do sistema é superior a 500. Este sistema de acordo com suas características pode ser enquadrado como um poderoso sistema de decisão. Ao longo dos anos de desenvolvimento (1989 a 1995) foram envolvidos, em média, 2 profissionais da área tecnológica da Empresa-4 e 1 profissional da área médica que é, por sua vez, um dos autores do método de tratamento de paralisia cerebral do Instituto. Em termos de custo do projeto ao longo dos anos estima-se que este se aproxime de R$ 1 milhão. 5.0 CONCLUSÃO.

8 Os estudos de caso, no setor de serviços, apresentados mostram que os Sistemas Especialistas são efetivamente uma realidade no mercado brasileiro, e estão sendo utilizados na busca de melhorias de serviços Quanto à complexidade, observou-se que, os Sistemas Especialistas analisados, três de quatro são sistemas de apoio às atividades de tomada de decisão a nível pessoal, conforme a classificação de Mayer & Curley. Esta complexidade reflete em parte o baixo grau de maturidade do uso desta tecnologia pelas organizações pesquisadas, já que, para fins de redução de riscos, estes sistemas, são mais fáceis de serem desenvolvidos, justificados e selecionados como aplicação. Em realidade, a Empresa-3 apresenta sistemas com graus diferenciados de complexidade. Apenas o sistema da Empresa-4 apresenta-se com um grau de complexidade maior, sendo classificado como um Poderoso Sistema de Apoio a Decisão. Quanto aos custos e tempo de desenvolvimento. Os casos estudados apresentaram tempo de desenvolvimento e custos superiores aos apontados por Mayer & Curley. Segundo os autores, os Sistemas de Produtividade Pessoal necessitam de um esforço que varia de 1 a 6 meses e custam até U$ 50 mil. No entanto os casos pesquisados, consideradas suas primeiras versões em produção, mostraram-se fora desta faixa, consumindo de 1 mês a 1 ano em desenvolvimento e custando U$ 60 mil a U$ 100 mil. Esta diferença, talvez, possa ser explicada em razão das diferentes realidades de uso dos Sistemas Especialistas nos dois países. No Brasil, ainda são poucas as empresas que prestam consultoria nesta área e o número de profissionais qualificados para a construção destes sistemas baixo. A pesquisa sobre complexidade, custos e tempo de desenvolvimento de Sistemes Especilaistas mostra que existem discrepâncias entre os números encontrados aqui e no exterior, sendo que os interessados nesta tecnologia devem ficar atentos para tal. BIBLIOGRAFIA. HARMON, P, KING, D."Sistemas Especialistas". Editora Campus LUCONI, Fred L., MALONE, Thomas W., MORTON, Michael S. Scott. "Expert Systems: The Next Challenge For The Managers". Sloan Management Review. Vol. 27. No. 4. Summer/1986. Pág NONAKA, Ikujro."The Knowlegde-Creating Company". Harvard Business Review. Vol. 69. No. 6. November-December/1991. Pág MEYER, Marc H., CURLEY, Kathleen F. "Putting Expert Systems Technology to Work". Sloan Management Review. Vol. 32 No. 2 Winter/1991. Pág

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