Sistema Multiagente para Planejamento de Produção para Indústrias Gráficas

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1 UFSC Universidade Federal de Santa Catarina PGEEL Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica DAS Departamento de Automação e Sistemas Disciplina: DAS6607 Inteligência Artificial aplicada a Controle e Automação Professor: Ricardo José Rabelo Guilherme Bittencourt Sistema Multiagente para Planejamento de Produção para Indústrias Gráficas Charles Alberton Herdt charles@das.ufsc.br Dyson Pereira Júnior dyson@cefetpr.br Maurício Edgar Stivanello maustiva@das.ufsc.br Florianópolis, setembro de 2006.

2 Índice 1. Introdução Visão geral dos serviços de impressão Sistemas de impressão Sistema Off-Set Sistema Flexográfico Sistema Letter Press Sistema Digital Elementos de uma Unidade de Produção Gráfica Guilhotina Impressora Vincadeira e Cortadeira Proposta de Planejamento de Produção através de SMA Modelagem do Sistema Multiagente Rede de Contratos Definição de Processo e Mídia através de Sistema Especialista Sistemas Especialistas Sistema Especialista para Decisão de Processo e Mídia Definição de Ontologia para o Domínio Gráfico Desenvolvimento do Sistema Modelagem Implementação Descrição funcional do sistema Resultados e Conclusões Referências

3 Índice de Figuras Figura 1 Guilhotina plana... 8 Figura 2 - Impressora Off-Set... 9 Figura 3 - Corte e Vinco... 9 Figura 4 - Diagrama de Objetos Figura 5 - Ontologia de Domínio Gráfico Figura 6- Visão Geral do Sistema Figura 7 - Diagrama de classes Figura 8 - Diagrama de sequência da rede de contrato Figura 9 - Telas do sistema

4 Resumo Este trabalho tem como objetivo propor um sistema multiagente aplicável ao planejamento de produção de indústrias gráficas. O sistema multiagente automatiza o processo de distribuição das Ordens de Produção normalmente atribuído ao gerente de produção da gráfica. Regida por esquema de licitações, os agentes de produção competem pelas ordens, sendo que a decisão fica incumbida a um agente gestor. Ainda é proposto um sistema especialista para auxiliar na decisão do processo de impressão e mídia a ser utilizado na produção dos pedidos da indústria. Palavras Chave: agentes, sistemas multiagente, rede de contratos, planejamento de produção, sistema especialista. 4

5 1. Introdução A complexidade dos sistemas de computação tem aumentado, demandando novos modelos de desenvolvimentos. Dentre eles está o modelo de desenvolvimento baseado em agentes. Este modelo tem adquirido nos últimos anos uma importância cada vez maior em muitos aspectos da computação, principalmente na área da Inteligência Artificial. O conceito de autonomia e de aplicações capazes de executar tarefas de forma inteligente e independente tem despertado grandes interesses tanto na área acadêmica como de grandes empresas de desenvolvimento. Estudos e pesquisas sobre sistemas multiagente dentro do campo de Inteligência Artificial Distribuída começaram a cerca de 20 anos atrás. Atualmente esses sistemas não são mais apenas tópicos de pesquisa, mas já está se tornando um importante assunto na área de ensino e de desenvolvimento de aplicações industriais. Como conseqüência disso, vária metodologias, arquiteturas e ferramentas estão sendo desenvolvidas para facilitar o desenvolvimento de sistemas multiagente. O objetivo do presente é apresentar uma solução para planejamento de produção de indústrias gráficas implementado na forma de um sistema multiagente. Além disso, é integrado ao sistema de produção um sistema especialista, empregado na decisão do processo de impressão e mídia a serem utilizados para cada serviço. O capítulo 2 descreve brevemente uma indústria gráfica e suas particularidades. No capítulo 3 é apresentada a proposta de modelagem de um sistema multiagente para automatizar a distribuição e planejamento de tarefas entre as unidades de produção. No capítulo 4 é apresentado um sistema especialista, sendo este utilizado para a decisão do processo de impressão e tipo de mídia a ser utilizado nos pedidos. No capítulo 5 é proposta uma ontologia de domínio gráfico para formalizar o conhecimento da área. No capítulo 6 é apresentado o desenvolvimento do sistema. No capítulo 7 são apresentados os resultados e conclusões, seguido das referências bibliográficas utilizadas. 5

6 2. Visão geral dos serviços de impressão Impressão é a atividade de transferir para um suporte, como papel ou plástico, um determinado conteúdo ou conjunto de símbolos para fins de comunicação. Esta atividade é implementada como um processo industrial em larga escala, representado pelas gráficas. O mercado de gráficas possui duas áreas de trabalho distintas: a gráfica convencional ou tradicional, voltada para o mercado editorial; e a gráfica rápida ou de conveniência, que aproveita os avanços da computação e da editoração gráfica para oferecer um serviço de primeira linha e, geralmente, em menor escala. O processo gráfico normalmente é composto pelas seguintes atividades: Pré-Impressão: responsável pela arte final e criação das matrizes do produto gráfico, a serem utilizadas na etapa de impressão. Impressão: responsável pela arte final e criação das matrizes do produto gráfico, a serem utilizadas na etapa de impressão. Acabamento: responsável pela arte final e criação das matrizes do produto gráfico, a serem utilizadas na etapa de impressão. A atividade de pré-impressão frequentemente é terceirizada por agências e clicherias, de maneira que a produção de uma gráfica corresponde às etapas de Impressão e Acabamento Sistemas de impressão Quando um projeto gráfico deve ser impresso em uma impressora comercial, será muito importante definir, antes mesmo do início do projeto enquanto arquivo digital, qual será o sistema de impressão e o tipo de papel em que esse projeto será impresso. Não só por questões de orçamentos, mas também por questões intimamente ligadas à estrutura interna do arquivo. Para discutir estas questões procure a gráfica de sua preferência e exponha as características principais do projeto (tiragem, tamanho final, número de cores, etc.), para que ela possa auxiliá-lo numa escolha mais adequada do sistema de impressão e tipo de suporte. Existem vários sistemas de impressão, cada um mais adequado ao tipo de aplicação. A utilização de cada um vai depender de alguns fatores, tais como: a qualidade estética final do material impresso; a resistência do material; a tiragem, etc. A seguir são descritos os sistemas de impressão mais empregados. 6

7 Sistema Off-Set É um dos sistemas mais utilizados pelas gráficas, devido à alta qualidade e ao baixo custo que oferece, principalmente para grandes quantidades. É um sistema de impressão indireto, conforme a palavra original inglesa, baseado na repulsão tintaágua. Os processos de impressão exigem a confecção de fotolitos e as subseqüentes chapas de impressão (direto para o filme). Atualmente, existe também o offset digital, que dispensa o uso dos fotolitos, também chamado de processo direto para a chapa (direct to plate ou computer to plate). O sistema offset permite o uso de várias cores, retículas uniformes ou variáveis, de modo que as cópias obtidas podem ser de alta qualidade. As máquinas offset podem ser planas ou rotativas, sendo que as rotativas servem para grandes tiragens (geralmente acima de cópias) e as planas para menores tiragens. As impressoras podem variar o número de tintas que imprimem simultaneamente: existem impressoras offset que imprimem apenas uma cor e aquelas que imprimem até seis cores automaticamente (ciano, magenta, amarelo, preto e mais duas cores especiais) Sistema Flexográfico É um sistema voltado para a impressão de materiais contínuos, como etiquetas em bobina. A impressão é feita por uma matriz de material sintético flexível, semelhante à borracha, na qual a imagem a ser impressa está gravada em altorelevo. As características do sistema permitem impressão sobre vários tipos de materiais, além do papél, plástico e laminados. Assim como no sistema off-set, as impressoras podem variar o número de tintas que imprimem simultaneamente. Esse processo é muito utilizado na impressão de embalagens plásticas Sistema Letter Press É a técnica de impressão mais antiga, em que uma superfície com detalhes em relevo é entintada e então pressionada contra o substrato para obter uma imagem espelhada. É um sistema semelhante à flexografia, diferindo apenas no material utilizado para a confecção da matriz e no tipo de tinta empregado no processo. Permite a impressão de 7

8 detalhes finos, superiores aos obtidos no processo flexográfico, porém inferiores aos obtidos no processo Off-Set Sistema Digital Dispensa o uso de fotolitos, é feita em copiadoras coloridas e é ideal para pequenas tiragens. Ao longo do tempo a impressão digital foi ganhando espaço no mercado gráfico, conseguindo a mesma qualidade e durabilidade das impressões "off-set" e permitindo praticamente todos os acabamentos e encadernações. Os desafios da impressão digital estão focados em reduzir os custos para a popularização de seu uso. Algumas gráficas de vanguarda aprimoraram o seu uso com a técnica de impressão híbrida, parte do material é produzido no tradicional off-set e outra em processo de impressão digital, permitindo um impresso de altíssima qualidade e aplicações de personalizações, tanto de texto quanto imagens. Os altos investimentos feitos por empresas como Xerox, Canon, HP, Kodak e AlphaGraphics em tecnologias e processos de impressão digital sob demanda faz com que sistema de impressão digital cresça em torno de 20% acima do que a impressão gráfica convencional offset no mercado Elementos de uma Unidade de Produção Gráfica A produção de uma gráfica de grande médio e porte pode ser vista como um conjunto de várias unidades de produção autônomas. Estas unidades de produção são, por sua vez, formadas pela inserção de diferentes equipamentos dispostos em série com o objetivo de formar uma linha de produção. Os principais equipamentos comumente encontrados em uma unidade de produção gráfica são descritos a seguir Guilhotina O primeiro equipamento de uma linha de produção gráfica é a guilhotina. Este equipamento é utilizado para dimensionar o substrato a ser utilizado na impressão, normalmente fornecido em grande formato. Figura 1 Guilhotina plana 8

9 Dentre outras características, as guilhotinas podem variar na capacidade, tipo de material (plano ou rolo) e tamanho Impressora A impressora é o principal elemento de uma unidade de produção gráfica. Responsável pela impressão do material, pode variar conforme os tipos de processos descritos na seção Erro! Fonte de referência não encontrada Vincadeira e Cortadeira Figura 2 - Impressora Off-Set As vincadeiras e cortadoras são elementos responsáveis pela etapa de final da impressão. Estes equipamentos são utilizados para dar acabamento ao material impresso. Basicamente o acabamento refere-se ao corte preciso do impresso e na criação de dobras, quando necessário. Figura 3 - Corte e Vinco 9

10 3. Proposta de Planejamento de Produção através de SMA De maneira geral, o fluxo de trabalho de uma gráfica ocorre da seguinte maneira: 1. O Pedido de impressão é recebido pelo setor comercial. Neste momento são levantados os dados do pedido e são decididos o processo de impressão e o substrato a serem utilizados na confecção do material. Quando liberado para impressão, o Pedido gera uma Ordem de Produção e esta é encaminhada para o gerente de produção; 2. O gerente de produção recebe a Ordem e distribui a mesma a uma das unidades de produção capazes de executar a tarefa, com base nas características do impresso e na carga de trabalho. Este planejamento na maioria das vezes é realizado manualmente; 3. A unidade de produção recebe a Ordem de Produção e confecciona o pedido. Quando pronto, o pedido é enviado ao setor de despacho; 4. O setor de despacho, por fim, encaminha o pedido ao cliente. Os sistemas de controle de produção das indústrias gráficas são, quando existentes, sistemas monolíticos. Na seqüência é descrita a proposta de sistema baseada em agentes Modelagem do Sistema Multiagente Uma abordagem proposta por este trabalho ao planejamento de produção é distribuir o conhecimento dos sistemas monolíticos tradicionais em agentes representando as entidades reais e relevantes existentes no fluxo de trabalho de uma gráfica. Podemos atribuir a cada um deles habilidades para a resolução de problemas específicos relacionados à produção. Temos desta forma, que os agentes irão colaborar entre si para a resolução do problema global, que se refere à produção dos pedidos solicitados pelos clientes. Modelando o sistema, podemos classificar os diferentes produtos a serem processados pelo sistema multiagente. No caso da indústria gráfica, temos que esta classificação pode ser feita em função dos diferentes tipos de impresso gerados pelos diferentes processos de impressão. Com base nisso, podemos definir como tipos de produtos processados como: Impressão Off-Set; Impressão Letter Press; Impressão Flexográfica; Impressão Digital. Cada unidade de produção de uma gráfica é capaz de produzir apenas um destes tipos de produto. Consideramos então, pensando na topologia, que cada unidade corresponde a um agente processador. 10

11 A coordenação dos trabalhos executados pelas unidades de produção é, na organização normalmente encontrada nas gráficas, designada a um gerente de produção. Podemos então eleger um agente gestor para ficar responsável por esta tarefa. Podemos ainda eleger um agente comercial, que irá desempenhar o papel de coletor de pedidos de produção. Um último agente pode ficar responsável pelo despacho do produto acabado. É importante observar que cada agente do sistema possui as características básicas como autonomia para resolver problemas específicos, capacidade de comunicação para trocar informações entre os outros agentes do sistema, e por fim independência. Temos que na definição da topologia do sistema foi seguida a Arquitetura de Controle Hierárquica Por Produto, visto que esta arquitetura se adapta muito bem ao tipo de problema de produção gráfica aqui tratada. O diagrama de objetos abaixo exibe uma configuração possível exemplificando a topologia empregada. Observe a existência de um agente gestor e os vários agentes processadores. Agente_Gestor Agente_Off_Set Agente Digital Agente Flexografia Agente Letter Press Figura 4 - Diagrama de Objetos Segue abaixo a relação dos agentes desta arquitetura, incluindo suas funcionalidades: Agente Comercial: Agente responsável pela geração das Ordens de Produção a partir dos pedidos recebidos pelos clientes. Temos agora a possibilidade de diversos agentes comerciais no sistema, representando diferentes unidades de vendas da gráfica. Após a geração das Ordens de Produção o agente comercial repassa as mesmas ao Agente Gestor. Este agente possui um Sistema Especialista empregado na decisão do tipo de sistema de impressão e mídia a ser utilizado. Este sistema é descrito na seção 4. Agente Gestor: Agente responsável pela distribuição das Ordens de Produção aos Agentes de Produção. Esta distribuição das Ordens é regida pela Rede de Contratos apresentada na seção Erro! Fonte de referência não encontrada.; 11

12 Agente de Produção: responsável pela execução das Ordens de Produção que lhe forem atribuídas. Propõe-se à execução das Ordens de Produção, mantém a sua lista de trabalhos pendentes e realiza a execução de um pedido corrente. Adicionalmente à função específica do negócio gráfico, foi atribuída a este agente a tarefa de lançar os outros agentes. Sendo assim, a configuração de uma determinada implantação é definida através do mesmo; Agente de Despacho: responsável pelo despacho dos pedidos recebidos pelos Agentes de Produção aos Clientes; Segue na tabela abaixo a classificação dos agentes do sistema. Agente Mobilidade Tempo Vida Ambiente Tipo Comercial Estacionário Persistente Intranet Cognitivo Gestor Estacionário Persistente Intranet Cognitivo Produção Estacionário Persistente Intranet Reativo Despacho Estacionário Persistente Intranet Reativo Tabela 1 - Classificação dos Agentes Todos os agentes do sistema compartilham o mesmo vocabulário através do uso de uma Ontologia de Domínio Gráfico, apresentada na seção Rede de Contratos Na proposta de sistema Multiagente neste trabalho apresentada, a responsabilidade incumbida ao gerente de uma gráfica de distribuir as Ordens de Produção entre as unidades de produção passa a ser automatizada pelo sistema. Com este objetivo, foi criada uma rede de contrato que segue os princípios de uma licitação. O Agente responsável pelas licitações é o Agente Gestor. Outro Agente que se envolve com as licitações são os Agentes de Produção. As licitações ocorrem da seguinte maneira: O Agente Gestor, ao receber uma ordem de Produção de um Agente Comercial, abre uma licitação específica para a Ordem em questão. O Agente Gestor cria então um formulário de proposta para esta licitação, e distribui a todos os Agentes de Produção. A licitação ficará em aberto por um período pré-estabelecido. Os Agentes de Produção recebem os formulários de proposta do Agente Gestor. Neste campo existem informações técnicas que deverão ser preenchidas pelo Agente de Produção. Inicialmente deve ser preenchido um campo de interesse para a Ordem de Produção em questão. O Agente de Produção avalia as características técnicas do pedido da Ordem de Produção e, caso seja capaz de produzir aquele serviço, irá demonstrar interesse na licitação. Caso exista interesse, o Agente de Produção preenche ainda um campo onde indica em quanto tempo poderá produzir o pedido. Depois de preenchida a proposta, o Agente de Produção envia o formulário ao Agente Gestor. 12

13 O Agente Gestor, durante o período em que uma licitação permanece aberta, avalia os dados das propostas encaminhadas pelos Agentes de Produção candidatos. No fechamento da licitação, o Agente de Produção que propuser a produção do serviço no menor tempo receberá a Ordem de Produção. Caso nenhum Agente de Produção tenha se candidatado à execução do serviço, este permanece numa lista e será oferecido novamente dentro de um intervalo de tempo. 13

14 4. Definição de Processo e Mídia através de Sistema Especialista Na seqüência será descrito o sistema especialista utilizado na sugestão do processo de impressão e mídia para cada pedido Sistemas Especialistas Sistemas Especialistas são programas de computador, desenvolvidos dentro do domínio da Inteligência Artificial. Esses sistemas modelam o conhecimento humano acerca de um determinado domínio como uma base de regras, as quais serão confrontadas com as informações acerca do mundo externo, que são representadas no Sistema Especialista como um conjunto de fatos. A diferença do SE para um programa convencional está no fato de programas convencionais armazenam o conhecimento tanto em sua estrutura, quando em estruturas de dados por ele tratadas. Num SE, o conhecimento está totalmente armazenados nas estruturas de dados, conferindo uma melhor organização para o mesmo, e tornando o conjunto todo mais reutilizável e modular Sistema Especialista para Decisão de Processo e Mídia Para o desenvolvimento do Sistema Especialista, recorremos ao software JESS, que nos permite desenvolver o SE numa linguagem própria muito similar ao LISP. No JESS, difinem-se templates, regras, funções e fatos. Os templates definem uma máscara (análoga a uma classe) onde serão inseridos os fatos, como instancias dos templates. As funções servem para ligar o sistema especialista ao restante do programa e implementar alguma funcionalidade não disponível na linguagem JESS. Por último, as regras são onde se concentra efetivamente o conhecimento especialista, e são elas que definirão as ações a serem tomadas em função dos fatos presentes na memória. Um sistema especialista muito simples foi criado para resolver o problema da definição do tipo de processo de impressão a ser utilizado e possíveis mídias, a partir dos requisitos definidos para a impressão. O conjunto de requisitos para impressão configura um fato para o SE. Para tal, foi criado um template para a entrada dos mesmos, onde cada fato compreende um pedido com especificações. Cada slot do template define uma propriedade do impresso. Podem-se observar na tabela 2 os slots e os valores esperados para cada um. Slot Significado Possíveis Valores Impressão Técnica de Impressão Chapada, Reticulado Arte Tipo de Arte Raster, Vector Qualidade Nível de Qualidade A, M, B Tamanho Tamanho do impresso P, M, G Tiragem Quantidade de cópias P, G Tabela 2- Template utilizado para a entrada dos fatos. A partir dessas informações, o SE deve sugerir quais os processos de impressão e mídias atendem ou superam os requisitos. 14

15 A base de conhecimento a ser utilizada para tal se resume nas características dos processos, onde são especificados para cada tecnologia, a técnica de impressão, arte, qualidade, tamanho e tiragem que possibilitam que pode ser observada na tabela 3: Técnica/Mídia Impressão Arte Qualidade Máxima Tamanho Máximo Tiragem Apropriada Técnicas: Offset Ambas Ambas Alta Médio Grande Flexo Chapado Vector Baixa Grande Grande Letter Ambas Ambas Média Pequeno Grande Digital Ambas Ambas Alta Grande Pequena Mídias: Papel Ambas Ambas Alta Grande Grande Plástico Chapado Vector Baixa Grande Grande Tabela 3- Base de conhecimento acerca de técnicas de impressão e mídias. Uma vez tendo-se clara a base de conhecimento a ser utilizada, a criação de regras é um processo trivial. Para cada mídia e técnica de impressão foi criada uma regra, como na tabela 4. Regra Condições Ação Offset Tamanho!= G Sugerir Offset Flexo Impressão == Chapada Sugerir Flexo Arte == Vector Qualidade == Baixa Letter Qualidade!= A Sugerir Letter Tamanho == P Digital Tiragem == P Sugerir Digital Papel * Sugerir Papel Plástico Impressão == Chapada Sugerir Plástico Arte == Vector Qualidade == B * Não há condições. O papel é sugerido para todos os impressos. Tabela 4 Conjunto de Regras Assim, cada vez que um pedido chega para o SE, um fato é criado, e as regras que se adequam a impressão são ativadas. Desta maneira, temos uma sugestão enumerando as mídias e técnicas de impressão que satisfariam os requisitos para o trabalho. 15

16 5. Definição de Ontologia para o Domínio Gráfico O processo de impressão é repleto de detalhes e conceitos específicos da área. Com o objetivo de compartilhar este conhecimento tanto entre os agentes que compõem este sistema, como com outros sistemas, decidiu-se formalizá-lo através de uma ontologia. Inicialmente procedeu-se uma pesquisa sobre as bases de ontologias disponíveis na Web, mas não foi encontrada uma ontologia específica para este domínio. Segundo Huhns e Singh, Uma ontologia é uma representação do conhecimento de um dado domínio, disponibilizada a todos os outros componentes de um sistema de informação. Na figura abaixo é exibida uma proposta de ontologia de domínio gráfico, onde são apresentadas as classes básicas do mesmo e suas relações. Os conceitos apresentados na ontologia limitam-se aos necessários para o desenvolvimento deste trabalho, sendo que é necessária sua extensão se existir o interesse em descrever todo o domínio em questão. Equipamento +modelo +capacidade Guilhotina Vincadora Impressora * composto_por realiza 1 composto_por composto_por ProcessoImpressao possui Impresso +qualidade +tamanho +verniz possui 1..* +cor chapa CelulaProducao +identificacao Flexografico OffSet LetterPress possui possui possui Ponto Midia Arte Reticulado Chapado Papel Plastico Raster Vetorial Figura 5 - Ontologia de Domínio Gráfico A utilização de uma ontologia comum garante a consistência e compatibilidade da informação presente no sistema. A modelagem da ontologia foi feita utilizando-se a linguagem UML (Unified Model Language), que vem sendo bastante aplicada a este fim. A modelagem da ontologia utilizada na aplicação foi feita no software livre StarUML, sendo este indicado pela própria OMG. Para utilização do conhecimento formalizado na ontologia, foram geradas as classes através do gerador de códigos disponibilizado pela ferramenta. Estes fontes foram então empacotados juntamente aos códigos fonte da aplicação para utilização pelos diferentes agentes. 16

17 6. Desenvolvimento do Sistema O sistema apresentado foi inicialmente modelado através da UML, onde foram definidas as partes que o compõem e a interação entre as mesmas. Na implementação foram utilizadas a linguagem Java e bibliotecas específicas para a criação de sistemas multiagente e sistemas especialistas. Na seqüência o sistema será descrito através dos diagramas da modelagem UML e em seguida serão feitas algumas considerações quanto à implementação Modelagem A figura 11 apresenta a o diagrama da Visão de Agentes que compõe o sistema. Como se pode perceber, todos os agentes compartilham um vocabulário comum que corresponde à Ontologia de Domínio Gráfico. Podemos observar ainda que o agente comercial é composto pelo sistema especialista que dá suporte a decisão de processo de impressão. Agente Comercial Agente mediador AgenteComercial comunica AgenteGestor negocia_gera Agente de produção AgenteProdutor SistemaEspecialista comunica vocabulario vocabulario vocabulario Agente de produção AgenteDespachante vocabulario Ontologia Gráfica Figura 6- Visão Geral do Sistema A figura 12 apresenta a o diagrama de classes simplificado do sistema, onde são apresentadas as principais classes que o compõe e seus principais relacionamentos. 17

18 AgenteGestor AgenteComercial abre gera_avalia AgenteProdutor gera SistemaEspecialista gera LicitacaoProducao manipula_submete representa possui 1 CelulaProducao gera manipula OrdemProducao PropostaProducao corresponde Sugestao Pedido corresponde Manipula corresponde AgenteDespachante pertence Impresso +qualidade +tamanho +verniz Cliente +razsoc Figura 7 - Diagrama de classes A figura 13 apresenta a o diagrama de seqüência que representa a execução completa de um pedido. No diagrama é possível identificar cada uma das trocas de mensagens entre os componentes do sistema. Na figura 8 podemos observar a seqüência de mensagens trocadas entre as classes que compõem o sistema durante todo o tempo de vida de um pedido. Este processo inicia-se na coleta do pedido feita pelo agente comercial e passa pelo sistema especialista para a decisão que vai enquadrá-lo dentro de um dos processos de fabricação oferecidos. Posteriormente é encaminhado ao agente gestor, que distribuirá o mesmo através da rede de contratos explicada no capítulo 3.2. O agente de produção que ganha a concorrência pelo serviço irá executá-lo e finalmente encaminhá-lo para despacho após sua conclusão. O despacho será realizado pelo agente específico para este fim. 18

19 : AgenteComercial : Pedido : AgenteGestor : OrdemProducao : PropostaProducao : LicitacaoProducao : AgenteProdutor : AgenteDespachante : SistemaEspecialista : Vendedor 1 : informa dados iniciais() 2 : cria pedido() 3 : solicita sugestões() 4 : exibe sugestões() 5 : gera ordem() 6 : solicita distribuição() 7 : abre licitação() 8 : gera formulário de proposta() sd Para cada Agente de Produção existente 9 : distribui propostas() 10 : avalia e preenche propostas() 11 : submete propostas preenchidas() 12 : avalia proposta() 13 : fecha a licitação() 14 : encaminha Ordem de Produção ao vencedor() 15 : realiza produção() 16 : encaminha ao despacho() 17 : despacha() Figura 8 - Diagrama de seqüência da rede de contrato 6.2. Implementação A implementação do sistema foi feita utilizando a linguagem Java, através do ambiente de desenvolvimento Eclipse. Adicionalmente, foram utilizadas bibliotecas específicas para desenvolvimento de sistemas multiagente e sistemas especialistas. Para o desenvolvimento do sistema multiagente foi utilizada a biblioteca Aglets. Esta biblioteca foi lançada em 1996 como resultado dos trabalhos desenvolvidos em laboratórios da IBM. A biblioteca permite a criação de agentes baseados em classes Java e disponibiliza uma plataforma de comunicação entre os mesmos. Para o desenvolvimento do sistema especialista foi utilizada a biblioteca Jess. A biblioteca Jess é disponibilizada através de um plugin para o ambiente de desenvolvimento Eclipse, podendo ser assim integrada com qualquer aplicativo Java. O Jess é uma ferramenta para o desenvolvimento de sistemas especialistas. Um sistema especialista consiste num conjunto de regras, que são aplicadas repetidamente a um conjunto de fatos sobre o mundo externo. As regras que se aplicam são disparadas ou executadas. O Jess utiliza o algoritmo Rete para associar as regras aos fatos. O Rete torna o Jess muito mais rápido que um aninhamento de estruturas If... Then. 19

20 6.3. Descrição funcional do sistema O sistema possui uma interface com o usuário baseada em janelas, conforme figura 14 exibe algumas das telas do sistema. Figura 9 - Telas do sistema No sistema, alguns agentes não possuem interface visual, como por exemplo o agente gestor. Já para os agentes comercial e de produção, foram criadas interfaces tanto para monitoramento como para entrada de dados. Na figura 10, a indicação 1 identifica a janela de diálogo do agente comercial. Através desta janela o usuário pode inserir novos pedidos. Na área marcada em vermelho encontram-se os campos com informações técnicas do pedido. Com base nestas informações, o sistema especialista irá fazer definições de processo e mídia a serem utilizados, preenchendo os campos marcados em verde. Já as janelas 2, 3 e 4 correspondem a painéis de monitoramento sobre os diferentes agentes de produção. Na área marcada em verde podem-se observar os pedidos em espera a serem produzidos por aquela unidade de produção. Mais abaixo existe um slider que indica a execução do pedido corrente. A região marcada em vermelho apresenta as características dos equipamentos que compõem a unidade. 20

21 7. Resultados e Conclusões A proposta do trabalho foi desenvolver um sistema multiagente para planejamento de produção de indústrias gráficas, incluindo um sistema especialista empregrado na decisão de tipo de impressão e mídia a serem utilizados nos pedidos. Os benefícios estudados na disciplina ficaram evidenciados já na etapa de modelagem do sistema. Com a abordagem proposta, se obteve uma maior escalabilidade do sistema pela possibilidade de, por exemplo, inserir de maneira transparente novas unidades de venda ou produção. Também temos uma maior disponibilidade, pois, em caso de problemas em alguma das unidades, as outras continuam suas atividades. Vale a pena também ressaltar a facilidade com que se pode incluir ou remover tecnologias de impressão (novos produtos) ou novas mídias caso estas apareçam, bastando para isso instanciar novos agentes e adicionar ou remover regras do sistema especialista. Uma das maiores dificuldades experimentadas no desenvolvimento do sistema multiagente está justamente em sua natureza distribuída e concorrente, o que torna sua depuração mais complexa, exigindo ferramentas mais elaboradas e uma disciplina maior por parte dos programadores no sentido de implementar cada parte do sistema rigorosamente dentro do que foi definido na parte de projeto do sistema. A distribuição de serviços através da Rede de Contratos apresentou-se eficiente, porém vale ressaltar que esta tarefa envolve outras questões além das consideradas no sistema aqui apresentado. O mesmo vale para a sugestão de mídia e tipo de impressão proposto através do sistema especialista. Enfim, o conjunto de ferramentas estudadas na disciplina e aplicadas no trabalho mostrou-se extremamente poderosa para resolver problemas complexos, e que de outra maneira demandariam um esforço muito maior para que fossem implementados de maneira tradicional. É evidente que para o problema abordado, talvez um simples programa resolveria o problema de maneira mais simples, pois não seria necessário o estudo de tantas ferramentas diferentes e a integração entre as mesmas, mas mesmo assim, terminamos por ter uma solução completamente modularizada e muito mais escalável para atender a necessidades mais exigentes, o que é a regra em problemas reais. 21

22 8. Referências Michael N. Huhns and Munindar P. Singh, Readings in Agents, Morgan Kaufmann Publishers, Inc., San Francisco, CA, Silva, Leonardo A. M., Estudo e desenvolvimento de sistemas multiagentes usando JADES: Java Agent Development Framework, Universidade de Fortaleza - CCT, Fortaleza, Sandia National Laboratories JESS Online Jess Documentation Disponível em: < >. Acesso em: 20/09/2006. Ferrari, Luca The Aglets User s Manual Disponível em: < >. Acesso em: 25/09/