Plano de Trabalho 1 - Dados Institucionais Convenentes: Junto à UFCG: 1) Fundação Parque Tecnológico da Paraíba - PaqTc/PB Rua Emiliano Rosendo Silva, 115, Bodocongó, Campina Grande - PB CEP: 58109-772 CNPJ: 09.261.843/0001-16 Tel.: (83) 2101-9020 Fax: (83) 2101-9023 Site: http:// www.paqtc.org.br E-mail: www.francilenegarcia.org.br Junto à UFF: 2) Fundação Euclides da Cunha de Apoio Institucional a UFF - FEC Rua São Pedro, 24, 801, 8 Andar, Centro, Niterói RJ / CEP: 24020-050 CNPJ: 03.438.229/0001-09 Tel./Fax: (21) 2109 1661 Site: http://www.fec.uff.br/ Junto à UTFPR: 3) Fundação de Apoio à Educação, Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico da UTFPR - FUNTEF Av. Sete de Setembro, 3165, Curitiba PR / CEP 80230-901 CNPJ: 02.032.297/0001-00 Inscrição Estadual: isento Tel.: (41) 3310 4529 / 4530 Fax: (41) 3310 4432 / 4920 www.utfpr.edu.br Proponentes: 1) Universidade Federal de Campina Grande - UFCG Av. Aprígio Veloso, 882, Bairro de Bodocongó, Campina Grande PB CEP: 58109 970 CNPJ: 05.055.128/0001-76 Inscrição Estadual: Isento Inscrição Municipal: 044256-7 Tel.: (83) 3310-1467 / 1002 Fax: (83) 3310-1046 http://www.ufcg.edu.br/ 2) Universidade Federal Fluminense (UFF) Rua Miguel de Frias, 9, 7º andar, Icaraí, Niterói - RJ CEP: 24220-900 CNPJ: 28.523.215/0001-06 Inscrição Estadual n : Isento Tel./Fax: (21) 2629-5208 / 5209 / 5000 http://www.uff.br 1
3) Universidade Técnica Federal do Paraná (UTFPR) Av. Sete de Setembro, 3165, Curitiba PR / CEP: 80230-901 CNPJ: 75.101.873/0001-90 Inscrição Estadual: isento Tel.: (41) 3310 4423 Fax: (41) 3310-4432 e-mail: reitoria@utfpr.edu.br http://www.utfpr.edu.br Instituições Credenciadas Executoras: Na UFCG: Departamento de Sistemas e Computação (DSC) do Centro de Engenharia Elétrica e Informática (CEEI). Na UFF: Núcleo de Logística Integrada e Sistemas da Universidade Federal Fluminense (LOGIS/UFF). Na UTFPR: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial (CPGEI/UTFPR). Nº ato de credenciamento: Coordenadores: Na UFCG: Francisco Vilar Brasileiro Cargo: Professor Av. Aprígio Veloso, s/n, Bloco CO, Campina Grande PB / CEP: 58109-970 CPF: 550.062.054-15 RG: 675.024 SSP-PB Tel.: (83) 3310-1365 e-mail:fubica@dsc.ufcg.edu.br Na UFF: Eduardo Uchoa Barboza Cargo: Professor Rua Passo da Pátria, 156, Niterói RJ / CEP: 24210-240 CPF: 137.680.378-00 RG: 20.002.634, SSP-SP Tel.: (21) 2629 5708 e-mail: uchoa@producao.uff.br Na UTFPR: Lúcia Valéria Ramos de Arruda. Cargo: Professor Avenida Sete de Setembro, 3165, Curitiba PR / CEP: 80230-901 CPF: 491.527.509-49 RG: 1.061.529-1 SSP-PR Tel.: (41) 3310 4707 e-mail: lvrarruda@utfpr.edu.br 2
2 - Dados do Projeto Título: MAS-SCM: Protótipo de Ambiente Integrado para Soluções Logísticas com Uso de Multi-Agentes. Programa: Área Tecnológica de Distribuição, Logística e Transporte. Tipo de Despesa: 8.1.3 - P&D contratadas junto às instituições de pesquisa e desenvolvimento credenciadas pela ANP. Prazo de Execução: 24 (vinte e quatro) meses. Objetivo Desenvolvimento de tecnologia na solução de problemas complexos utilizando multi-agentes, particularmente no sentido de desenvolver um ambiente multiagentes para a solução integrada de problemas de planejamento e programação logística. Nos primeiros vinte e quatro meses da execução do mesmo, a que se refere este plano de trabalho, têm-se os seguintes objetivos específicos: entender como a tecnologia de multi-agentes tem sido usada para solucionar problemas de logística, particularmente no contexto da competição Trading Agent Competition for Supply Chain Management (TAC-SCM); realizar um estudo sobre frameworks para o desenvolvimento de sistemas multi-agentes; este estudo deve ser realizado através do desenvolvimento/adaptação de soluções para o TAC-SCM; entender a gestão da cadeia de suprimentos da indústria de petróleo; elaborar o cenário de estudo: delimitação do(s) cenário(s) de estudo dentro da cadeia de suprimentos da indústria de petróleo, determinando o escopo de aplicação e a capacidade de previsão dos modelos a serem desenvolvidos; desenvolver um protótipo inicial de uma infra-estrutura similar ao TAC-SCM para prover suporte para o desenvolvimento, teste e ajuste dos agentes do sistema; este simulador deve ser adequado ao cenário específico da gestão da cadeia de suprimentos da indústria de petróleo; desenvolver agentes inteligentes que tratem de aspectos específicos da gestão da cadeia de suprimentos da indústria de petróleo; desenvolver modelos de otimização que provenham suporte e embasamento operacional às decisões dos agentes; testar e validar o protótipo no(s) cenário(s) selecionado(s). Justificativa O Gerenciamento de Cadeia de Suprimentos (Supply Chain Management SCM) está relacionado com o planejamento e a coordenação das atividades de uma organização em torno de toda a sua cadeia de suprimentos, desde a obtenção de matéria prima até a entrega de produtos finalizados. Grande parte das soluções em produção nas grandes empresas são baseadas na estrutura hierárquica de 3
regras de planejamento e logística a serem seguidas pelos diversos setores e entidades da organização. As empresas do setor de petróleo, em geral, são verticalmente integradas e realizam uma grande variedade de atividades abrangendo desde a exploração de petróleo propriamente dita, passando pelo refino e chegando à distribuição. O gerenciamento da cadeia de suprimentos petrolífera pode ser dividido em três grandes etapas em que informações são trocadas entre os diferentes níveis. Na primeira etapa, o planejamento estratégico da cadeia de suprimentos é realizado a cada dois meses através de um modelo de programação linear multiperíodo para um horizonte de planejamento de seis meses. Em seguida a alocação de petróleo é realizada mensalmente considerando um horizonte de dois meses. Por fim, um planejamento operacional é realizado diariamente para um horizonte de tempo de uma semana. Como é comum em empresas deste porte, a otimização realizada no nível mais alto não considera restrições operacionais nos níveis mais baixos, de modo que é necessário um mecanismo de retro-alimentação para que essas restrições sejam paulatinamente atendidas, idealmente com o mínimo de desvio possível do planejamento original. O principal problema desta abordagem é que as regras de alto nível definidas pela raiz da hierarquia e seus diversos ramos estabelecem um conceito de entidade reguladora centralizada, o que impede otimizações no processo que necessitem de uma flexibilização nas mesmas. Motivados por este problema, diversos pesquisadores têm apontado a abordagem multi-agentes como promissora na resolução de diversos problemas de planejamento e logística na área de SCM. A idéia por trás desta abordagem é o estabelecimento de protocolos de negociação entre as diversas entidades de um SCM, as quais são denominadas agentes, e a definição do planejamento e logística da organização com base na negociação entre os mesmos. Cada agente, buscando otimizar seu processo interno, flexibiliza suas regras ao negociar com os demais agentes. O resultado esperado é que se tenha um ótimo global melhor do que em uma solução reguladora centralizada. Cada agente deve contar com modelos de otimização de seus processos internos; tais modelos são usados para avaliar o impacto local dos acordos que devem ser buscados com os demais agentes. Devido à necessidade de agilidade no processo negociatório, os agentes esperam por respostas rápidas às consultas realizadas a seus modelos. Assim, é conveniente que tais modelos de otimização possam ser executados em um ambiente paralelo de alto desempenho. Dado o interesse das empresas em otimizar suas soluções de SCM e a adequação da abordagem multi-agentes para este fim, criou-se uma competição mundial e aberta de soluções baseadas em agentes para gerenciamento de cadeias de suprimentos, denominada de Trading Agent Competition for SCM, ou simplesmente TAC-SCM (http://www.sics.se/tac). Utilizando o TAC-SCM, tem-se 4
um ambiente de teste e avaliação de soluções multi-agentes de SCM, abordando os principais problemas inerentes à área. É nesse contexto que se insere o presente projeto, buscando aplicar os conceitos da abordagem de multi-agentes e experimentos já realizados no âmbito do TAC- SCM ao problema de gerenciamento da cadeia de suprimentos da indústria de petróleo, com o objetivo de otimizar os processos inerentes a este gerenciamento. Por se tratar de um projeto de forte ênfase em pesquisa e desenvolvimento, são esperadas como contribuições de longo prazo a obtenção de destaque na comunidade científica e um produto finalizado e utilizável para otimização do processo de SCM. Resultados Esperados: Os resultados esperados com o desenvolvimento deste projeto, em seus primeiros vinte e quatro meses, são: 1. um melhor entendimento do problema de longo prazo a ser resolvido, particularmente a gestão da cadeia de suprimentos da indústria de petróleo; 2. definição e modelagem dos problemas de otimização locais a cada agente da cadeia de suprimentos da PETROBRAS; 3. uma definição do framework de agentes mais adequada para a resolução do problema de longo prazo; 4. desenvolvimento de um sistema multi-agentes para participar da competição TAC-SCM; 5. uma definição do escopo inicial a ser estudado - caso de estudo da cadeia de suprimento da indústria de petróleo; 6. um protótipo inicial da infra-estrutura de simulação, adequada ao caso de estudo definido; 7. implementação de agentes tratando o caso de estudo definido. O desenvolvimento do trabalho será feito de tal forma que se tenha uma grande interação e sinergia entre as equipes dos parceiros. Entretanto, visando uma melhor gestão dos trabalhos, cada Universidade será responsável pela coordenação de aspectos particulares das atividades que buscam alcançar os resultados listados acima. Nesse sentido, a UFCG ficará responsável pela coordenação de todas as atividades de desenvolvimento de software, particularmente do estudo dos frameworks de agentes, do desenvolvimento do agente para a competição TAC-SCM, como também do desenvolvimento do ambiente de simulação do TAC-SCM voltado para o caso de estudo definido. A UFF será responsável pela coordenação das atividades relacionadas com a definição e modelagem dos problemas de otimização da cadeia de suprimentos da PETROBRAS, bem como pela definição do caso de estudo do projeto, enquanto que a UFTPR irá coordenar as atividades ligadas ao projeto do sistema multiagentes para participação na competição TAC-SCM e ao projeto e implementação de agentes para tratar dos aspectos específicos da cadeia de suprimentos da PETROBRAS. A tabela abaixo lista os entregáveis do projeto com uma breve descrição dos mesmos e uma indicação dos prazos de entrega. 5
Entregáveis: Item Tipo Descrição Prazo 1 Relatório Avaliação do TAC-SCM e plano para desenvolvimento Início do de uma solução para o mesmo bimestre 2 2 Relatório Avaliação dos frameworks para desenvolvimento de Início do sistemas multi-agentes bimestre 4 3 Relatório Descrição da cadeia de suprimentos da indústria de Início do petróleo, incluindo os requisitos dos modelos a serem bimestre 4 desenvolvidos. (Importante: este documento requer forte participação do cliente.) 4 Software Primeira versão de uma solução para o TAC-SCM Início do bimestre 4 5 Software Segunda versão de uma solução para o TAC-SCM Início do bimestre 5 6 Software Versão final da solução para o TAC-SCM Início do bimestre 6 7 Relatório Descrição da partição do SCM da PETROBRAS que Início do servirá de estudo de caso bimestre 6 8 Relatório Modelagem inicial dos problemas de otimização locais Início do bimestre 7 9 Relatório Projeto do TAC-SCM adaptado para a indústria de Início do 10 Relatório petróleo (caso PETROBRAS) Modelagem do sistema multiagentes para o estudo de caso a ser desenvolvido (ativo/reativo, modelos de colaboração e cooperação, algoritmos de comunicação e aprendizado, métodos de aquisição de conhecimento e coordenação) bimestre 7 Início do bimestre 8 11 Software Primeira versão do simulador do TAC-SCM adaptado Início do para a cadeia logística da PETROBRAS bimestre 9 12 Relatório Modelagem de soluções para o TAC-SCM da indústria Início do de petróleo (caso PETROBRAS) bimestre 9 13 Software Primeira versão de uma solução para o TAC-SCM da Início do PETROBRAS (estudo de caso) bimestre 9 14 Software Versão final do simulador do TAC-SCM adaptado para Início do a PETROBRAS bimestre 10 15 Relatório Modelagem final dos problemas de otimização locais Início do bimestre 11 16 Software Versão final do de uma solução para o TAC-SCM da Início do cadeia logística da PETROBRAS (estudo de caso) bimestre 12 17 Relatório Relatório final do projeto Final do bimestre 12 Mecanismos de Coordenação e Acompanhamento da Execução: A coordenação do projeto se dará de forma colegiada, com um coordenador em cada instituição de pesquisa, além de um coordenador representante do Centro de Pesquisas da PETROBRAS. Serão realizadas reuniões de planejamento mensais, normalmente de forma virtual, com o suporte de tecnologias de áudio e/ou vídeo 6
conferência pela Internet. Adicionalmente, serão realizadas reuniões técnicas sempre que se julgar necessário. Além das reuniões virtuais, estão previstas seis reuniões presenciais, sendo quatro de planejamento e duas técnicas. Os seguintes mecanismos de acompanhamento serão utilizados: a) emissão de relatório bimestral, contendo as ações planejadas e concluídas no período, as ações previstas para o próximo período, eventuais problemas e atrasos e propostas de ajustes; b) reunião semestral entre os coordenadores do projeto para apreciação e aprovação do relatório do período; O indicador a ser utilizado no acompanhamento será o de realização físicofinanceira do projeto. Equipe Executora: Na UFCG: Função Perfil Nome Carga horária semanal Coordenador Doutor com experiência na condução Francisco 6 de projetos de P&D Brasileiro Gerente Recém-doutor Raquel Lopes 40 Pesquisador Doutor com experiência em sistemas Hyggo Almeida 6 multi-agentes Desenvolvedor Graduando em Ciência da Computação A definir 16 Desenvolvedor Graduando em Ciência da Computação A definir 16 Desenvolvedor Graduando em Ciência da Computação A definir 16 Desenvolvedor Graduando em Ciência da Computação A definir 16 Na UFF: Função Perfil Nome Carga horária semanal Coordenador Doutor com experiência na condução Eduardo Uchoa 8 de projetos de P&D Pesquisador Doutor com experiência em projetos de Artur Pessoa 8 P&D Pesquisador Doutor com experiência em Lúcia 8 computação paralela e distribuída Drummond Pesquisador/ Doutorando em Ciência da A definir 20 Desenvolvedor Desenvolvedor Computação / Produção Graduando em Ciência da Computação / Produção A definir 20 7
Na UTFPR: Função Perfil Nome Coordenador Doutor com experiência na condução de projetos de P&D e Supply chain Doutor com experiência em sistemas multi-agentes Doutorando em Engenharia Elétrica (supply chain) Carga horária semanal Valéria Arruda 6 Pesquisador César Augusto 8 Tacla Pesquisador/Des A definir 20 envolvedor Pesquisador/Des Mestrando em Engenharia Elétrica A definir 20 envolvedor Desenvolvedor Graduando em Engenharia Eletrônica A definir 20 Desenvolvedor Graduando em Engenharia da A definir 20 Computação Etapas e Cronograma Físico: Cronograma de execução FORMAÇÃO DA EQUIPE ETAPAS Bimestres (início em 01/2008) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ESTUDO DO TAC-SCM ESTUDO SOBRE FRAMEWORKS PARA O DESENVOLVIMENTO DE SMA ESTUDO SOBRE A CADEIA DE SUPRIMENTOS (SC) DA INDÚSTRIA PETROLÍFERA PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO PARA O TAC-SCM DEFINIÇÃO DA PARTIÇÃO DO SC DA INDÚSTRIA PETROLÍFERA A SER ABORDADA ESTUDO DETALHADO DOS CENÁRIOS DA PARTIÇÃO SELECIONADA PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DO TAC-SCM ADAPTADO PARA O SC DA INDÚSTRIA PETROLÍFERA PROJETO E IMPLEMENTAÇÃO DE UMA SOLUÇÃO PARA O TAC-SCM INDÚSTRIA PETROLÍFERA DEFINIÇÃO E MODELAGEM DOS PROBLEMAS DE OTIMIZAÇÃO LOCAIS A CADA AGENTE DA SC DA INDÚSTRIA PETROLÍFERA TESTES TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA 8
Cronograma de Desembolso: O valor do aporte financeiro necessário para desenvolver as atividades descritas nesse Plano de Trabalho será de R$ 1.000.385,23 (um milhão, trezentos e oitenta e cinco reais e vinte e três centavos). O desembolso deverá ser feito em 4 (quatro) parcelas, de acordo com os valores em reais detalhados na tabela abaixo: Parcelas 1ª 2 3 4 Total UFCG 108.963,93 59.992,62 108.963,93 59.992,62 337.913,10 UFF 100.717,21 64.764,81 100.717,21 64.764,80 330.964,03 UTFPR 105.842,43 59.911,62 105.842,43 59.911,62 331.508,10 TOTAL 315.523,57 184.669,05 315.523,57 184.669,04 1.000.385,23 1ª Parcela Assinatura do Termo de Cooperação. 2ª Parcela 6 meses após assinatura do Termo de Cooperação e contra a apresentação e aprovação da prestação de contas parcial e do relatório de desenvolvimento das atividades. 3ª Parcela 12 meses após assinatura do Termo de Cooperação e contra a apresentação e aprovação da prestação de contas parcial e do relatório de desenvolvimento das atividades. 4ª Parcela 18 meses após assinatura do Termo de Cooperação e contra a apresentação e aprovação da prestação de contas parcial e do relatório de desenvolvimento das atividades. 3 - Planilha de Desembolso: O detalhamento do orçamento do projeto encontra-se nas planilhas abaixo mencionadas, em anexo: - UFCG-Planilha de Desembolso atual MAS-SCM.xls ; - UFF-Planilha de Desembolso atual MAS-SCM.xls ; e - UTFPR-Planilha de Desembolso atual MAS-SCM.xls. 9