Um Estudo sobre Modelagem Conceitual Baseada em

Transcrição

UNIVERSIDADE CATÓLICA DE PELOTAS
ESCOLA DE INFORMÁTICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM INFORMÁTICA
Agentes
por
Rosaura Espírito Santo da Silva
Trabalho Individual I
TI–2006/2–08
Pelotas, dezembro de 2006
Rosaura Espírito Santo da Silva
Agentes
Trabalho Individual referente ao 2º período do
Curso de Mestrado em Ciência da Computação
da Universidade Católica de Pelotas
Orientador:
Professor Antônio Carlos da Rocha Costa
Pelotas
Novembro de 2006
Agradecimentos
Acredito que nada na vida nada é por acaso. O que executamos, ou as pessoas que
conhecemos durante a nossa caminhada são oportunidades para que possamos crescer, conhecer,
aprender e nos tornarmos pessoas melhores.
Neste momento estou dando mais um passo para o meu crescimento pessoal e
profissional, o mestrado além de abrir portas profissionais também tem me dado à oportunidade
de conhecer novas pessoas e de reencontrar outras.
Obrigado a todos os meus novos amigos e aos que voltei a encontrar. Os dias no
mestrado são sempre mais agradáveis quando vocês estão.
Quero nesse momento agradecer a todos os professores, sei que não estou na reta
final, ainda tenho muita coisa pela frente, mas gostaria de externar o meu mais sincero
agradecimento a todos. Ao meu orientador, Professor Rocha, não tenho palavras para agradecer a
paciência, o respeito e todo o conhecimento que me proporcionou, obrigado.
Como não poderia deixar de ser, quero agradecer a minha família que sempre se
mostrou presente, não só neste momento mas em todos os momentos da minha vida.
Especialmente agradeço a minha mãe pelo exemplo de vida, pela educação e pelo apoio em todos
os momentos.
Muitas vezes saí de casa com o coração apertado, deixando os meus filhos, por esse
motivo quero pedir desculpas a eles por não ter estado mais presente, vida de mestranda não é
fácil, mas vamos sobreviver.
Ao meu esposo, amigo, companheiro, por ser o meu maior incentivador e por estar
comigo em todos os momentos, mesmo os mais difíceis. Sandro, obrigado. Te amo!
Resumo
Os problemas encontrados em aplicações industriais são por natureza complexos.
Esta classe de aplicações é tipicamente caracterizada por um grande número elementos com
muitas interações. A engenharia de software tem buscado prover estruturas e técnicas para mais
facilmente tratar esta complexidade. A Inteligência Artificial Distribuída, através de Sistemas
Multiagentes tem procurado minimizar tais problemas. A busca de uma metodologia que
represente de forma concreta e fidedigna esta realidade é o foco do presente estudo. O presente
trabalho tem por objetivo o estudo de algumas das metodologias que estão sendo adotadas para a
modelagem de SMA e a aplicação das mesmas a um estudo de caso, qual seja, a modelagem
conceitual baseada em agentes da indústria global da construção naval. Através do estudo
aprofundado das características e aplicações será possível identificar a metodologia que mais se
aproxima da realidade na qual o estudo de caso se baseia.
Title: A Study on Conceptual Modeling Based on Agents
Abstract
The problems found in industrial applications are naturally complex. This set of
applications are typically characterized by a great number of elements with many interactions.
Software engineering has attempted to provide structures and techniques to deal with this
complexity more easily. Distributed Artificial Intelligence, through the Multi-agent systems, has
searched to minimize such problems. The search for a methodology which represents this reality
in a more concrete and trustworthy way is the focus of the present study. This work aims to
investigate some of the methodologies which have been adopted for MAS modelling as well as
their application into a case study, namely the conceptual modelling based on agents of the naval
construction global industry. Through the study of its features and applications, it will be possible
to identify the methodology which best approaches the reality in which the case study is based
on.
Key Words: agent, naval construction, ship
Sumário
Lista de figuras
Lista de abreviaturas
Lista de tabelas
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................................................12
1.1. OBJETIVOS..........................................................................................................................................................12
1.2. ESTRUTURA DE TEXTO .......................................................................................................................................13
2 .AGENTES E SISTEMAS MULTIAGENTES.....................................................................................................14
2.1. SISTEMAS MULTIAGENTES .................................................................................................................................14
2.1.1 Organização.................................................................................................................................................15
2.1.2. Coordenação ...............................................................................................................................................15
2.1.3. Cooperação .................................................................................................................................................15
2.1.4. Comunicação ..............................................................................................................................................16
2.1.5. Interação .....................................................................................................................................................16
2.2. AGENTES ............................................................................................................................................................17
3. MODELAGEM DE SISTEMAS BASEADA EM AGENTES E TECNOLOGIA DE SISTEMAS DE
AGENTES...................................................................................................................................................................19
3.1. MODELAGEM DE SISTEMAS BASEADA EM AGENTES ..........................................................................................19
3.2. TECNOLOGIA DE AGENTES PARA CONSTRUÇÃO DE SISTEMA ...............................................................................21
4.ORGANIZAÇÃO DE SISTEMAS DE AGENTES ..............................................................................................23
4.1. MOISE+ ..............................................................................................................................................................23
4.1.1. Especificação Organizacional (EO)............................................................................................................24
Especificação estrutural (EE) é composta pelos seguintes níveis:........................................................................24
4.1.2. Entidade organizacional (EnO)...................................................................................................................25
4.2. INSTITUIÇÕES ELETRÔNICAS ...............................................................................................................................26
4.3. MODELO POPULAÇÃO-ORGANIZAÇÃO ...............................................................................................................28
5. METODOLOGIAS DE MODELAGEM BASEADA EM AGENTES ..............................................................31
5.1. METODOLOGIA GAIA ........................................................................................................................................31
5.2.METODOLOGIA MAS-COMMONKADS ...............................................................................................................33
5.3. METODOLOGIA JADE ........................................................................................................................................35
6. A INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO NAVAL.....................................................................................................42
6.1.VISÃO GERAL ......................................................................................................................................................42
6.2. O MERCADO GLOBAL .........................................................................................................................................42
6.3. OS CONSTRUTORES .............................................................................................................................................43
6.4. O PRODUTO FINAL ..............................................................................................................................................43
6.5. ESTRATÉGIAS DOS CONSTRUTORES ....................................................................................................................44
6.5.1.Estratégia voltada para um país principal (country centered)......................................................................44
6.5.2. Estratégia de iniciar em um país principal (simple global strategy) ...........................................................44
6.5.3. Barreiras ao crescimento e à globalização..................................................................................................45
6.6. IDENTIFICAÇÃO DOS AGENTES DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO NAVAL .............................................................45
6.6.1. Classes de agentes ......................................................................................................................................46
6.6.2. Concorrentes na indústria naval..................................................................................................................46
6.6.3. Entrantes potenciais....................................................................................................................................47
6.7. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS DOS CONCORRENTES DA INDÚSTRIA NAVAL .......................................................47
6.7.1. Objetivos e estratégias ................................................................................................................................48
6.7.2. Ações decisivas ..........................................................................................................................................49
6.7.3. Trocas entre agentes ...................................................................................................................................49
6.8. OBJETIVOS E ESTRATÉGIAS TÍPICOS DE CADA CLASSE DE AGENTE ......................................................................50
6.8.1. Estaleiros ....................................................................................................................................................50
6.8.2. Armadores ..................................................................................................................................................51
6.8.3. Fornecedores...............................................................................................................................................51
6.8.4. Substitutos ..................................................................................................................................................52
6.8.5. Governo ......................................................................................................................................................52
6.8.6. Organizações internacionais .......................................................................................................................52
6.8.7. Sistema financeiro ......................................................................................................................................53
6.9. AÇÕES DECISIVAS TÍPICAS DAS PRINCIPAIS CLASSES DE AGENTES ......................................................................53
6.9.1.Ações dos estaleiros ....................................................................................................................................53
6.9.2. Ações dos armadores ..................................................................................................................................54
6.9.3. Ações dos fornecedores ..............................................................................................................................54
6.9.4. Ações dos substitutos..................................................................................................................................54
6.9.5. Ações do governo .......................................................................................................................................54
6.9.6. Ações do sistema financeiro .......................................................................................................................55
6.10. TROCAS TÍPICAS ENTRE AS PRINCIPAIS CLASSES DE AGENTES ...........................................................................55
6.10.1. Trocas envolvendo estaleiros....................................................................................................................55
6.10.2. Trocas envolvendo armadores ..................................................................................................................56
6.10.3. Trocas envolvendo fornecedores ..............................................................................................................56
6.10.4. Trocas envolvendo substitutos..................................................................................................................56
6.10.5. Trocas envolvendo o governo...................................................................................................................56
7. REGIÕES................................................................................................................................................................57
7.1. EUROPA ..............................................................................................................................................................57
7.1.1. Características Gerais .................................................................................................................................57
7.1.2. Tipos de embarcação ..................................................................................................................................57
7.1.3. Políticas e Subsídios ...................................................................................................................................57
7.1.4. Sistema de alianças.....................................................................................................................................58
7.1.5. Principais agentes .......................................................................................................................................58
7.2. ESTADOS UNIDOS ...............................................................................................................................................59
7.3. JAPÃO .................................................................................................................................................................62
7.4. CORÉIA ...............................................................................................................................................................65
7.4.1. Características gerais ..................................................................................................................................65
7.5. CINGAPURA ........................................................................................................................................................68
7.5.2. Tipos de Embarcação..................................................................................................................................68
7.6. CHINA ................................................................................................................................................................70
7.6.1. Características gerais ..................................................................................................................................70
7.7. BRASIL ...............................................................................................................................................................72
8. ESTUDO DE CASO: MODELAGEM DA INDÚSTRIA DA CONSTRUÇÃO NAVAL ................................79
8.1. TABELAS DESCRITORAS DAS REGIÕES ................................................................................................................79
8.2. TABELAS DESCRITORAS DOS TIPOS DE AGENTES ................................................................................................87
9. CONCLUSÃO ........................................................................................................................................................90
10. BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................................................................91
Lista de figuras
Figura 1 - Visão simplificada dos constituintes de um SMA segundo o modelo Moise+ [8]....... 26
Figura 2 - Relacionamento entre os modelos Gaia, Retirado de [22]............................................ 33
Figura 3 – Modelo CommonKADS retirado de [20]..................................................................... 35
Figura 4 - Visão Geral da Metodologia retirado de [18]. .............................................................. 36
Figura 5 - Exemplo de tabela de responsabilidades retirada do SisRecAC................................... 40
Figura 6 - Exemplo de tabela de tabela de responsabilidades retirada do SisRecAC. .................. 41
Figura 7 - Mercados Globais. ........................................................................................................ 43
Lista de tabelas
Tabela 1 - Tabela descritora Europa.............................................................................................. 79
Tabela 2 - Tabela descritora dos Estados Unidos.......................................................................... 80
Tabela 3 - Tabela descritora do Japão ........................................................................................... 81
Tabela 4 - Tabela descritora da Coréia.......................................................................................... 82
Tabela 5 - Tabela descritora da Cingapura.................................................................................... 83
Tabela 6 - Tabela descritora da China ........................................................................................... 84
Tabela 7 - Tabela descritora do Brasil (Parte I)............................................................................. 85
Tabela 8 - Tabela descritora do Brasil (Parte II) ........................................................................... 86
Tabela 9 - Tabela dos estaleiros estabelecidos .............................................................................. 87
Tabela 10 - Tabela dos armadores estabelecidos........................................................................... 88
Tabela 11 - Tabela dos estaleiros entrantes potenciais.................................................................. 89
Tabela 12 - Tabela dos armadores entrantes potenciais ................................................................ 89
Lista de abreviaturas
ANP
AUML
ED
EE
EF
EnO
EO
FMM
JADE
Moise
OA
OCDE
OMC
ONIP
OO
SisRecAC
SMA
TPB
TSL
UML
- Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustivel
- Agent Unifed Modeling Language
- Especificação Deôntica
- Especificação Estrutural
- Especificação Funcional
- Entidade Organizacional
- Especificação Organizacional
- Fundo da Marinha Mercante
- Java Agent Development Framework
- Modelo f Organization for Multiagent Systems
- Orientado a Agentes
- Organização para a Cooperação e o Desenvolvimento Econômico
- Organização Mundial de Comércio
- Organização Nacional da Indústria do Petróleo
- Orientação a Objetos
- Sistema Recomendação de Artigos Científicos
- Sistema Multiagente
- Toneladas de Porte Bruto
- Techno Superliner
- Unified Modeling Language
1. Introdução
Cada vez mais, sistemas multiagentes estão sendo utilizados para a resolução de
problemas, isto tem ocorrido devido a algumas características que a abordagem multiagente tem
para a resolução de problemas complexos e de natureza descentralizada, utilizando unidades
autônomas denominadas agentes.
Ao agrupamento de agentes que trabalham de forma cooperativa onde cada um
resolve uma parte do problema damos o nome de Sistema Multiagente (SMA). O
desenvolvimento de Sistemas Multiagentes transformou-se em um fator importante para a
indústria, e a preocupação com a qualidade desses sistemas se faz necessária.
Do ponto de vista da Engenharia de Software, para a construção de um software
produtivo e de alta qualidade é necessário um conjunto de métodos, ferramentas e procedimentos
que se façam presentes em todas as etapas de desenvolvimento. Inserido neste contexto é
necessário que o paradigma Orientado a Agentes (OA) seja também suportado por técnicas e
métodos que garantam a qualidade do processo de produção de software.
1.1. Objetivos
Geral
O presente trabalho tem como objetivo o estudo e avaliação de metodologias para
modelagem de Sistemas Multiagentes.
Específicos
- Estudo da metodologia orientada a agentes chamada GAIA;
- Estudo da metodologia orientada a agentes chamada MAS-CommonKADS;
- Estudo da metodologia orientada a agente chamada JADE (Java Agent
Development framework)
- Desenvolvimento de exemplo de modelagem conceitual baseada em agentes
utilizando a metodologia JADE;
- Estudos dos diversos tipos de diagramas utilizados em outras metodologias, para a
representação de modelos Orientados a Agentes;
- Complementação do exemplo de modelagem conceitual JADE com diagramas
utilizados em outras metodologias.
- Complementação do modelo conceitual da indústria naval com diagramas propostos
por outras metodologias.
1.2. Estrutura de Texto
Este texto está organizado da seguinte forma. A Seção 2 contém um resumo dos
conceitos de agentes e de sistemas multiagentes. A Seção 3 apresenta as diferenças entre os
conceitos de modelagem baseada em agentes e de tecnologia de sistemas de agentes. A Seção 4
faz um resumo do modo como o conceito de organização é utilizado no contexto dos sistemas
multiagentes e apresenta dois modelos de organização. A Seção 5 resume as principais
metodologias de modelagem baseada em agentes. A Seção 6 caracteriza o ambiente da indústria
da construção naval. A Seção 7 define as características de cada uma das regiões. A Seção 8
apresenta o estudo de caso realizado no trabalho, a modelagem conceitual baseada em agentes da
indústria global da construção naval. A Conclusão está na Seção 9.
2 .Agentes e Sistemas Multiagentes
2.1. Sistemas Multiagentes
Um Sistema Multiagente (SMA) é um tipo de sistema de Inteligência Artificial
Distribuída no qual é utilizado um conjunto de componentes de inteligência artificial, chamados
agentes. Os agentes são componentes autônomos com objetivos particulares que se interrelacionam em um ambiente, interagindo, negociando e coordenando esforços para resolução de
tarefas.
As características dos agentes estão diretamente relacionadas com o ambiente onde
está inserido, o ambiente define se os agentes são homogêneos ou heterogêneos, se os objetivos
são comuns a todos os agentes ou não, se os agentes têm caráter competitivo ou colaborativo, etc.
Basicamente um SMA é composto por um ambiente, um conjunto de objetos
(sensores, atuadores), um conjunto de agentes, um conjunto de relações que ligam os objetos, um
conjunto de operações (tarefas), operadores que representam os resultados das operações e as
reações do ambiente a eles e um conjunto de interações possíveis entre os agentes.
A característica essencial da abordagem SMA é a filosofia de resolução distribuída de
problemas, utiliza a estratégia de dividir para conquistar. A resolução cooperativa distribuída de
problemas diz que um problema é dividido em subproblemas e cada um é solucionado
separadamente por um agente ou grupo de agentes, cada um destes comunicando ou cooperando
entre si quando necessário, com a idéia básica de que a soma dos resultados locais corresponderá
à solução do problema geral [10]. Desta forma é possível constatar que aplicar uma abordagem
orientada a agentes para a resolução de um problema significa decompô-lo em múltiplos
componentes autônomos com objetivos particulares e que se inter-relacionam. Para contemplar
esta abordagem é possível perceber que a organização, coordenação, cooperação, comunicação e
interação são características fundamentais em um SMA.
2.1.1 Organização
Segundo [17], organização refere-se ao conjunto de compromissos globais, crenças
mútuas, e intenções comuns aos agentes quando agem juntos para atingir um dado objetivo. A
organização garante a realização dos objetivos gerais do SMA pois define um conjunto de
diretrizes que descrevem as interações entre os agentes, criando padrões comportamentais.
2.1.2. Coordenação
Coordenação é o processo pelo qual um agente raciocina sobre suas ações locais e as
ações (antecipadas) de outros agentes com o objetivo de garantir que a comunidade funcione de
maneira coerente [11].
A necessidade de coordenação entre múltiplos agentes é necessária pois [11]: existem
dependências entre as ações dos agentes, ou seja, a ação de um agente pode ser pré-requisito da
ação de outro agente; nenhum indivíduo tem competência, recursos ou informação suficientes
para resolver um problema completo de forma independente; deve ser garantido o respeito à
restrições globais à solução do problema; devem ser viabilizados procedimentos que garantam a
harmonia quando da execução de uma tarefa de forma conjunta por mais de um agente.
A coordenação é um fator vital para o funcionamento de um Sistema Multiagente,
pois sem coordenação os benefícios advindos da resolução distribuída de problemas desaparecem
e a comunidade pode evoluir para coleção de indivíduos que agem de forma incoerente em
relação ao sistema como um todo.
2.1.3. Cooperação
Conforme [16] ,“cooperação acontece quando vários agentes planejam e executam
suas ações de uma forma coordenada”, sendo que é requerida quando: o agente não consegue
encontrar um plano local que contemple o objetivo; o plano adequado ao objetivo envolve ações
de outros agentes; o agente considera que um plano pode ser melhor (de menor custo ou mais
eficiente) do que um plano local. Na fase de planejamento: o agente encontra planos incompletos,
que podem ser completados em cooperação com outros agentes; ou o agente encontra eventos
para os quais não está habilitado a responder, mas sabe que outros agentes estão.
Os objetivos genéricos para a cooperação entre agentes são [17]: diminuição do
tempo de execução de uma tarefa através do paralelismo; aumento do escopo de tarefas
executáveis através do compartilhamento de recursos; maior probabilidade de finalização de uma
tarefa em função de sua dupla incumbência, a ser realizada possivelmente através de distintos
métodos de execução; e diminuição da interferência entre tarefas evitando interações prejudiciais.
2.1.4. Comunicação
A capacidade de comunicação de um agente o habilita a trocar informações com
outros agentes, a troca de mensagem se caracteriza por um agente que envia a mensagem e outro
agente que recebe a mensagem. A comunicação possibilita aos agentes a coordenarem suas ações
e comportamentos sempre objetivando o cumprimento de alguma tarefa. A comunicação pode ser
feita através de um protocolo binário, que envolve um único remetente e um único destinatário,
ou de um protocolo n-ário, que envolve um único remetente e vários destinatários (por exemplo,
multicast e broadcast), sendo que nos dois casos é especificado por uma estrutura de dados
contendo elementos básicos [9]: remetente; destinatário(s); linguagem; funções de codificação;
ações a serem tomadas pelo receptor.
2.1.5. Interação
A interação possibilita a combinação de esforços entre um conjunto de agentes na
busca de soluções para problemas globais, pressupondo ações de coordenação de ao menos dois
agentes.
Os aspectos a serem considerados no processo de interação de agentes são [1]: entre
quem a interação deve ocorrer; quando a interação deve ocorrer; qual deve ser o conteúdo da
interação ou comunicação; como a interação deve ser realizada, definindo os processos e recursos
a serem utilizados; porque a interação é necessária; e com base em que mecanismo será
estabelecida a compreensão mútua (linguagem comum, interpretação baseada no contexto, etc).
2.2. Agentes
Agentes são os elementos fundamentais em um SMA, é são os objetos que conferem
autonomia, dinamicidade e interatividade aos SMAs .
Não existe uma definição única para agente, um dos motivos mais evidentes é que
normalmente as características dos agentes são definidas a partir da definição do domínio da
aplicação onde tais agentes irão atuar.
Basicamente um agente deve ter certo grau de autonomia para tomada de decisões,
deve interagir com outros agentes e executar ações na busca da solução de problemas.
Os agentes estão divididos em dois grandes tipos: os reativos e os cognitivos. Os
agentes reativos baseiam-se em modelos de organização biológica ou etológica, como por
exemplo, as sociedades de formigas ou cupins. O modelo de funcionamento de um agente reativo
é o de estímulo-resposta onde os agentes possuem um conjunto de regras que mapeiam
percepções do ambiente diretamente em ações. Em geral, estes agentes não apresentam uma
percepção explicita do estado do ambiente e dos outros agentes, não planejam suas ações futuras
e não se comunicam com outros agentes, tomando conhecimento das ações dos outros agentes
pelas mudanças ocorridas no ambiente. Normalmente existem em grande quantidade no sistema e
possuem baixa complexidade.
Os agentes cognitivos são baseados nos modelos de organização social, de sociedades
humanas: grupos, hierarquias, mercados etc. Os Agentes Cognitivos possuem uma representação
explícita do ambiente e dos membros da comunidade e podem raciocinar sobre as ações tomadas
no passado e planejar ações futuras. Os Agentes Cognitivos podem interagir com os demais
membros da comunidade através de linguagens e protocolos de comunicação complexos,
estratégias sofisticadas de negociação etc. São agentes que apresentam elevada complexidade
computacional e se caracterizam por apresentar um comportamento inteligente tanto em
comunidade quanto isoladamente. As comunidades de agentes geralmente são compostas por um
pequeno número de participantes. Os agentes autônomos possuem um alto grau de determinação,
eles podem decidir por motivações próprias, quando as ações devem ser tomadas e em quais
condições. Na maioria dos casos estes agentes precisam interagir com outros agentes para atingir
seus objetivos, por não possuírem habilidades ou recursos suficientes para solucionar seus
problemas sozinhos ou ainda pela interdependência em relação a outros agentes. Os objetivos
destas interações são fazer outros agentes assumirem um determinado sentido de suas ações
(como por exemplo executar um serviço em particular), modificarem uma linha de ação
planejada, ou ainda atingir um acordo sobre ações conjuntas. Uma vez que estes agentes não
possuem um controle direto sobre os outros se faz necessário utilizar uma estratégia de
cooperação para alcançar objetivos globais.
Os agentes devem assumir algumas características, são elas [7]:
posicionamento (situatedness): o agente recebe sinais de entrada dos seus
sensores vindos do ambiente no qual está localizado e pode executar ações
contextualizadas que modifiquem o ambiente de alguma forma;
autonomia: o agente deve ter a possibilidade de agir sem a intervenção
direta de usuários ou de outros agentes, além de poder controlar totalmente suas ações e
seu estado interno;
pró-atividade (pro-activeness): os agentes não devem apenas agir em
resposta ao seu ambiente, mas devem agir oportunamente por iniciativa própria de acordo
com seus objetivos;
sociabilidade: os agentes devem poder interagir, quando apropriado, com
outras entidades do ambiente de forma a melhor resolver seus problemas e ajudá-las nas
suas atividades;
adaptabilidade (adaptiveness): os agentes devem poder mudar o seu
comportamento devido a uma experiência anterior;
receptividade (responsiveness): os agentes devem poder perceber o seu
ambiente e responder adequadamente a mudanças que ocorram nele;
mobilidade: os agentes podem estar aptos a transportar-se de uma máquina
para outra.
3. Modelagem de Sistemas Baseada em Agentes e Tecnologia
de Sistemas de Agentes
3.1. Modelagem de Sistemas Baseada em Agentes
A pesquisa em Engenharia de Software Orientada a Agentes tem como ponto de
partida a possibilidade de se modelar um sistema de software usando abstrações do nível de
agentes. Entretanto, há de se considerar que nem todas as abstrações de um sistema podem ser
capturadas na forma de agentes. Em alguns casos existe a necessidade de utilizar outras
metodologias que irão auxiliar na modelagem efetiva de um SMA.
Tratar sistemas como sendo compostos de agentes autônomos que interagem entre si
tem sido considerada uma promissora abordagem para o desenvolvimento de aplicações em
domínios complexos. Essa abordagem introduz novas abstrações e desafios e, portanto, novas
metodologias são necessárias, sobretudo no que concerne às atividades de análise e projeto. São
muitos os estudos realizados nessa área e, a cada dia, novas soluções são propostas. A maioria
dessas soluções, no entanto, está focada somente no desenvolvimento de sistemas baseados em
agentes e desconsidera que, na grande maioria das vezes, um sistema não deve ser visto como
sendo composto apenas de agentes de software. Ao contrário, agentes atuam em um ambiente e,
portanto, é muito importante modelar esse ambiente.
O ambiente é o fator principal na modelagem de agentes, os agentes serão modelados
em relação a um ambiente específico, portanto o ambiente define os objetivos, papéis e as
interações que devem existir entre os agentes.
Uma metodologia orientada a agentes deve representar o ambiente real e os agentes
devem ser identificados e inseridos no contexto do ambiente que esta sendo modelado.
No paradigma orientado a agentes, a metodologia deve suportar os conceitos de
autonomia, reatividade, racionalidade, capacidade social que são as características básicas dos
agentes em um SMA, esses fatores determinam a complexidade e o grande volume de interações
que devem ser representadas .
A modelagem deve ser capaz de representar as interações existentes entre os tipos de
agentes, definirem protocolos de troca de mensagem, identificar grupos de agentes, agentes
individuais, os papéis que os agentes assumem no contexto, as responsabilidades de cada um dos
papéis identificados para o agente alcançar seus objetivos, os planos que devem ser executados
para alcançar os objetivos gerais.
A maioria das metodologias de SMA está estrutura em duas fases básicas: Análise e
Projeto, análise que é responsável pelo levantamento dos requisitos e caracterização do ambiente
e a fase de projeto onde são identificados os agentes, papeis, interações etc.
De modo geral uma metodologia de desenvolvimento de software deve permitir
compreender:
um processo, como por exemplo; uma seqüência de fases e passos
que guiam o desenvolvedor na construção de sistemas;
um conjunto de regras heurísticas de suporte ao desenvolvedor em
fazer escolhas relevantes;
um número de instrumentos, por exemplo; diagramas, esquemas ou
representação de documentos em gráficos ou textos para um ou mais modelos de
sistema;
uma notação adequada para ser usada nestes instrumentos;
um conjunto de padrões que podem ser aplicados para resolver
situações comuns;
uma ou mais ferramentas que: automatize as muitas possibilidades,
e especifique fases e passos no processo, force consistência entre os modelos
produzidos, salientar o aparecimento de problemas pela escolha de projetos
incorretos, quando possível gerar código e documentação, etc.
3.2. Tecnologia de agentes para construção de sistema
A tecnologia de agentes inteligentes é um campo abrangente dentro da Inteligência
Artificial, podendo ser aplicada nos mais diversos tipos de problemas.
Conforme aumenta a complexidade dos sistemas de software a serem desenvolvidos,
novas abordagens de Engenharia de Software são propostas, visando resolver os novos problemas
que surgem. Em se tratando das abstrações usadas para gerenciar a complexidade, é possível
perceber a constante evolução que vai desde a abstração de procedimentos, tipos abstratos de
dados, objetos, componentes e mais recentemente, agentes, neste caso fazem-se necessário o
desenvolvimento de metodologias adequadas a este paradigma.
Os sistemas multiagentes são bastante flexíveis, podem ser formados por diversos e
distintos elementos, chamados de agentes. Os agentes podem executar diferentes funções e
modificar seu comportamento dinamicamente, podem ser vistos como entidades de software
capazes de realizar ações autônomas baseadas na sua experiência ou conhecimento do ambiente
onde estão inseridos, buscando alcançar os seus objetivos.
Os agentes podem trabalhar isoladamente ou de forma integrada com outros agentes,
neste caso deve-se observar características como negociação, coordenação de tarefas e
cooperação [24].
A aplicação da tecnologia de agentes se justifica quando observadas algumas
características, tais como [12]:
o domínio envolve uma inerente distribuição de dados, capacidades para
resolução de problemas e responsabilidades;
há a necessidade de se manter a autonomia das partes envolvidas, bem
como a estrutura organizacional;
as interações são razoavelmente sofisticadas, incluindo negociação,
compartilhamento de informações e coordenação; e
a solução para o problema não pode ser inteiramente descrita do princípio
ao fim, devido às diversas mudanças ambientais que podem ocorrer, além da
imprevisibilidade e dinamicidade dos processos de negócio.
A orientação a agentes é um paradigma de engenharia de software e, portanto, requer
metodologias adequadas, dependendo do nível de abstração podendo estar alavancada no
paradigma da orientação a objetos.
A Engenharia de Software Orientada a Agentes tem como ponto de partida a
possibilidade de se modelar um sistema de software usando abstrações do nível de agentes,
atualmente a falta de notações diagramáticas e ferramentas de projeto podem impedir a
exploração dos benefícios que estes agentes podem agregar em sistemas para resolução de
problemas complexos. A possibilidade de utilizar a AUML (Agent Unified Modeling Language)
que estende a UML (Unified Modeling Language) como ferramenta de apoio se deve ao fato da
AUML suportar os conceitos básicos da orientação a agentes, tais como agentes, papéis,
ambiente, ontologias, protocolos de interação entre outros.
Um aspecto importante a ser considerado em um SMA é o fato de um agente estar
inserido em um ambiente, o que torna a modelagem deste ambiente um dos pontos críticos do
desenvolvimento de sistemas multiagentes. A modelagem do ambiente determinará os tipos de
agentes, os papéis que os agentes irão assumir no ambiente e as relações e interações entre os
agentes buscando alcançar os objetivos finais.
4.Organização de Sistemas de Agentes
O conceito de organização é importante para os sistemas de agentes, porque a partir
dele é possível estruturar sistematicamente o modelo baseado em agentes que se quer elaborar,
seja para realizar a modelagem de uma realidade dada, seja para realizar a modelagem de um
sistema que se quer implementar utilizando a tecnologia de agentes.
Nesta seção, apresentam-se três modelos de organização de sistemas de agentes: o
modelo Moise+, o modelo das Instituições Eletrônicas e o modelo de População-Organização.
4.1. Moise+
Modelo organizacional Moise+ estabelece os componentes que formam uma
organização e como estes componentes contribuem para um SMA, este modelo também
considera a idéia de reorganização.
Moise+ é uma derivação do modelo Moise (Model of Organization for multI-agent
SystEms), que está centrado na organização e apresenta de forma clara as três formas de
representar restrições organizacionais: papéis; planos e normas. Por ter uma visão centrada na
organização, o Moise+ aborda a especificação organizacional e a entidade organizacional como
noções principais.
Conforme [8], o modelo é abordado sobre três aspectos: o estrutural que define os
papéis e como estes se relacionam na organização; o funcional que se refere aos objetivos globais
que devem ser atingidos que são definidos por metas, missões e planos mais gerais da
organização; o deôntico que liga o estrutural e o funcional definindo as responsabilidades dos
papéis nos planos globais.
4.1.1. Especificação Organizacional (EO)
Especificação Organizacional (EO) é composta produto das especificações
estruturais, pelo conjunto das especificações funcionais e pelo conjunto das especificações
deônticas.
Podendo ser representada pela formula abaixo:
OS = SS x FS x DS
onde:
OS – conjunto de todas as especificações organizacionais possíveis
SS – conjunto das especificações estruturais
FS – conjunto das especificações funcionais
DS – conjunto das especificações deônticas
A seguir detalharemos as três especificações:
4.1.1.1. Especificação estrutural (EE)
Especificação estrutural (EE) é composta pelos seguintes níveis:
Nível individual – é o nível dos papéis, tem a função de fazer a ligação
entre o agente e a organização. As ligações podem ser estruturais quando um agente
assume um determinado papel e são definidas restrições para o comportamento desse
papel em relação aos demais e as ligações podem ser funcionais quando representam o
comprometimento do agente com a missão da organização, restritas por um do conjunto
de objetivos que o agente pode ou deve ter.
Nível social – pressupõe ligações e compatibilidades, quando um papel se
relaciona com outros papéis existem restrições que são impostas nas relações entre eles.
As ligações restringem o comportamento dos agentes depois que eles assumem um papel,
já a compatibilidade limita os papéis que um agente pode desempenhar em função dos
papéis que ele já desempenha.
Nível coletivo – os papéis só existem dentro de um grupo. Existe um
conjunto de agentes com afinidades maiores e objetivos mais próximos agindo como se
fossem um único agente cujo comportamento busca atingir objetivos comuns.
4.1.1.2. Especificação funcional (EF)
Especificação funcional (EF) compreende:
Metas globais – representa um estado do mundo que é desejado pelo SMA.
Uma meta global caracteriza-se por ser uma meta do SMA como um todo.
Nível individual – são as missões com as quais os agentes se
comprometem. Uma missão é um conjunto coerente de metas globais de um papel, que
são atribuídos a um agente.
Nível coletivo – é a decomposição de metas globais através de planos que
indicam uma forma de satisfazer a meta. Um agente pode assumir uma missão e delegar
suas metas para outros agentes, o que interessa é a meta alcançada e não a maneira como
ele foi satisfeita.
Preferência entre missões – necessidade de especificar uma ordem de
preferência entre as missões. As preferências entre as missões devem ser representadas
por uma relação de ordem parcial.
4.1.1.3. Especificação deôntica (ED)
Especificação deôntica (ED) ocorre no nível individual e define quais as missões que
um papel tem permissão ou obrigação de se comprometer.
4.1.2. Entidade organizacional (EnO)
Entidade organizacional (EnO)é formada por uma finalidade que deve ser mantida
por um conjunto de agentes que instanciam uma Especificação organizacional.
Em uma especificação organizacional composta por especificação estruturada,
especificação funcional e especificação deôntica não existem a representação dos agentes e sim
dos papéis. Um SMA necessita que a especificação organizacional seja instanciada por um
conjunto de agentes onde fica estabelecida a posição de cada agente em um contexto dando
origem a uma Entidade organizacional.
O modelo organizacional proposto por [8], caracteriza a organização considerando a
sua utilidade em um SMA, priorizando a estrutura de ligações entre papéis e um conjunto de
planos globais.
Moise+ prioriza a organização da sociedade e não os agentes que a compõe,
possibilitando descrever a organização de sociedades formadas por agentes reativos, este fato
garante que um observador consiga descrever a organização mas não possibilita que um projetista
estabeleça a organização que deverá ser respeitada pelos agentes.
Uma visão geral do modelo Moise+ é mostrado na figura 1.
Figura 1 - Visão simplificada dos constituintes de um SMA segundo o modelo Moise+ [8].
4.2. Instituições eletrônicas
Uma instituição eletrônica auxilia o gerenciamento de transações eletrônicas de
acordo com um conjunto explícito de regras e normas institucionais. A noção de instituição
eletrônica tem tornado-se uma extensão natural de instituições humanas permitindo não somente
humanos mas também agentes autômatos para interagir com algum outro.
As instituições eletrônicas são compostas por 4 elementos básicos: estrutura
dialógica; cenas; estrutura performativa e normas [4].
Estrutura dialógica: define as ilocuções que os agentes podem trocar e
quais são os perfis de cada agente e seus relacionamentos. No caso mais geral, cada
agente em um ambiente multiagente é favorecido por uma linguagem interna e uma
ontologia. As instituições estabelecem as ilocuções aceitáveis através de uma ontologia
(linguagem comum para representar o mundo) e uma linguagem comum para
comunicação e representação do mundo, também define quais os perfis dos agentes que
participarão da instituição e como estes se relacionarão entre si, bem como um padrão de
relacionamento entre as intituições e os agentes .
Cenas: grupos de agentes com protocolos de comunicação bem definidos e
com um conjunto de regras de transição e de interação para cada atividade na instituição
Estrutura performativa: coleção de várias cenas concorrentes.
Normas:
um
conjunto
de
regras
institucionais
que
determinam
compromissos (ações obrigatórias) em cada contexto de interação.
As atividades em uma instituição eletrônica são composições de múltiplas, distintas e
possivelmente concorrentes, atividades dialógicas, cada uma envolvendo diferentes grupos de
agentes representando diferentes perfis. Para cada atividade, as interações entre agentes são
articuladas em cenas, que seguem protocolos de comunicação bem definidos. Nenhuma interação
do agente dentro de uma instituição ocorre fora do contexto de uma cena. São utilizados
protocolos para cada cena que modelam as interações dialógicas possíveis entre perfis ao invés de
agentes.
Uma característica das cenas é que permitem que os agentes entrem ou deixem uma
cena em alguns momentos particulares (estados) de uma conversação avançada dependendo de
seu perfil.
Através de uma estrutura performativa os agentes podem se descolar entre as cenas
observando as regras e os relacionamentos definidos entre elas.
As normas que governam uma organização definem a nível de confiança dos
participantes no momento em que definem suas obrigações, comprometimentos e direitos.
A estrutura performativa restringe o comportamento dos agentes em dois níveis de:
intra-cena – protocolos de cenas ditam para cada papel do agente dentro de
uma cenas o que pode ser dita, por quem e quando;
inter-cena – a conexão entre as cenas de uma estrutura performativa define
os caminhos possíveis que os agentes podem seguir dependendo de seus perfis.
4.3. Modelo População-Organização
O modelo de População-Organização se aplica à sistemas multiagente abertos, onde
existe uma plataforma comum em que sistemas multiagentes diferentes são construídos, surgindo
a necessidade de agentes migrarem de um sistema multiagente para outro a fim de executar as
atividades que não podem ser executadas no sistema multiagente onde foram colocados
originalmente.
Conforme [3], um sistema multiagente (uma sociedade) pode ser analisado de acordo
com dois aspectos: sua população e sua organização.
População de um sistema multiagente consiste no conjunto de agentes que o habitam,
um conjunto de comportamentos que os agentes são capazes de executar e um conjunto de todos
os processos de interação que podem ser estabelecidos entre eles. Basicamente uma população é a
soma dos agentes e suas interações.
A organização de um sistema pode ser considerada uma abstração da presença de
agentes particulares no sistema, e pode ser definida como um jogo de papéis organizacionais
(relativo a algum processo global em que o agente participa) e ligações organizacionais (são as
influências mútuas entre os agentes que participam em um processo global especifico), com os
papéis que capturam as características dos processos globais (processos sociais, ou, processos de
interação, que ocorrem no sistema) que são devido aos processos locais (comportamentos) dos
agentes, e com as ligações que capturam as características dos processos globais que
correspondem às influências mútuas entre agentes.
População-Organização para [2], é uma estrutura constituída por um par de subestruturas, a estrutura populacional e a estrutura organizacional, juntamente com uma relação de
implementação estabelecida entre elas.
Segundo [2] a estrutura populacional de um sistema multiagente é uma tupla
Pop = (Ag, Act, Bh, Ep, bc, ec) onde:
Pop – estrutura populacional
T – estrutura de tempo em que o sistema multiagente está sendo analisado
Ag – é o conjunto de agentes, chamado de população
Act – é o conjunto de todas as ações que podem ser realizadas pelos agentes do
sistema
Bh ⊆ T→ ℘(Act) – é o conjunto de todos os comportamentos que os agentes são
capazes de realizar
Ep ⊆ T→ ℘(Bh) – é o conjunto de todos os processos de troca que quaisquer dois
agentes podem realizar ou em conjunto e/ou entrelaçando apropriadamente suas ações
bc: Ag → ℘(Bh) – é a função de capacidade comportamental tal que, para cada
agente a ∈ Ag, bc(a) é o conjunto de comportamentos que o agente a é capaz de realizar
ec: Ag x Ag → ℘(Ep) é a função de capacidade de troca tal que, para cada
a1, a2 ∈ Ag, ec(a1, a2) é o conjunto de processos de troca que os agentes a1 e a2 podem
realizar entre si.
A estrutura organizacional é dividida em estrutura micro e macro-organizacional.
Estrutura Micro-organizacional: corresponde ao nível das interações sociais
em que indivíduos desempenham papéis, uns frente aos outros, mas papéis de caráter
individualizado, personalizado: papéis de caráter intra-grupo (família, grupos de amigos,
etc.). Definem agentes dotados de traços psicológicos onde predominam as regras sociais
de caráter moral.
Estrutura Macro-organizacional: corresponde ao nível das interações
sociais em que grupos de indivíduos (subsistemas) desempenham papéis frente a outros
grupos de indivíduos. Define agentes dotados de traços econômicos onde predominam as
trocas diretas, e as regras de caráter jurídico.
Relação de implementação diz respeito ao fato de uma determinada estrutura
organizacional estar operando sobre uma dada estrutura populacional, restringindo as trocas que
os agentes podem ter entre eles. Na relação de implementação muitos agentes podem
desempenhar um mesmo papel e o mesmo agente pode assumir inúmeros papéis, um processo de
troca pode suportar várias ligações organizacionais e muitos processos de troca podem suportar
uma ligação organizacional específica. Em uma relação de implementação incompleta pode
ocorrer quando alguns papéis não sejam atribuídos a nenhum agente, agentes podem não ter
papéis atribuídos a eles, algumas ligações podem não ser suportadas, alguns processos de troca
podem suportar nenhuma ligação [1].
Uma relação de implementação própria é uma relação de implementação que é um
homomorfismo relacional entre organização e população, no sentido de que respeita papeis e as
ligações organizacionais traduzindo-as corretamente em termos de agentes, comportamentos e
processos de troca.
5. Metodologias
de Modelagem Baseada em Agentes
Esta seção apresenta uma visão geral das principais metodologias de modelagem
baseada em agentes.
5.1. Metodologia GAIA
O processo de projeto Orientado a Agentes (OA) proposto por [22], denominado
Metodologia Gaia, difere dos processos tradicionais, que visam transformar um modelo derivado
do processo de análise em modelos de mais baixo nível de abstração que possam ser
implementados, objetivando derivar um modelo de análise em um modelo com baixo nível de
abstração sobre o qual possam ser aplicadas técnicas de projeto tradicionais (incluindo técnicas
OO).
Esta metodologia apresenta dois modelos para a fase de análise:
- Modelo de Papéis - identifica os papéis existentes no sistema, sendo estes
descrições abstratas de uma função pretendida por uma entidade. Este modelo descreve dois
elementos básicos:
permissões/direitos associados ao papel, que relacionam o tipo e a
quantidade de recursos que podem ser explorados;
responsabilidades do papel, que determinam a funcionalidade do agente
dentro da sociedade.
- Modelo de Interação - é constituído de um conjunto de definições de protocolo,
um para cada tipo de interação entre papéis. As definições de protocolo consistem da definição
dos seguintes atributos:
propósito, que é uma breve descrição da natureza da interação;
iniciador, que é o papel responsável por iniciar a interação;
respondedor, papel com o qual o iniciador interage;
entradas, que é a informação utilizada pelo iniciador enquanto executando
o protocolo;
saídas, que é informação fornecida pelo/para o respondedor durante o curso
de interação.
Desta forma, o que de fato se almeja é garantir que aspectos como estrutura,
organização, cooperação e interação sejam definidas no nível de modelagem. Estes aspectos
dependeriam da forma pela qual a rede de relações entre os agentes estaria estabelecida.
Devido à autonomia ser uma característica intrínseca ao próprio conceito de agente, a
forma pela quais as interações se processam dentro do sistema depende fundamentalmente das
atitudes tomadas por cada um dos agentes que o compõem, sendo que a garantia da coesão do
grupo depende fundamentalmente dos objetivos adotados por cada um de seus indivíduos, que
refletem seus desejos e crenças.
A partir disso, se a etapa de projeto do sistema tem por objetivo viabilizar a aplicação
de diretrizes definidas durante o processo de modelagem, projetar um Sistema Multiagente
consiste em definir quais tipos de agentes o comporão, o que passa pela definição de estereótipos
(ou papéis) para cada um deles. Na pesquisa de [22], estes estereótipos são definidos por três
modelos:
- Modelo de Agente - define os tipos de agente que irão fazer parte do sistema, e as
instâncias de agente que serão instanciadas a partir destes;
- Modelo de Serviços - define os principais serviços que serão atribuídos a cada
tipo de agente;
- Modelo de Conhecimento - define conhecimentos para cada tipo de agente.
A figura 2 a seguir mostra as etapas da fase de análise e a etapa de projeto da
metodologia GAIA e os relacionamentos entre elas.
Figura 2 - Relacionamento entre os modelos Gaia, Retirado de [22].
5.2.Metodologia MAS-CommonKADS
A metodologia MAS-CommonKADS é uma derivação da metodologia estruturada
de suporte à engenharia do conhecimento, chamada CommonKADS, e propõe os seguintes
modelos:
- Modelo do Agente (AM) - especifica as características do agente, tais como
capacidade de raciocínio, percepção e ação, serviços, grupos e hierarquias do agente (modeladas
no modelo organizacional).
- Modelo de Tarefas (TM) - descreve as tarefas que o agente pode realizar.
-
Modelo de Habilidades (EM) - descreve o conhecimento que os agentes necessitam para atingir
os seus objetivos.
- Modelo de Organização (OM) - descreve a organização na qual o SMA está
sendo introduzido e a organização social da sociedade de agentes.
- Modelo de Coordenação (CoM) - descreve as conversações entre agentes
(interações, protocolos e capacidades requeridas).
- Modelo de Comunicação (CM) - descreve detalhes das interações entre humanos
e agentes de software, e fatores humanos a serem considerados no desenvolvimento de interfaces
de usuário.
- Modelo de Projeto (DM) - coleta os modelos anteriores e consiste de três
submodelos:
- Projeto da Rede - descreve aspectos relevantes da infra-estrutura da rede de
agentes. Esta infraestrutura pode fornecer algumas facilidades para os agentes:
- Facilidades de Rede - serviço de nomes de agente, páginas amarelas
(yellow pages), serviço de registro, nível de segurança, encriptação e autenticação, protocolo de
transporte e aplicação, serviço de contas, etc.
- Facilidades de Conhecimento - servidores de ontologia, tradutores de
linguagem de representação de conhecimento, etc.
- Facilidades de Coordenação - protocolos e primitivas de coordenação,
servidores de protocolo, facilidades de gerenciamento de grupo, facilidades para assistência em
coordenação de objetivos compartilhados, agentes de policiamento para detecção de
comportamentos indesejados e controle de utilização de recursos compartilhados, etc.
- Projeto do Agente - divide ou compõe agentes de análise, de acordo com critérios
pragmáticos, e seleciona a arquitetura mais adequada para cada agente.
- Projeto da Plataforma - seleciona a plataforma de desenvolvimento de agentes
para cada arquitetura.
Um diagrama dos modelos desta metodologia é mostrado na figura 3.
Figura 3 – Modelo CommonKADS retirado de [20].
5.3. Metodologia JADE
A metodologia JADE apresentada por [18], combina uma abordagem top-down e
bottom-up de forma que ambas existam na capacidade do sistema de forma a satisfazer as
necessidades das aplicações mais complexas. A metodologia proposta tenta formalizar a fase de
analise e projeto do ciclo de vida de desenvolvimento de software baseado em agente. A
formalização das fases de planejamento e implementação do ciclo de vida do desenvolvimento do
software está atualmente fora do escopo da metodologia.
As fases de análise e projeto caracterizam a metodologia e serão descritas abaixo, a
figura 4 representa uma visão ampla da metodologia.
Figura 4 - Visão Geral da Metodologia retirado de [18].
Fase de análise: esta fase aponta claramente o problema sem preocupação sobre a
solução.
Passos:
1 - Caso de Uso: permitem capturar os requisitos funcionais potenciais para um novo
sistema. Cada caso de uso apresenta um ou mais cenários que demonstram como o sistema pode
interagir com o usuário final ou com outro sistema para alcançar os objetivos específicos.
Popularmente utiliza-se a Linguagem de Modelagem Unificada (UML).
2 - Identificação inicial de tipos de agentes: Este passo envolve identificação dos
principais tipos de agentes e subseqüente formação de um primeiro rascunho do diagrama de
agente. As seguintes regras poderiam ser aplicadas neste passo:
- Adiciona um tipo de agente por o usuário/dispositivo.
- Adicionar um tipo de agente por o recurso (que inclui o software legado).
3 - Identificação de responsabilidade: Neste passo, para cada tipo de agente
identificado, uma lista inicial é feita das principais responsabilidades de uma maneira intuitiva e
informal. O produto como conseqüência deste processo é a tabela de responsabilidade.
As regras seguintes deveriam ser aplicadas neste passo:
- Derivar o conjunto inicial de responsabilidades para o caso de uso identificado
no passo1.
- considerar os agentes onde estas responsabilidades são transparentes primeiro e
atrasar a identificação de responsabilidades para outros agentes para passos posteriores.
4 - Identificação dos conhecimentos: Nesta etapa, o foco está em quem necessita
interagir com quem e o diagrama do agente é atualizado adicionando as relações apropriadas do
conhecimento que conectam os agentes que necessitam ter um ou mais interações.
5 - Refinamento do Agente: Neste passo, o conjunto de tipos de agentes inicialmente
identificados no passo 2 é refinado aplicando um numero de considerações. Estes são
relacionados à:
- Suporte: que suporte de informação de agentes necessitam para executar suas
responsabilidades, e como, quem, e onde esta informação é gerada/armazenada.
- Descoberta: como agentes ligados por uma relação de conhecimento descobrem
um ao outro.
- Gerenciamento e monitoramento: sistema requerido para manter-se a par de
agentes existentes, ou começar ou parar os agentes sob demanda.
6 - Informação da distribuição do agente : Um outro instrumento que pode ser útil de
produzir é o diagrama da distribuição do agente, aonde os anfitriões/agentes físicos
(hosts/devices) dos dispositivos estão sendo desenvolvidos (referenciam os domínios em algumas
metodologias) é indicado.
Fase de projeto: esta fase aponta para a solução do problema.
Passos:
1 - Agente dividido/unido/renomeado: Esta etapa envolve observar os instrumentos
produzidos na fase do projeto e determinar se os tipos do agente produzidos no diagrama do
agente devem ser divididos ou unidos. Esta etapa é considerada importante, desde que tem um
efeito direto na eficiência e na complexidade do sistema total.
2 - Especificação das interações: para cada tipo do agente, todas as responsabilidades
que são relacionadas a uma relação do conhecimento com um outro agente (baseado na tabela da
responsabilidade produzida na análise) é feito exame no cliente e em uma tabela da interação é
produzida para cada tipo do agente
3 - Definição ad hoc do protocolo da interação: Sempre que os protocolos possíveis,
existentes na interação devem ser definidos pela FIPA. Entretanto, é frequentemente o caso que
uma interação requerer a definição de um protocolo ad hoc (isto ocorre quando nenhum dos
protocolos de interação definidos pela FIPA são julgados adequados). Nesses casos, o protocolo
da interação deve ser definido por meio de um formalismo apropriado.
4 - Moldes da mensagem: todos os papéis do protocolo da interação identificados na
etapa precedente são executados como comportamentos do JADE. Nesta etapa, os objetos
apropriados de MessageTemplate são especificados para ser usados nestes comportamentos de
recebimento de mensagens, e estes moldes são adicionados às fileiras da tabela da interação.
5 - Descrição registada/procurada (Yellow Pages): nesta etapa, nas convenções
nomeando e nos serviços registrado/procurarado por agentes nas Yellow Pages que o catálogo
mantido pelo facilitator do diretório do JADE que formalizou (quando relevante).
6 - Interação Agente-Recurso: é frequentemente o caso que um ou o mais agentes no
sistema devem interagir com os recursos externos tais como bases de dados, arquivos que
armazenam a informação, ou software legado. Em alguns casos alguns dispositivos de hardware
devem ser controlados ou monitorados, mas este acontece sempre através de algum software
dedicado que esconde realmente o hardware atrás dele.
7 - Interação Agente-Usuário: Em muitos casos, um agente necessita interagir com
um usuário. Há diversas maneiras em que um usuário humano pode interagir com uma parte de
software tal como um agente do JADE. Aqui, o foco está na interface gráfica de usuário (GUI),
que é o tipo mais usado de interface com o usuário.
8 - Comportamento interno do Agente: O trabalho que um agente tem que fazer é
realizado tipicamente dentro dos “comportamentos” do agente. Nesta etapa, o projetista do
sistema deve olhar as responsabilidades do agente (através da tabela da responsabilidade)
identificadas na fase de análise e traçá-las aos comportamentos do agente.
9 – Definir uma ontologia: quando os agentes no sistema interagem, trocam
informação que consulta às entidades, abstrata ou concreta, que existem nos agentes que residem
no ambiente. Estas entidades podem ser primitivas, como uma corda ou um número, ou podem
ter estruturas complexas definidas pelos moldes especificados nos termos de um nome e de um
jogo dos entalhes cujos valores devem ser de um tipo dado. Estes moldes complexos da entidade
são consultados como aos conceitos.
10 – Seleção do conteúdo da linguagem: JADE fornece códigos para duas linguagens,
a linguagem LS e a linguagem LEAP, (através do pacote de jade.content). Além disso, um código
pode ser definido por um programador se desejarem que os agentes “falarem” uma língua
diferente.
JADE utiliza um conjunto de diagramas, esquemas ou representação em documentos
em gráficos ou textos para representar um modelo, como descrito a seguir:
- Diagrama de uso de caso: lista preliminar de cenários possíveis após entrevista com
os usuários do sistema.
- Diagrama de Estados: usado para representar os cenários possíveis e os diversos
tipos de agentes identificados no modelo.
- Diagrama de Agentes O diagrama do agente é um dos artefatos principais
produzidos na fase de análise este diagrama inclui quatro tipos de elementos:
- Tipos de agentes – representados por círculos;
- Humanos – pessoas que interagem com desenvolvimento do sistema,
representado pelo símbolo ator da UML;
- Recursos – sistemas externos que interagem com o sistema, representado
por retângulos;
- Conhecimentos – representado por setas, define a interação entre os
elementos do sistema.
Um exemplo de diagrama de agentes está representado na figura 5.
Figura 5 - Exemplo de tabela de responsabilidades retirada do SisRecAC.
Tabela de Responsabilidades: Lista as responsabilidades de cada um dos agentes
identificados no modelo.
A figura 6 é um exemplo de tabela de responsabilidades que foi construída para
um sistema específico.
Tipo de Agente
Responsabilidades
Agente Palavras-chave
- ler a tabela do banco de dados com as palavras-chave
dos documentos armazenados
- enviar uma mensagem para o agente Extrator com as
palavras-chave de cada documento
Agente Extrator
- recebe mensagem do Agente Palavras-chave
contendo as palavras-chave e o identificador do documento
- submete as palavras-chave ao motor de busca
- recebe a informação de retorno do motor de busca
- extrai os links resultantes no formato pdf
- armazena os links em uma tabela
Agente Download
- monitora a tabela de links
- verifica se já existe o documento no servidor
- caso não encontre o documento no servidor, realiza o
download do documento para diretório específico
Agente Pdf2txt
- monitora o diretório dos documentos pdf extraídos
- verifica se já existe o documento correspondente no
formato txt
- caso não exista o formato txt do documento o Agente
converte o documento para txt possibilitando a extração das
palavras-chave
Figura 6 - Exemplo de tabela de tabela de responsabilidades retirada do SisRecAC.
6. A Indústria da Construção Naval
6.1.Visão geral
A indústria naval é estratégica para o mercado global, trata-se de um indústria
fornecedora da base de transporte para a hegemonia econômica e militar dos países [6].
Este segmento da indústria caracteriza-se por processos altamente complexos
com inúmeras interações entre eles, estes dois fatores são relevantes para os estaleiros no
momento da construção das embarcações que dependendo de características como porte
(tpb), tipo de embarcação, mão-de-obra qualificada, entre outras, podem transformar-se em
sérios problemas.
Um dos fatores relevantes para o crescimento da indústria naval é a padronização
das embarcações, a rapidez na entrega, alta tecnologia utilizada juntamente com o custobenefício agregado ao produto final.
Um processo de produção bem conhecido e modelado pode garantir o sucesso do
projeto.
6.2. O Mercado global
Nesta seção, resumem-se as características globalizadas da indústria da construção
naval que são relevantes para permitir a modelagem deste ambiente.
As regras do jogo são tipicamente estabelecidas e alteradas por negociações
bilaterais, multilaterais e por acordos entre empresas, setores indústriais, financeiros, governos e
organismos internacionais.
A posição competitiva de uma empresa em um país tanto afeta como é afetada pela
sua posição em outros países.
No caso da indústria da construção naval, acrescente-se que ela é, de modo geral,
fortemente subsidiada, controlada e protegida por seus países.
Na figura 7 está representado o cenário dos mercados globais segundo [5].
Figura 7 - Mercados Globais.
6.3. Os construtores
Os mesmos grupos de construtores de classe mundial competem entre si de forma
repetitiva, na maior parte dos contratos.
Os maiores estaleiros estão concentrados em um único país por causa das economias
de escala na infra-estrutura, das facilidades de fabricação, das aquisições em geral e da logística.
6.4. O produto final
As embarcações (produto final) devem ser construídas com o maior grau de
padronização possível, pois com economia de escala os componentes (equipamentos e
acessórios) necessários à montagem podem ser mais competitivos em termos de custo e
qualidade.
O poder do setor de vendas do estaleiro deve estar centralizado em áreas sob seu
controle operacional. A concentração do marketing é necessária, pois o mercado caracteriza-se
por um reduzido número de mega-empresas com encomendas tipicamente grandes. Os maiores
competidores são muito bem informados e reagem rapidamente a mudanças competitivas em
qualquer parte do mundo.
6.5. Estratégias dos construtores
Diversas estratégias de negócio podem ser adotadas pelos construtores, conforme
suas características próprias e o mercado em que atuam. Observa-se que competidores com
estratégias diferentes podem coexistir num mesmo tipo de indústria, mas estratégias globais de
alguns competidores freqüentemente forçam outras empresas a lhes seguirem de perto. As
estratégias básicas podem ser caracterizadas como:
6.5.1.Estratégia voltada para um país principal (country centered)
Para construtores de caráter nacional ou regional, que utilizam como fonte de
vantagens competitivas a proteção da indústria local, incluindo aí não só fornecedores de
matérias-primas, mas também fornecedores de equipamentos e acessórios. Trata-se de uma
estratégia internacional de baixa dimensão (baixa coordenação e configuração de atividades). Ex.
Brasil.
6.5.2. Estratégia de iniciar em um país principal (simple global strategy)
Concentrar o máximo possível das atividades em um único país, que serve ao mundo
através de sua base exportadora, trabalhando com uma coordenação justa através da padronização
daquelas atividades. À medida que a configuração de atividades se concentra geograficamente e a
coordenação dessas atividades tende a elevar-se a um grau mais alto, a tendência do país
construtor será trabalhar com estratégia cada vez mais global. Aspectos complementares da
estratégia de globalização da atuação do construtor dizem respeito a:
- conquista de investimentos estrangeiros com extensiva coordenação entre as
subsidiárias (alta coordenação e baixa configuração de atividades)
- descentralização da base exportadora e marketing (baixa coordenação e alta
configuração de atividades)
6.5.3. Barreiras ao crescimento e à globalização
Há diversos tipos de barreiras que precisam ser superadas pelos estaleiros dos
diversos países para que se tenha uma verdadeira coordenação global de suas atividades:
- barreiras sobre a nacionalização das compras (materiais, acessórios e equipamentos)
- barreiras relativas à reserva de mercado
- barreiras relativas ao protecionismo governamental sob a forma de subsídios
operacionais para as indústrias de navegação e construção naval.
Estima-se que aproximadamente 40% da demanda global sejam absorvidos pelos
estaleiros domésticos, indicando com isso a preferência dos armadores por estaleiros locais, que
normalmente recebem suporte e condições de assistência financeira dos respectivos governos, por
meio de políticas protecionistas que levam em consideração a importância estratégica dessas
indústrias para o desenvolvimento de seus países. Isso gera a existência de estaleiros ineficientes
e não lucrativos na maioria das vezes.
6.6. Identificação dos agentes da indústria da construção naval
Nesta seção inicia-se a identificação mais detalhada dos aspectos específicos da
indústria da construção naval que permitirá sua modelagem como um sistema multiagente.
6.6.1. Classes de agentes
As principais classes de agentes identificadas em [5] são:
- concorrentes da indústria naval
- entrantes potenciais
- substitutos
- governo
- organizações internacionais
- sistema financeiro
A referência [5] considera entre os concorrentes da indústria naval basicamente os
estaleiros. Já os entrantes potenciais são divididos em [5] entre:
- estaleiros
- armadores
- fornecedores
6.6.2. Concorrentes na indústria naval
Os agentes caracterizados como concorrentes da indústria naval são os estaleiros com
tradição estabelecida. A seguir, eles são categorizados conforme o local de origem:
a) Estaleiros nacionais:
- na referência bibliográfica [5] não são identificados os principais estaleiros
nacionais
b) Estaleiros internacionais:
- Coréia
- Daewoo Shipbuilding and Heavy Industries
- Hyundai Heavy Industries
- Samsung Heavy Industries
- Japão
- Kawasaki
- Reino Unido
- Cammell Laird (CL)
- Europa Ocidental: (não há identificação de estaleiros na referência [5]
- China: (idem)
- Países em desenvolvimento: (idem)
6.6.3. Entrantes potenciais
Entrantes potenciais são novas empresas que querem entrar no mercado. Estas
empresas ao entrarem para a indústria levam nova capacidade, o desejo de obter parcela de
mercado e freqüentemente recursos substanciais:
- estaleiros
- armadores
- fornecedores
Hoje em dia o Brasil é considerado um entrante potencial.
6.7. Características principais dos concorrentes da indústria naval
Nesta seção, as principais características dos concorrentes da indústria naval,
indicadas em [5] são resumidas.
6.7.1. Objetivos e estratégias
Os diversos agentes identificados anteriormente, na classe dos estaleiros concorrentes
da indústria da construção naval, têm o objetivo geral de melhorar sua posição no mercado
global, adotando diversas estratégias para tanto. Entre essas estratégias, a referência [5]
identifica:
a) Aprimoramento dos recursos tecnológicos de produção
O estaleiro tem o objetivo de se destacar pela incorporação de modernas tecnologias
em automação de montagem, tecnologias de informatização dos processos de produção e de
projetos, etc.
b) Estratégia de liderança global de custos baixos
O estaleiro tem o objetivo de manter o baixo custo geral de construção de
embarcações atraentes para uma grande faixa de armadores;
c) Estratégia de diferenciação do produto
O estaleiro tem objetivo de diferenciar a embarcação em termos de qualidade, avanço
tecnológico, preço, financiamento de custo-mínimo e pontualidade de entrega;
d) Estratégia de segmentação de mercado global
O estaleiro tem o objetivo de concentrar-se em um segmento de mercado mais
estreito, ou seja, numa categoria de embarcações que sejam vendidas em nível mundial.
Embarcações altamente especializadas, com elevado padrão de construção. Esta estratégia tem
dois segmentos: 1 segmento do mercado baseado em custos menores, procurando superar as
rivais em custo, 2 segmento baseado na diferenciação, procurando oferecer aos membros do
segmento uma embarcação personalizada.
e) Estratégia de proteção de mercado
O posicionamento do estaleiro no mercado não está baseado em suas vantagens
econômicas, mas na disposição do governo em querer protegê-lo.
f) Barreiras de saída elevadas
Barreiras de saída são fatores econômicos, estratégicos e emocionais que tendem a
manter os estaleiros ativos, competindo mesmo que estejam obtendo retornos baixos, ou até
negativos sobre seus investimentos, usualmente operando com subsídios governamentais, além
de persistentemente travarem guerra de preços que levem à redução da lucratividade da empresa.
6.7.2. Ações decisivas
Ações decisivas são ações e comportamentos que podem ser tentados para definir ou
alterar determinada situação de mercado, possivelmente modificando para melhor a posição do
estaleiro que a realiza:
- obtenção de custos mais baixos que os dos rivais
- menor tempo de construção de uma mesma embarcação
- pontualidade na entrega
- produção de embarcação de alto grau de sofisticação com melhor qualidade
- atração de clientes através de diversas ações em negócios
- conquistar lealdade dos clientes com repetição de vendas
- suportar pressões competitivas
- reforçar suas posições no mercado global
6.7.3. Trocas entre agentes
Trocas entre agentes caracterizam combinações de ações entre agentes diferentes com
a finalidade de melhorar a posição de um deles, ou dos dois, no mercado global:
- o governo pode estimular um ou outro competidor, através de regulamentações,
subsídios ou outros meios intervencionistas, possivelmente impondo limites ao comportamento
dos concorrentes;
- a Organização Mundial de Comérico (OMC) pode igualmente inibir ações de
governos e estaleiros, tais como práticas anti-competitivas.
6.8. Objetivos e estratégias típicos de cada classe de agente
6.8.1. Estaleiros
O principal objetivo dos entrantes potenciais é entrar no mercado da indústria naval.
As estratégias de que podem se valer são usualmente relacionadas aos problemas da economia de
escala, envolvendo diversas ações específicas:
a) Reduções de custos associados ao tamanho do projeto podem ser reais (técnicas)
ou financeiras. Reduções de custo reais (técnicas) são ligadas diretamente à produção, ou seja ao
fator trabalho (especialização e habilidade, tempo das tarefas, etc.) e ao fator capital (a relação
entre volume de equipamento e insumos, reserva de capacidade técnica, etc.).
b) Reduções de custos financeiros representam os ganhos com aquisições das
matérias-primas em maior escala, menor custo financeiro, maior poder na determinação dos
salários, vantagens advindas do prestígio do país como construtor naval ou de seu estaleiro, etc.
- Obs.: Fatores a serem considerados na determinação da escala do projeto: tamanho
do mercado e sua dinâmica, fontes de financiamento, custos de produção, disponibilidade de
mão-de-obra e tecnologia.
- Obs.: no contexto da globalização da economia, a adoção de tecnologias de
produção e de gestão adequada constitui-se na principal fonte de economias de escala.
c) Diferenciação do produto: projetos de embarcação pouco ou nada padronizados
que atendem à necessidade exclusiva de cada armador.
- Obs.: a padronização é uma das maneiras para reduzir custos de produção.
d) Redução de custos de mudanças: incluem custos de treinamento da mão-de-obra,
de mudança de fornecedores, e de novo projeto de embarcação, os novos entrantes que precisam
oferecer um aperfeiçoamento substancial em custo ou desempenho para que um armador decidase a abandonar um construtor naval já estabelecido.
e) Avanço na curva de aprendizagem ou de experiência: quanto maior a experiência
acumulada na fabricação, os custo unitários tendem a diminuir (curva clássica da aprendizagem).
6.8.2. Armadores
Os armadores têm por objetivo a exploração comercial das embarcações. Entre as
estratégias de que podem se valer estão:
a) aquisição de grandes volumes: define o poder dos armadores mercado. Armadores
de grandes volumes são particularmente poderosos, pois a indústria naval se caracteriza por
custos fixos altos, o que implica na necessidade de manter elevada a taxa de utilização de sua
capacidade de produção.
b) poucos custos de mudança: o poder do armador é fortalecido se o estaleiro se
defronta com custos de mudança.
c) negociação sobre preço, prazo de entrega e qualidade da embarcação;
d) influência sobre a política governamental: exerce influência considerável sobre a
construção de plataformas e navios comerciais e militares.
6.8.3. Fornecedores
A classe dos fornecedores inclui os agentes que fornecem qualquer tipo de insumo
para a indústria naval: sindicatos de trabalhadores, produtores de aço, produtores de motores,
produtores de máquinas, produtores de componentes.
Os fornecedores têm por objetivo fornecer bens e serviços para os armadores e
estaleiros e tem à disposição, entre outras, as seguintes estratégias:
- qualidade de mão-de-obra
- elevação ou redução de preços de bens e serviços
- elevação ou diminuição da qualidade de bens e serviços
6.8.4. Substitutos
Os substitutos são agentes de outros ramos de atividade que não a indústria naval,
mas que competem fortemente com as empresas da indústria naval, porque seus produtos e
serviços são substitutos das embarcações e do transporte naval (p.ex., os oleodutos). Os
substitutos em por objetivo a venda de produtos e serviços alternativos aos da indústria de
construção naval. A principal estratégia de que dispõem é:
- pressionar o mercado para substituir o transporte naval por um tipo alternativo de
transporte.
6.8.5. Governo
O Gorveno é constituído por diversas instâncias:
- Governo Federal
- Governo Estadual
- Governo Municipal
e também por diversas agências (reguladoras, fiscalizadoras, etc.). Têm por objetivo,
entre outros, regular as forças competitivas e fortalecer a indústria naval.
Conta, entre outras, com as seguintes estratégias:
- afetar a rivalidade entre os concorrentes, influenciando o crescimento da indústria, a
estrutura de custos e outros aspectos da estrutura da indústria.
6.8.6. Organizações internacionais
As duas principais organizações internacionais que influem a indústria da construção
naval são:
- OMC Organização mundial de comércio
- OCDE Organização para a Cooperação e o desenvolvimento econômico As
organizações internacionais tem por objetivo regular a estrutura econômica da indústria naval.
Entre as estratégias de que dispõem está a de tentar inibir práticas de negociação
anticompetitivas.
6.8.7. Sistema financeiro
O sistema financeiro tem por objetivos, entre outros: financiamentos, garantias de
crédito e seguro de crédito em contratos de importação e exportação para armadores e estaleiros.
Os principais agentes desse tipo são bancos e outros órgãos financiadores (como
agentes financeiros governamentais). Entre suas estratégias está:
- Criação de fundos para financiamento, como o Fundo da Marinha Mercante (FMM),
criado no Brasil para proteção do mercado e que se constituiu na principal fonte de financiamento
dos armadores brasileiros para a aquisição de embarcações.
6.9. Ações decisivas típicas das principais classes de agentes
6.9.1.Ações dos estaleiros
Entre as ações decisivas ao alcance dos estaleiros entrantes potenciais estão:
- a padronização das embarcações
- a diversificação da produção padronizada nos estaleiros
- a indução ao aumento de demanda de construção de navios por meio de um
programa que crie uma plataforma de exportação de embarcações
- a indução ao aumento de demanda por serviços de reparo naval como forma de
remover restrições de volume impostas pelo tamanho da indústria naval no mundo
- a capacitação da mão-de-obra
- a escolha de fornecedores
- a busca ou geração de capital
- a manutenção de projetos em segredo
6.9.2. Ações dos armadores
Entre as ações decisivas ao alcance dos armadores estão:
- aquisição de novas tonelagens de embarcações relativamente grandes em relação às
vendas do estaleiro.
- manter elevada a taxa de utilização de sua capacidade de produção (custos fixos
altos)
- manter-se informado sobre a demanda
- parcerias com trabalhadores e fornecedores
6.9.3. Ações dos fornecedores
Entre as ações decisivas ao alcance dos fornecedores estão:
- qualificação da mão-de-obra
- qualificação de bens e serviços
- o destino dos fornecedores está firmemente ligado à indústria naval e eles tendem a
protegê-la através de preços, de assistência à pesquisa e desenvolvimento.
6.9.4. Ações dos substitutos
Entre as ações decisivas ao alcance dos fornecedores estão:
- diminuição dos preços
- aumento da qualidade dos produtos
6.9.5. Ações do governo
Entre as ações decisivas ao alcance do governo estão:
- regulamentações, subsídios ou de outros meios intervencionistas,
- imposição de limites ao comportamento das empresas e das indústrias de construção
naval;
- fornecimento de subsídios para a indústria da construção naval
6.9.6. Ações do sistema financeiro
Ações:
- Financiar compra de embarcações
- Proteger o mercado
6.10. Trocas típicas entre as principais classes de agentes
Além das trocas identificadas acima, envolvendo os concorrentes da indústria naval,
outros tipos de trocas se estabelecem envolvendo os entrantes potenciais:
6.10.1. Trocas envolvendo estaleiros
-as economias de escala forçam o estaleiro entrante a ingressar em larga escala e
arriscar-se a uma reação dos concorrentes já estabelecidos, ou a ingressar em pequena escala e
sujeitar-se a uma desvantagem de custo;
- a necessidade de investir vastos recursos financeiros para competir na indústria gera
uma barreira de entrada. Se o país, como é o caso do Brasil, não financia capital de giro é
necessário um acordo entre armador e construtor embutindo esse capital no preço da construção,
o que eleva o preço gerando a perda de mercado;
- os custos de mudança envolvendo treinamento da mão-de-obra, mudança de
fornecedores, e novo projeto de embarcação, contribuem para a elevação de custos e constituemse em barreiras aos novos entrantes que precisam oferecer um aperfeiçoamento substancial em
custo ou desempenho para que um armador decida-se a abandonar um construtor naval já
estabelecido.
- reação dos concorrentes já existentes (p.ex., retaliação através de práticas
anticompetitivas)
- ações do Governo: através das políticas governamentais, definindo critérios para a
escolha de um estaleiro (preço, prazo de entrega, qualidade);
- fornecedores podem elevar ou reduzir preços e ou a qualidade de serviços e bens
fornecidos, afetando assim a competitividade
- o lucro pode ser acordado entre os trabalhadores e os construtores sob forma de
custos de mão de obra ou regras restritivas do trabalhador.
6.10.2. Trocas envolvendo armadores
- qualificação da mão-de-obra
- maior qualidade de bens e serviços
- proteger a indústria da construção naval
- os fornecedores estão firmemente ligados à indústria naval e tendem a protegê-la
através de preços razoáveis e de assistência à pesquisa e desenvolvimento.
6.10.3. Trocas envolvendo fornecedores
- Trocas com trabalhadores , estaleiros e armadores
6.10.4. Trocas envolvendo substitutos
- os substitutos reduzem os retornos potenciais da indústria naval, colocando um teto
nos preços que as empresas podem fixar com lucro;
- quando existe uma pressão competitiva é necessário que o governo desempenhe um
papel regulador.
6.10.5. Trocas envolvendo o governo
- reduzir ou aumentar incentivos fiscais para a indústria marítima local
- reduzir ou aumentar isenções tributárias.
7. Regiões
Atualmente a indústria global da construção naval está dividida em sete regiões cada
uma delas com características próprias, a seguir apresentaremos cada uma delas:
7.1. Europa
7.1.1. Características Gerais
Os países da Europa são os segundos centros de construção naval do mundo. A
Alemanha, o Reino Unido, Espanha e França são os maiores construtores navais no ranking. Na
Espanha e Itália os maiores estaleiros são do governo e sofrem a pressão para serem privatizados.
O nicho de mercado dos navios europeus representa a construção de navios de maior valor
agregado e com maior conteúdo tecnológico.
Os estaleiros têm limitações de espaço para a produção de alguns navios de grande
porte o que limita a maior participação no mercado internacional. Por se tratar de uma indústria
estratégica a produção de navios para o comercio internacional é necessária para competir no
mercado mundial. A construção naval para fins militares também é importante para manter as
condições indústriais essenciais e aperfeiçoar os sistemas existentes.
Os estaleiros buscam organizar-se para competir com a Ásia, para tanto foi criada a
Associação de Estaleiros da Europa (AWES - Association of West-European Shipbuilders).
7.1.2. Tipos de embarcação
A Europa caracteriza-se pela construção de navios sofisticados para transporte de
passageiros, cargas especiais, conversão e reforma de navios e estruturas para a indústria de
petróleo offshore. Esse nicho representa a construção de navios de maior valor agregado e com
maior conteúdo tecnológico.
7.1.3. Políticas e Subsídios
Não existe a informação sobre subsídios atuais.
7.1.4. Sistema de alianças
Aproximadamente 40% da frota mundial de navios pertencem a empresas da Europa.
A relação entre estaleiros e armadores é baseada em regras comerciais e de competição
tradicionais.
A Europa conta com uma tradicional e eficiente rede de fornecedores para construção
naval, fornecendo para os Estados Unidos e alguns países da Ásia.
Na Itália e na Espanha a construção naval e o transporte marítimo são considerados
estratégicos, as empresas são do Estado.
7.1.5. Principais agentes
7.1.5.1. Estaleiros
Aker
Área de atuação: Finlândia, Noruega, Alemanha e Romênia
Kvaerner
Área de atuação: Finlândia, Alemanha e EUA
Damen
Área de atuação: Holanda, Romênia, Ucrânia, Reino Unido, Suécia,
Cingapura,
China e Cuba
HDW
Área de atuação: Alemanha e Suécia
Odense/AP Moller
Área de atuação: Dinamarca, Alemanha, Lituânia & Estônia
ThyssenKrupp
Área de atuação: dois estaleiros na Alemanha
GEC
Área de atuação: França e Reino Unido
Izar
Área de atuação: Espanha (empresa estatal com estaleiros, construindo para
a marinha mercante e militar)
Fincantieri
Área de atuação: Itália (empresa estatal construindo para a marinha
mercante e militar)
7.2. Estados Unidos
Em 1981 existiam 22 grandes estaleiros construindo navios para o governo e para a
marinha mercante, atualmente são apenas seis.
Três razões contribuíram para a redução dos estaleiros: o fim dos subsídios do
Maritime Administration; o fim da guerra fria e a competição com os preços do Japão e Coréia do
Sul, estes fatores contribuíram para que a indústria descesse a patamares de produção abaixo das
exigências de segurança nacional.
A partir de 1990, uma série de subsídios foi reeditada e ampliada, e a exigência na
substituição da frota de petroleiros de casco simples por casco duplo. Com o apoio do Congresso
e os subsídios os estaleiros conquistaram encomendas de petroleiros americanos e estrangeiros.
De 2000 a 2005 foi iniciado um programa de construção naval de 47 navios militares, os navios
seriam construídos com um nível de tecnologia e automação superiores aos que existiam,
promovendo aperfeiçoamento de tecnologias de produção e desenvolvimento de novos sistemas.
A indústria americana sai da crise e torna-se uma das mais eficientes e avançadas do
mundo, mesmo detendo apenas 1% do mercado mundial. Surge uma indústria mais enxuta, com
foco no processo de modernização e concentração como nunca existiu na sua história, também
discute a mudança no eixo da liderança dos contratos, assistindo as integradoras de sistemas
eletrônicos, assumirem o papel tradicional dos estaleiros.
A indústria é beneficiada pelo mercado representado pela navegação interior (rios e
lagos) e costeira, protegida pela legislação especifica.
Aproximadamente 13 milhões de pessoas trabalham neste setor, transportando 2
bilhões de toneladas anuais de frete doméstico e internacional, incluindo a importação de 3,3
barris de petróleo.
A atividade de construção e reparo naval é formada por 280 empresas privadas, de
diversos tamanhos, empregando 98 mil pessoas. Nesse conjunto, existem 43 estaleiros com
carreiras capazes de construir ou reparar navios de 122 metros e maiores. Apenas os seis maiores,
os Big Six, têm capacidade de construir navios de guerra.
Navios para marinha mercante e de passageiros.
Aproximadamente
50
empresas
de
construção
naval
menores
operam
aproximadamente 100 estaleiros, espalhados por 21 estados e produzem barcaças, rebocadores,
empurradores, navios e estruturas para a indústria de petróleo offshore, navios de pesca e navios
da Guarda Costeira.
Jones Act e Passenger Vessel Services Act - Obriga que toda a operação marítima em
território dos EUA seja realizada por empresas americanas, com embarcações construídas nos
Estados Unidos e operadas por americanos.
Title XI – Ship Loan Guarantee Program – Gerenciado pelo MARAD (Maritime
Administration), avalia empréstimos de longo prazo a armadores americanos e estrangeiros. Foi
ampliado e reeditado, em 1993, permitindo condições aos estaleiros americanos de conquistar
contratos para a substituição da frota de petroleiros de casco simples para casco duplo.
Merchant Marine Act – Concede reserva de mercado para cargas com frete pago pelo
governo dos EUA a armadores americanos, com navios construídos nos EUA.
Oil Pollution Act of 1990 (OPA-90) – Todos os petroleiros devem ser convertidos
para casco duplo, num programa de 25 anos, por motivos de proteção ambiental.
National Shipbuilding and Shipyard Conversion Act – Reeditado em 1993, passou a
incluir o financiamento à modernização dos estaleiros, além do financiamento a construção de
navios para a exportação.
Exigência de frota mínima para a Segurança Nacional – O MARAD é responsável
por observar a participação relevante para a segurança nacional no total de cargas transportadas
por via marítima, preservando, no país, uma capacidade mínima de mobilização de frota, de
construção naval e de reparos e mantendo empregos e pessoal qualificado, para o que os EUA
não percam a capacidade de responder a exigências, em caso de guerra.
A aliança mais relevante é com o próprio governo americano e a manutenção e
modernização da frota de navios de guerra. No mercado interno, existe competição com os
estaleiros de menor porte lutando para romper a predominância do Big Six. Fornecedores
estrangeiros pressiona o mercado para aumentar o fornecimento para a construção naval e
comercial mas existe uma poderosa articulação e união de todos os setores em torno da questão
da segurança nacional e da defesa da hegemonia dos EUA.
7.2.5.1. Estaleiros
Newport News
Área de atuação: Seu principal negócio são os navios a energia nuclear.
Possui uma parceria com o Electric Boat, controlado pela General Dynamics, para a construção
de 30 submarinos de ataque da classe Virginia.
Bath Iron Works
Área de atuação: É líder no projeto e construção do destróier Aegis.
Controlado pela General Dynamics, desde 1995, tem parceria com o Avondale para um programa
de construção do LPD-17, anfíbio de ataque, no valor de US$ 9 bilhões.
NASSCO
Área de atuação: Instalado em San Diego, é o único estaleiro da costa
Oeste construindo navios de guerra. Está estrategicamente posicionado para reparos de toda a
frota do Pacífico.
Ingalls
Área de atuação: Fundado em 1938, é o maior construtor de navios de
guerra convencionais. Está construindo o destróier Aegis e diversos outros navios de ataque.
Avondale
Área de atuação: Venceu, em 1996, em conjunto com o estaleiro Bath, a
concorrência para construir a próxima geração do navio de assalto anfíbio LPD-17.
7.3. Japão
Desde 1999, os japoneses estão envolvidos no esforço de intensificar sua
competitividade, reconhecendo a existência de uma capacidade mundial de construção naval
superior à demanda. As recomendações aos maiores estaleiros japoneses são integrar os recursos
gerenciais e criar firmes fundamentos operacionais para a nova fase da competição internacional.
Os japoneses estão trabalhando na criação de um Techno Superliner (TSL), porta
contêineres de alta velocidade e grande capacidade de carga, direcionado para o mercado de Hub
Ports – portos concentradores e distribuidores de carga.
O TSL satisfaz a necessidade de obter menor preço de frete para conquistar e abrir
mercados, mas é mais caro que os navios tradicionais do mesmo tipo e ter um custo de
manutenção mais elevado, algumas inovações estão sendo estudadas para diminuir custos de
produção e manutenção.
A busca de um certo equilíbrio entre oferta e demanda é o foco principal. Para isso, o
Japão está disposto a oferecer cooperação técnica a outros países, amparado no sucesso das
práticas produtivas dos seus estaleiros. Estes entendimentos ocorrem na OCDE, com a
participação da Europa e Coréia. Existe um grupo de trabalho monitorando a oferta e a demanda
no mercado mundial e a definição de regras para a competição internacional.
O Japão constrói navios de passageiros, petroleiros, graneleiros, navios para
transporte de produtos químicos, gás, porta-contêineres, submarinos, navios especializados, de
pesquisa oceanográfica e para colocação de cabos submarinos de comunicação e dutos, Ferry
boats para carros, catamarans, quebra-gelos, dragas, plataformas e navios de perfuração e
produção
O Japão é conhecido por manter a mais ampla política de apoio e subsídios a suas
indústrias e manter essas práticas cuidadosamente dissimuladas em decisões pontuais e
resoluções, jamais explicitadas em legislação sujeita à análise internacional. Atualmente, com a
proposta de um acordo amplo no bojo da OCDE, essas práticas podem se tornar mais claras e
universais, para as indústrias de todos os países.
Existe uma estrutura informal que levou o país a ser capaz de produzir 100% de tudo
que a indústria da construção naval necessita para construir navios. Desde aço ao sistema de
controle, incluindo o parafuso, a indústria japonesa produz tudo.
Está em andamento uma nova análise sobre a competitividade na indústria naval
japonesa que, certamente, levará ao estabelecimento de um novo sistema de alianças.
O Japão dentro todas as nações desenvolvidas, tem o menor ciclo do processo de
decisão entre a necessidade da indústria e a emissão de uma medida de apoio do governo.
7.3.5.1. Estaleiros
O núcleo central da construção naval a japonesa consiste em 19 empresas, que
formam o SAJ (Shipbuilding Association of Japan). São 7 empresas de grande porte e 12
estaleiros de médio e pequeno porte, respondendo por 95% do total da construção naval no país.
Os estaleiros maiores são chamados de os “7 Grandes” (Seven Majors):
Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (MHI)
É um conglomerado de atuação mundial, envolvido em energia, indústria
aeroespacial, equipamentos, estruturas de aço, automóveis, serviços e projetos à construção
naval. Está desenvolvendo navios de contêineres e de passageiros de alta velocidade,
respondendo às demandas do mercado. É tradicional fabricante de navios para transportes de
químicos e para a indústria de petróleo offshore. Trabalha a partir dos seguintes estaleiros:
Nagasaki Shipyard & Machinery Works – navios de passageiros, petroleiros,
graneleiros, navios para transporte de produtos químicos, gás e navios de passageiros.
Kobe- The Shipbuilding Division – porta-contêineres, navios de passageiros e
submarinos. Especialista em reparos e conversões.
Shimonoseki Shipyard – navios especializados, de pesquisa oceanográfica e para
colocação de cabos submarinos de comunicação e dutos.
Yokohama Dockyard and Machinery Works - realiza reparos, conversões, sendo
um dos líderes em reparos para a frota da Ásia.
Mitsui Engineering and Shipbuilding
Área de atuação: construção naval, área de energia, logística, projetos
indústriais, mecatrônica e sistemas de reciclagem e proteção ambiental.
NKK
Área de atuação: construção naval e na produção de estruturas offshore. A
linha de produtos inclui:
Petroleiros e graneleiros
Navios para LNG, LPG e ethileno
Navios de passageiros
Ferry boats para carros, catamarans, quebra-gelos, dragas e navios de pesquisa.
Plataformas e navios de perfuração e produção
Ishikawajima Shipyard
Área de atuação: estruturas offshore, FPSO – navios de produção de
petróleo, navios de guerra, dragas, toda a linha de navios mercantes, navio para recuperação de
óleo derramado, petroleiros de casco duplo.
Sumitomo / Oshima Shipbuilding
Área de atuação: especializado na fabricação de navios graneleiros. Já
fabricou 330 deles e entrega, regularmente, cerca de 20 graneleiros, ao ano, para armadores do
mundo todo.
7.4. Coréia
7.4.1. Características gerais
A construção naval na República da Coréia conta com 11 indústrias, reunidas na
Associação de Construção Naval da Coréia (Korea Shipbuilders’ Association). A Coréia entrou
na disputa do mercado internacional, na metade de 1970, com a fabricação de um petroleiro pela
Samsung. Na metade dos anos 1980, a Coréia concentrava cerca de 30% do total das entregas de
navios ao mercado internacional. Estaleiros do mundo inteiro entraram com representações
internacionais alegando práticas injustas de comércio e excesso de subsídios.
Os estaleiros da Coréia triplicaram sua capacidade, entre 1994 e 1996, apesar de
saberem da existência de uma superoferta de capacidade de produção para uma demanda média,
estabilizada em torno das 30 milhões de TPB / ano, de 1985 a 1995. O risco que a Coréia assumiu
foi realizar a expansão e cortar drasticamente os preços para conquistar espaços num mercado
onde, anteriormente, não tinha presença relevante.
Em 1996, a Coréia entrou na disputa pelo mercado de navios e plataformas para a
indústria de petróleo offshore, deslocando empresas americanas tradicionais e conquistando
contratos nesse segmento. Essa tática rendeu cerca de US$ 300 milhões de dólares às empresas
coreanas, segundo estimativas dos americanos. Os equipamentos offshore da Coréia chegaram ao
Golfo do México, apesar dos elevados custos de transporte incorridos na conquista desses
contratos. A principal acusação contra a Coréia é a de usar recursos do FMI para subsidiar as
empresas de construção naval.
A Coréia constrói navios do tipo: transportador de gás, Aframax, porta–container
médio e grande, navio para perfuração de poço de petróleo e petroleiros VLCC e ULCC,
graneleiros, plataformas para offshore. .
Os estaleiros da Coréia realizam um programa de indústrialização orquestrado e
apoiado pelo Governo, visando acelerar o processo de indústrialização. A rápida conquista de
relevantes parcelas do mercado deve-se a três fatores principais: apoio do governo para instalação
e ampliação dos estaleiros, implantação de modernas unidades de produção usando experiências
bem sucedidas e técnicas no estado da arte e escolha de operar no nicho de navios de grande
porte, principalmente VLCC’s, que representam grande volume em termos de TPB produzida,
sem necessariamente representar grande valor agregado.
Para conquistar o mercado, ocorreram subsídios governamentais não declarados. A
crise das economias asiáticas atingiu a economia da Coréia e expôs a fragilidade do sistema de
subsídios, diante do orçamento fiscal sendo necessário recorrer aos recursos do FMI.
O sistema da Coréia apresenta pontos similares com sistema japonês e existe
integração entre as empresas e seus negócios. A indústria de construção naval cria demanda na
indústria siderúrgica e na rede de suprimentos, gerando um dinamismo indústrial próprio da
indústria de bens de capital. A construção naval é vista como um projeto de longo prazo. Por isso,
as empresas desconheceram o fato de que já existia a superoferta mundial.
7.4.5.1. Estaleiros
Cerca de 95% do total da construção naval estão concentrados nas 4 maiores
empresas: Hyundai Heavy Industries; Daewoo Shipbuilding & Heavy Machinery; Samsung
Heavy Industries e Hanjin Heavy Industries.
Samsung Heavy Industries Co., Ltd.
Área de atuação: transportador de gás, Aframax, porta–container médio e
grande, navio para perfuração de poço de petróleo e petroleiros VLCC e ULCC.
Hyundai
Área de atuação: constrói a linha de navios graneleiros, petroleiros VLCC,
porta-contêineres e plataformas para offshore. Trabalha com elevado nível de automação.
Hanjin Heavy Industries
Área de atuação: petroleiros VLCC de até 150 mil TPB e realizar a
produção anual de 900 mil TPB. Navios fabricados pela Hanjin recebem, já há nove anos
seguidos, prêmios da imprensa especializada sobre os melhores navios do ano. Opera a partir dos
estaleiros Youngdo Shipyard, Ulsan Shipyard e Masan Shipyard.
7.5. Cingapura
Cingapura é um país emblemático do conjunto das economias emergentes batizadas
como“Tigres Asiáticos”. Apresenta o fenômeno de ser um país pequeno onde a geração de
poupança interna desafia a compreensão. Na pesquisa sobre a competitividade internacional do
World Economic Forum, Cingapura ficou em 4o lugar, inserido no núcleo central da melhores
economias do mundo, com os melhores fundamentos macro-econômicos, as melhores práticas
governamentais e relevante aplicação de tecnologias. Até recentemente, a economia de Cingapura
era alvo de um debate acadêmico sobre as origens do seu crescimento econômico (cerca de 8%
durante mais de uma década); se era devido a geração de poupança interna, exclusivamente, ou se
havia a contribuição de ganhos de produtividade. Recentemente o debate centrado na questão das
medições encaminhou-se para um consenso, reconhecendo-se um aumento de produtividade de
2%, na década passada.
Estaleiros de Cingapura estão presentes no Brasil (SembCorp / Keppel Fels e o
Jurong), atraídos pela demanda da indústria de petróleo offshore, uma especialidade da
construção naval daquele país.
7.5.2. Tipos de Embarcação
Construção de plataformas de exploração e produção para águas rasas e profundas e a
construção de navios especializados para a atividade offshore, incluindo reparos e conversões,
reparos de petroleiros VLCC’s, plataformas offshore.
Com
uma
poupança
interna
mais
que
suficiente
para
capitalizar
seus
empreendimentos, as empresas de Cingapura contam, com certa facilidade, com acesso ao capital
de risco. Mesmo assim, a estrutura societária, no país, tem 45% de participação do Estado, no
total. Esta realidade indica que existe um grau de relação muito grande na estrutura produtiva,
permitindo o desenvolvimento de ações coordenadas com facilidade. O fato de o país ter
selecionado o segmento offshore para especializar sua construção naval indica uma elevada
percepção das oportunidades, já que o Japão e a Coréia eram competidores na construção naval
de grande porte, principalmente petroleiros VLCC.
Observa-se que existe a inclusão da construção naval em grandes conglomerados.
Como as praticas governamentais são consideradas acima da média, essa opção indica um projeto
em execução, ocupando mão-de-obra e formando recursos humanos, ocupando um nicho do
mercado de alto valor agregado e com a demanda elevada. A aliança com a China coloca
Cingapura como porta de entrada de um novo e pouco explorado ambiente de negócios.
7.5.5.1. Estaleiros
PPL Shipyards Private Limited
Área de atuação: construção de plataformas de exploração e produção para
águas rasas e profundas e a construção de navios especializados para a atividade offshore,
incluindo reparos e conversões.
Yantai Raffles
Área de atuação: especializado no segmento offshore e trabalha 24 horas
por dia, em turnos, todos os dias do ano.
Sembawang Shipyard
Área de atuação: mercado de reparos de petroleiros VLCC’s,
desenvolvendo um procedimento indústrial e técnico para consertar as bases dos motores de
grande porte que impulsionam esses navios gigantes
Keppel FELS Energy & Infrastructure Ltd
Área de atuação: pioneiro na construção de plataformas offshore.
Jurong Consultants / JTC Corporation
Área de atuação: É um grupo com atividades multidisciplinares que
empreendem negócios em diversos setores, incluindo a construção naval.
7.6. China
7.6.1. Características gerais
A China ocupa a terceira posição, depois do Japão e da Coréia, no ranking mundial
dos países líderes na construção naval.
Os fatores que afetam a China são: a crise das economias asiáticas diminuindo
encomendas de navios; o ingresso na OMC e a adequação às regras do comércio mundial; o
compromisso com os trabalhadores, dificultando a formação de preços competitivos.
Uma nova estrutura de construção naval esta sendo criada na China, a China
Shipbulding Trade Co., responsável pelos negócios internacionais, enquanto a produção fica sob
o controle da China Shipbuilding Industry Association. O desenvolvimento da infra-estrutura foi
entregue para empresas com controle do Estado mas funcionam dentro das regras do mercado,
estas empresas passam para o governo toda a tecnologia de construção naval militar (para a
Comissão de Ciência, Tecnologia e Indústria do Ministério da Defesa).
A necessidade de importar peças equipamentos e alguns tipos de aço, encarece e
torna menos competitiva a produção para o mercado internacional, outro fator são as licenças
para uso de projetos e processos que devem ser pagas.
Durante quase 80 anos, os estaleiros chineses produziram pouco, principalmente para
atender a navegação fluvial interior. Em 1950, o regime comunista estatizou os estaleiros e
iniciou um programa de expansão indústrial capaz de atender às necessidades de construção da
frota mercante chinesa. Em 1970, com a abertura da economia da China, armadores de Hong
Kong, interessados em estreitar laços com o continente, encomendaram navios graneleiros de 27
mil TPB, simples e básicos, aos estaleiros chineses. Em 1980, armadores europeus já haviam
encomendado graneleiros, atraídos pelo preço baixo. Logo, os estaleiros começaram a produzir
navios mais sofisticados. (Fonte: Paul Woodward diretor da consultoria Asian Strategies Ltd.,
sediada em Hong Kong)
Petroleiros de até 250.000 TPB, graneleiros.
A China dava subsídios à exportação de navios, compensando diferenças de preço de
até 17%. O grupo de trabalho da OMC à China identificou uma lista de subsídios proibidos,
estabelecendo um prazo para sua eliminação que vai, em alguns casos, até 2003 e 2004. Mesmo
assim, diversos membros do grupo de trabalho consideram que a lista obtida é incompleta. Foram
identificados subsídios em diversas fases do processo de construção e aquisição de suprimentos,
em diversos níveis do governo.
A China acredita que a indústria de navegação e construção naval, é um setor
estratégico e portanto, deve ficar sob o controle do país (no momento do Estado). Diversos
acordos e associações com empresas de outros países tem se tornado possíveis, visando à
produção de equipamentos, peças, motores e equipamentos de comunicação na busca de maior
qualidade e tecnologia.
A indústria é do Estado e, portanto, protegida, acompanhada de perto e relacionada ao
restante da estrutura produtiva e às empresas de transporte marítimo chinesas, que operam,
internacionalmente, sem esquecer de atender às promessas feitas ao grupo de trabalho da OMC.
A cuidadosa criação de novas parceiras visa a atender questões produtivas pontuais, como é o
caso do empreendimento conjunto da China Ocean Shipping Corp. (COSCO) com a japonesa
Kawasaki Heavy Industries, visando desenvolver um estaleiro de reparos, com investimentos de
US$100 million, na província de Jiangsu. Outro exemplo é o investimento, com empresas de
Cingapura, de uma unidade indústrial para produzir estruturas à indústria de petróleo, em Yantai,
Província de Shandong.
7.6.5.1. Estaleiros
North Shipbuilding Group
Área de atuação: constrói os Very Large Crude Carriers (VLCCs),
petroleiros de até 250,000 TPB.
South Shipbuilding Group - formado a partir do estaleiro Shanghai's Jiangnan,
que, em 2000, terminou a construção do estaleiro, em Pudong, num investimento estimado em
US$ 500 milhões, tornando-se o maior estaleiro chinês.
7.7. Brasil
O setor de petróleo e gás continuará a ser, nos próximos anos, um dos setores mais
dinâmicos da economia nacional, indutor de crescimento indústrial e de geração de empregos de
mão-de-obra qualificada.
A ANP (Agencia Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustivel) precisa atuar
em coordenação com outras áreas dos governos federal, estadual e municipal, visando, além da
ampliação da produção do petróleo e da atividade de prospecção, promover o desenvolvimento
científico e tecnológico em toda a cadeia produtiva do petróleo e do gás.
Os investimentos na exploração de petróleo offshore estão promovendo uma
retomada das atividades de fornecedores deste segmento. Até o momento é a Petrobrás a líder dos
investimentos, com um plano estratégico que pretende transformá-la em uma empresa de energia,
ancorada em investimentos na exploração de petróleo e gás. O foco é a exploração de petróleo
offshore, fazendo-se necessários equipamentos e serviços associados ao segmento naval. No
plano estratégico para o período 2000-2005, estavam previstos US$ 30 bilhões de investimentos,
sendo 68% para a exploração e produção. Neste cenário, a indústria fornecedora de bens e
serviços encontra amplas oportunidades, mas também ameaças.
A Petrobrás já está necessitando de reparos e conversões e novas construções para a
exploração e produção de petróleo. Neste sentido a indústria brasileira tem três desafios; 1realizar rápido processo de aprendizado; 2 – ampliar a participação no fornecimento de bens,
serviços e tecnologia; 3 – enfrentar a concorrência de produtores não localizados no país.
As plataformas encomendadas e já entregues não apresentam níveis de
nacionalização altos. Entretanto existe uma disposição política de realizar encomendas à indústria
local, desde que esse setor se prepare e reduza custos. No entanto, com apoio da ONIP
(Organização Nacional da Indústria do Petróleo), a indústria local vem aumentando seu
fornecimento.
Navios gaseiros, petroleiros, FPSO’s, porta containers, módulos para plataformas de
petróleo offshore, barcos de apoio offshore, navios de apoio tipo LH e PSV, barcos de pesca,
rebocadores e empurradores, embarcações de laser e aplicação militar, reparo naval.
Os principais instrumentos de financiamento e fomento à marinha mercante e à
construção naval são o Adicional ao Frete para Renovação da Marinha Mercante (AFRMM) e o
Fundo de Marinha Mercante (FMM). Criados em 1958, continuam constituídos e legalmente
disponíveis para essas indústrias.
Um novo modelo de controle da arrecadação do AFRMM está implantado, na
Secretaria de Transporte Aquaviário (STA), através do seu Departamento de Marinha Mercante
(DMM). O novo modelo de gerenciamento utiliza convênios com a Secretaria da Receita Federal
e com a rede bancária, através da Federação da Associação Brasileira de Bancos (FEBRABAN),
ampliando o recolhimento do adicional ao frete, por meio de uma função automatizada e operada
pelos próprios usuários.
Em julho de 2002 a ANP estava propondo ao BNDES a assinatura de um convênio
entre as duas instituições, visando à troca de informações e ao desenvolvimento de estudos, já
que o BNDES possui linhas de créditos como o Finame, agente operador dos recursos do Fundo
de Marinha Mercante (FMM). A colaboração entre as duas instituições visa criar os instrumentos
que poderão oferecer a contribuição necessária para o aumento da participação do fornecimento
da indústria local.
A Marinha Mercante e a Indústria de Exploração de Petróleo, efetivamente,
conseguem isenção tributária e de impostos indiretos, na etapa de investimentos, beneficiando a
Construção Naval e seus fornecedores. Para os armadores, ao se conseguir o Registro de
Embarcação Brasileira (REB), são, de fato, conquistadas isenções tarifárias e fiscais para os
insumos importados, utilizados na produção de embarcações no país.
Com pesada e negativa herança, bem conhecida do público em geral, a indústria naval
está iniciando um processo de retomada das atividades, mas ainda sem contar com
empreendedores de porte, capitalizados e integrados aos grandes conglomerados brasileiros.
Nesta nova fase, as empresas em operação são de três tipos:
1. Alianças entre antigos donos de estaleiros, ex-executivos e técnicos, para atender
demandas prementes de reparos e novas obras. Estão, nesta categoria a Promar / Mac Laren e a
SNO / Mac Laren (recentemente a Mac Laren informou que pretende retomar as instalações
usadas pela Promar, em 2004).
2. Arrendamento de estaleiros ou venda do fundo de comércio a empresas
internacionais. Estão nessa categoria o arrendamento do Mauá pelo Jurong e do Verolme pelo
Fels, ambos de Cingapura, e a venda do Promar ao Aker, da Noruega.
3. Empreendimentos na indústria naval, com pequeno investimento, para atender a
contratos já existentes. Estão neste caso Emaq /Eisa (recentemente vendido ao Jurong), a
Transnave, o SNO e a Superpesa, que embora registrada como estaleiro tem apenas unidade
indústrial longe da orla marítima.
4. Estaleiros que produzem para empresas do grupo. Estão neste caso o Estaleiro
Itajaí, construindo navios de transporte de gás para a controladora Metalnave, e o Wilson & Sons,
estaleiro em Santos, que constrói rebocadores para a controladora do mesmo nome.
7.7.5.1. Estaleiros
Eisa -Estaleiro da Ilha
É o antigo Emaq, foi adquirido pela Sequip, do empresário Nelson Tanure
(ver a seguir) e depois vendido aos diretores.
Mauá
Operado pelo Mauá Jurong S.A., que tem 99,93 % do seu capital sob
controle do Jurong Shipyard Inc, uma “venture company” com sede nas Bahamas. Essa empresa
nas Bahamas, por sua vez, é controlada em 65% pelo Synergy Group e em 35% pelo Jurong Pte.
Ltd., subsidiária integral do SembCorp Marine, com sede em Cingapura.
Verolme / IVI Angra
Arrendado ao Fels Settal, uma sociedade entre a Settal, com sede em São
Paulo, e o grupo Keppel Fels, de Cingapura. O estaleiro foi adquirido pela Sequip, uma empresa
controlada pelo empresário Nelson Tanure (depois adquiriu a Cia. Docas, criando a DocasNet e
adquirindo o direito de uso da marca JB e seu conteúdo). adquiriu o Emaq, a Ishikawajima do
Brasil e o Verolme. Vendeu o Emaq aos diretores. Consolidou o Verolme e o Ishi como Indústria
Verolme-Ishikawajima, com estaleiros em Angra dos Reis e no Caju, no Rio de Janeiro,
respectivamente. Este último está desativado; suas máquinas foram vendidas e o anteiro de obras
vem sendo utilizado como depósito de containers. Apenas seu dique continua em operação, para
fins de construção e reparo naval.
Mac Laren
O estaleiro da Ilha de Conceição, Niterói, está arrendado ao Promar,
recentemente vendido ao Aker, em contrato com vigência pelos próximos anos. O estaleiro de
Ponta da Areia, Niterói, foi, em parte, arrendado ao SNO. Mac Laren e SNO anunciaram
recentemente a formação de um consórcio para atuar conjuntamente em reparo e construção
naval, manifestando a intenção de retomar as instalações arrendadas a Promar.
Itajaí
Estaleiro Itajaí S/A, localizado em Santa Catarina, pertence à Metalnave
S/A Comércio e Indústria (controlada pelo empresário Frank Wlasek). O Estaleiro Itajaí constrói
os navios gaseiros usados pela Metalnave. Foi selecionado por armadores para construir barcos
de apoio offshore.
Enavi-Renavi
O estaleiro Enavi-Renavi é o resultado da fusão de duas empresas de
reparos navais, ocorrida em 1995. O estaleiro é controlado pelo Grupo Reicon, do Norte do país,
cujas principais empresas são transportadoras de gás (Reicon), transportadoras de combustíveis
(PetroAmazon), turismo (Funtur) e vale-refeição (AmazonCard).A conquista das encomendas da
empresa De Lima, para a construção de navios de apoio tipo LH e PSV, lança o estaleiro no
mercado de novas construções, além do reparo naval que é sua atividade tradicional. Este
estaleiro integra os ativos de um grupo empresarial com interesses diversificados.
Ebin-Teclabor
Estaleiro em Niterói, RJ, que está sendo reativado, para atender as
demandas dessa nova fase da construção naval. A massa falida foi adquirida pela Teclabor e vai
especializar-se na construção de apoio marítimo.
Caneco
Indústrias Reunidas Caneco S/A, estava paralisado devido a dificuldades
financeiras, foi arrendado para operar como pátio de armazenagem e a Superpesa arrendou
instalações indústriais para construir dois navios de apoio do tipo LH, cujos contratos coma
Petrobrás foram conquistados em recente licitação internacional.
Inace
Indústria Naval do Ceará S/A, produz navios de até 4.000 TPB, fabricava
barcos de pesca, atualmente produz embarcações de lazer e de aplicação militar.
Ebrasa
Empresa Brasileira de Construção Naval S/A, localizada em Itajaí, constrói
e faz reparos de embarcações de menor porte, barcos de pesca, rebocadores e empurradores. Pode
construir barcos para apoio marítimo ao offshore.
Sermetal
Sermetal Rio Serviços Metalúrgicos Ltda., localizado em Niterói, tem
capacidade de construir navios de até 10.000 TPB. Está produzindo módulos para plataformas de
petróleo offshore.
Transnave
Transnave Estaleiro de Reparos e Construção Naval S/A, localizado na Ilha
do Governador, Rio de Janeiro, com capacidade de construir embarcações de apoio de pequeno
porte para o setor offshore.
8. Estudo de caso: modelagem da indústria da construção naval
O presente trabalho considera sete regiões como principais no cenário global da construção naval: Europa, Estados Unidos,
Japão, Coréia, Cingapura, China e Brasil. A seguir, estão tabelados os principais dados colhidos a respeito das mesmas.
8.1. Tabelas descritoras das Regiões
Países
Tipos de navios
produzidos
Características do
mercado:
Dinamarca , Alemanha, Espanha, França, Itália, Holanda, Finlândia e Reino Unido
Navios sofisticados para transporte de passageiros e carga,Navios militares
Conversão e reforma de navios e estruturas para indústria de petróleo offshore.
- A relação entre estaleiros e armadores é baseada em regras comerciais e de competição tradicionais;
- A Europa conta com tradicional e eficiente rede de fornecedores para a construção naval, fornecendo aos Estados
Unidos e alguns países da Ásia;.
- As empresas de construção naval são do governo;
- Mercado interno de embarcações menores muito dinâmico.
Característica dos
estaleiros
Estaleiros sofrem limitações de espaço para a produção de alguns navios de grande porte. Ex. VLCC de 150 e 160
mil tpb.
Características dos
armadores:
Cerca de 40% da frota mundial pertencem a empresas européias, possibilitando o fortalecimento do bloco
econômico.
Características do
governo:
Processos
específicos:
Governo é empreendedor.
A atividade é considerada importante para os objetivos estratégicos. Nacionais
Políticas que permitem que conglomerados paguem menos imposto de renda sobre lucros obtidos em indústrias
eletrônicas ou de alimentos compensando perdas sofridas nas suas empresas de transporte marítimo e construção
naval
Características dos Construção de navios com maior valor agregado e com maior conteúdo tecnológico
produtos:
Tabela 1 - Tabela descritora Europa
País
Tipos de navios
produzidos
Características do
mercado:
Característica dos
estaleiros:
Características do
governo:
Processos específicos:
produtos:
Estados Unidos
Navios a energia nuclear, Submarinos, Navios de guerra, Navios de assalto anfíbio LPD-17, Construção de
barcaças, rebocadores, empurradores, navios e estrutura de petróleo offshore, navios de pesca e navios da Guarda
Costeira.
- A segurança nacional é fator determinante.
- Necessidade de manter uma capacidade mínima de mobilização de frota (total de cargas transportadas por via
marítima) para não perder a capacidade de responder a exigências em caso de guerra.
- A indústria é beneficiada pelo mercado representado pela navegação interior (rios e lagos) e costeira que é
protegido por legislação especifica.
- Articulação de todos os setores para garantir a segurança nacional e a hegemonia do país.
- Toda a operação marítima em território nacional seja realizada por empresas americanas, e operadas por
americanos (Jones Act e Passenger Vessel Services Act).
Apenas os 6 maiores estaleiros (Big Six), podem construir navios de guerra.
Estaleiros com carreiras capazes de construir ou reparar navios de 122 metros e maiores.
Criação de políticas e subsídios garantindo o crescimento da indústria.
A atividade é considerada importante para os objetivos estratégicos nacionais.
Exigência de frota mínima para a Segurança Nacional
Indústria focada no processo de modernização e concentração
Indústria é beneficiada pelo orçamento militar
Indústria está mobilizada para defender a legislação de apoio ao setor
Navios com alto nível tecnológico e de automação
Tabela 2 - Tabela descritora dos Estados Unidos
País
Tipos de navios
produzidos
Características do
mercado:
Característica dos
estaleiros:
Características do
governo:
Japão
Navios de passageiros, Petroleiros, Graneleiros, Navios para transporte de produtos químicos, Navios
para transporte de gás, Porta-contêineres, Submarinos, Navios especializados,de pesquisa oceanográfica e
para colocação de cabos submarinos de comunicação e dutos, Catamarans, Dragas, Ferry boats para
carros, Quebra-gelos, Plataformas, Navios de perfuração e produção
- Capacidade mundial de construção naval superior à demanda.
- Busca do equilíbrio entre oferta e demanda é o foco principal.
- Menor ciclo do processo de decisão entre a necessidade da indústria e a emissão de uma medida de
apoio do governo.
- Exemplo de conglomerização, organização indústrial e de confiança mútua com a cadeia de
fornecedores.
Os estaleiros integram recursos gerenciais para criar firmes fundamentos operacionais.
Mantém a mais ampla política de apoio e subsídios a suas indústrias e manter essas práticas
cuidadosamente dissimuladas em decisões pontuais e resoluções, jamais explicitadas em legislação sujeita
à análise internacional. Atualmente, com a proposta de um acordo amplo no bojo da OCDE, essas práticas
podem se tornar mais claras e universais, para as indústrias de todos os países.
Política de ampliar o entendimento com outras nações líderes na construção naval buscando uma
cooperação internacional, evitando a guerra de subsídios do passado. Oferecer cooperação técnica a
outros países.
Os japoneses estão trabalhando na criação de um novo conceito e um novo produto para transporte de
contêineres, o Techno Superliner (TSL), porta contêineres de alta velocidade e grande capacidade de
carga, direcionado para o mercado de Hub Ports – portos concentradores e distribuidores de carga.
Diversos estaleiros implantam portais na Internet para apoio de pós-venda.
Existe um grupo (OCDE, Europa e Coréia) trabalhando para definir de regras para a competição
internacional
produtos:
O TSL tem a limitação de ser mais caro que os navios do mesmo tipo tradicionais e ter um custo de
manutenção mais elevado.
Tabela 3 - Tabela descritora do Japão
País
Coréia
Tipos de navios
produzidos
Navios do tipo: transportador de gás, Aframax , Porta–container médio e grande, Navio para
perfuração de poço de petróleo, Petroleiros VLCC e ULCC, Graneleiros, Plataformas para offshore.
Características do
mercado:
- A rápida conquista de relevantes parcelas do mercado deve-se a três fatores principais: apoio do
governo para instalação e ampliação dos estaleiros, implantação de modernas unidades de produção
usando experiências bem sucedidas e técnicas no estado da arte e escolha de operar no nicho de navios
de grande porte, principalmente VLCC’s.
- Mercado internacional alega práticas injustas de comércio e excesso de subsídios.
- Valores da construção naval são de 13% a 14% mais baixos que os custos de produção.
Característica dos
estaleiros:
Características do
governo:
Os estaleiros da Coréia realizam um programa de indústrialização orquestrado e apoiado pelo
Governo, visando acelerar o processo de indústrialização.
Subsídios governamentais não declarados.
Utilização de recursos do FMI para subsidiar as empresas de construção naval.
Integração entre as empresas e seus negócios.
A indústria de construção naval cria demanda na indústria siderúrgica e na rede de suprimentos,
gerando um dinamismo indústrial próprio da indústria de bens de capital.
A construção naval é vista como um projeto de longo prazo. Por isso, as empresas desconheceram o
fato de que já existia a super-oferta mundial.
produtos:
Estado da arte para construção de navios de grande porte, principalmente VLCC´s, que representam
grande volume em termos de TPB produzida, sem necessariamente representar grande valor agregado.
Tabela 4 - Tabela descritora da Coréia
País
Tipos de navios
produzidos:
Cingapura
Plataformas de exploração e produção para águas rasas e profundas
Construção de navios especializados para a atividade offshore
Reparos e conversões, reparos de petroleiros VLCC’s, plataformas offshore.
Características do
mercado:
Melhores fundamentos macroeconômicos, melhores práticas governamentais e relevante aplicação de
tecnologias. Uma das melhores economias do mundo.
Grande geração de poupança interna
Aliança com a China coloca Cingapura como porta de entrada de um novo e pouco explorado
ambiente de negócios
Característica dos
estaleiros:
Os estaleiros da Cingapura estão presentes no Brasil, atraídos pela demanda da indústria de petróleo
offshore uma especialidade da construção naval daquele país.
Os estaleiros especializaram-se no segmento offshore.
Estaleiros trabalham 24 horas por dia em todos os dias do ano.
Características do
governo:
A estrutura societária, do país, tem 45% de participação do Estado.
Praticas governamental acima da média, existe um projeto em execução, ocupando mão-de-obra e
formando recursos humanos, ocupando o nicho do mercado de alto valor agregado e com demanda
elevada.
Cingapura tem limitações físicas importantes para sua expansão, gerando a necessidade de se instalar
em outros países.
produtos:
Especializada em navios de grande porte do segmento offshore.
Tabela 5 - Tabela descritora da Cingapura
País
Tipos de navios
produzidos
China
Petroleiros de até 250.000 TPB, Very Large Crude Carriers (VLCCs)
Graneleiros
Navios especiais para transporte de gás
Características do
mercado:
- Desde 1980, a exportação de navios é uma das fontes de receita em moeda forte.
- Ocupa a terceira posição no ranking mundial dos países líderes na construção naval.
- Crise da economia asiática diminui as encomendas de navios
- O compromisso com os trabalhadores dificulta a formação de preços competitivos.
Característica dos
estaleiros:
Estaleiros importam peças, equipamentos e até mesmo alguns tipos de aço, visando manter os navios de exportação
no padrão desejado pelos armadores.
armadores:
Os armadores de Hong Kong encomendaram navios graneleiros de 27 mil TPB, simples e básicos.
Características do
governo:
Armadores europeus encomendaram navios graneleiros, atraídos pelos preços baixos
O Estado tem o controle sobre a indústria de navegação e construção naval por ser considerada uma indústria
estratégica.
A indústria é acompanhada de perto e protegida pelo Estado.
A China dava subsídios à exportação de navios, compensando diferenças de preço de até 17%. O grupo de trabalho
da OMC à China identificou uma lista de subsídios proibidos, estabelecendo um prazo para sua eliminação que vai,
em alguns casos, até 2003 e 2004. Mesmo assim, diversos membros do grupo de trabalho consideram que a lista
obtida é incompleta. Foram identificados subsídios em diversas fases do processo de construção e aquisição de
suprimentos, em diversos níveis do governo.
Licenças para uso de projetos e processos, muitos deles desenvolvidos pelos japoneses, devem ser pagas.
produtos:
A necessidade de importar equipamentos, e peças encarece o produto.
Produção de navios de maior valor tecnológico.
Produção de navios mais sofisticados
Tabela 6 - Tabela descritora da China
País
Brasil
Tipos de navios
produzidos
Navios gaseiros, Petroleiros, FPSO’s, Porta containers, Módulos para plataformas de petróleo offshore, Barcos
de apoio offshore, Navios de apoio tipo LH e PSV, Barcos de pesca, Rebocadores e empurradores,
Embarcações de laser, Embarcações de aplicação militar, Reparo naval.
Características do
mercado:
- O foco é a exploração de petróleo offshore, fazendo-se necessários equipamentos e serviços associados ao
segmento naval.
Característica dos
estaleiros:
A indústria naval está iniciando um processo de retomada das atividades, mas ainda sem contar com
empreendedores de porte, capitalizados e integrados aos grandes conglomerados brasileiros
armadores:
Os armadores, ao conseguir o Registro de Embarcação Brasileira (REB), conquistam isenções tarifárias e
fiscais para os insumos importados, utilizados na produção de embarcações no país.
Características do
governo:
Governo é empreendedor
Os investimentos na exploração de petróleo offshore estão promovendo uma retomada das atividades de
fornecedores deste segmento.
A atividade é considerada importante para os objetivos estratégicos nacionais
A indústria brasileira enfrenta três grandes desafios:
1 - realizar rápido processo de aprendizado;
2 - ampliar a participação no fornecimento de bens, serviços e tecnologia;
3 - enfrentar a concorrência de produtores não localizados no país.
produtos:
Objetivos possíveis:
A Marinha Mercante e a Indústria de Exploração de Petróleo, efetivamente, conseguem isenção tributária e de
impostos indiretos, na etapa de investimentos, beneficiando a Construção Naval e seus fornecedores. Para os
armadores, ao se conseguir o Registro de Embarcação Brasileira (REB), são, de fato, conquistadas isenções
tarifárias e fiscais para os insumos importados, utilizados na produção de embarcações no país.
- manter-se no mercado
- novos contratos
Tabela 7 - Tabela descritora do Brasil (Parte I)
País
Estratégias possíveis:
Brasil
- menores preços
- alta tecnologia, automação das embarcações, informatização dos processos e projetos
- prazos menores para entrega
- políticas e subsídios
- Padronização da embarcação
- Custos mais baixos
- Pontualidade na entrega
- Suportar pressões competitivas
- Estratégias de negócio
- Capacitação da mão-de-obra
- exploração comercial das embarcações
- aquisição de grandes volumes
- poder de negociação
- influência sobre políticas governamentais
- manter elevada a taxa de utilização da capacidade de produção dos estaleiros
- total informação sobre a demanda, preços reais de mercado e custos dos fornecedores
Obter uma parcela do mercado para construção de embarcações
Receber subsídios
Levar nova capacidade para o mercado
- Obter uma parcela do mercado para exploração comercial de embarcações
Levar nova capacidade para o mercado
Observar o mercado
Tabela 8 - Tabela descritora do Brasil (Parte II)
8.2. Tabelas descritoras dos Tipos de Agentes
Agentes
Objetivos possíveis
Estaleiros Estabelecidos
- manter-se no mercado
- novos contratos
Estratégias possíveis
- menores preços
- alta tecnologia, automação das embarcações, informatização dos processos e projetos
- prazos menores para entrega
- políticas e subsídios
- padronização da embarcação
- custos mais baixos
- pontualidade na entrega
- suportar pressões competitivas
- estratégias de negócio
- capacitação da mão-de-obra
Tabela 9 - Tabela dos estaleiros estabelecidos
Agentes
Armadores Estabelecidos
- exploração comercial das embarcações
- aquisição de grandes volumes
- poder de negociação
- influência sobre políticas governamentais
- manter elevada a taxa de utilização da capacidade de produção dos estaleiros
- total informação sobre a demanda, preços reais de mercado e custos dos fornecedores
Tabela 10 - Tabela dos armadores estabelecidos
Agentes
Estaleiros entrantes potenciais
- obter uma parcela do mercado para construção de embarcações
- receber subsídios
- levar nova capacidade para o mercado
Tabela 11 - Tabela dos estaleiros entrantes potenciais
Agentes
Armadores entrantes potenciais s
- obter uma parcela do mercado para exploração comercial de embarcações
- levar nova capacidade para o mercado
- observar o mercado
Tabela 12 - Tabela dos armadores entrantes potenciais
9. Conclusão
Esta monografia apresentou um estudo da indústria global da construção naval e o início de
sua modelagem conceitual baseada em agentes. Foi realizado um estudo da área de agentes e sistemas
multiagentes. Foram apresentadas as principais noções de organização de sistemas multiagentes e
analisadas as principais metodologias de modelagem conceitual baseada em agentes. A indústria global
da construção naval foi caracterizada em termos dos principais tipos de agentes que a compõem e das
regiões do globo em que esses agentes se encontram concentrados. As principais características
operacionais dessas regiões foram identificadas, assim como os principais objetivos, estratégias e ações
decisivas que costumam ter os agentes dessas diversas regiões. Um modelo semi-estruturado da
indústria global da construção naval foi apresentado como estudo de caso de modelagem conceitual
baseada em agentes. Esse modelo semi-estruturado pode servir de base para futuros modelos formais e,
também, para sistemas experimentais capazes de permitir a definição e a animação de funcionamentos
simulados da indústria global da construção naval.
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Um Estudo sobre Modelagem Conceitual Baseada em

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