FACULDADE DE CIÊNCIAS APLICADAS “SAGRADO CORAÇÃO”

DIRETORIA DE ENSINO SUPERIOR

COORDENAÇÃO DO CURSO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO

AKYRIA BOLONINE LOUREIRO PEDRO HENRICH TERCIO

SISTEMAS ESPECIALISTAS

LINHARES 2007

1

AKYRIA BOLONINE LOUREIRO PEDRO HENRICH TERCIO

SISTEMAS ESPECIALISTAS

Trabalho apresentado à Faculdade de Ciências Aplicadas “Sagrado Coração” – UNILINHARES, como requisito parcial para aprovação nas disciplinas do 3º período do curso de Sistemas de Informação. Prof. Orientador: Gissele Locatelli.

LINHARES 2007

2

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO………………………………………………………………………… 03

2 SISTEMAS ESPECIALISTAS ÁREA DE APLICAÇÃO DA INTEL IGÊNCIA

ARTIFICIAL………………………………………………………………………… …… 04

3 DEFINIÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS…………………………………… 05

4 SISTEMAS ESPECIALISTAS E SUAS CARACTERÍSTICAS E F UNÇÕES..… 07

5 BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DOS SISTEMAS ESPECIALIST AS………..… 12

6 CLASSIFICAÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS…………………..… …….. 13

7 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DOS SISTEMAS ESPECIA LISTAS.. 14

7.1 SHELL- FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO.......................................18

7.1.1 EXPERT SINTA..............................................................................................18

8 DIFERENÇAS ENTRE OS SISTEMAS ESPECIALISTAS E OS SISTEMAS

CONVENCIONAIS ..................................................................................................21

9 O PAPEL DOS SISTEMAS ESPECIALISTAS NAS ORGANIZAÇÕ ES……….. 22

10 CONCLUSÃO………………………………………………………………………... 25

11 REFERÊNCIAS……………………………………………………………………… 26

3

1 INTRODUÇÃO

O presente trabalho tem por objetivo fazer uma explanação a respeito de uma das

áreas de conhecimento da Inteligência Artificial: os Sistemas Especialistas.

Os sistemas especialistas funcionam como um “especialista virtual”, ou seja, trata-se

de um software que tem como propósito emular um especialista humano em algumas

áreas especificas, possibilitando um auxilio no processo decisório e fornecendo ao

usuário uma interação com o programa computacional, alcançando assim um nível de

desempenho similar ao especialista humano.

Os sistemas especialistas são sistemas baseados em conhecimentos (SBCs), que

seguem as mesmas regras que os “especialistas reais” na solução de problemas,

aonde as experiências e as heurísticas, são as principais ferramentas utilizadas para

se chegar a uma solução concreta e fundamentada.

A pesquisa desenvolvida é do tipo bibliográfica, e com o objetivo de um melhor

entendimento sobre os Sistemas Especialistas, baseou-se principalmente em teóricos

como Efrain Turban e Solange O. Rezende, mostrando assim que os softwares

especialistas vêm se mostrando uma tendência muito forte no meio organizacional,

pelo aspecto de tal sistema, possibilitar inúmeros ganhos empresariais, acelerando

processos e possibilitando a solução de problemas complexos, antes só resolvidos

por especialistas humanos.

Serão abordados tópicos sobre suas funções no ambiente organizacional, suas

características, comparações com outros sistemas, áreas de aplicação e o seu

processo de desenvolvimento, visando uma maior aprendizagem sobre os sistemas

especialistas.

4

2 SISTEMAS ESPECIALISTAS ÁREA DE APLICAÇÃO DA

INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL

Os Sistemas Especialistas também chamados de SEs são uma das principais áreas

de aplicação da Inteligência Artificial (IA), sendo uma das mais modernas

tecnologias em informática disponível no mercado, esta tecnologia permite o

aumento da competitividade e da produtividade nas empresas. De acordo com

Fávero (2007), seus fundamentos originaram-se nos anos 50, em que pesquisadores

e estudantes criaram caminhos padrão para o processo de investigação do

raciocínio humano, mas um importante avanço ocorreu no final da década de 70

quando descobriram que, o poder do programa em resolver problemas depende

mais do conhecimento que possui do que do formalismo ou esquema de inferência

empregado.

A partir desta descoberta os programas começaram a ser desenvolvidos com

sistemas peritos em áreas especificas e limitadas esses sistemas chamados de

Sistemas Especialistas. No inicio os SE eram apenas desenvolvidos em pesquisas,

após anos de sua utilização que os técnicos e cientistas enxergaram sua importância

começando a investir e voltar suas atividades para esse sistema tornando-o mais

comercial entre 1980 e 1981. Sendo a Intelli Genetics a primeira companhia formada

exclusivamente para produzir Sistemas Especialistas. A Intelli Genetics participava

no campo de engenharia genética e também possuía técnicos do projeto de

programação heurística da universidade de Stanford, baseado em Fávero (2007).

Atualmente muitas organizações dedicam-se a utilização dos SE, pelas suas

vantagens oferecidas em relação a outros sistemas, afinal, por serem um sistema

especialista conseguem fazer melhor determinadas funções que exigem o alto

conhecimento em áreas especificas. O SE costuma ser utilizado integrado com

outros tipos de sistemas de gestão aumentando em geral a eficiência do sistema e a

maior obtenção dos SE’s, outro motivo também pela sua demanda nas empresas é

proporcionado por sua capacidade de aumentar a produtividade funcional em áreas

especializadas em que peritos humanos são difíceis de encontrar ou são muito caros

para serem contratados.

5

O surgimento do Sistema Especialista atendeu a um mercado mais exigente que

precisava de um sistema eficiente para o auxilio a tomada de decisão, além disso,

encontraram no SE um sistema lógico, com qualidade de senso emulador do

raciocínio e intuição dos seres humanos, segundo Laudon (2001) os SE’s são

interessante para as empresas pois conseguem preservar o conhecimento do

especialista que pode ser perdido através da aposentadoria demissão ou morte,

armazenando informações de forma ativa para criar uma base de conhecimento

organizacional que atenderá os empregados quando precisarem podendo utilizá-lo

como um livro eletrônico ou manual e aumentando assim o conhecimento dos

funcionários, reduzindo erros e custos.

3 DEFINIÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS

Um sistema que tenta simular o desempenho de um especialista humano e que atua

dentro do seu domínio é chamado de Sistema Especialista, outra definição é

utilizada também segundo Turban (2004) “ Os SE são programas computadorizados

de consulta que procuram imitar os processos de raciocínio dos especialistas na

solução de problemas complexos.” Ou seja, os Sistemas Especialistas tem o objetivo

de manipular o conhecimento e informação de forma inteligente para encontrar boas

soluções de um determinado problema rapidamente.

De acordo com Rezende (2005) os SE correspondem como um especialista

humano, podendo então cometer erros, mas devendo possuir um desempenho

satisfatório que compense seus possíveis enganos, esses sistemas especialistas

são diferente dos outros tipos de sistemas pela necessidade de ter pelo menos um

especialista humano para o desenvolvimento do programa, ou seja, o SE baseia-se

no conhecimento humano que foi colocado em seu sistema em forma de base de

conhecimento de informação e de dados para solucionar problemas resolvíveis

apenas por pessoas especialistas, pessoas que dominam o conhecimento exigido

através da leitura e treinamento conseguindo então tomar decisões mais rápidas e

melhores que os não especialistas na solução de problemas complexos.

6

O sistema especialista é baseado em uma busca heurística, trabalhando com

problemas no qual não existe uma solução convencional organizada de forma

algorítmica, pois os sistemas convencionais costumam processar dados de forma

repetitiva, enquanto os SEs tentam emular o raciocínio de um especialista aplicando

seus conhecimentos e informações em mecanismo de inferência obtendo resultados

melhores do que os fornecidos pelos sistemas convencionais.

Um Sistema Especialista é aquele que é projetado e desenvolvido para atender a uma aplicação determinada e limitada do conhecimento humano. É capaz de emitir uma decisão, apoiada em conhecimento justificado, a partir de uma base de informações, tal qual um especialista humano. Para tomar uma decisão sobre um determinado assunto, um especialista o faz a partir de fatos que encontra e de hipóteses que formula, buscando em sua memória um conhecimento prévio armazenado durante anos, no período de sua formação e no decorrer de sua vida profissional, sobre esses fatos e hipóteses. E o faz de acordo com a sua experiência, isto é, com o seu conhecimento acumulado sobre o assunto e, com esses fatos e hipóteses, emite a decisão. (FÁVERO, 2007)

Os especialistas humanos conseguem chegar a conclusões e opiniões baseadas em

seu conhecimento prévio obtido ao longo de sua vida, portanto um sistema

especialista além de inferir conclusões deve ter a capacidade de aprender novos

conhecimentos para não tornar-se ultrapassado as necessidades exigidas pelas

organizações e para que o seu processo de decisão esteja em melhoramento

continuo aumentando assim sua qualidade decisória, visando que um SE não é

influenciado por elementos externos a ele, como ocorre com os especialistas

humanos, ou seja, enquanto não for acrescentado novos conhecimentos ou mudado

os anteriores para as mesmas condições ele fornecerá sempre o mesmo conjunto de

decisões.

Baseado em Turbam (2004) a idéia básica da utilização de um SE é simples: O

conhecimento especialista é transferido do especialista ou fonte para o computador

esse conhecimento é então armazenado no computador sendo que quando

necessário os usuários pedem conselhos específicos ao computador. Então o

computador faz deduções chegando a uma conclusão apresentando

recomendações para os não-especialistas e explicando quando necessário a lógica

por trás de sua recomendação, sendo que muitas vezes ocorre de os SEs

apresentarem um desempenho melhor do que os especialistas humanos.

Normalmente as empresas contratam os especialistas quando precisam comprar

7

algum equipamento, ou instrução sobre assuntos de uma área especifica.

Os sistemas especialistas são então definidos como sistemas solucionadores de

problemas que são resolvíveis apenas por pessoas especialistas, que possuem o

conhecimento exigido nas resoluções desses problemas, citando Laudon (1999) os

SE’s podem atuar assistindo a tomada de decisão fazendo perguntas relevantes e

explicando as razões para a adoção de certas ações, mas, eles são bastante

limitados, frágeis e superficiais, pois, eles executam tarefas muito limitadas que

podem ser executadas por profissionais em poucos minutos ou horas. Para um

sistema especialista é muito difícil resolver um problema no mesmo curto período de

tempo que os especialistas humanos, porém, os sistemas especialistas conseguem

fornecer importantes benefícios que ajudam as organizações a tomar decisões de

altíssima qualidade com redução de pessoas e custos.

É importante também reconhecermos essas possíveis limitações dos SEs para que

seja distinguido corretamente o seu potencial, resumindo os SEs não são

recomendados para algumas áreas como gerência geral, que exigem um sistema

que forneça uma eterna busca de soluções.

4 SISTEMAS ESPECIALISTAS E AS SUAS CARACTERÍSTICAS E

FUNÇÕES

Atualmente é comum encontrarmos um cenário corporativo no qual os funcionários

enfrentam situações complexas com concorrência difícil e desafiadora sendo

necessário uma grande dedicação ao trabalho. Para facilitar a vida desses

profissionais são utilizados os SEs desenvolvidos para lidar com situações

embaraçosas, auxiliando na tomada de decisão e na execução das tarefas e

aumentando a competitividade e eficiência empresarial.

Os sistemas especialistas sofisticados podem demandar um longo tempo para

serem desenvolvidos, principalmente tratando-se de sistemas implementados em

mainframes, portanto antes de começar o seu desenvolvimento é preciso analisar se

8

os potenciais benefícios compensarão a sua criação, os fatores que normalmente

justificam o tempo despendido com a adoção dos sistemas especialistas são:

• Fornecem um alto retorno ou reduzem significativamente o risco de infortúnios.

• Podem capturar e preservar a insubstituível perícia humana. • Podem fornecer a perícia necessária em vários locais ao mesmo tempo ou

num ambiente hostil e perigoso à saúde humana. • Podem fornecer a perícia dispendiosa ou rara. • Pode elaborar uma solução mais rápida que os especialistas

humanos. • Podem fornecer a perícia necessária para treinamento, com vistas a

compartilhar o conhecimento e a experiência dos especialistas humanos com um maior contingente de pessoas. (STAIR, 2002,p.351).

Quando um projeto é desenvolvido para atender uma aplicação determinada e

limitada do conhecimento humano podendo emitir uma decisão e sendo apoiado em

conhecimento justificado, a partir de uma base de informações, semelhante a um

especialista de uma determinada área do conhecimento humano esse projeto é

caracterizado por ser um sistema especialista.

É importante também ser observado que as metodologias disponíveis dos SEs

podem não ser diretas e eficientes, ou seja, o sistema recebendo algum problema

ele tentará encontrar a melhor solução possível de acordo com as suas informações,

mas eventualmente ele poderá não encontrar uma correta solução apresentando

então as explicações da sua conclusão obtida, cabendo ao usuário a decisão de

adotá-la, segundo Turban (2004) existem alguns problemas que frearam a

disseminação comercial dos SEs citando:

• Nem sempre há conhecimento disponível para ser coletado. • O conhecimento especialista é difícil de ser extraído das pessoas. • As abordagens utilizadas pelos especialistas para uma mesma

situação podem ser diferentes, apesar de estarem corretas. • O SE trabalha bem somente dentro de áreas estreitamente delimitas,

como o diagnóstico de mau funcionamento de uma máquina. • A maioria dos sistemas especialistas não tem meios independentes de

verificar se suas conclusões são razoáveis ou se estão corretas. • O vocabulário, ou jargão, que os especialistas usam para expressar

fatos e relações muitas vezes são limitadas e não é compreendido pelos outros.

• É difícil medir as responsabilidades por uma recomendação incorreta feita por um SE. (TURBAN, 2004, p.374)

9

Um sistema especialista deve ser desenvolvido e utilizado pelas empresas sempre

que for necessário um sistema específico de uma área em que os especialistas

dominam, visando o equilíbrio entre os benefícios e custos e conhecendo as

características dos SEs, para saber se atendem a resoluções das dificuldades da

empresa.

Baseado em Stair (2002) é possível observar que os SEs oferecem muitos benefícios

e recurso poderosos, citando um exemplo de um SE chamado XCON que é

frequentemente usado para projetar configurações de sistemas computacionais pois

executa o trabalho superior aos dos humanas, sendo que os SEs podem ser usados

para solucionar dificuldades em todos os campos e disciplinas, mostrando que são

eficientes em ajustar metas estratégicas no planejamento, projeto, controle e no

monitoramento em diagnósticos e na tomada de decisão.

Segundo Rezende (2005) quando um especialista quer tomar uma decisão sobre um

determinado assunto ele o faz a partir de fatos que encontra e de hipóteses que

formula durante o seu processo de raciocínio ele verifica a importância dos fatos

informados e compara-os com as informações acumuladas em seu conhecimento,

neste processo é formuladas novas hipóteses e os novos fatos, mesmo a partir desse

raciocínio o especialista pode não chegar a nenhuma decisão caso os fatos de que

dispõe para aplicar o seu conhecimento prévio não forem suficientes ou então

poderá chegar a uma decisão equivocada, as principais características gerais dos

sistemas especialistas devem ser : a alta performance, tempo de resposta adequado,

alta confiabilidade, explicativo e flexível.

De acordo com Turbam (2004) os sistemas especialistas devem ser inseridos em

domínios conhecidos como “intensivos em conhecimento”, onde o custo de formação

e a escassez dos profissionais com bom desempenho justificam as limitações da

aplicação da técnica, sendo indicados onde a solução depende da avaliação de um

número muito grande de variáveis que podem assumir uma ampla gama de valores.

Uma importante característica dos SEs é que eles precisam ser capazes de operar

em tempo real, ou seja, de explorar vastas quantidades de conhecimento tolerando

entradas de informações erradas, inesperadas ou desconhecidas, processando essas

informações e adequando-as ás suas heurísticas para orientar o usuário de forma

10

eficaz, conseguindo mostrar a melhor conclusão possível, esclarecendo que não é

esperado que o sistema tenha a decisão final, pois, sistemas especialistas são

ferramentas de apoio à decisão, ou seja, contribuem com o usuário para que ele

analise os resultados obtidos para então decidir.

Baseado em Ralph (2002) os SEs possuem várias características e capacidades

incluindo:

• Poder explicar seu raciocínio ou decisões sugeridas : Ele é capaz de

mostrar como e o porquê de o sistema ter chegado a decisão ou solução

mostrada, essa capacidade de explicar seu processo de raciocínio constitui

um dos recursos mais importantes de um SE que deste modo permite a seus

usuários acessar a razão por trás da conclusão.

• Poder exibir um comportamento “inteligente”: Considerando os dados

contidos no sistema ele pode sugerir novas idéias ou abordagens para

resolver o problema.

• Poder esboçar conclusões de relacionamentos complex os: Mesmo

lidando com ruim transmissão de dados, em relacionamentos complexos os

SEs podem concluir ou resolver as dificuldades, propondo que ele é capaz de

trabalhar com um sistema de produção flexível visando apontar a melhor

utilização das ferramentas ou então sugerir formas para melhorar os

procedimentos de controle de qualidade.

• Poder fornecer conhecimento portátil: O SE sendo um software, ele pode

ser desenvolvido de uma maneira adequada para equipamentos portáteis,

facilitando e auxiliando os usuários quando estes precisarem.

• Poder lidar com incertezas: Esse recurso permite ao sistema lidar com o

conhecimento incompleto levando em conta a probabilidade, estatística e

heurística para a solução.

Ainda citando Ralph (2002) é possível observar que existem características dos

sistemas especialistas que limitam a sua utilização sendo elas relacionadas ao custo,

controle de complexidade, destacando também as seguintes:

11

• Não são amplamente usadas ou testadas: Pela complexidade do

desenvolvimento dos SE, e sua adequação em diferentes tipos de áreas não

é possível saber antes do fim de sua criação se o sistema especialista

atenderá adequadamente as necessidades da organização.

• Difíceis de usar: Essa é o maior desafio para criação de um SE, que ele

tenha uma interface amigável para que o usuário final com conhecimento

limitado na área consiga compreender e saber utilizar o sistema, mas,

infelizmente muitos programas especialistas não são capazes disso, trazendo

prejuízo e transtornos aos usuários.

• Não pode lidar prontamente com o conhecimento “mesc lado”: O sistema

especialista é capaz apenas de atender as necessidades para qual foi

desenvolvido sendo limitado a isso, mas o conhecimento pode ser

apresentado por meio de regras definidas, explicando ao usuário que não é

capaz de lidar com aquele caso, pois não tem informações para isso.

• Possibilidade de erro: Sendo a principal fonte do sistema o conhecimento

humano se este for incluído de maneira errada ou incompleta afetará

negativamente nos resultados apresentados pelo sistema, surgindo então

outro problema, pois, o erro poderá causar algum tipo de prejuízo.

• Não pode refinar a sua própria base de conhecimento : Eles não são

capazes de adquirir conhecimento diretamente, sendo preciso uma pessoa

para acrescentar novas informações, aumentando o risco de o sistema

possuir dados repetidos ou contraditórios, afinal poderá haver varias pessoas

modificando o sistema.

• Difícil de manter: Como um especialista humano o SE precisa sempre estar

atualizado, mas para manter esse tipo de renovação continua são utilizados

mecanismos que podem não se adaptar a diferentes condições ou mudanças,

para que isso não ocorra é necessário que no seu desenvolvimento seja

incluído uma maneira para aumentar a sua base de conhecimento de forma

fácil e capaz de lidar com informações contraditórias.

• Levantam questões legais ou éticas: As pessoas que tomam decisões e

ações são legalmente e eticamente responsáveis pelo seu comportamento,

podendo então serem processadas ou punidas por um crime, lembrando

então que os SEs são utilizados para ajudar na tomada de decisão, surge o

12

questionamento quem seria o responsável por um erro fornecido pelo sistema

que provocou algum tipo de prejuízo, essas questões éticas e legais ainda

permanecem sem resposta.

5 BENEFÍCIOS DA UTILIZAÇÃO DOS SISTEMAS ESPECIALIST AS

O modo que é projetado um sistema especialista, faz com que ele possua vantagens

exclusivas, pois e especifico a uma aplicação, sendo capaz de emitir decisões a

partir de uma base de informações e conhecimentos fundamentados, verificando a

importância dos dados expostos.

Sistemas computacionais possuem ainda uma grande vantagem, o fato de não

sofrerem alterações por fatores externos, podendo citar, alterações psicológicas, e a

influencia exercida por outras pessoas, sendo causados principalmente pelas longas

rotinas de trabalho, frutos das novas configurações empresariais, ditadas pelo

mundo globalizado, sendo tais aspectos característicos dos seres humanos.

Apesar de possuírem custos de desenvolvimento e manutenção elevados, pois alem

da necessidade da equipe de desenvolvedores, surge também à necessidade de

haver um profissional no assunto, esse por sua vez e responsável por fornecer

informações primordiais e características da área. De frente a esse fato, a parte

operacional torna-se mais viável economicamente. A pessoa que esta em frente ao

seu manuseio, dispensa a necessidade de ser um profissional qualificado nesse

contexto. O sistema encarrega-se de possuir os conhecimentos específicos e que

realmente levaram a uma tomada de decisão, podendo ainda ser distribuídos em

varias cópias, enquanto que o treinamento de um novo especialista humano pode

ser mais caro e demorado. Dentre outros benefícios oferecidos pelos SEs também

são citados:

• Velocidade na solução dos problemas.

• A decisão é fundamentada em uma base de conhecimento.

• Maior confiança e segurança para a tomada de decisão.

• Integração de ferramentas.

13

• Exige menor número de pessoas para interagir com o sistema.

• Explicação dos seus métodos e das resoluções apresentadas.

6 CLASSIFICAÇÃO DE SISTEMAS ESPECIALISTAS

Os sistemas especialistas podem ser classificados de acordo com a característica de

seu funcionamento, tal que suas principais são as seguintes: interpretação,

diagnósticos, monitoramento, predição, planejamento, projeto, depuração, reparo,

instrução e controle.

Sistemas de interpretação são sistemas que determinam conclusões ou resultados

através das relações e significados inseridos em seu sistema, mostrando casos e

situações para ajudar o usuário a tomar sua decisão baseado no sucesso desses

casos. Já os de diagnósticos são capazes de detectarem falhas oriundas da

interpretação de dados, eles detectam problemas mascarados por falhas dos

equipamentos ou falhas dos próprios diagnósticos, esses sistemas já vêm embutidos

nos sistemas de interpretação de dados.

Os sistemas de monitoramento têm como função, interpretar as observações de

sinais sobre o comportamento monitorado, ele verifica continuamente um

determinado comportamento em limites pré-estabelecidos, um sinal poderá ser

interpretado de varias maneiras, variando de acordo com os fatos que o sistema

percebe a cada momento e denunciando se algo estiver errado.

Um sistema que permite fazer uma determinação do futuro, ou seja, é capaz de

encontrar uma solução para algum problema através de dados recebidos do

passado ou do presente e baseando-se nessas informações é possível verificar as

tendências do que poderão ocorrer no futuro, esse sistema e classificado como

sistema de predição. O SE é classificado como de planejamento se o sistema for do

tipo que prepara um programa de iniciativas a ser tomado para se atingir um

determinado objetivo, sendo estabelecidas etapas e definidas prioridades, o seu

principio de funcionamento é para solucionar os problemas de maneiras coerentes,

14

sempre estabelecendo o relacionamento entre as metas destes subproblemas e a

meta principal.

A principal função dos sistemas de projetos é serem capazes de justificar a

alternativa utilizada para o projeto final, e de usar justificativas para alternativas

futuras.

Os sistemas de depuração possuem mecanismos para fornecer soluções para o

mau funcionamento provocado por distorções de dados, é feito de maneira

automática verificando as suas partes e as validando se necessário. Os de reparo

são capazes de desenvolver e executar planos para administrar os reparos

verificados na etapa de diagnóstico, esse sistema não é muito utilizado, pois o seu

desenvolvimento é uma tarefa muito complexa.

Sistemas de Instrução são utilizados para verificar e corrigir o comportamento do

aprendizado dos estudantes, normalmente é incorporado como subsistemas sendo

utilizado para diagnóstico e reparo, tomando por base uma descrição hipotética do

conhecimento do aluno, ele são capaz de analisar situações e fornecer explicações

para que o estudante aprenda sobre o assunto e aumente o seu conhecimento até o

nível intelectual do treinamento fornecido pelo sistema.

Sistema que tem como função governar o comportamento geral de outros sistemas

deve interpretar os fatos de uma situação, verificar os dados, e fazer uma predição

do futuro, apresenta diagnósticos de possíveis problemas, e formula as suas

correções, sendo capaz de monitorar o plano de correção e execução do erro para

que o seu objetivo seja alcançado, tais sistemas são denominados como sistemas

de Controle.

7 PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO DOS SISTEMAS

ESPECIALISTAS

De acordo com Laudon (2001) a construção de um SE é semelhante a dos outros

15

sistemas de informação, sendo que um SE fica em um ambiente muito complexo e de

constante mudança o que poderá causar grandes custos que em poucos anos os

custos de manutenção poderão ser iguais aos de desenvolvimento.

Para a construção de um SE é necessário uma equipe com um ou mais especialistas

que possuem o domínio completo da base de conhecimento, e também um ou mais

engenheiros de conhecimento semelhantes aos tradicionais analistas de sistemas,

sendo responsáveis por extrair o conhecimento de outros profissionais e traduzi-los

em conjuntos de regras compreendidos pela maquina. Os membros da equipe devem

desenvolver um projeto focando a compreensibilidade do sistema e testando os seus

resultados dentro da organização para que alcance o desempenho estabelecido por

eles inicialmente, os SEs devem ser periodicamente revisados de modo a garantir que

disponibilizem o melhor suporte aos tomadores de decisão e aos usuários.

Os SEs além de usarem algoritmos utilizam o raciocínio simbólico e heurística para

solucionar problemas que não tenham sidos pré-definidos, é possível para

implementação de sistemas especialistas a utilização de Shells, sendo esses,

ambientes desenvolvidos para a criação e programação de SEs que oferecem várias

ferramentas e características para o desenvolvimento de alguns SEs, os sistemas

especialistas podem ser desenvolvidos a partir do zero ou de pacotes já existentes de

acordo com às necessidades da organização.

Baseado em Turban (2004) o processo de construção de um SE pode ser dividido em

duas partes, sendo o primeiro, o desenvolvimento do SE quando ele é construído, e o

segundo, o ambiente de consulta, explicação e recomendação aos usuários.

O processo de desenvolvimento começa com o engenheiro do conhecimento obtendo

o conhecimento dos especialistas ou fontes documentais para que estes sejam

programados na base de conhecimento de forma lógica, inicialmente o engenheiro do

conhecimento entrevista uma ou mais autoridades em um campo em particular,

codificando a perícia obtida em alguma forma de representação simbólica, depois

esse conhecimento é transportado para computadores que eletronicamente repete

análises peritas e estratégicas para solução de problemas.

16

O ambiente de consulta inclui o usuário, que compreende o sistema por meio da

interface de usuário para pedir orientação ou recomendações, em geral por meio de

perguntas que ativa o mecanismo de dedução para encontrar soluções

recomendáveis e fornecer explicações de suas escolhas.

Para que um SE seja desenvolvido de forma ideal são necessários vários

componentes destacando os seguintes:

• Rascunho ou Quadro-Negro: É um lugar reservado dentro da memória do

computador para a descrição dos problemas em questão nos quais as

informações armazenadas em um SE são afixadas para que qualquer outro

SE possa usá-lo quando precisar, ele também é usado para gravar resultados

intermediários em um processo de inferência para se chegar à solução

desejada.

• Memória de trabalho: Também conhecida como MT, Representa a área de

trabalho de um SE, na qual são registradas todas as respostas fornecidas

pelo usuário durante as interações realizadas com o sistema, evitando que o

usuário responda as mesmas perguntas mais de uma vez, a MP funciona

como a memória do sistema, e, portanto sua utilização traz vantagens como,

fornecer ao usuário toda a linha de raciocínio correspondente às conclusões

obtidas.

• Base de Conhecimento: Segundo Rezende (2005) a base de conhecimento

também conhecida como BC, contém a descrição do conhecimento

necessário para resolver o problema abordado na aplicação, incluindo

asserções sobre o domínio de conhecimento, regras que descrevem relações

nesse domínio e, em alguns casos, heurísticas e métodos de soluções de

problemas, informalmente, uma BC é conhecida como um conjunto de

representações de ações e acontecimentos do mundo que se baseiam em

diferentes técnicas de representação como: regras de produção, redes

semânticas, frames e lógicas.

• Processador de Linguagem Natural: Por meio de uma interface de

linguagem natural, este módulo é capaz de tornar transparente toda a

complexidade do sistema para o usuário, e compreender as instruções dadas

através do teclado ou voz.

17

• Justificador de Conhecimento: Sua função é a de interagir com o usuário

esclarecendo-o de como o sistema chegou a conclusão mostrada, ou por que

faz determinada pergunta.

• A Interface de usuário: É responsável pela interação do SE e o usuário,

proporcionando a comunicação em ambas as direções e realizando a

intermediação entre a representação interna do SE e a representação mental

do usuário, em geral é apresentado no formato de perguntas e respostas, e

complementados por gráficos, para gerar as recomendações.

• Seqüenciador ou Mecanismo de dedução: Tem a função de escolher

regras que serão selecionadas a partir de fatos e hipóteses existentes, e

determinar a ordem em que essas regras serão aplicadas e avaliadas

fornecendo uma metodologia para a utilização daquele raciocínio.

• Interpretador: Faz a avaliação das regras e dos fatos existentes, para

solucionar os problemas, seu mecanismo normalmente funciona através de

representações lógicas.

• Reforçador de consistência: Verifica a solução final e se esta condiz com as

outras regras existentes na base de conhecimento, ou se existe algum outro

caso similar resolvido para encontrar as melhores conclusões.

Segundo Stair (2002) os sistemas especialistas podem ser desenvolvidos em

qualquer linguagem de programação, inicialmente os SE eram usados em linguagens

tradicionais de alto nível, tais como Pascal, FORTRAN e COBOL, sendo o Lisp umas

das primeiras linguagens desenvolvidas e usadas para a aplicações de IA.

Atualmente existem aplicativos que atuam em conjunto com os SEs para auxiliar as

pessoas que não dominam a programação a desenvolverem ou usarem o SE, por

exemplo, o CLIPS que é um aplicativo para SE que suporta a construção de regras.

Os aplicativos dos SE são utilizados em varias organizações e trazem varias

vantagens em relação às ferramentas e técnicas de programação tradicionais, sendo,

a fácil utilização e modificação e o uso de heurísticas.

18

7.1 SHELL- FERRAMENTAS DE DESENVOLVIMENTO

A principio, os sistemas especialistas eram desenvolvidos sem muitos fundamentos,

e em geral em LISP, que é uma das mais antigas linguagens de programação de

alto nível existente. Com o tempo foi verificado que tal forma de desenvolvimento

tornou-se insuficiente, surgindo assim uma nova ferramenta para tal finalidade, os

shells.

Um sistema que possibilita a resolução de problemas complexos do cotidiano

organizacional pode possuir centenas de regras para analisar uma premissa, com

isso tal sistema pode ter um custo para desenvolvimento e implantação um pouco

elevado, visando uma maior viabilidade econômica durante a implantação de um

sistema especialista, os shells assumem um papel fundamento em meio a essa

situação, devido o fato dessa ferramenta de desenvolvimento permitir que o criador

do software preocupe-se somente com a representação do conhecimento do

especialista, deixando para a Shell a tarefa de interpretar o conhecimento

representado e executá-lo em uma máquina

Os shells partem do pré-suposto que, sistemas especialistas são constituídos por um

conjunto de regras que eram combinadas com um interpretador, e tal combinação

habilitava a possibilidade de separar o conhecimento especifico abordado pelo

sistema, do restante da aplicação, e com tal separação seria criado um novo sistema

(Shell) para o auxilio no desenvolvimento de novos softwares especialistas, através

da adição de novos conhecimentos, relacionado ao novo problema para que esse

sistema fosse direcionado.

7.1.1 EXPERT SINTA

O Expert Sinta e um shell, ou seja, uma ferramenta computacional que utiliza

técnicas da inteligência artificial para a geração de SEs. Essa ferramenta utiliza-se

de regras e probabilidades para a representação do conhecimento, tendo com

principal objetivo, a simplificação durante o processo de desenvolvimento e

implantação de um programa especialista, por meio de uma maquina de inferência

compartilhada.

19

O expert Sinta possibilita ainda, a construção de tabelas e menus de forma

automática, do tratamento probabilístico das regras de produção e da utilização de

explicações sensíveis ao contexto da base de conhecimento modelada, assim o

usuário respondera a uma seqüência de menus, o sistema encarrega-se de fornecer

uma resposta, levando em consideração a situação informada pelo usuário, podendo

citar somo exemplo, sistemas de diagnósticos médicos e de configuração de redes

de computadores. Na imagem que segue, pose-se visualizar a tela inicial do Shell

Expert Sinta.

Figura 1 – Tela Inicial do Expert Sinta

Fonte: Expert Sinta

Quando e feito uma consulta a um especialista real, o principal objetivo e encontrar

uma resposta para um problema, e assim também é o funcionamento de um sistema

especialista, ou seja, “um especialista virtual”, a diferença e que nesse caso os

problemas são variáveis, e para cada variável e traçado um objetivo para a mesma,

como exemplificado na figura seguinte.

20

Figura 2 – Objetivo das variáveis

Fonte :GSI – DIM.UEM (2007)

Na tela a baixo, pode-se ver a inserção de uma regra para analise das condicionais

de uma pergunta feita ao usuário, aonde todas as condicionais verificadas para se

chegar a um valor lógico, e conseqüentemente a uma resposta.

Figura 3 – Declaração das regas

Fonte : GSI –DIM.UEM (2007)

21

8 DIFERENÇAS ENTRE OS SISTEMAS ESPECIALISTAS E OS

SISTEMAS CONVENCIONAIS

Quando o conhecimento de um software não é representado explicitamente, e o

conhecimento sobre sua aplicação se espalha através do código, de forma lógica

sendo difícil fazer novas complementações, pois para isso seria necessário mudar o

seu algoritmo, esse software é denominado convencional.

Nos programas convencionais o programador deve declarar com exatidão como

utilizará cada dado, todavia, nos SEs os dados são aplicados de forma que podem

ser utilizados sempre quando necessário, podendo solucionar dificuldades que

exijam julgamento do mesmo modo que as pessoas se utilizam em seu trabalho

diário.

Uma importante diferença entre os SEs e os outros tipos de sistemas está

relacionada com a forma em que os dados são organizados, enquanto em sistemas

convencionais os dados são organizados por meio de estrutura de dados, as quais

são intimamente relacionadas com a arquitetura do computador, os SEs são

organizados por meio da representação do conhecimento, que abstrai

completamente os detalhes da máquina onde o conhecimento é processado.

Sistemas Convencionais tem como principal característica, a utilização de soluções

algorítmicas, sendo cada etapa para a sua resolução previamente determinado, ou

seja, quando são aplicados em problemas que envolvem a precisão de cálculos

matemáticos, mostram-se eficazes, apresentando resultados satisfatórios, mas ao

tratar-se de situações mais complexas, aonde uma grande quantidade de

proposições são levantadas e analisadas, esses valores lógicos têm extrema

influencia no resultado final, tais sistemas apresentam certa ineficiência, pois o

conhecimento não é uma ferramenta representada de forma explicita. Esses

programas processam os dados que são inseridos em sua base de dados, e seu

código-fonte possui inúmeras condicionais que analisam os dados levando a um

resultado lógico, porem a lentidão e a incerteza da veracidade do resultado, podem

ser fatores presentes, devido a grande complexidade desses sistemas. Outro

22

problema presente, e a necessidade de alteração em seu código, cada vez que e

detectado o surgimento de um novo fato.

O fato dos sistemas especialistas serem projetados e desenvolvidos para atender

uma aplicação especifica, a quantidade de conhecimento detido pelos mesmos,

equivale a de um profissional da área, ou seja, funciona como um “especialista

humano”, emulando, não só na iteração com o usuário, mas também a verificação e

exposição dos resultados.

Para simplificar modificações, um sistema de gerenciamento de banco de dados pode retirar a descrição de formatos dos procedimentos descritos nos programas e colocá-los em tabelas externas. Assim, ao invés de ler e gravar independentemente os arquivos, os programas que o acessam chamam o gerenciador de banco de dados (SGBD) para fazer as alterações. Dados e formatos serão controlados pelo SGBD sob a direção de uma tabela de descritores separada. Sempre que formatos e unidades variam, somente os descritores mudam; os procedimentos permanecem inalterados. (GERNARO, 1995).

Para que um especialista tome uma decisão sobre um determinado assunto, são

levados em conta, fatos encontrados e a formulação de hipóteses. Os

conhecimentos armazenados durante anos de profissão são referenciados em sua

memória, e os adquiridos recentemente são armazenados. Seguindo esses mesmos

princípios, sistemas especialistas realizam esses processos, e ainda são habilitados

à verificação de novos acontecimentos e formulação de novas proposições,

exercendo influencia no raciocínio. Esses softwares, além de inferir conclusões,

devem ter a capacidade e aquisição de novos conhecimentos e, desse modo,

melhorar seu desempenho e a qualidade e confiabilidade de suas decisões, tendo

uma estreita relação com a inteligência artificial (IA).

9 O PAPEL DOS SISTEMAS ESPECIALISTAS NAS ORGANIZAÇÕ ES

Nas organizações os SEs são importantes para resolver problemas e dificuldades,

beneficiando o usuário final e clientes, economizando tempo solucionando-os de

forma rápida e eficiente. Os SEs oferecem recursos que os outros sistemas não são

capazes de oferecer, eles ajudam a constitui a estrutura de todas as atividades da

23

organização, auxiliando na tomada de decisão e abrangendo também a identificação

de oportunidades no mercado de trabalho, análise dos pontos fortes da organização,

determinação do poder e posição dos concorrentes e compreensão de mão-de-obra

existente que através do planejamento ajudam a alcançar os objetivos corporativos

gerais. De acordo com Stair (2002) os SEs vem sendo utilizado de varias maneiras

nas organizações, exemplos:

• Concessão de crédito: Os bancos utilizam SE para examinarem as suas

aplicações de crédito individual, e através de seus dados históricos tomarem

decisões de financiamento ou empréstimos.

• Gerenciamento e recuperação das informações: Ajudam no

gerenciamento da informação auxiliando neste processo com o uso de

corretores inteligentes, recuperando informações de grandes bancos de

dados ou da internet, auxiliando os gerentes a encontrar os dados e as

informações corretas.

• Layout de fábricas: Foi criado um SE para elabora o layout das fábricas,

auxiliando a empresa a determinar a melhor localização para equipamentos e

instalações de produção chamado FLEXPERT.

• Instalações médicas e hospitalares: Existem SEs que determinam qual a

probabilidade de uma pessoa contrair câncer ou outras doenças. O MYCIN é

um SE, para analisar infecções sanguíneas permitindo que os membros de

uma instituição de saúde obtenham diagnósticos médicos através de

computadores pessoais, ele disponibiliza descrições concisas de condições

clínicas relevantes e suas apresentações, assim como sugestões e

estatísticas.

• Avaliação de desempenho dos empregados: É um sistema especialista

capaz de oferecer consultoria aos gerentes, mostrando através de exames a

desempenho dos empregados e o seu desenvolvimento de carreira.

• Otimização de armazém: É um SE que determina as melhores combinações

de estoques, atendendo também restrições como a atual capacidade de

trabalho do armazém e sua manutenção.

Visando que atualmente existem diversos tipos de sistemas que auxiliam as

24

empresas, deve ser analisado, o que o sistema trará a empresa, seus benefícios e

se atende as suas necessidades antes de adquiri-lo, o SE é uma ótima opção para

as organizações que precisam de sistemas peritos em áreas específicas, podendo

também ser utilizado integrado com outros sistemas o que pode melhorar o

desempenho do sistema, e principalmente o crescimento da organização.

25

10 CONCLUSÃO

O desenvolvimento de um sistema especialista compreende em capturar a

experiência e o conhecimento de especialistas de uma determinada área e emular em

maquinas ou computadores o comportamento dos mesmos.

Um sistema especialista eficiente permite fácil interação com o usuário do sistema,

podendo trazer vantagens para as organizações de vários segmentos,

proporcionando o aumento de produtividade, preservação e disseminação do

conhecimento existente.

Devido a sua intensa utilização comercial, tais sistemas apresentam um escopo

bastante expressivo, proporcionando soluções para diversas áreas distintas do

conhecimento humano, possibilitando auxilio a usuários e especialistas de enumeras

aplicações.

A utilização dos sistemas especialistas permite o aumento do conhecimento para os

seus usuários, os ajudando quando precisam, através de auxilio a tomada de decisão,

treinamentos e conselhos, trazendo benefícios para a organização podendo reduzir

seus custos e funcionários com a adoção desse sistema.

26

11 REFERÊNCIAS 1 LAUDON, Kenneth C.; LAUDON, Jane Price. Gerenciamento de Sistemas de Informação . 3 ed. Rio de Janeiro, 2001. 2 LAUDON, Kenneth C.; LAUDON, Jane Price. Sistemas de Informação . 4. ed. São Paulo: LTC, 1999. 3 TURBAN, Efrain; MCLEAN, Ephraim; WETHERBE, James. Tecnologia da Informação para gestão . 3 ed. Porto Alegre: Bookman, 2004. 4 STAIR, Ralph M.; REYNOLDS, George W. Princípios de Sistemas de Informação . 4 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2002. 5 REZENDE, Solange O. Sistemas Inteligentes Fundamentos e Aplicações . 1. ed. São Paulo: Manole, 2005. 6 SITES: FÁVERO. Tutorial Sistemas Especialistas . Disponível em: <http://www.din.uem.br/ia/especialistas/index.html>. Acesso em: 23 Abri.2007. GENARO. Como funcionam os Sistemas Especialistas . Disponível em: <http://www.serpro.gov.br/publicacao/tematec/1995/ttec24>. Acesso em: 19 Mar.2007. ABEL. Artigo sobre Sistemas Especialistas . Disponível em: <http://www.ppgia.pucpr.br/~scalabrin/SE_MILTON/SistEspec%20MaraAbel%20mar2002.pdf>. Acesso em: 03 Maio 2007. RABELLO. Inteligência Artificial – Quebrando Paradigmas . Disponível em: <http://www.universia.com.br/html/materia/materia_gdba.html>. Acesso em: 04 Maio 2007. LIMA. Introdução à Inteligência Artificial . Disponível em: < http://www.fei.edu.br/eletrica/rbianchi/ia/ia-fapema.html>. Acesso em: 25 Mar. 2007.

FEIGENBAUM. Estudo sobre à Inteligência Artificial .

Disponível em:

<http://www.citi.pt/educacao_final/trab_final_inteligencia_artificial/ia.html>.

Acesso em: 22 Abr.2007.

GSI. Grupo de Sistemas Inteligentes DIM-UEM . Disponível em: <http://www.din.uem.br/ia/1024x768/ferramen.html>. Acesso em: 22 Abr.2007.