Production Systems and Rete Algorithm Formalisation

The rete algorithm is a well-known algorithm for eciently addressing the many patterns/many objects match problem, and it has been widely used and implemented in several applications, mainly production systems. But despite of the wide usage of production systems and the rete algorithm, to the best of our knowledge there has been just one proposition for a formal defnition of the rete algorithm given by Fages and Lissajoux [FL92], but no attempt to give a formal description of production systems as a whole, giving rise to lots of ambiguities and incompatibilities between the dierent implementations. Therefore, the need for a formalisation is clear and we present in this report a first approach to it, refining Fages and Lissajoux's approach to fit it in our general model of production systems

Production Systems and Rete Algorithm Formalisation

Rapport de contrat.The rete algorithm is a well-known algorithm for efficiently addressing the many patterns/many objects match problem, and it has been widely used and implemented in several applications, mainly production systems. But despite of the wide usage of production systems and the rete algorithm, to the best of our knowledge there has been just one proposition for a formal definition of the rete algorithm given by Fages and Lissajoux~\cite{Fages92}, but no attempt to give a formal description of production systems as a whole, giving rise to lots of ambiguities and incompatibilities between the different implementations. Therefore, the need for a formalisation is clear and we present in this report a first approach to it, refining Fages and Lissajoux's approach to fit it in our general model of production systems

Sistema de Treinamento Baseado em Computador para os Profissionais da Área da Saúde que atuam em Unidade de Terapia Intensiva Neonatal.

O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um Sistema de Treinamento baseado em Computador (STBC) para o treinamento dos profissionais da área da saúde que atuam em Unidade de Terapia Intensiva Neonatal (UTIN). Foram utilizadas técnicas de Sistemas Tutores Inteligentes (STI) e de Sistemas Baseados em Regras de Produção (SBRP) para o treinamento destes profissionais, para que os mesmos possam aprender e reconhecer as mais diversas situações normais e anormais da interface da incubadora bem como os alarmes associados, o que pode contribuir significativamente com o aumento da segurança do paciente. O sistema desenvolvido através da aplicação de um STI auxilia um instrutor na tarefa de treinamento de um novo usuário ou mesmo de usuários experientes com a finalidade de formação e atualização em relação ao modo de uso da incubadora neonatal em condições comuns e adversas. A ferramenta desenvolvida permite a modelagem de novos casos, bem como a introdução de novos episódios no sistema. Finalmente, o STBC para UTIN, emprega tecnologias que representam o estado da arte na área da Engenharia de Software através de uso de UML para a modelagem do sistema. A sistemática adotada para o desenvolvimento de sistemas de treinamento permite que novos STI sejam desenvolvidos a partir do reuso das classes já desenvolvidas, facilitando o processo de implementação e aumentando a sua eficácia para novos treinamentos

Sistema de apoio à solução de não-conformidades: um estudo de caso na extrusão de alumínio

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014Esta tese investiga o uso da abordagem de sistemas multiagentes (SMA) buscando compartilhar e recuperar conhecimentos decorrentes da solução de problemas prévios de não-conformidades e da aplicação do método de análise de modos de falha e efeitos em processos de manufatura (PFMEA) e raciocínio baseado em casos. Neste sentido, propõe-se um modelo de multiagentes em apoio à solução de problemas de não-conformidades em processos de fabricação, com o intuito de superar não somente as dificuldades relacionadas à natureza do conhecimento, mas também quanto à sua distribuição. A distribuição adotada no modelo considera tanto o aspecto geográfico das fontes quanto à fragmentação relacionada aos processos existentes na cadeia produtiva. Nesta ótica, são considerados agentes computacionais cujo comportamento inclui o uso de raciocínio baseado em casos e métodos de recuperação baseado em ontologias. Por fim, um protótipo computacional foi desenvolvido para permitir a verificação e a validação do modelo proposto, sendo que as bases de conhecimento manipuladas pelo sistema são instanciadas com conhecimentos no domínio do processo de extrusão de alumínio obtidos a partir da literatura e de pesquisas de campo em uma empresa que fabrica peças por extrusão de alumínio, com ênfase na liga 60xx.Abstract: This thesis investigates the use of the multi-agent systems (MAS) approach seeking to share and retrieve knowledge from previous solutions of nonconformance problems and the application of the method of failure modes and effects analysis in manufacturing processes (PFMEA) and case-based reasoning (CBR). In this sense, it is proposed a MAS-based model to support the solution of nonconformance problems in manufacturing processes in order to overcome the difficulties related to both the nature of knowledge and on its distribution. The distribution adopted in the model considers both the geographical aspect of the sources and the fragmentation related to existing processes in the production chain. From this perspective, agents were developed whose behavior includes the use of case-based reasoning and retrieval methods based on ontologies. Finally, a software prototype was developed to allow the verification and validation of the proposed model, and the foundations of knowledge manipulated by the system are instantiated with knowledge in the field of the aluminum extrusion process obtained from the literature and from a company that manufactures parts via aluminum extrusion, with emphasis on the 60xx alloy

ARPREM : Autoria de Regras de Produção para Remediação de Erros com Múltiplas Representações Externas

Orientador : Prof. Dr. Andrey Ricardo PimentelDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Informática. Defesa: Curitiba, 18/11/2015Inclui referências : f. 96-101Resumo: A utilização de Múltiplas Representações Externas em Sistemas Tutores Inteligentes, com a finalidade de elucidar conceitos do domínio a serem estudados pelo aluno, vem sendo explorada em vários estudos. Além disso, verificou-se que se aplicadas corretamente em quaisquer domínios estudados, as Múltiplas Representações Externas podem ser úteis no apoio ao aprendizado, em especial como itens importantes para remediar possíveis erros dos alunos durante o processo de resolução dos exercícios. Apoiados a esta motivação, alguns estudos abordam a relação entre as funções das Múltiplas Representações Externas e os tipos de erros cometidos pelo aluno, mediante uma classificação entre estes dois conceitos que possibilite a seleção das Múltiplas Representações Externas que melhor contribuam para a remediação do erro. É comum ferramentas de autoria para sistemas tutores inteligentes que sejam projetadas cuidadosamente, pois interferem em vários aspectos do resultado final, tais como a eficácia do sistema em passar o conhecimento, a autonomia de interferência do autor e do aluno, o nível de conhecimento do autor e o tempo de projeto do sistema. Múltiplas Representações Externas aliadas a uma arquitetura funcionalista de remediação de erros matemáticos juntamente com teorias cognitivas conceituadas, é proposta neste trabalho uma ferramenta de autoria das regras de produção integrada a esta arquitetura, de uma forma natural para professores sem conhecimento de programação. Após a contextualização da arquitetura, é apresentado um estudo de caso com uma simulação de autoria de um exercício e simulações de interações de estudantes, além de avaliar se as saídas esperadas das regras de produção são compatíveis com a autoria simulada.Abstract: The use of multiple external representations in intelligent tutoring systems, in order to elucidate domain concepts to be studied by the student, has been explored in several studies. In addition it was found that, if properly applied in any studied domains, the multiple external representations can be useful in supporting the learning, especially as important items to remedy possible errors of the students during the process of solving exercises. Relying on this motivation, some studies address the relationship between the functions of multiple external representations and the types of errors made by the learner through a rating between these two concepts that enables the selection of best multiple external representations that contribute to the error remediation. Authoring tools for intelligent tutoring systems should be designed carefully by interfering in various aspects of the final result, like system efficiency in transmitting knowledge, the author interference autonomy and learner, author knowledge level and design time of system. Multiple External Representations allied to a functionalist architecture mathematical errors remediation along with reputable cognitive theories, this work proposes an authoring tool of integrated production rules to this architecture, in a natural form to non-programmers. After the context of this architecture, a case study with a simulation of an exercise authoring and simulations of student interactions is showed, in order to evaluate whether the expected outputs of the production rules are compatible with the simulated authoring

Agente de coligação com definição gráfica de processos habilitados por executor de regras: execução e composição dinâmica de skills num sistema de manufactura multiagente

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de ComputadoresA globalização dos mercados e o nível de exigência imposto pelos clientes, em termos de qualidade de produtos e personalização, estão a mudar a forma como a manufactura tem de ser encarada. Como resultado surge, por parte das empresas, a necessidade de implementar processos produtivos mais ágeis, versáteis, robustos e com performance superior. Os requisitos referidos são normalmente obtidos através do uso de componentes autónomos, inteligentes e distribuídos. Uma das aproximações mais promissora ao desenvolvimento deste tipo de sistemas surge sob a forma de multiagentes. Uma das limitações nos sistemas multi-agentes mais utilizados hoje em dia é o facto de as entidades coordenadores não serem genéricas nem intuitivas. A definição da sequência de actividades para o grupo de agentes constituintes dessa coligação implica a necessidade de combinar conhecimentos de domínio e de programação. Sistemas de fluxogramas e regras não possuem estes requisitos pois separam a lógica do código. Porém, em ambas as tecnologias não existe suporte à noção de comunicação, interacção, autonomia e proactividade características inerentes aos agentes. O Objectivo de criar um agente gestor onde o operador comum possa proceder à definição, modificação e execução de processos de forma simples foi o factor que levou à elaboração desta tese. Um agente de coligação com mecanismo de modelação e execução de tarefas complexas foi implementado. O agente de coligação contém um sistema de regras, destinado à dedução de tarefas complexas e um sistema de fluxogramas, requerido para a definição do processo que permite atingir a tarefa computada. Como prova de conceito foi desenvolvido um “Agente Coligador”. Posteriormente o mesmo foi testado numa célula de manufactura laboratorial onde cada entidade se encontra “agentificada” e as suas capacidades se encontram disponíveis para ser descobertas e executadas

Modelo baseado em agentes em apoio à solução de problemas de não-conformidades em ambientes de manufatura com recursos distriubídos

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaNos últimos anos, a necessidade de atuar em um âmbito de negócios globais, bem como atender a requisitos crescentes em relação à qualidade, diversidade e custo, têm levado as empresas de manufatura a buscar novas estruturas organizacionais como alternativas aos sistemas tradicionais centralizados. Este cenário globalizado vem induzindo novas formas de competição, que deixam de ser somente entre empresas individuais, e passam a ser também entre redes de empresas interconectas e que operam em ambientes de manufatura com recursos distribuídos. Neste cenário, novos desafios também são impostos aos modelos tradicionais de gestão e melhoria da qualidade, os quais devem ser capazes de cobrir não somente processos internos de uma única empresa, mas estender-se também aos processos externos envolvendo as empresas interconectadas. Nestes novos ambientes, em especial, a solução de problemas de não-conformidades caracteriza-se por atividades intensivas em conhecimento e baseadas, fortemente, em experiências, as quais, em casos complexos, podem extrapolar o conhecimento e a experiência dos membros de uma única empresa integrada. Tendo em vista este contexto, esta tese investiga o uso da abordagem de organizações multiagentes destinadas ao compartilhamento e a recuperação de conhecimentos decorrentes da solução de problemas prévios de não-conformidade e da aplicação do método preventivo de análise de modos de falha e efeitos em processos de manufatura (PFMEA). Neste sentido, propõe-se um modelo de organização multiagente em apoio à solução de problemas de não-conformidades em processos de fabricação, como uma alternativa capaz de superar não somente as barreiras relacionadas à própria natureza do conhecimento, mas também quanto à distribuição das fontes deste conhecimento. A noção de distribuição adotada no modelo considera tanto o aspecto da distribuição geográfica das fontes quanto à fragmentação relacionada aos diferentes processos existentes ao longo de uma cadeia de produtiva. Dentro desta ótica, serão considerados no modelo agentes computacionais cujo comportamento envolve o uso de métodos de raciocínio baseado em casos e métodos de recuperação baseada em ontologias. Por fim, um protótipo computacional foi desenvolvido para permitir a verificação e a validação do modelo proposto, sendo que as bases de conhecimento manipuladas pelos agentes foram instanciadas com conhecimentos no domínio do processo de moldagem por injeção de termoplásticos obtidos a partir da literatura e de pesquisas de campo