Considerações Prévias e Pressupostos

Esta secção clarifica certos pormenores do modelo directa ou indirectamente relacionados com pedidos que, apesar de serem descritos em detalhe mais adiante neste trabalho, carecem de uma introdução prévia para compreensão das próximas secções. Para reduzir a complexidade do modelo alguns pressupostos simplificativos foram assumidos (enumerados no final da presente secção).

Uma rede de EE é composta por uma rede física  o nível físico do modelo  e uma rede de agentes  o nível virtual do modelo  implicitamente representada por um conjunto de

agentes de rede e um agente supervisor único. Cada agente de rede, está associado a, ou gere,

um único um nó da rede física e cada nó de rede física está associado a, ou é gerido por, um único agente de rede. Um agente de rede pode ser um agente de retalho, um agente de

matéria-prima ou um agente gestor (agente de capacidade). Agentes de retalho e agentes de

matéria-prima estão associados a nós de retalho e a nós de matéria-prima da rede física, respectivamente. Agentes gestores estão associados a nós de capacidade e gerem a capacidade desses nós.

As relações de cliente-fornecedor entre nós da rede física estendem-se aos agentes associados. Os agentes de uma rede de EE interagem comunicando informação relevante na forma de mensagens com conteúdo predefinido. A comunicação entre agentes ocorre entre pares de agentes. Entre um par de agentes comunicantes, uma mensagem ou introduz um pedido novo ou é a continuação de uma conversação sobre um pedido anteriormente introduzido. Neste último caso, a mensagem diz respeito a uma evolução do estado de interacção do par de agentes, no que respeita ao pedido. Uma vez introduzido, um pedido pode ser aceite ou rejeitado e uma vez aceite pode ser satisfeito, cancelado ou pode sofrer um re-escalonamento (requerido por um dos agentes, podendo ser ou não aceite pelo outro), existindo mensagens apropriadas para comunicar estes estados de interacção entre os agentes. Os pares possíveis de agentes comunicantes são:

− dois agentes de rede ligados por uma relação cliente-fornecedor; − o agente supervisor e um agente de retalho;

− o agente supervisor e um agente de matéria-prima.

Agentes de retalho processam pedidos globais do exterior à rede. Estes pedidos são convertidos por agentes de retalho em pedidos locais e enviados a agentes fornecedores. Agentes de matéria-prima processam pedidos globais da rede ao exterior. Estes pedidos resultam da conversão de pedidos locais recebidos de agentes clientes pelos agentes de matéria-prima.

Problemas de escalonamento são colocados à rede de EE na forma de pedidos globais do exterior à rede, cada um associado a um horizonte temporal de escalonamento (horizonte temporal global). Este horizonte é um intervalo de tempo que inclui o instante de tempo (valor de tempo, ou data limite) do pedido e durante o qual todos os eventos (eventos que representam pedidos globais e locais e eventos de início e fim de tarefas) necessários à satisfação do pedido global do exterior à rede devem ocorrer. O pedido global pode ser re-escalonado, mas sempre dentro do horizonte temporal de escalonamento, i.e., a data limite do pedido pode ser alterada mas não para após o tempo de fim, nem para antes do tempo de início do horizonte. Um pedido global do exterior à rede é introduzido pelo agente supervisor que o comunica ao agente de retalho a que é destinado. Este converte-o num pedido local que transmite ao agente gestor fornecedor apropriado. Os agentes gestores propagam para montante na rede (i.e., para agentes fornecedores) pedidos para os fornecimentos necessários. Por fim, agentes de matéria-prima recebem pedidos locais de agentes gestores clientes, que convertem em pedidos globais da rede ao exterior e comunicam ao agente supervisor. Entre um par de agentes a troca de um novo pedido introduz uma nova conversação entre os agentes, uma sequência de trocas de mensagens acerca do pedido, com uma estrutura predefinida por um protocolo, que pode terminar com o pedido rejeitado, cancelado ou satisfeito. Esta actividade de interacção entre os agentes de uma rede de EE é a actividade

inter-agente, ou actividade comunicacional e ocorre de forma distribuída (na dimensão tempo

e na dimensão local) sempre que há uma nova encomenda do exterior.

Cada agente mantém um estado interno através de uma actividade intra-agente ditada por regras de comportamento. Este estado interno tem tanto a ver com o estado das conversações mantidas com outros agentes, o estado comunicacional, como com a resolução do problema de escalonamento que, localmente, cada pedido recebido pelo agente coloca e com a manutenção de um estado do nó associado ao agente, o estado de capacidade. Um pedido novo recebido por um agente notifica-o de que há um novo problema de escalonamento. Para cada problema de escalonamento que lhe é colocado, o agente mantém uma representação interna que corresponde a uma perspectiva local do problema de escalonamento colocado à rede. Para os agentes gestores esta representação interna é local ao agente e é apelidada de

problema local de escalonamento. O agente deve criar e escalonar (no nó associado) as tarefas

que são necessárias para satisfazer os pedidos correspondentes a cada problema local de escalonamento e enviar os pedidos dos fornecimentos necessários a essas tarefas. O problema de escalonamento colocado à rede como um todo é apelidado de problema global de

escalonamento. O agente supervisor tem uma perspectiva particular dos problemas de

escalonamento colocados à rede. Embora esta perspectiva possa ser apelidada de perspectiva

global ela corresponde a uma representação interna do problema global de escalonamento que

é incompleta, pois o agente supervisor apenas representa internamente os pedidos globais do exterior à rede e da rede ao exterior e o horizonte temporal de escalonamento, não conhecendo o que se passa entre os agentes de rede e dentro de cada agente de rede. A perspectiva dos agentes de retalho e de matéria-prima é, também, incompleta.

As actividades individuais dos agentes da rede de EE, inter-agente e intra-agente, contribuem para a actividade global de escalonamento multi-agente da rede de EE.

Os seguintes pressupostos são assumidos, no presente trabalho:

1. Para cada agente processador (cada agente com um nó processador associado), para além do nó processador associado ao agente, assume-se a existência de dois nós acumuladores

implícitos (não representados explicitamente na rede física), colocados imediatamente a

jusante e a montante do nó processador. Estes nós implícitos são nós fictícios com capacidade máxima de acumulação infinita (i.e., com Amax(t)=+∞ para qualquer t) e tais

que, o nó acumulador a jusante consome os produtos de saída do nó processador e o nó acumulador a montante fornece todos os produtos de entrada do nó processador. Esta suposição permite que pares de agentes fornecedor-cliente possam escalonar tarefas de um mesmo processo de rede com folga temporal positiva entre a terminação da tarefa fornecedora e o início da tarefa cliente.4

2. Cada agente gestor cria, para satisfazer cada pedido recebido de um agente cliente, uma única tarefa e cada tarefa serve para satisfazer um único pedido de um agente cliente. Cada tarefa deve ser escalonada pelo agente afectando-lhe uma quantidade de capacidade constante. Isto garante, para as tarefas de processamento, que cada tarefa tenha uma duração fixa, a partir do momento em que é criada e é uma pré-condição para que o mecanismo para percepção de restrições temporais rígidas funcione correctamente. Para cada produto de entrada de cada tarefa criada o agente envia um único pedido a um agente fornecedor e cada pedido a um fornecedor serve para satisfazer todas as necessidades de um produto de entrada da tarefa.5

3. A rede física e a estrutura dos produtos finais da rede são tais que, os produtos de entrada correspondentes de cada produto de saída de qualquer nó têm conjuntos de produtos componentes (directos ou indirectos) disjuntos e nós fornecedores (directos ou indirectos) diferentes (ver exemplos de casos excluídos por este pressuposto na Figura 4-1-a1) e Figura 4-1-a2)).6 Isto tem como consequência que, cada novo pedido à rede origina, para cada agente gestor de um nó com produtos de saída que são produtos intermédios do produto final pedido, um único pedido local novo recebido de um agente cliente. De acordo com

4

Isto significa que se relaxam as restrições temporais externas descritas no Capítulo 3, de modo a acomodar as referidas folgas temporais positivas.

5

O escalonamento envolvendo uma perspectiva de médio ou longo prazo (i.e., sob a influência de previsão e planeamento) não é tratado no presente trabalho. Isto significa, por exemplo, que a quantidade de cada produto existente num dado instante em cada nó acumulador é sempre a necessária e suficiente para satisfazer os pedidos que foram realizados e ainda não satisfeitos. Está também a excluir-se a possibilidade de agregação (batching) e decomposição (splitting) de tarefas e de uma tarefa ter várias tarefas clientes. O tratamento de todos estes casos é relegado para trabalho futuro.

6

I.e., se 
é a rede física, p é um qualquer produto de saída de um qualquer nó  , de 
e pi e pj são dois

produtos de entrada desse nó tais que pi≠pj, pi∈MATERIAIS-PARA-PRODUTO( ,p) e

pj∈MATERIAIS-PARA-PRODUTO( ,p), se  i e  j são dois nós da rede tais que  i∈NÓS-FORNECEDORES(
, ,pi) e  j∈NÓS-FORNECEDORES(
, ,pj) então é:

|COMPONENTES-DE-PRODUTO(
, i,pi) ∩ COMPONENTES-DE-PRODUTO(
, j,pj)|=0 (os

componentes, directos ou indirectos de p, são diferentes); também, para quaisquer dois nós da rede 
,  i e  j, se é A-MONTANTE?(NÓS(
),ARCOS(
), i, ,p) e A-MONTANTE?(NÓS(
),

ARCOS(
), j, ,p), então é:  i,≠ j (os fornecedores, directos ou indirectos, do nó  para o produto p,

este pressuposto, por cada pedido global do exterior à rede um agente gestor (ou um agente de matéria-prima) particular receberá, ou nenhum pedido local, ou um único pedido local. 4. No ambiente de escalonamento multi-agente uma instância de modelo de rede de EE é

única, apenas existindo uma única rede física com uma configuração fixa (relações de cliente-fornecedor preestabelecidas e capacidade máxima dos nós físicos fixa) e um conjunto de agentes que constituem, respectivamente, o nível físico e o nível virtual da instância do modelo. Assume-se que nada mais existe no ambiente (o exterior não é representado explicitamente). Isto traduz-se em: a) a acção do exterior manifesta-se na rede de EE através de pedidos globais do exterior à rede estabelecidos pelo agente supervisor e por ele transmitidos aos agentes de retalho; b) toda a capacidade dos nós geridos pelos agentes gestores é utilizável no escalonamento das tarefas necessárias à satisfação de pedidos dos seus agentes clientes na rede.7

5. Cada nó de capacidade e cada nó de retalho da rede física têm, para cada produto de entrada, um único nó fornecedor (exemplifica-se um caso excluído por este pressuposto na Figura 4-1-b)).8 Portanto, cada agente gestor e cada agente de retalho têm, para cada produto de entrada, um único agente fornecedor. Não há qualquer incerteza e necessidade

7

Isto significa que o perfil de capacidade máxima de cada nó gerido por cada agente não sofre alterações durante a resolução de um problema de escalonamento pelo facto de os agentes da rede de EE realizarem tarefas para outras redes (simplesmente porque não realizam tarefas para outras redes).

8

I.e., se 
é a rede física, tem-se que |NÓS-FORNECEDORES(
, ,p)|=1, para qualquer nó físico de

capacidade ou de retalho  , tal que  ∈NÓS(
) e TIPO( )≠M e com p∈MATERIAIS( ).

v_x {...,p₁...} {...,p 3,... } {...,p 2,... } componentes do produto p₁: { p₂,p₃,p₄,p₅ } {...,p 4,... } {...,p 5,..._} v_x {...,p₁...} {...,p 3,... } {...,p 2,... } componentes do produto p₁: { p₂,p₃,p₄ } {...,p 4,... } {...,p 4,..._}

a1) Componente p4 repetido na a2)p4 e p5 são componentes diferentes

estrutura do produto p1. de p1 fornecidos pelo mesmo nó.

v_x {...,pj ,...} {...,p j,... } jusante montante

b) Nó com mais de um fornecedor para o mesmo produto de entrada.

Figura 4-1- a1) e a2) são exemplos de casos de redes físicas excluídas pelo pressuposto 3 (componentes repetidos e fornecedores repetidos para um produto, respectivamente). b) é um exemplo de caso excluído pelo pressuposto 5 (fornecedores diferentes para um mesmo produto de entrada).

de tomar decisão sobre a que fornecedor um agente deve enviar um pedido de um produto necessário, porque o agente só tem um único fornecedor para satisfazer o pedido.9

6. Assume-se que qualquer pedido global do exterior à rede poderá ser re-escalonado mas apenas por iniciativa da rede, apenas dentro dos limites temporais do horizonte temporal de escalonamento e que estes limites não são alterados.10