TESE DE DOUTORADO
SIMULAÇÃO COGNITIVA DA TOMADA DE DECISÃO
EM SITUAÇÕES COMPLEXAS: MODELAGEM DO RACIOCÍNIO
HUMANO POR MEIO DE CASOS
DOUTORANDO: Walter Hernández Vergara
ORIENTADOR: Prof. Neri dos Santos
UFSC
1995
SIMULAÇÃO COGNITIVA DA TOMADA DE DECISÃO
EM SITUAÇÕES COMPLEXAS: MODELAGEM DO RAClOCÍNlO
HUMANO POR MEIO DE CASOS
DOUTORANDO: Walter Hernández Vergara
ORIENTADOR: Prof. Neri dos Santos
LINHA DE PESQUISA: Engenharia de Conhecimento
UFSC
1995
SIMULAÇÃO COGNITIVA DA TOMADA DE DECISÃO EM
SITUAÇÕES COMPLEXAS: MODELAGEM DO RACIOCÍNIO HUMANO
POR MEIO DE CASOS
Walter Roberto Hernández Vergara
Esta tese foi julgada adequada para a obtenção do título de Doutor em
Engenharia de Produção e aprovada em sua forma final pelo
Programa de Pós-Graduação.
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Osmar Possamai, Dr.
Coordenador do Curso
Banca Examinadora
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Prof Neri Dos Santos, Dr. Ing.
Orientador
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Prof Luis Fernando Jacintho Maia, Dr.
Moderador
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Prof Lea Fagundes, Dra.
Examinadora Externa
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Prof Egberto de Medeiros, Dr.
Examinador Externo
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Prof Fernando Alvaro Ostuni Gauthier, Dr.
Examinador
Muitas pessoas leram e ouviram, em apresentações em congressos e seminários, a presente tese enquanto estava sendo preparada e, seus comentários me possibilitaram fazer uma melhor avaliação.
Agradeço à empresa CELESC - Centrais Elétricas de Santa Catarina - e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPQ - pelo apoio recebido. Também, agradeço as pessoas que colaboraram de forma direta dando sugestões ou no aporte de conceitos e conhecimentos. Entre estas pessoas, gostaria de mencionar os despachantes Laudelino, Edson, Sérgio, Francisco; e aos eletricistas Idivaldo, Alesio, Aladio, Mauri e Jacob, todos extraordinários trabalhadores integrantes da equipe de COD/CELESC.
O clima intelectual do Curso de Doutorado em Eng. de Produção da U.F.S.C. foi muito favorável na realização deste trabalho e, aprendi muito por meio de discussões e trabalhos realizados em conjunto com meus colegas. A participação do professor Neri dos Santos na obra foi muito positiva em relação a suas críticas e orientações.
Gostaria de agradecer de forma muito especial ao Eng. Dilnei por seu apoio,
participação, paciência e persistência durante
toda a realização da presente obra e a todo o pessoal de
COD por sua colaboração. Finalmente, agradeço
a todas as pessoas que de alguma forma participaram na elaboração
desta tese.
* Domínio da Tese
* Estrutura da Tese
OBJETIVOS E MOTIVAÇÕES DA TESE
PRIMEIRA PARTE - PESQUISAS E APLICAÇÕES EM SIMULAÇÃO COGNITIVA
Capítulo 1 Teorias e estudos em
simulação cognitiva
2. A abordagem baseada na simulação
cognitiva
3. Os aportes da simulação
cognitiva a concepção de sistemas
3.1 A Simulação Cognitiva:
ferramenta de análise em situações complexas
3.2 A utilização do simulador cognitivo
3.2.1 Consulta-Ensino-Aprendizagem
4. A modelagem da atividade cognitiva
4.1 Os modelos psicológicos da
atividade cognitiva
4.2 O aporte da ergonomia no processo da modelagem cognitiva
4.3 A validação da simulação cognitiva
SEGUNDA PARTE - O QUADRO TEÓRlCO DO MODELO
Capítulo 2 O quadro teórico
2.1 A atividade cognitiva:
definição e conceitos
2.2 Os processos cognitivos no controle de tarefas: a noção de procedimentos e de estratégias
2.3 A lembrança no processo de resolução de problemas
2.4 As estruturas cognitivas: o conceito de esquema
2.5 As situações de controle de sistemas
2.6 As situações de
supervisão de sistemas
3.1 A cédula dinâmica do trabalho
3.4 A coordenação e os
conhecimentos
4. A simulação por meio de casos
4.1 Uma teoria integrada na
resolução de problemas
4.2 O domínio da abordagem do raciocínio baseado em casos
4.3 Os fundamentos do raciocínio baseado em casos
4.4 As características básicas na utilização destes sistemas
4.4.2 A organização da memória
4.4.3 Os algoritmos de recuperação
4.4.4 A escolha dos melhores casos
4.5 As técnicas de adaptação de um caso
4.5.1 Por adaptação nula (estrutural)
4.5.2 Por soluções parametrizadas
4.5.3 Por abstração e sobre especialização
5. O aprendizado do sistema, as
explicações e as correções
TERCEIRA PARTE - ANÁLISE DA ATIVIDADE COGNITIVA DO OPERADOR QUE REALIZA
O CONTROLE DA DISTRIBUIÇÃO E MANUTENÇÃO DA REDE
DE ENERGIA ELÉTRICA
Capítulo 3 A análise da atividade
do operador
2.2 O uso da verbalização como técnica para o estudo do funcionamento cognitivo
2.3.1 A modelagem da atividade cognitiva do operador
2.3.2 O ajustamento da maquete
2.4.1 As características
básicas no desenvolvimento do modelo
3. O controle da distribuição e manutenção da rede de energia elétrica
3.2 A análise da tarefa do operador
3.3 A análise da atividade cognitiva
do operador
3.3.1 As ocorrências e as manobras no processo de tratamento da informação
3.3.2 A distribuição global dos comportamentos
3.3.3 A identificação das ocorrências pelo operador
3.3.4 A classificação das ocorrências no seu atendimento
3.3.5 As estruturas cognitivas do operador no processo de resolução de problemas
3.3.6 A utilização de estratégias no processo de resolução de problemas
3.3.7 As características do processo de resolução de problemas
3.3.8 As restrições impostas pelo telefone e o rádio de comunicação
3.4 A formalização da atividade cognitiva do operador num modelo cognitivo
3.4.1 As hipóteses psicológicas sobre os conhecimentos considerados
3.4.2 Os critérios psicológicos
na representação do modelo
4.1 A análise do sistema dinâmico
4.2 A análise do espaço de estados da tarefa do operador
4.3 A transferência de conhecimentos no ambiente de trabalho
4.4 Os possíveis conhecimentos
do operador
QUARTA PARTE - MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO PROCESSO DE
RESOLUÇÃO DE PROBLEMA NO CONTROLE DA DISTRIBUIÇÃO
E MANUTENÇÃO DA REDE DE ENERGIA ELÉTRICA
Capítulo 4 CASOL: Um modelo
cognitivo de um operador utilizando o Raciocínio Baseado em Casos
1.1 A configuração
informática
1.4 Sob uma visão da engenharia
1.4.1 Raciocínio associativo vs. Raciocínio baseado em modelos
1.4.2 O uso da experiência na resolução de problemas
1.5 O domínio de tomar decisões no controle da distribuição e manutenção de energia elétrica
2.1 Utilizando exemplos no processo de diagnóstico
2.2 Uma nova teoria no processo de diagnóstico
2.3 O aprendizado no processo de
diagnóstico
3. O domínio do modelo e seus
módulos
3.1 O porque do modelo baseado em casos ?
3.2 A união e a recuperação de casos
3.5 A adaptação de uma solução
3.5.1 A explicação das estratégias de conserto
3.5.2 O diagnóstico e os consertos de planos de ação
3.5.3 O armazenamento e as características de avaliação
3.6 A passagem de informação
entre os diferentes níveis cognitivos
4.2 O porquê de usar os MOPs ?
4.3 Os MOPs no entendimento e no
diagnóstico
5.2.1 A implementação
da memória de nós
QUINTA PARTE - CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Capítulo 5 Conclusões e
Recomendações
2.1 Comentários sobre a teoria de casos
2.2 Discussão sobre a metodologia de trabalho
2.3 Discussão sobre o modelo proposto
2.5 Perspectivas a curto prazo da pesquisa em simulação cognitiva
2.6 Futuros trabalhos a serem
realizados
Tabela 1 - Os porcentagens dos motivos
das ocorrências no ano 1993
Anexo 1 - Os casos
Anexo 2 - O campo de conhecimento no sistema da rede de distribuição
Anexo 3 - O programa "CASOL"
Lista de Figuras
Figura 1 - A formalização das estruturas e dos processos cognitivos.
Figura 2 - Os fatores que contribuem para a complexidade e a dificuldade na resolução de problemas (Wood, 1988).
Figura 3 - O modelo de funcionamento do operador (Rasmussen, 1974).
Figura 4 - O processo de tratamento da informação elaborado em função dos níveis de comportamento (Rasmussen, 1984).
Figura 5 - O funcionamento de um sistema de raciocínio baseado em regras.
Figura 6 - O funcionamento de um sistema de raciocínio baseado em casos.
Figura 7 - Diagrama de fluxo de um sistema CBR (segundo Riesbeck & Schank, 1989).
Figura 8 - Abstração e sobre especialização em PERSUADER (segundo Riesbeck & Schank, 1989).
Figura 9 - Relacionamento entre as partes de um esquema induzido.
Figura 10 - Um processo de inferência indutiva abstrata.
Figura 11 - As etapas de uma modelagem cognitiva (segundo Decortis, 1988).
Figura 12 - As três fases da metodologia utilizada na pesquisa do modelo do operador (segundo de Medeiros, 1992)
Figura 13 - Relacionamento do despachante com as diferentes unidades no órgão de C.O.D.
Figura 14 - Esquema de uma ocorrência: primeira parte.
Figura 15 - Esquema de uma ocorrência: segunda parte.
Figura 16 - Distribuição do tempo de trabalho dos operadores na sala de controle (em média).
Figura 17 - Rede de distribuição - Informação generalizada.
Figura 18 - Esquema de uma experiência na solução de um problema.
Figura 19 - Representação de uma rede semântica.
Figura 20 - Um esquema relacional de proposições.
Figura 21 - Diagrama de fluxo da estratégia "pesquisando fatos iguais".
Figura 22 - Diagrama de fluxo da estratégia "testando hipóteses".
Figura 23 - Uma parte estrutural do espaço de estado da rede "falta de energia".
Figura 24 - Espaço de estados do consumidor "defeito na braquete".
Figura 25 - Imagens das zonas de trabalho e de acesso comum consideradas pelo despachante na distribuição das ocorrências.
Figura 26 - Configuração informática do modelo.
Figura 27 - Explicação causal para a ocorrência no centro de Florianópolis.
Figura 28 - Diferenças entre a ocorrência de Biguaçu e o Centro de Florianópolis.
Figura 29 - Explicação causal para a ocorrência de Biguaçu.
Figura 30 - Explicações iguais para dois casos com características diferentes.
Figura 31 - Explicação casual de um caso com falta de fase com pára-raios estourados ou queimados.
Figura 32 - As características de uma situação apontando um caso.
Figura 33 - Diferenças entre o caso
apresentado e os casos recuperados na memória de CASOL.
