Um Sistema Inteligente de Apoio à Decisão para o Planejamento de Propriedades Agrícolas

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Carlos Arthur B. da Silva
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Autoria
Adilson J. Oliveira - Elekeiroz S.A.
Carlos Arthur B. da Silva - UFV
Heleno Nascimento Santos - UFV

RESUMO
O trabalho descreve um sistema de apoio à decisão integrado a sistemas especialistas, desenvolvido para assistir produtores rurais e extensionistas no processo de definição de planos de produção para uma empresa rural. A base de dados do sistema de apoio à decisão (SAD) armazena informações sobre sistemas de produção para diversas culturas, preços de produtos, custos de insumos e níveis de recursos disponíveis na propriedade. A orçamentação e a otimização dos planos de produção pela programação linear (PL) são alternativas de análise disponíveis na base de modelos do SAD. Os resultados da PL são ainda interpretados, em linguagem de fácil entendimento, com o auxílio dos sistemas especialistas. A interface com o usuário consiste de menus do tipo pull down, e o fluxo de dados entre os diversos componentes do sistema é controlado com recursos do sistema operacional DOS, tais como arquivos de lote, filtros e redirecionamento de saidas. O sistema, denominado SOLAR, é executável em computadores compatíveis com o padrão IBM-PC e está sendo utilizado, com resultados favoráveis, no programa de extensão da ELEKEIROZ, empresa do setor de fertilizantes do Estado de São Paulo.

ABSTRACT
The paper describes an intelligent decision support system designed to assist farmers in the selection of crop mixes and related farm planning activities in a yearly basis. The decision support component integrates a database with linear programming (LP) and farm budget models. The LP problem is automatically formulated, solved and the results are interpreted by an expert system. Interpreted in easy to understand terms, the results can be efficiently conveyed to farmers. The interface consists of user friendly pull down menus. Data flow among components is controlled by standard resources of the DOS operating system. The system, called SOLAR, is run on minimum configuration IBM-PC compatible computers. It is being successfully used for approximately one year, in the extension program of ELEKEIROZ, a Brazilian fertilizer company.

1. Introdução

O sistema desenvolvido é capaz de elaborar o planejamento de culturas agrícolas e facilitar sua respectiva adoção pelo produtor rural, utilizando uma interface amigável, contendo os seguintes recursos: avaliação econômica dos sistemas de produção propostos, dimensionamento dos recursos disponíveis na propriedade agrícola, otimização do planejamento anual, por meio da programação linear e interpretação da solução ótima, em linguagem de fácil entendimento.

Estes recursos foram integrados para fornecer o resultado econômico, em valores reais, do sistema de produção agrícola para a época do planejamento, indicando o desempenho unitário de cada sistema alternativo, determinar os sistemas de produção compatíveis com os recursos da propriedade, diagnosticar os recursos limitantes para o planejamento e apresentar sugestões para a obtenção de lucros crescentes.

2. Descrição do Sistema

O sistema é executável em qualquer microcomputador compatível com o padrão IBMR. PC, a partir do sistema operacional MS-DOSR. Seu desenvolvimento foi organizado em dois componentes principais: o sistema de apoio a decisão (SAD) e o sistema especialista (SE). Utilizando-se de técnicas desenvolvidas em sistemas semelhantes pela Universidade Federal de Viçosa (SILVA, 1990; SILVA & SILVA Jr., 1992), esses componentes foram integrados para formar um sistema inteligente de apoio à decisão (SIAD).

A linguagem de programação utilizada para desenvolvimento do SAD foi o CLIPER 5.01R (Nantucket Cliper) que gerencia 21 arquivos de dados. Nesse sistema são armazenadas informações sobre os recursos disponíveis na propriedade, bem como preços e tecnologias agrícolas. Essas informações são usadas, posteriormente, para formar um modelo de programação linear (PL) típico para planejamento da produção agrícola (BROSH, 1985; AAKRE et alii, 1992; DOBBINS et alli, 1992). O PL objetiva maximizar a margem bruta de alternativas tecnológicas, dados os recursos agrícolas limitantes. O programa PROLIN, desenvolvido pela Universidade Federal de Viçosa (RIBEIRO et alii, 1990), otimiza a matriz de PL e redireciona os resultados para o armazenamento pelo SAD.

O SE foi desenvolvido utilizando o ambiente de programação LEVEL 5R . A base de conhecimentos contém 408 fatos, distribuídos em 135 regras de decisão. Às informações resultantes do modelo de PL, a citar, valor da função objetivo, preço sombra dos recursos, nível de utilização dos recursos, custos reduzidos, nível de participação ótima das culturas, entre outras, são interpretadas pelo SE, em linguagem compreensível ao produtor rural. SE's semelhantes foram desenvolvidos previamente por SILVA (1990) e SILVA & SPROESSER (1991).

3. Utilização do Sistema

O sistema foi ajustado através de testes efetuados em atividades de extensão da Universidade Federal de Viçosa. Um grupo formado por 57 pequenos produtores de grãos e olerícolas efetuaram o planejamento para a safra 1993/94 de acordo com o SIAD, o que indica a utilidade do sistema em programas de extensão.

Durante a safra 1994/95, o SIAD foi implementado como serviço de consultoria agrícola da empresa Elekeiroz S/A, com a denominação de SOLARR - Sistemas de Otimização do Lucro na Administração Rural. Inicialmente, na forma de um projeto piloto, 6 produtores agrícolas tomaram decisões amparados pelo SOLARR. Mediante relatórios do SIAD, os produtores receberam a previsão do desempenho das atividades mecanizadas, expectativa das despesas ao longo do ciclo produtivo, apresentação de orçamento em estabelecimentos bancários para obtenção do crédito de custeio agrícola, entre outros relatórios, dependendo na necessidade de cada um.

Na fase de tomada de decisão, o SE foi fundamental para que os produtores reconhecessem as vantagens financeiras e administrativas de implementar cada solução gerada, interativamente, entre o SAD e o SE. A interpretação do SE que mais contribui na tomada de decisão é a análise de sensibilidade do modelo de PL.

Os resultados possibilitaram a seleção de planos de produção que geraram significativos aumentos de renda bruta para os produtores.

4. Conclusões

O sistema desenvolvido teve comprovada sua aplicabilidade como importante ferramenta para apoiar processos decisórios de produtores rurais no planejamento de suas atividades. Com o uso integrado das tecnologias de sistemas de apoio à decisão e de sistemas especialistas, o acesso à técnicas mais avançadas de planejamento é bastante facilitado. Assim, acredita-se no potencial dos SIAD's como elemento de melhoria da extensão rural na área administrativa.

5. Referências Bibliográficas

AAKRE, D. et al.; FarmPlan 2.0 - A Linear Programming Model for Cash Grain and Beef Farms. Proceedings of the 4th International Conference on Computers and Extension Programs. Orlando, EUA, 1992
BROSH, I. Quantitative Techniques for Managerial Decision Making. Reston Publishing Company, Virginia, 1985
DOBBINS et al. An Application of Linear Programming to Planning Crop Systems. Proceedings of the 4th International Conference on Computers and Extension Programs. Orlando, USA, 1992
RIBEIRO, C.A.A.S et al. A system for linear programming. Proceedings of the International Conference on Computer Aided Training in Science and Technology. Barcelona, Spain, 1990.
SCHIEFER, G. (Ed.) Integrated Systems in Agricultural Informatics. ILB, Bonn, 1992.
SILVA, C.A.B. and SILVA Jr., A.G.; A Knowledge Based Decision Support System for Small Scale Dairy Farm Management. Proceedings of the I International Workshop on Expert Systems in Agriculture. Huangshan, China, 1992.
SILVA, C.A.B.; Integrating Expert Systems into Microcomputer Based Decision Support Systems: The Development of an Application to Production Planning in a Milk Processing Plant. Informationsmanagement in agrar-und Ernährungwirtschaft. ILB, Bonn- 90/7, 1990
SILVA, C. A. B. and SPROESSER, R.; Expert Systems for Quality Control Management in Milk Processing Plants. Proceedings of the 26th EAAE Seminar - Economics and Artificial Intelligence in Agriculture. Grignon, France, V1 - V11, 1991.