Koestler (1968) introduziu a palavra holon para descrever a unidade básica de organização de sistemas em organismos vivos e em organizações sociais, baseado em teorias de Herbert Simon e em suas observações. Koestler concluiu que as partes e o todo não existem no domínio da vida, e propôs a palavra holon para representar esta natureza híbrida, sendo uma combinação da palavra grega holos, que significa inteiro, e do sufixo on, que significa partícula
(CHRISTENSEN, 2003).
Desse modo, um holon combina o todo e a parte, sendo simultaneamente o próprio todo com suas partes subordinadas e, partes dependentes quando vistas de níveis mais elevados. A recursividade proveniente da propriedade que um holon pode ser parte de um outro holon, permitindo representar um holon por outros holons, que por sua vez também podem ser representados por outros holons, permite o tratamento da complexidade de um problema (Fig.1) (LEITÃO; RESTIVO, 2006; GIRET; BOTTI, 2004).
Figura 1 - Recursidade em sistemas holônicos (adaptado de Leitão e Restivo (2006)).
Koestler identificou também duas características importantes de um holon: autonomia, em que a estabilidade do holon resulta de sua habilidade de agir de forma autônoma em caso de circunstâncias imprevisíveis, e cooperação, que é a habilidade de combinação dos holons para
atingir objetivos comuns, transformando estes holons em componentes eficazes maiores, i.e., holarquias. Uma holarquia é definida como um sistema de holons cooperando para atender objetivos, combinando suas habilidades e conhecimento individual, tendo cada holarquia regras e diretrizes definidas. Os holons podem formar uma holarquia e, ao mesmo tempo, preservar sua autonomia e individualidade e dinamicamente pertencer a várias holarquias.
Na Fig.2 tem-se uma representação onde elipses maiores formam holarquias formadas por holons (PrH, StH, SuH e OpH) (SILVA et al., 2012). Os comportamentos e as atividades dos holons são determinados pela cooperação e interação com outros holons, ao contrário de ser determinado por um mecanismo centralizado. Assim, holarquias são simultaneamente um todo independente subordinadas às suas partes e peças dependentes quando visto a partir de níveis mais elevados, e esta organização tem diferenças importantes do conceito tradicional de hierarquias em sistemas de controle. (WINKLER; MEY, 1994; CHRISTENSEN, 2003; GIRET; BOTTI, 2004; HSIEH, 2009).
Figura 2 - Holons e Holarquias
Fonte: (SILVA et al., 2012)
Holonic manufacturing system (HMS)Consortium (CHRISTENSEN, 2003) trabalhou na aplicação dos conceitos de Koestler para propor uma nova geração de sistemas de manufatura (SMs) e seus controles, fornecendo uma ontologia específica e precisa, e demonstrando ótima
adaptação desses conceitos às tradicionais atividades produtivas. De acordo com o HMS-Consortium, um holon consiste num equipamento de produção capaz de executar as
operações de produção associado a um componente inteligente. HMSs sugerem a idéia que os
sistemas de manufatura (SMs) necessitam ter uma estrutura hierárquica além do aumento de autonomia representado por entidades individuais distribuídas. A estrutura recursiva associado ao conceito de holarquias é bastante adequada a SM, tornando possível o desenvolvimento estrutural dos sistemas de controle de produção através do encapsulamento de funções de produção e componentes. Por exemplo, uma holarquia que representa uma célula de produção é ao mesmo tempo o todo, encapsulando holons que representam os recursos do chão de fábrica, e uma parte que em conjunto com outras células formam o SM, e assim por diante de acordo com a necessidade do projeto.
Assim, o HMS é uma holarquia que integra todas as atividades produtivas, onde os holons podem cooperar para atingir os objetivos de produção, combinando suas habilidades e conhecimentos individuais. Os holons são concebidos numa estrutura hierárquica, mas têm comportamentos autônomos e atividades que são determinados através da cooperação com outros holons. Um holon pode representar uma atividade física ou lógica, tal como um robô, uma máquina, uma ordem, um sistema de manufatura flexível, ou mesmo um operador humano. O holon tem a informação sobre si mesmo e o seu ambiente, contendo uma parte do processamento de informação e uma parte do processamento físico quando o holon representa um dispositivo, tal como um robô.
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