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unidade 1 Guilherme Corrêa Gonçalves Ricardo Buneder (Orgs.) OPERACIONAL Pesquisa Management Science Prezado estudante, Estamos começando uma unidade desta disciplina. Os textos que a compõem foram organizados com cuidado e atenção, para que você tenha contato com um conteúdo completo e atualizado tanto quanto possível. Leia com dedicação, realize as atividades e tire suas dúvidas com os tutores. Dessa forma, você, com certeza, alcançará os objetivos propostos para essa disciplina. OBJETIVO GERAL Compreender o processo de tomada de decisão. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Entender o conceito de modelagem; • Conhecer os diversos tipos de modelos utilizados na modelagem de situações gerenciais; • Identificar os componentes dos modelos utilizados na modelagem de situações gerenciais. QUESTÕES CONTEXTUAIS 1. Você já parou para pensar que a tomada de decisão faz parte de nosso dia a dia? 2. Além disso, percebe que a complexidade das decisões que tomamos varia de acordo com a importância que elas têm para nós? 3. E a quantidade de decisões que precisam ser tomadas em uma empresa para mantê-la operando com lucro? 4. Pensou também na quantidade de recursos que são afetados pelas tomadas de decisões empresariais (dinheiro, equipamentos, tempo de fabricação, mix de produtos a ser elaborado, número de colaboradores a serem contratados etc.)? 5. Vamos, juntos, aprender mais sobre a importância de uma tomada de decisões com qualidade e baseada em dados? unidade 1 PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder10 1.1 Introdução Olá! Antes de iniciarmos nossos estudos sobre a disciplina de Pesquisa Operacional, convido você para um rápido bate-papo sobre este assunto. O título desta unidade inicial é Management Science ou Ciência da Gestão. Trata-se de um campo de estudo cuja característica é a utilização de modelos matemáticos como apoio à tomada de decisão. As origens da Management Science estão na Pesquisa Operacional, ou seja, em uma ciência multidisciplinar que se dedica exclusivamente ao desenvolvimento de modelos matemáticos que possam auxiliar as pessoas e organizações em seus processos decisórios. Dessa forma, é possível afirmarmos que a Pesquisa Operacional, ou PO como é conhecida, é uma “mistura” de matemática e administração, pois representa a aplicação de métodos matemáticos à administração, mais especificamente ao processo de tomada de decisões. Mencionamos acima a expressão processo de tomada de decisão ou processo decisório. Qual a diferença entre esse termo e a tomada de decisão? Existe uma diferença simples, mas de extrema importância, pois a tomada de decisão é o resultado do processo decisório. Ou seja, o processo decisório é o que antecede a tomada de decisão e que gera ações que podem promover a melhoria do entendimento da situação problema enfrentada pelo tomador de decisão. Vamos a um exemplo: um gestor da área de logística de uma empresa produtora de refrigerantes precisa decidir sobre o número de caminhões a serem alocados ao processo de distribuição física de sua empresa em um determinado dia. A tomada de decisão será, simplesmente, o número de caminhões a serem alocados, porém essa definição será fruto de um processo em que o gestor levará em conta diversas informações/variáveis como, por exemplo, o número de caminhões e de motoristas disponíveis, as rotas a serem percorridas, a quantidade de refrigerantes a serem entregues, os horários agendados para essas entregas etc., antes de tomar a decisão final. Julgamos importante mencionar que os gestores são defrontados em seu dia a dia com problemas envolvendo tomada de decisões. Até mesmo nós, no cotidiano, nos deparamos com frequência com a necessidade de tomarmos decisões sobre problemas envolvendo coisas simples até as mais complexas. Quer ver? “Qual roupa devo vestir hoje?”, “qual a melhor rota para chegar ao trabalho?”, “devo ou não trocar de carro?”, Management Science | UNIDADE 1 11 “aceito aquela proposta de um novo emprego?”, e assim por diante. Da mesma forma que temos dúvidas em relação a diversos aspectos de nossas vidas pessoais e profissionais, também os gestores enfrentam incertezas no dia a dia: “compro outra máquina para a fábrica?”, “contrato mais colaboradores?”, “devo abrir uma filial em outro município?”, “devo comprar mais caminhões para a frota?”, “faço aquele investimento na Bolsa de Valores?”, enfim, são muitas as dúvidas. E o que a Pesquisa Operacional tem a ver com isso? Muita coisa, pois por meio dela o tomador de decisão terá o subsídio de uma metodologia científica para auxiliá- lo em seu processo de tomada de decisões. É preciso aproveitar a oportunidade para deixar claro que não estamos afirmando aqui que a intuição/experiência dos gestores deva ser deixada de lado quando de suas tomadas de decisão. Muito pelo contrário! No entanto, dado o nível de competição crescente no mundo dos negócios, a quantidade e velocidade de informações circulando, torna-se praticamente impossível tomar decisões de boa qualidade sem o auxílio de ferramentas que possam complementar a sua experiência. Agora, vamos juntos desbravar as oportunidades que nos são oferecidas pelo campo da Pesquisa Operacional. PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder12 1.2 Management Science Conforme visto anteriormente, a Management Science pode ser considerada uma subárea da Pesquisa Operacional (PO), dado que utiliza modelos matemáticos aplicados à área de negócios. No Brasil existe, inclusive, um órgão dedicado à realização de simpósios científicos sobre esse campo de estudos, a Sociedade Brasileira de Pesquisa Operacional (SOBRAPO). Management Science | UNIDADE 1 13 1.3 Pesquisa Operacional: Definição Mas o que vem a ser a pesquisa operacional? Uma definição objetiva de Pesquisa Operacional é dada por Longaray (2013), para quem PO é um conjunto de técnicas que faz uso do método científico para auxiliar as pessoas a tomarem decisões. Observem que, na definição anterior, o autor mencionou o termo método científico. Você sabe o que isso significa? Figura 1.1 – Método Científico. Fonte: Adaptado de UFRGS (2016). Faça uma pergunta Faça uma revisão bibliográ�ca Formule uma hipótese Realize um experimento Aceite a hipótese Rejeite a hipótese MÉTODO CIENTÍFICO ? PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder14 O método científico pode ser definido como um conjunto de regras básicas para realizar uma experiência a fim de produzir um novo conhecimento, bem como corrigir e integrar conhecimentos pré-existententes (UFRGS, 2016). Para um maior aprofundamento do conceito de pesquisa operacional sugere-se que seja lido o artigo “A Importância da Pesquisa Operacional na Administração de uma Empresa”, do Instituto Brasileiro de Coaching (IBS), cujo link se encontra na sequência: http://gg.gg/fnri5. SAIBA MAIS Management Science | UNIDADE 1 15 1.4 A Decisão e o Processo Decisório Como a PO é um ramo da Administração que instrumentaliza a análise de decisões, é interessante que conversemos sobre o processo de tomada de decisão. Já vimos que existe uma diferença fundamental entre o processo de tomada de decisão e a tomada de decisão. No entanto, não custa mencionarmos o conceito de decisão proposto por Andrade (2014). Este autor cita que “uma decisão é um curso de ação escolhido pela pessoa, como o meio mais efetivo à sua disposição, para alcançar os objetivos pretendidos, ou seja, para resolver o problema que a incomoda”. (ANDRADE, 2014, p. 2). O mesmo autor avalia que: [...] uma decisão é o resultado de um processo que se desenvolve a partir do instante em que o problema foi detectado, o que geralmente ocorre através da percepção de sintomas. Assim o processo de decisão empresarial se inicia quando uma pessoa, ou um grupo de pessoas, percebe sintomas de que alguma coisa está saindo do estado normal desejado ou planejado. (ANDRADE, 2014, p. 2). A Figura 1.2esquematiza o início do processo de tomada de decisão empresarial. Figura 1.2 – O início do processo de tomada de decisão empresarial. Fonte: Adaptado de Andrade (2014, p. 3). Vamos analisar o esquema proposto na Figura 1.2 por meio de um exemplo simples: imagine que João está em dúvida sobre comprar um automóvel (ou uma moto). Temos a seguinte situação hipotética: João está cansado por, diariamente, ter de esperar por um ônibus desconfortável e, muitas vezes lotado, geralmente em pontos igualmente SINTOMAS IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA PROCESSO DE TOMADA DE DECISÃO PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder16 desconfortáveis e situados em locais inseguros, por longos períodos de tempo, sob intempérie, para se dirigir ao trabalho e, depois, à faculdade. Sintomas: o primeiro passo para o início de um processo de decisão diz respeito à percepção, por parte de uma pessoa ou grupo de pessoas, de sintomas de que alguma coisa está saindo do estado normal, desejado ou planejado. Em nosso exemplo, temos os sintomas de cansaço, desconforto, insegurança e perda de tempo para ir ao trabalho e à faculdade, percebidos por João. Identificação do problema: a partir da percepção dos sintomas inicia-se a fase de identificação do problema. No exemplo, o problema identificado foi o de que João não possui veículo próprio, seja automóvel ou moto, pois isso poderia aliviá-lo dos sintomas percebidos. Processo de tomada de decisão: após a identificação do problema inicia-se o processo de decisão, que para o caso de João é “comprar ou não um carro/moto”. Esse processo implica analisar os prós (conforto, liberdade, economia de tempo) e contras (gastos com combustível, seguro, IPVA, estacionamento etc.) de tal aquisição. Management Science | UNIDADE 1 17 1.5 Características do Processo de Tomada de Decisão Um processo de tomada de decisão empresarial apresenta as características a seguir. • Sequencialidade: uma decisão é consequência de uma série de fatos que a precedem e que criam a base para se chegar nela. • Complexidade: normalmente, as informações relativas ao problema são insuficientes. Além disso, conforme cita Andrade (2014), o processo de tomada de decisão consiste em uma inter-relação entre pessoas, responsabilidades pelo serviço, comunicação e sistemas de informações, códigos de ética e moral e, às vezes, interesses e objetivos diferentes dos participantes. • Presença de valores subjetivos: o julgamento do tomador de decisão a respeito da definição é pessoal (baseado em seus valores). • O processo de tomada de decisão ocorre em ambiente institucional: é importante lembrar que as empresas apresentam uma estrutura organizacional própria, assim, aspectos relacionados à inter-relação entre as pessoas, à forma como se processa o fluxo de informações, às características da organização e o sistema hierárquico são fatores que, de uma forma ou outra, terão efeito sobre o processo de tomada de decisão. PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder18 1.6 Fatores que Afetam a Tomada de Decisão Já vimos que a tomada de decisão pode ser entendida como o processo de identificação de um problema ou de uma oportunidade e a seleção de uma linha de ação para resolvê-lo. O que diferencia um problema de uma oportunidade? Um problema ocorre quando o estado atual de uma situação é diferente do desejado. Já uma oportunidade ocorre quando as circunstâncias oferecem a chance de um indivíduo ou de uma organização ultrapassar ou alterar seus objetivos ou metas (LACHTERMACHER, 2009 ). Figura 1.3 – Fatores que afetam a tomada de decisão. Fonte: Adaptado por Universidade La Salle (2019). A B? ?? Management Science | UNIDADE 1 19 Existem vários fatores que afetam uma tomada de decisão. Vamos conversar sobre cada um deles. • Tempo disponível para a tomada de decisão: decisões diferentes demandam tempos diferentes. Por exemplo, o tempo disponível/ necessário para uma decisão de compra/venda de uma ação na bolsa de valores é diferente do tempo disponível/necessário para uma decisão de compra/venda de um imóvel. • A importância da decisão: decisões diferentes impactam nossas vidas e também as organizações de formas distintas. Nesse sentido, o exemplo colocado por Lachtermacher (2009) é bastante esclarecedor: uma decisão equivocada sobre a localização de uma empresa pode causar prejuízos por muito tempo, ao passo que a escolha incorreta de um fornecedor de materiais de escritório causará prejuízos também, mas de impacto menor. Assim, podemos concluir que, de forma geral, o fator importância da decisão está relacionado ao aspecto financeiro. • O ambiente: são diferentes os aspectos a serem considerados dependendo do local onde uma decisão é tomada, dadas as diferentes particularidades sociais, econômicas, culturais e legais a serem ponderadas. Exemplo: a contratação de colaboradores para uma empresa na China é diferente de uma contratação no Brasil, pois as leis trabalhistas são distintas. • Certeza ou incerteza e risco: diz respeito ao grau de certeza sobre parâmetros importantes para a tomada de uma decisão. Exemplo: o risco relacionado a uma aplicação financeira. • Agentes decisores: está relacionado ao número de decisores envolvidos na tomada de decisão. Assim, a tomada de decisão em grupo é muito mais complexa do que a tomada de decisão individual, dada a diversidade de pontos de vista, níveis culturais e de informação etc. • Conflito de interesses: ocorre quando uma decisão afeta de maneira distinta certos grupos de uma empresa ou de uma sociedade. Exemplo: a decisão de mudar o horário de trabalho para um departamento de uma empresa afetará de forma distinta os colaboradores deste departamento em relação aos demais. Além dos fatores que afetam a tomada de decisão, é relevante analisarmos as formas de classificação da tomada de decisão. DESTAQUE PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder20 1.7 Classificações das Decisões As decisões podem ser categorizadas de acordo com: (a) nível hierárquico da empresa em que são tomadas; (b) tipo de informação disponível; e (c) número de decisores envolvidos. Vamos conversar sobre cada uma dessas categorias. a. Nível hierárquico da empresa: uma tomada de decisão pode ocorrer no nível estratégico, tático (gerencial) ou operacional de uma organização. • Nível estratégico: são aquelas tomadas pela alta administração e que, consequentemente, mais afetam as atividades e resultados da organização. Exemplo: decisão sobre os investimentos a serem realizados no próximo ano; • Nível tático/gerencial: são as decisões tomadas pela gerência intermediária da empresa. Exemplo: decisão sobre os fornecedores com os quais a empresa estabelecerá parceria; • Nível operacional: são aquelas decisões tomadas, geralmente, pelos supervisores operacionais. Exemplo: cronograma de manutenção preventiva dos equipamentos. b. Tipo de informação disponível: diz respeito ao grau de estruturação das informações, o qual “[...] refere-se à disponibilidade de indicadores, em ordens ou passos, que possibilitem a repetição e o alcance dos resultados em um processo de tomada de decisão, em outras ocasiões ou situações.” (ANDRADE, 2014, p. 4). Nesta categoria, as decisões podem ser classificadas como: • Estruturadas: aquelas em que todos os fatores relevantes ao processo de tomada de decisão são conhecidos; • Semiestruturadas: decisões em que apenas uma parte dos fatores relevantes ao processo de tomada de decisão está presente; • Não estruturada: aquelas em que nenhum dos fatores relevantes ao processo de tomada de decisão é conhecido. Management Science | UNIDADE 1 21 A Figura 1.4 mostra a classificação das decisões de acordo com seu grau de estruturação e nível de estratégico. Figura 1.4 – Exemplos de classificação das decisões. Fonte: Adaptado de Andrade (2014, p. 6).. c. Número de decisores: essa categoria de decisão, como o nome indica, está relacionadaao número de agentes decisores envolvidos no processo de tomada de decisão. Nesse sentido, temos: • Decisão individual: aquela tomada por apenas um agente decisor; • Decisão em grupo: tomada de decisão que envolve mais de um agente decisor. GRADUAÇÃO DE ESTRUTURAÇÃO DA DECISÃO ALTO MÉDIO BAIXO Administração de Estoques Financiamento de Capital de Giro Escolha de Capa de Revista Programação Orçamentária Programação da Produção Localização de uma Nova Fábrica Contratação de um Diretor Diversificação por Aquisição de Empresa Programa de Pesquisa e Desenvolvimento OPERACIONAL GERENCIAL CORPORATIVO NÍVEL ESTRATÉGICO DA DECISÃO PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder22 1.8 Qualidade das Decisões O que vem a ser uma decisão de qualidade? Existem parâmetros claros para definir a qualidade de uma decisão? É sobre essas questões que vamos conversar agora. No que diz respeito à qualidade de uma decisão, vamos nos valer das colocações propostas por Andrade (2014): Definir o que seja uma definição de alta qualidade é uma tarefa muito difícil, discutível e para a qual é praticamente impossível obter um consenso geral. [...] Felizmente, porém, a maioria das decisões segue um padrão mais perceptível de raciocínio, e assim podemos identificar algumas características do que seria uma decisão de qualidade [...] uma decisão apresenta elevada qualidade, quando, de modo eficaz e efetivo, garante o alcance dos objetivos preestabelecidos, para os quais os meios e os recursos foram reservados. (ANDRADE, 2014, p. 5). A definição acima nos dá condições de identificar três características básicas que podem possibilitar a avaliação da qualidade de uma decisão: a. satisfação dos interesses envolvidos; b. adaptação dos meios necessários ao alcance dos objetivos predeterminados; c. consistência do curso de ação. Pelo exposto, é possível afirmarmos que a qualidade de uma decisão será tanto mais elevada quanto maior for a presença das características citadas. 1.8.1 Obstáculos a uma Decisão de Qualidade Ainda que os agentes decisores tentem agir de forma absolutamente racional ao tomarem decisões, eles enfrentam dificuldades variadas que perturbam o processo. Dentre os obstáculos enfrentados, Andrade (2014) cita limitações de cunho pessoal (força do hábito, falta de memória, distração, prejulgamentos e valores pessoais), dificuldades que surgem devido ao caráter político da decisão (por exemplo, necessidade de compromisso entre diferentes posições e órgãos da empresa), dificuldades oriundas do ambiente (por exemplo, flutuações da política econômica do governo) e o fator tempo. Além dos obstáculos citados, o autor acima referenciado enfatiza que há duas dificuldades inerentes ao problema e que podem ter impacto significativo sobre a qualidade de uma decisão: a escolha do problema certo a ser resolvido e conhecimento insuficiente sobre ele. Management Science | UNIDADE 1 23 1.8.2 A Escolha do Problema Certo Em relação a este aspecto o autor acima referenciado menciona que “fazer certo as coisas” é muito importante, mas o administrador deve se dedicar, em primeiro lugar, a encontrar as coisas certas para fazer. Isso significa que o primeiro passo para uma tomada de decisão de qualidade é saber identificar qual problema requer solução”. (ANDRADE, 2014, p. 5). 1.8.3 Conhecimento Insuficiente Ainda nos valendo do autor anteriormente referenciado, tem-se que, segundo seu ponto de vista: A condição ideal para um processo de tomada de decisão racional seria a posse de um conhecimento completo acerca de todas as alternativas possíveis, como também acerca das possíveis consequências de cada alternativa. Todavia, na vida real essa condição é praticamente impossível, e o administrador tem que tomar suas decisões com base em informações incompletas ou parciais. (ANDRADE, 2014, p. 5). Cabe neste momento um questionamento: por que é praticamente impossível para um tomador de decisão dispor de todas as informações e consequências possíveis acerca de uma tomada de decisão? Porque as informações têm um custo e demandam tempo para serem obtidas. Assim, quanto maior a quantidade de informações exigidas, maior o dispêndio financeiro e de tempo. Também cabe salientar que muitas informações podem ser prejudiciais, pois sua análise exigiria mais tempo e capacidade para analisá-las. Para saber mais sobre o processo de tomada de decisão nas organizações, assista ao vídeo “Processo Decisório – conceitos iniciais” do canal Professor Marco Ferrari: http://gg.gg/fnrt3. VÍDEO PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder24 1.9 O Processo de Modelagem Vamos discutir agora sobre um conceito fundamental para a tomada de decisão: o de modelagem. O processo de modelagem de situações-problema envolve a utilização de modelos. Mas o que vem a ser um modelo? Modelo pode ser definido como uma representação simplificada do comportamento da realidade e que serve para simular essa realidade. A Figura 1.5 mostra que o modelo utilizado para problemas de tomada de decisão se abastece de informações do sistema reduzido às variáveis principais, dada a incapacidade de levarmos em conta todas as variáveis intervenientes em um processo de tomada de decisão, por não dispormos de todas as informações necessárias, ou dispormos dessas informações, mas de forma incompleta. Lembre-se que a coleta de informações demanda tempo e dinheiro, que são recursos escassos. Figura 1.5 – Representação simplificada do processo de modelagem. Fonte: Adaptado de Andrade (2014, p. 7). Na sequência de nossa discussão sobre modelos, devemos ter em mente que, segundo Lachtermacher (2009), existem basicamente três tipos de modelos: físicos, análogos e matemáticos (ou simbólicos). Vamos a alguns exemplos de cada um desses tipos. SISTEMA REAL EXISTENTE SISTEMA REDUZIDO ÀS VARIÁVEIS PRINCIPAIS MODELO Management Science | UNIDADE 1 25 a. Modelos físicos: maquetes de casas, muito utilizadas na arquitetura e engenharia; Figura 1.6 – Maquete de uma casa. Fonte: Freepik (2019). b. Modelos análogos: são os que representam as relações usando diferentes meios. Exemplos: mapas rodoviários, marcador de tanque de combustível de um veículo etc. Figura 1.7 – Marcador de tanque de combustível em um carro. Fonte: Freepik (2019). PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder26 c. Modelos matemáticos (ou simbólicos): são aqueles em que as grandezas são representadas por variáveis de decisão, e as relações entre essas variáveis, por expressões matemáticas. Logo, esses modelos necessitam de informações quantificáveis. Figura 1.8 – Modelo matemático. Fonte: Adaptado por Universidade La Salle (2019). É importante mencionar que a maior parte dos modelos utilizados nas tomadas de decisões gerenciais é do tipo matemático. Management Science | UNIDADE 1 27 Ainda sobre o processo de modelagem de problemas envolvendo tomadas de decisões, cabe citar que quando tomadores de decisão (gestores em geral) deparam-se com uma situação a respeito da qual precisam fazer uma escolha a partir de várias opções conflitantes e concorrentes, apresentam-se duas possibilidades: (a) eles (tomadores de decisão) podem fazer uso apenas de sua intuição gerencial (com base em sua experiência); e/ou (b) realizar somente um processo de modelagem da situação, bem como simulações dos diversos cenários possíveis. Nesse sentido, conforme mencionado por Lachtermacher (2009), devemos lembrar que até há algum tempo, a única opção possível era a primeira, pois não existiam dados e nem informações sobre os problemas, nem capacidade computacional para resolvê-los. Com o avanço da tecnologia de bancos de dados e o surgimento de computadores de pequeno porte, mas de grande capacidade de processamento, essa situação se alterou e foi permitido aos gestores utilizarem modelos matemáticos como ferramentas de apoio a seu processo de tomada de decisão. Também é importanteter em mente que, atualmente, o enfoque da Pesquisa Operacional não está somente voltado para a técnica de solução (ou seja, para o rigor matemático do algoritmo) e para a obtenção da solução ótima, a chamada abordagem clássica, conforme mostrado na Figura 1.10. Assim, atualmente considera-se que os gestores devem fazer uso de ambas as alternativas: utilizar a intuição e realizar um processo de modelagem da situação. Algoritmo é uma estrutura lógica que expressa as relações matemáticas entre as variáveis e constantes de um problema, composta pelo objetivo, pelas restrições e pelo critério do modelo. Solução ótima é aquela que além de ser viável gera um valor extremo para a função-objetivo: o maior valor possível no caso de uma função-objetivo de maximização ou o menor valor possível para o caso de uma função-objetivo de minimização. GLOSSÁRIO PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder28 Figura 1.9 – Abordagem clássica de problemas de Pesquisa Operacional. Fonte: Adaptado de Viana (2016). O enfoque atual da utilização da PO na tomada de decisão reside, segundo Andrade (2014), no fato de que: O esforço despendido para a modelagem de um problema leva a uma compreensão mais profunda do próprio problema, identificando melhor seus elementos internos, suas interações com o ambiente externo, as informações necessárias e os resultados possíveis de obter. A importância da pesquisa operacional estaria, então, na sua influência sobre o modo como os administradores abordam os problemas, na maneira como os formulam, na avaliação que fazem da relação com outros problemas e na forma adotada para comunicá-lo a outras pessoas. (ANDRADE, 2014, p. 8). Identificação do problema Identificações necessárias Modelagem e Solução Melhor Solução Aceitar ou rejeitar Critérios do Administrador Management Science | UNIDADE 1 29 Percebe-se, desta forma, que o enfoque central da utilização da PO como ferramenta para o auxílio da tomada de decisões gerenciais, deslocou-se do método de solução para a formulação e modelagem (diagnóstico do problema). A Figura 1.10 mostra este enfoque atual de problemas de pesquisa operacional. Figura 1.10 – Abordagem atual de problemas de Pesquisa Operacional. Fonte: Adaptado de Viana (2016). No que diz respeito às opções disponíveis para os tomadores de decisão - intuição gerencial e realização de um processo de modelagem – Lachtermacher (2009) recomenda a utilização das duas alternativas citadas de forma conjunta. Assim, “a intuição deve ajudar o tomador de decisão na seleção das informações relevantes, nos possíveis cenários a serem estudados, na validação do modelo e na análise de seus resultados”. (LACHTERMACHER, 2009, p. 3). Identificação do problema Identificações necessárias Modelagem e Solução Melhor Solução Aceitar ou rejeitar Critérios do Administrador Maior entendimento da problemática Informações su�cientes? Problema Correto? PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder30 Na Figura 1.11 podemos visualizar a representação esquemática de um processo de tomada de decisão. Figura 1.11 – Processo de Tomada de Decisão. Fonte: Adaptado de Lachtermacher (2016). Na Figura 1.11, devemos observar que o “mundo real” é um conjunto complexo de variáveis presentes em uma dada situação sobre a qual se quer tomar uma decisão. Você já pensou no número de variáveis envolvidas, por exemplo, em um processo de decisão sobre a abertura de uma filial de uma empresa? São muitas, não é mesmo? O “mundo simbólico”, por sua vez, representa uma estrutura simplificada, onde são consideradas apenas as variáveis mais importantes para o processo de tomada de decisão e que, desta forma, permite que o mesmo possa ser modelado. Assim, por exemplo, dentre as variáveis mais relevantes, podem ser citadas o comportamento do mercado da região escolhida, o investimento necessário, o tempo de operação para o retorno desse investimento etc. Mundo real Mundo simbólico Situação gerencial Modelo Resultado Decisões Intuição DESTAQUE Management Science | UNIDADE 1 31 1.9.1 Vantagens da Utilização de um Processo de Modelagem São diversas as vantagens advindas da utilização de um processo de modelagem do problema para uma tomada de decisão por parte de um agente decisor. Lachtermacher (2009) cita as seguintes: • Os modelos fazem com que os decisores tornem explícitos seus objetivos; • Os modelos estimulam a identificação e o armazenamento das diferentes decisões que influenciam os objetivos; • Os modelos estimulam a identificação e o armazenamento dos relacionamentos entre as decisões; • Os modelos estimulam a identificação das variáveis a serem incluídas e em que termos elas serão quantificáveis; • Os modelos estimulam o reconhecimento de limitações/restrições; • Os modelos tornam possível a comunicação das ideias do decisor e seu entendimento para facilitar o trabalho de grupo. PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder32 1.10 O Processo de Modelagem De acordo com Longaray (2013), existem muitos modelos matemáticos na pesquisa operacional. Essencialmente, são classificados em modelos de simulação; e modelos de otimização. • Modelos de simulação: na pesquisa operacional chamamos de modelo de simulação a representação matemática de um sistema físico ou abstrato, com a finalidade de verificar o comportamento desse sistema quando os valores ou o ordenamento das variáveis que o compõem são alterados (ANDRADE, 2014). Cabe salientar que os modelos de simulação, ao contrário dos modelos de otimização, não fornecem a melhor alternativa, mas sim um conjunto de alternativas viáveis para a resolução do problema. • Modelos de otimização: podem ser definidos como a representação matemática de uma situação problemática, com o objetivo de determinar o melhor resultado possível para a decisão (LONGARAY, 2013). São compostos por sua função- objetivo, variáveis de decisão, parâmetros e por um conjunto de restrições. Vamos analisar cada um desses componentes de acordo com Colin (2013): • Função-objetivo: trata-se de uma função matemática que representa o principal objetivo do tomador de decisão. Ela pode ser de minimização (MIN) de custos, erros, chance de perda, desvio do objetivo etc., ou de maximização (MAX) de lucro, receita, utilidade, bem-estar, riqueza, chance de sobrevivência etc. A função-objetivo é normalmente representada pela letra Z maiúscula. Exemplo: minimizar os custos de transporte relativos ao processo de distribuição física de um dado produto. • Variáveis de decisão: são as variáveis utilizadas no modelo de otimização e que podem ser controladas pelo tomador de decisão. A solução do problema é encontrada testando-se diversos valores dessas variáveis. Exemplo: o número de caminhões a ser utilizado no processo de distribuição física de um produto. Management Science | UNIDADE 1 33 • Parâmetros: são as variáveis utilizadas no modelo de otimização e que não podem ser controladas pelo tomador de decisão. A solução do problema é encontrada admitindo como fixos os valores dos parâmetros. Exemplo: a capacidade de carga de cada caminhão que vai ser utilizado no processo de distribuição física de um dado produto, pois esse valor é especificado pelo fabricante do caminhão. Restrições: são regras que dizem o que podemos (ou não) fazer e/ou quais são as limitações dos recursos ou das atividades que estão associadas ao modelo. Exemplo: o número total de caminhões utilizados no turno da manhã no processo de distribuição física do produto em questão tem de ser menor ou igual ao número de motoristas que a empresa tem à disposição para esse turno. Como os modelos matemáticos de otimização serão muito utilizados durante nossa disciplina de PO, julgamos importante comentar um exemplo de aplicação. Vamos ver juntos? PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder34 Exemplo: uma empresa fabrica dois produtos, P1 e P2. O lucro unitário originado daprodução e comercialização de P1 é de R$1.000,00 e o lucro unitário gerado pela produção e comercialização de P2 é de R$1.800,00. A empresa em questão gasta 20 horas para fabricar uma unidade de P1 e 30 horas para fabricar uma unidade de P2. O tempo anual total que a empresa dispõe para a produção é de 1.200 horas. A demanda estimada para cada um dos produtos é de 40 unidades anuais para P1 e 30 unidades anuais para P2. Qual o plano de produção anual para que a empresa estudada maximize o lucro a partir da produção e comercialização desses produtos? Vamos analisar algumas informações importantes que são disponibilizadas no enunciado desse problema. a) O problema pede o plano de produção anual para que a empresa maximize seu lucro a partir da produção e comercialização dos produtos P1 e P2. Ou seja, já temos aí a identificação das variáveis de decisão do problema - aquelas variáveis utilizadas no modelo que podem ser controladas pelo tomador de decisão. Nesse caso, as variáveis de decisão são: x1 = quantidade anual a ser produzida e comercializada de P1; x2 = quantidade anual a ser produzida e comercializada de P2; b) A função-objetivo do problema - função matemática que representa o principal objetivo do tomador de decisão - diz respeito a maximizar o lucro a partir da produção e comercialização de P1 e P2. Mas como calcular o lucro proveniente da produção e comercialização de P1 e P2? Simples, basta multiplicar o lucro unitário obtido pela produção e comercialização de cada um dos produtos pelas quantidades a serem produzidas. Assim: Lucro x1 = 1.000.x1 Lucro x2 = 1.800.x2 Lucro total = 1.000.x1 + 1.800.x2 Como a função-objetivo é normalmente representada pela letra Z maiúscula e o que se quer é maximizar o lucro, tem-se: MAX Z = 1.000.x1 + 1.800.x2 c) Quais os parâmetros do problema, ou seja, aquelas variáveis utilizadas que não podem ser controladas pelo tomador de decisão? As variáveis sobre as quais o tomador de decisão não tem controle são: (Cont...) DESTAQUE Management Science | UNIDADE 1 35 Modelos determinísticos e modelos probabilísticos: ainda em relação aos modelos matemáticos, eles podem ser categorizados de acordo com o nível de incerteza presente nas relações entre as variáveis. Assim, temos os modelos determinísticos e os probabilísticos. Os determinísticos são aqueles em que todas as informações relevantes são assumidas como conhecidas (ou seja, não há incertezas). Já os modelos probabilísticos são aqueles em que uma ou mais variáveis de decisão não são conhecidas com certeza. (....) • o lucro unitário originado pela produção e comercialização de P1 e P2; • o tempo gasto pela produção na fabricação de P1 e P2; • o tempo total anual que a empresa dispõe para produção; • a demanda anual para cada um dos produtos P1 e P2. d) Quais são as restrições a serem consideradas - aquelas regras que dizem o que podemos (ou não) fazer e/ou as limitações dos recursos ou das atividades que estão associadas ao nosso problema. São as seguintes restrições (denominadas por R): R1: 20x1 + 30x2 ≤ 1.200 (restrição de tempo anual de produção) – a quantidade de tempo anual gasto na produção de P1 e P2 não pode ser maior que o tempo anual total que a empresa dispõe; R2: x1 ≤ 40 (restrição de demanda anual para P1); R3: x2 ≤ 30 (restrição de demanda anual para P2); R4: x1 ≥ 0 (restrição de não negatividade, pois não é possível produzir e comercializar uma quantidade de P1); R5: x2 ≥ 0 (restrição de não negatividade, pois não é possível produzir e comercializar uma quantidade de P2). DESTAQUE PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder36 SÍNTESE DA UNIDADE Chegamos ao término da Unidade 1 de nosso e-book da disciplina de Pesquisa Operacional. Neste momento inicial tomamos contato com os seguintes tópicos: • Conceito de Management Science, considerada uma subárea da Pesquisa Operacional (PO); • Conceito de PO, a relação dela com o processo de tomada de decisão; • Conceito de decisão; • A diferença entre decisão e processo decisório; • As características de um processo de tomada de decisão; • Os fatores que afetam a tomada de decisão; • A classificação das decisões; • A qualidade das decisões; • Os obstáculos para uma tomada de decisão de qualidade; • O processo de modelagem; • As vantagens da utilização de um processo de modelagem; • O conceito de modelo; • Os modelos utilizados na Pesquisa Operacional: de otimização e seus componentes (função-objetivo, variáveis de decisão, parâmetros e restrições) e os de simulação. • Os modelos matemáticos determinísticos e probabilísticos. Management Science | UNIDADE 1 37 REFERÊNCIAS VIANA, A. A pesquisa operacional e a arte da modelagem. 2016. Disponível em: http://gg.gg/ fns9x. Acesso em: 13 out. 2019. ANDRADE, E. L. Introdução à Pesquisa Operacional: métodos e modelos para análise de decisões. Rio de Janeiro: LTC, 2014. CARRO DE GARAGEM. Marcador de combustível não funciona: o que pode ser? 2019. Disponível em: http://gg.gg/fnsaa. Acesso em: 17 out. 2019. COLIN, E. C. Pesquisa Operacional: 170 aplicações em estratégia, finanças, logística, produção, marketing e vendas. Rio de Janeiro: LTC, 2013. DCORE VOCÊ. Como fazer uma maquete: veja vídeos passo a passo e 60 modelos. 2018. Disponível em: http://gg.gg/fnsao. Acesso em: 17 out. 2019. UFRGS. Como funciona o método científico? 2016. Disponível em: http://gg.gg/fnsb1. Acesso em: 17 out. 2019 SIMEON. Fatores que interferem na tomada de decisão. 2019. Disponível em: http://gg.gg/fnsb8. Acesso em: 14 out. 2019. LACHTERMACHER, G. Pesquisa Operacional na tomada de decisões. São Paulo: Pearson, 2009. LONGARAY, A. A. Introdução à Pesquisa Operacional. São Paulo: Saraiva, 2013. BLOG SOFTWARE AVALIAÇÃO. Pesquisa operacional na tomada de decisões: saiba como utilizar. 2019. Disponível em: http://gg.gg/fnsbi. Acesso em: 17 out. 2019. PESQUISA OPERACIONAL | Ricardo Buneder150 Se você encontrar algum problema nesse material, entre em contato pelo email eadproducao@unilasalle.edu.br. Descreva o que você encontrou e indique a página. Lembre-se: a boa educação se faz com a contribuição de todos! CONTRIBUA COM A QUALIDADE DO SEU CURSO Av. Victor Barreto, 2288 Canoas - RS CEP: 92010-000 | 0800 541 8500 ead@unilasalle.edu.br
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