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Dentro da abordagem quantitativa há diversos métodos: ▪ Método da média ▪ Método da média móvel ▪ Suavização exponencial ▪ Entre outros... O modelo da suavização exponencial é similar ao da média móvel ponderada, com a diferença de que são utilizados todos os valores históricos, com coeficientes de ponderação que decrescem exponencialmente. O método da suavização exponencial fornece a previsão para o próximo período como sendo a previsão para o período atual, corrigida pelo erro ocorrido no período atual. St = α x dt + (1- α) x St-1 Pt+k = St isso leva a Pt = St-1 St = Previsão suavizada para o período t (período atual) St-1 = Previsão suavizada para o período t-1, o qual é igual a Pt α = constante de suavização (entre 0 e 1) dt = demanda real no período t Pt+k = Previsão de vendas no período t+k Valor de α é muito importante. Valores mais altos de α indica que se deseja dar um maior peso ao erro (e consequentemente a demanda), ocorrido no último período, ou seja, o modelo estará entendendo que as novas informações de demanda real são mais confiáveis e corretas. Já valores baixos de α indicam que se deseja fornecer um maior peso ao passado e não ao último dado de demanda. Recomenda-se a utilização de α entre 0,1 e 0,3. Período Quantidade 1 500 2 510 3 493 4 506 5 490 6 512 7 487 8 495 9 500 10 500 11 485 12 513 13 518 14 486 15 499 16 500 17 506 18 497 19 20 21 α = 0,1; 0,2 e 0,3 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Métodos para processos com tendência A partir de agora iremos tratar de processos com padrão de comportamento das seguintes maneiras Esses casos podem ser identificados matematicamente por: d = a + bxt-k +et Onde: a = coeficiente linear da reta b = coeficiente angular da reta Para realizar a previsão da demanda nesses casos podemos usar a (1) regressão linear, onde o tempo representa a variável independente; Outra maneira é utilizar uma extensão do método da suavização exponencial, chamada de suavização exponencial dupla Suavização exponencial dupla ▪ Este método, além de dar maior peso aos períodos mais recentes, proporciona o acompanhamento da tendência linear dos dados; ▪ A previsão da demanda para o período T+k é dada pela soma da previsão suavizada exponencialmente e da estimativa de tendência. Matematicamente temos: PT+k = ST + kTT ST = previsão suavizada exponencialmente para o período T K = número de períodos futuros a serem previstos TT = estimativa de tendência para o período T Iniciando o modelo: ▪ Para calcular a estimativa de tendência para o período t (TT) pode-se: ▪ Dividir os dados reais em dois grupos com mesmo número de períodos; Calcular a média de cada um dos grupos; Calcular a diferença entre as duas médias e dividir pelo número de períodos em cada grupo. Ou ▪ Subtrair a demanda final (último período) da demanda inicial (primeiro período) e dividir pelo número de períodos. Para calcular a previsão suavizada (ST) basta: ▪ Somar a média entre todos os t valores disponíveis à tendência calculada (TT) multiplicada pela diferença entre o número de períodos atual e o meio do intervalo (Se houver 10 períodos, o meio está em 5,5; se houver 12 períodos, o meio está em 6,5, etc). A fórmula direta é (T-1)/2 Tendo-se esses valores de ST e TT iniciais, ou seja, o ST-1 e TT-1, pode-se utilizar a equação para k períodos à frente A cada novo valor real que se tiver disponível, pode- se atualizar o cálculo de ST e TT , por meio das equações de suavização exponencial: ST = αdT + (1- α)(ST-1 + TT-1) TT = β(ST - ST-1) + (1- β)(TT-1) Onde β = constante de suavização da tendência (mesma função e características de α) Período Quantidade 1 110 2 120 3 140 4 155 5 160 6 173 7 187 8 198 9 210 10 219 11 226 12 238 13 249 14 267 15 279 16 298 17 301 18 320 19 331 20 348 Previsão para 3 Períodos Futuros usando a Suavização Exponencial Dupla 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 O que indica essa curva? Tendência Métodos para processos com sazonalidade e permanência Sazonalidade é a variação dos dados para cima e para baixo que se repetem com regularidade; Essas variações estão associadas a eventos periódicos, podendo ser anual, mensal, semanal ou mesmo diário Matematicamente, esse processo pode ser modelado da seguinte maneira: dt = act a= fator constante Ct = fator de sazonalidade para o período t (1) Método do último ponto de informação do período equivalente: ▪ Nesse caso, a previsão para um determinado período é simplesmente o real do último período equivalente ▪ Exemplo: se a sazonalidade é mensal, então a previsão para janeiro de 2011 é o real de janeiro de 2010. (2) Previsão suavizada exponencialmente corrigida por um fator (ou índice) de sazonalidade ▪ Por exemplo, se o fator de sazonalidade para janeiro é 1,5, então neste mês a demanda é 50% maior que a média anual Meses 2003 2004 Jan 80 100 Fev 75 85 Mar 80 90 Abr 90 110 Mai 115 131 Jun 110 120 Jul 100 110 Ago 90 110 Set 85 95 Out 75 85 Nov 75 85 Dez 80 80 Calcule a Previsão para 2005 baseando-se nos dados históricos de 2004 e 2003 0 20 40 60 80 100 120 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 70 80 90 100 110 120 130 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A partir de agora iremos tratar de processos com padrão de comportamento da seguinte maneira: Muitas vezes um processo . Além de apresentar sazonalidade, apresenta também uma tendência linear ao longo do tempo. Matematicamente, estes processos são modelados da seguinte maneira: dt = (a+bt)ct+εt a = fator constante b = inclinação do componente de tendência c = fator de sazonalidade para o período t (1) Método estendido de previsão ingênua A maneira mais simples de tratar desses processos é utilizar a quantidade real do período equivalente da última estação e adicionar um percentual de tendência. Exemplo: a previsão de janeiro de 2011 (variação mensal ao longo do ano) será igual a demanda de janeiro de 2010 acrescida da porcentagem de crescimento/decrescimento no período. (2) Método de Winters Nesse método, deve-se estimar os parâmetros a, b e c Possui basicamente cinco passos, sendo o último de atualização dos parâmetros. PASSO 2 (calcular ST): Para calcular o termo constante, ST, a forma é semelhante à exponencial dupla: ST = demanda média + [(T-1)/2]xTT T = número total de períodos OBS1: ao utilizar o ST como demanda média estaremos levando em consideração todas as tendências desde o início da série até T, por isso no denominador é preciso “descontar” essas tendências, subtraíndo-se TT(T-t). OBS2: é preciso, posteriormente, calcular as médias dos fatores sazonais para cada período equivalente dentro do ciclo de sazonalidade. PASSO 4 (realizar a previsão utilizando o método de Winters): a previsão para o período T+k é dada por: PT+k = (ST + kTT)FT+k-L PASSO 5 (atualizar os parâmetros do método de Winters): assim que novos valores reais estiverem disponíveis pode-se atualizar os valores de ST, TT e Ft, por meio de suavizações exponenciais: Semanas Dados Histórico Semanas Dados Histórico Semanas Dados Histórico 1 684 9 1055 17 1299 2 273 10 451 18 666 3 695 11 947 19 1180 4 479 12 642 20 802 5 820 13 1284 21 1390 6 393 14 511 22 708 7 807 15 1035 23 1240 8 561 16 722 24 845 Exemplo 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Identifica uma ou mais variáveis (ditas independentes) que possam ajudar a prever a demanda futura para o produto em questão (variável dependente); É um método quantitativoque é utilizado quando a previsão da demanda está relacionada com alguns fatores conjunturais, tais como situações econômicas, crises em outros países etc. Correlaciona-se causa com valores de previsão de demanda, ou seja, o comportamento de uma variável (dependente) é explicado por uma ou mais variáveis (independentes). Por exemplo: o número de refrigeradores (variável dependente) pode estar relacionada com variáveis independentes tais como número de casamentos, preço do refrigerador, renda per capita, etc. Na abordagem causal é gerada uma equação matemática, que permite que seja previsto o valor da variável dependente a partir dos valores de uma ou mais variáveis independentes. Métodos mais comuns: regressão linear; ▪ Essa equação deve representar os dados considerados e minimizar a soma dos quadrados dos desvios entre os pontos dados e a curva ou reta considerada (método dos mínimos quadrados). Métodos são: linear (simples, curvilíneo e múltiplo) e não linear simultâneos e de simulação. dt = f(xt-k) + εt dt → demanda no período t (variável dependente) f(xt-k) → função que representa o comportamento da variável independente x no período de t-k εt → ruído (erro aleatório), assumido como sendo normalmente distribuído com média zer e desvio padrão σ ε O valor k indica a defasagem da relação entre a variável dependente e as variáveis independentes. Recomenda-se que k seja maior ou igual a 1, pois dessa forma a previsão da variável independente se baseia num dado pelo menos um período passado da variável independente. Envolve uma relação linear entre uma variável dependente e uma variável independente. dt = a + bxt-k + ε a = coeficiente angular da reta (valor de dt quando x=0) b = coeficiente linear da reta (inclinação) Os valores de a e b são dados pelas seguintes fórmulas, a partir do método dos mínimos quadrados. y = a.x + b + ε b = (n.∑xt.dt) – (∑xt. ∑dt) (n.∑xt2) – (∑xt) 2 a = 1 . ∑dt b . ∑xt n n r = (n.∑xt.dt) – (∑xt. ∑dt) . √((n.∑xt 2) – (∑xt) 2).((n.∑dt 2) – (∑dt) 2) r 2 Para analisar a qualidade da reta: r = coeficiente de correlação Mede a direção e a força da relação entre as variáveis -1<=r<=+1 r2 = coeficiente de determinação Mede o grau de qualidade que a linha de regressão se ajusta aos dados 0<=r<=+1 (valores maiores que 0,85 indicam uma boa previsão) Test t = coeficiente de determinação Teste t a hipótese nula é que o(s) parâmetro(s) da relação é nulo, ou seja, não existe relação entre as variáveis, e a hipótese alternativa é a existência desta relação. Verificação via Valor-P: o Valor-P é o menor nível de significância que conduz para a rejeição da hipótese nula. Uma empresa de automóveis deseja testar um modelo de regressão linear simples para prever a demanda por um tipo de automóvel que é comprado em grande parte por meio de financiamento. Ela acredita que a variável independente taxa de juros pode ser utilizada, uma vez que isso influencia bastante na compra deste modelo de automóvel. Também acredita que pode utilizar uma defasagem de 1 período, uma vez que as alterações de taxa de juros demoram um pouco para impactar na demanda. Os dados são apresentados na tabela a seguir. Determine a equação de regressão, verificando se ela pode ser utilizada para prever a demanda de automóveis. Em caso positivo, realize a previsão para os próximos três períodos. Período da taxa de juros avaliada Taxa de juros (%) Período da demanda de automóveis Demanda de automóveis 1 1,65 2 3400 2 1,58 3 3520 3 1,52 4 3600 4 1,52 5 3800 5 1,41 6 3930 6 1,38 7 4000 7 1,38 8 4050 8 1,3 9 4120 9 1,3 10 4200 10 1,22 11 4270 11 1,18 12 4400 12 1,18 13 4510 13 1,15 14 4590 14 1,1 15 4690 15 1,1 16 4800 16 1 17 4940 17 1 18 5080 18 0,95 19 5170 19 0,9 20 5310 20 0,9 21 5470 21 0,84 22 5640 22 0,8 23 5800 23 0,75 24 5920 24 0,75 25 6030 O sistema de previsão deve ser controlado a fim de se determinarem os erros que estão ocorrendo nas previsões. O erro de previsão em um período (et): et = dt - Pt Os erros nas previsões podem ser advindos de duas fontes: ▪ Um erro que é inevitável e que deve ser ignorado que é referente à própria aleatoriedade do mercado (ε); ▪ Ocorre devido a erros do método de previsão utilizado na escolha de parâmetros referentes a esse método. É esse erro que deve ser minimizado, já que está relacionado à qualidade do método de previsão empregado e aos parâmetros escolhidos para o modelo. Somatória acumulada de erros de previsão ▪ Uma medida na avaliação dos erros é tratá-los de forma conjunta, por meio da soma dos erros dos vários períodos ▪ Ao longo do tempo, se as previsões forem boas as variações aleatórias tendem a se compensar e a somatória, portanto, deverá ficar próxima de zero ▪ Se ET se mover para longe de zero, isso indica que a previsão é tendenciosa ▪ Se ET estiver crescendo ou decrescendo a uma taxa aproximadamente constante, então cada previsão está subestimando ou superestimando a demanda a uma taxa constante. ▪ Se ET estiver crescendo a uma taxa crescente, isso indica que o modelo de previsão está errado. Porcentagem Média Absoluta (PMA) ▪ Um problema do DAM é que este não relaciona o erro com os valores da demanda. ▪ A PMA resolve esse problema ▪ Se o valor de PMA for por exemplo 0,15 significa que a previsão se afasta dos dados reais em aproximadamente 15% e assim por diante. Sinal de Rastreamento (SR) ou Tracking Signal (TS) ▪ Indica o grau de viés da previsão. ▪ Indica se os desvios são devidos à aleatoriedade ou devido a uma causa determinada ▪ Em cada período, ou seja, o SRt é a relação entre a somatória acumulada dos erros até este período (Et) e o Desvio Absoluto Médio no período (DAMt). ▪ Assume-se que bons resultados de SR estão entre -3 e +3 ou então -4 e +4. ▪ Se o SR estiver fora destes limites, então existe alguma causa para os erros que não a aleatoriedade ▪ Fazer o gráfico do SR sempre é uma boa opção para controlar os erros Tem como propósito determinar os erros que estão ocorrendo nas previsões, com o intuito de corrigir o método utilizado. Algumas medidas de controle: Somatória acumulada dos erros de previsão; Desvio absoluto médio; Porcentagem média absoluta; Sinal de rastreamento (tracking signal). E = ∑e Uma boa previsão E=0 e com pequena variância; Se E estiver crescendo ou decrescendo a uma taxa constante a previsão está superestimando ou subestimando a demanda; Se E estiver crescendo ou decrescendo a uma taxa crescente ou decrescente o modelo utilizado não é adequado; Se E=0, com grande variância, as previsões são comprometedoras. Mede-se a dispersão dos erros; Se DAM for pequeno a previsão está próxima da demanda real; Autores sugerem que para uma previsão boa a somatória acumulada dos erros da previsão deve ser menor que quatro vezes o DAM. Relaciona o erro absoluto com os valores da demanda; PMA = (∑ (|et| / dt)) / T O valor encontrado significa o percentual que a previsão se afasta dos dados reais. É a medida que indica o grau de viés da previsão; Ajuda a compreender se os desvios que estão ocorrendo são devidos ao componente aleatório das previsões ou a uma causa determinada; SR é a relação entre a somatória acumulada dos erros e o DAM. SR = E / DAM Se SR é próximo de 0 é uma previsão sem viés; Se -1<=SR<=+1, indica um desvio padrão de aproximadamente 0,8, levando a uma probabilidade de 57% dos erros estarem dentro do limite; Se -2<=SR<=+2, indica um desvio padrão de aproximadamente 1,6, levando a uma probabilidade de 89% dos erros estarem dentro do limite; Se -3<=SR<=+3, indica um desvio padrão de aproximadamente 2,4, levando a uma probabilidade de 98% dos erros estarem dentro do limite; Se -4<=SR<=+4 , indica um desvio padrão de aproximadamente 3,2, levando a umaprobabilidade de 99,9% dos erros estarem dentro do limite. Período Quantidade Real Quantidade Prevista 1 500 500,0 2 510 500,0 3 493 501,0 4 506 500,2 5 490 500,8 6 512 499,7 7 487 500,9 8 495 499,5 9 500 499,1 10 500 499,2 11 485 499,3 12 513 497,8 13 518 499,3 14 486 501,2 15 499 499,7 16 500 499,6 17 506 499,7 18 497 500,3 FERNANDES, F. C. F.; GODINHO FILHO, M.; Planejamento e controle da produção: dos fundamentos ao essencial. São Paulo: Atlas, 2010. Slide 1: Previsão da Demanda V Slide 2: Abordagens da Previsão Slide 3: Previsão de Curto Prazo Suavização Exponencial Simples Slide 4: Previsão de Curto Prazo Suavização Exponencial Simples Slide 5: Previsão de Curto Prazo Suavização Exponencial Simples Slide 6: Previsão de Curto Prazo Suavização Exponencial Simples Slide 7: Previsão de Curto Prazo Suavização Exponencial Simples: Exemplo Slide 8 Slide 9 Slide 10: Suavização Exponencial Dupla Slide 11: Suavização Exponencial Dupla Slide 12: Suavização Exponencial Dupla Slide 13: Suavização Exponencial Dupla Slide 14: Suavização Exponencial Dupla Slide 15: Suavização Exponencial Dupla Slide 16: Suavização Exponencial Dupla Slide 17: Suavização Exponencial Dupla Slide 18: Suavização Exponencial Dupla Slide 19: Suavização Exponencial Dupla Slide 20: Suavização Exponencial Dupla Slide 21: Processos com Sazonalidade e Permanência Slide 22 Slide 23: Processos com Sazonalidade e Permanência Slide 24: Processos com Sazonalidade e Permanência Slide 25: Processos com Sazonalidade e Permanência Slide 26: Processos com Sazonalidade e Permanência Slide 27: Processos com Sazonalidade e Permanência Slide 28 Slide 29: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 30: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 31: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 32: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 33: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 34: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 35: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 36: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 37: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 38: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 39: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 40: Métodos para processos com sazonalidade com tendência Slide 41: Abordagem Causal Slide 42 Slide 43 Slide 44 Slide 45: Abordagem Causal – Regressão Linear Simples Slide 46: Abordagem Causal – Regressão Linear Simples Slide 47: Abordagem Causal – Regressão Linear Simples Slide 48: Abordagem Causal – Regressão Linear Simples Slide 49: Exemplo Slide 50 Slide 51: Controle de previsões Slide 52: Controle de previsões Slide 53: Controle de previsões Slide 54 Slide 55 Slide 56 Slide 57 Slide 58 Slide 59: Controle de previsões Slide 60: Somatória acumulada dos erros de previsão Slide 61: Desvio absoluto médio (DAM) Slide 62: Porcentagem média absoluta (PMA) Slide 63: Sinal de rastreamento (SR) - tracking signal Slide 64: Sinal de rastreamento (SR) - tracking signal Slide 65: Exemplo Slide 66: Referência