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Profº Túlio de Almeida Pesquisa Operacional II LISTA DE EXERCÍCIOS 2 – APOIO MULTICRITÉRIO E TEORIA DA DECISÃO QUESTÕES PARA DISCUSSÃO Q1 Defina decisão. Q2 Quais conceitos devem ser levados em conta em um processo de decisão? Q3 Quais são as problemáticas abordadas em problemas de Apoio Multicritério à Decisão? Cite exemplos. Q4 Qual a função dos métodos elementares da dominância e do método conjuntivo? Q5 Cite pelo menos 3 métodos ordinais, explanando as diferenças entre eles. Q6 Quais as vantagens e desvantagens entre os métodos de Borda, Condorcet e Coppeland? Apresente aplicações. Q7 Pesquise a definição matemática e o modelo de aplicação dos métodos: a. Analytic Hierarch Process (AHP) b. Utilité Additive (UTA) c. Data Envelopment Analysis (DEA) d. Família ELECTRE e. Promethé Q8 Explique como funciona o processo de decisão sob certeza, risco e incerteza. Q9 Quais são as abordagens para processos de decisão sob incerteza? Equacione cada uma delas. Q10 Como funciona o critério do Valor Esperado? O que é preciso para este seja aplicado? Q11 O que é Valor Esperado para Informação Perfeita? Q12 Quais as diferenças entre decisão sem experimentação e decisão com experimentação? Q13 Quais as diferenças entre probabilidades a priori e probabilidades a posteriori? Q14 Explique o Teorema de Bayes, e mostre como este pode ser aplicado na Decisão sob Risco. n 1j jjk jjk k jjk kj )S(P).St(P )S(P).St(P )t(P )S(P).St(P )tS(P EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO E1 Pretende-se analisar um conjunto de equipamentos industriais, com os seguintes atributos. Identifique, justificando, as alternativas dominadas. Identifique o Ideal. Performance (0,0 – 5,0) Custo (K€) Consumo de água (L) 1 1,6 15,0 450 2 4,4 16,0 210 3 2,8 13,0 370 4 4,4 17,0 250 5 2,0 12,6 310 6 4,0 15,6 130 7 4,4 12,2 450 E2 Considere as seguintes 7 propostas de fornecimento de equipamento, avaliadas segundo três critérios. Indique quais são as soluções dominadas, justificando. Preço (K€) Qualidade Técnica (0,0 – 5,0) Prazo de Entrega (semanas) 1 150 4,0 10 2 145 1,0 9 3 160 5,0 8 4 120 3,0 16 5 160 4,0 10 6 160 3,0 4 7 150 2,0 11 E3 Obtenha a melhor alternativa para a matriz de ganho por meio das abordagens Otimista, Pessimista e Laplace. Profº Túlio de Almeida Pesquisa Operacional II 54321 SSSSS 400300200020 45035025015050 35030032013050 2002002002000 180250170120100 a a a a a 5 4 3 2 1 E4 Considerando a matriz de custos, faça uma análise de sensibilidade pelo modelo de Hurwicz. 54321 SSSSS 14100136001200070006200 89507500874065603500 15500130001020061309000 4200350020001200200 31802650170014201000 a a a a a 5 4 3 2 1 E5 Use o critério do Mínimo Arrependimento de Savage ne exercício E4. E6 Obtenha a melhor alternativa pelo critério Valor Esperado e calcule o Valor Esperado da Informação Perfeita. Cenários Decisão A1 Decisão A2 Decisão A3 Estados Possíveis da Economia Prob. Investir na Poupança Investir em Dólar Investir em Fundos S1: Recessão 0,40 $ 300,00 $ 400,00 - $ 100,00 S2: Estabilidade 0,40 $ 300,00 $ 300,00 $ 200,00 S3: 0,20 $ 300,00 $ 200,00 $ 700,00 Expansão E7 Numa escola com 1200 alunos foi realizada uma pesquisa sobre conhecimento desses em duas línguas estrangeiras, inglês e espanhol. Nessa pesquisa constatou-se que 600 alunos falam inglês, 500 alunos falam espanhol e 300 não falam qualquer um desses idiomas. Escolhendo-se um aluno dessa escola ao acaso e sabendo-se que ela não fala inglês, qual a probabilidade de que esse aluno fale espanhol? Dica: Use Probabilidade Condicional E8 Mulheres solteiras, com curso superior e renda até R$2.000,00. Esse é o perfil do brasileiro que busca aperfeiçoamento profissional gratuito na Internet, como mostra levantamento feito pelo FGV on-line, de março a setembro de 2009. (Jornal O Globo, 03 mar. 2010) O resultado desse levantamento é apresentado a seguir: São mulheres: 58,3% Ganham até R$2 mil por mês: 77,7% Têm graduação: 68,1% Concentram-se em SP, RJ e MG: 62,8% Ocupam o cargo de analista: 34,1% Considere que 2.000 pessoas participaram dessa entrevista e que, do total de pessoas que se concentram em São Paulo, Rio de Janeiro e Minas Gerais, 50% são homens. Escolhendo-se, ao acaso, um dos homens entrevistados, qual é, aproximadamente, a probabilidade de que ele seja de São Paulo, Rio de Janeiro ou Minas Gerais? PROBLEMAS E APLICAÇÕES P1 O departamento de recursos humanos de uma empresa tem 10 candidatos, com as seguintes características: C1 C2 C3 C4 C5 C6 A 40 1395,00 15,0 60 4 3 B 22 1530,00 14,0 91 3 3 C 14 1170,00 17,0 79 2 3 D 50 1800,00 8,0 87 3 3 E 6 900,00 17,0 58 3 3 F 26 1125,00 13,0 40 4 3 G 21 1575,00 13,2 85 3 3 H 20 1665,00 15,0 72 2 1 I 10 900,00 10,4 47 2 2 J 16 1350,00 6,5 53 1 3 onde: Critério 1: Experiência (meses) Critério 2: Pretensão Salarial (R$) Critério 3: Qualificação Acadêmica (Titulação) Critério 4: Teste Prático (Nota 0,0 – 100,0) Critério 5: Idiomas (Quantidade) Critério 6: Motivação O Gerente do departamento de Recursos Humanos precisa escolher um desses candidatos, mas ele tem certas restrições. Ele precisa de uma pessoa com no mínimo de um ano de experiência e que fale pelo menos duas línguas. Defina a problemática de decisão e resolva utilizando os métodos aprendidos. Para o método da soma ponderada, considere ponderações iguais para cada um dos critérios. Profº Túlio de Almeida Pesquisa Operacional II P2 Uma indústria do ramo químico deseja selecionar um fornecedor a fim de obter o máximo de benefícios. A tabela de decisão que contém os fornecedores (A, B, C, D, E, F, G e H) juntamente com os critérios e os valores pesquisados se encontram em seguida: C1 C2 C3 C4 C5 C6 A 1.560,00 12 dias 3352 R$ 6,00 6 Bom A 2.900,00 10 dias 1090 R$ 8,50 10 Excelente C 1.850,00 15 dias 3163 R$ 8,00 4 Bom D 880,00 60 dias 3386 R$ 4,00 2 Regular E 1.330,00 10 dias 913 R$ 5,00 1 Regular F 2.490,00 14 dias 3732 R$ 7,00 8 Muito Bom G 3.000,00 5 dias 282 R$ 7,50 12 Excelente H 1.560,00 30 dias 1646 R$ 4,70 8 Muito Bom onde: Critério 1: Preço da Matéria Prima (R$/tonelada) Critério 2: Tempo de Entrega (dias/tonelada) Critério 3: Distância da Fábrica (km) Critério 4: Custo Logístico (R$/ton.km) Critério 5: Certificações(Quantidade) Critério 6: Avaliações Anteriores Obtenha o “Top 3”, utilizando os métodos ordinais de Borda, Condorcet e Coppeland. P3 Você tem a oportunidade de fazer um investimento em três fundos, A, B e C. O valor do investimento mudará dependendo das condições do mercado. Existe um 10% de possibilidade do mercado em baixa, 50% do mercado permanecer moderado e 40% do mercado apresente um bom comportamento. A tabela apresenta as percentagens de variação do valor do investimento nas três condições: Alternativa Mercado em Baixa (%) Mercado Moderado (%) Mercado em Alta (%) A +5 +7 +8 B -10 +5 +30 C +2 +7 +20 a. Represente o problema como uma árvore de decisão. b. Qual fundo você escolheria e por que? P4 Uma empresa está preparando o lançamento de uma nova comida rápida (fast food). O departamento de pesquisa está convencido de que a nova comida terá muito sucesso e não quer fazer publicidade do produto. Já o departamento de marketing discorda e quer realizar uma campanha de publicidade intensiva. A campanha terá um custo de US$ 100.000 e se tem sucesso terá um lucro de US$ 950 .000. Se a campanha não tiver sucesso(existe uma probabilidade de 30% de possibilidade de que aconteça) o lucro estimado é US$ 200 000. Se a publicidade não for utilizada, o lucro estimado é 400 000 com probabilidade de 0,8 se os clientes são receptivos e 200 000 com probabilidade 0,2 caso contrário. P5 Uma empresa está preparando um acampamento de verão no sul num lugar deserto com a finalidade de fazer um treinamento de sobrevivência. Estima-se que as inscrições estarão em uma de quatro categorias: 200, 250, 300 e 350. O custo de acampar é mínimo se ele for implementado para cumprir exatamente com a demanda Os desvios por cima ou por baixo dos níveis de demanda ocasionam custos adicionais resultantes da construção de capacidade excedente ou de perda de oportunidades de inscrição. Sejam A1 a A4 os tamanhos dos acampamentos (200, 250, 300 e 350) e S1 a S4 os níveis de inscrição, a tabela a seguir apresenta os custos (em milhares de reais) para cada situação. Selecione a melhor alternativa. S1 S2 S3 S4 A1 5 10 18 25 A2 8 7 12 23 A3 21 18 12 21 A4 30 22 19 15 P6 Suponha que duas empresas que fabricam pizza devem determinar o preço de venda de um tipo especial de pizza. A empresa A considera que o preço de venda da Empresa B é uma variável aleatória D com a seguinte função de probabilidade (massa): P(D = 6 u.m.) = 0,25; P(D = 8 u.m.) = 0,5 e P(D = 10 u.m.) = 0,25. Se a Empresa A determina um preço de venda p1 e a Empresa B determina um preço p2, a Empresa A venderá 100 + 25(p2 – p1) pizzas. A Empresa A tem um custo de 4 u.m. por pizza, e ela está considerando cobrar 5, 6, 7, 8 ou 9 u.m. por pizza. Qual o preço que a Empresa A deve cobrar por pizza? P7 Uma grande companhia de energia oferece R$ 60.000,00 ao proprietário de determinado sitio, pelos direitos de exploração do gás natural e opção para desenvolvimento futuro. A opção, se concretizada, é equivalente a um adicional de R$ 600.000,00 ao proprietário, mas somente ocorrerá se o gás natural for descoberto durante a fase de exploração. O proprietário, vendo que o interesse Profº Túlio de Almeida Pesquisa Operacional II da companhia é uma boa indicação de que o gás existe, está disposto a desenvolver o empreendimento ele mesmo. Para isso, é necessário contratar especialistas em exploração e desenvolvimento. O custo inicial é R$ 100.000,00, os quais serão perdidos se nenhum gás for encontrado. Se o gás for descoberto, entretanto, o proprietário estimará um lucro de 2 milhões. A probabilidade de encontrar gás é de 0,6. a. Qual deveria ser a escolha do proprietário? b. O proprietário fez sondagens no sítio onde o gás natural suspeita-se existir a um custo de R$ 30.000,00. As sondagens indicaram que o gás não existe, mas o teste não é totalmente perfeito. A companhia que realiza as sondagens garante que 30% das vezes o teste indica a inexistência de gás, quando ele de fato existe. Quando o gás não existe, o teste é correto 90% das vezes. Determine a decisão recomendada ao proprietário. P8 Uma gerente deve decidir entre lançar um novo produto ou não lançar nenhum. Os lucros obtidos nas duas situações encontram-se na tabela a seguir. Sucesso Normal Fracasso Lançar 1000 200 -500 Não Lançar 0 0 0 Probabilidade 0,20 0,50 0,30 Foi realizada uma pesquisa de mercado para determinar as probabilidades de cada um dos resultados em função do estado real da natureza, obtendo-se os seguintes resultados. Estado Real T1 = Sucesso T2 = Normal T3 = Fracasso Sucesso 0,70 0,20 0,10 Normal 0,20 0,60 0,20 Fracasso 0,10 0,20 0,70 Qual seria a recomendação ao gerente? P9 Considere a situação de um agricultor que pode cultivar milho ou soja. As probabilidades de o preço aumentar, permanecer igual ou diminuir são 0,25, 0,30 e 0,45. Se os preços aumentarem, o cultivo de milho terá um lucro neto de 30.000 dólares e a soja de 10.000 dólares. Se os preços permanecem iguais, ele não terá perdas. Com baixa nos preços, os cultivos de milho e soja terão perdas de 35.000 e 5.000, respectivamente. Qual será o cultivo que ele escolherá? Considere que o agricultor tem uma opção adicional de utilizar a terra como pasto, em cujo caso tem a garantia de U$ 7.500,00. Ele possui informação adicional com relação ao grau de estabilidade dos preços futuros da mercadoria. A avaliação “favorável” e “desfavorável” são as seguintes probabilidades condicionais: A1 A2 S1 0,15 0,85 S2 0,50 0,50 S3 0,85 0,15 Onde A1 e A2 representam a avaliação “desfavorável” e “favorável” e S1 e S3 representam a mudança “para cima” e “para abaixo” nos preços futuros respectivamente. Qual a decisão neste caso? P10 Thiago é um aluno inteligente e normalmente tira boas notas, contanto que possa revisar o material do curso na noite anterior ao teste. Para o teste de amanhã Thiago enfrenta um pequeno problema. Seus companheiros de república vão dar uma festa durante a noite, da qual ele gostaria de participar. Ele tem três opções: a1 – participar da festa a noite inteira a2 – dividir a noite em partes iguais entre estudar e participar da festa a3 – estudar a noite inteira O teste de amanhã pode ser fácil (S1), moderado (S2) ou difícil (S3), dependendo do imprevisível humor do professor. Thiago antecipa as seguintes situações: 321 SSS 8288100 818592 406085 a a a 3 2 1 Recomende um curso de ação para Thiago com base em cada um dos critérios de decisão sob incerteza. P11 Para a próxima estação de plantio, o fazendeiro Everaldo pode plantar milho (a1), trigo (a2) ou soja (a3), ou utilizar a terra para pasto (a4). Os retornos associados com as diferentes ações são influenciados pela quantidade de chuva: grande precipitação pluvial (S1), precipitação pluvial moderada (S2), leve precipitação (S3) ou estação seca (S4). A matriz de retorno em milhares de reais pode ser vista em seguida. S1 S2 S3 S4 A1 -20 60 30 -5 A2 40 50 35 0 A3 -50 100 45 -10 A4 12 15 15 10 Desenvolva um curso de ação para o fazendeiro Everaldo. Profº Túlio de Almeida Pesquisa Operacional II DESAFIOS D1 Nos campeonatos de formula 1 são realizadas ordenações de pilotos segundo a pontuação obtida nas corridas realizadas ao longo do ano. O método utilizado atualmente pode ser injusto para alguns pilotos que mostram um desempenho homogêneo ao longo do campeonato, assim foi utilizado o método Condorcet para fazer uma nova ordenação do campeonato de 2002. Após a análise das corridas, foi construída a matriz de adjacências mostrada a seguir: Faça a ordenação dos pilotos. Verifique se esta ordenação é diferente da obtida pelo método de Coppeland. Observação: Esta matriz foi obtida do artigo “Use of ordinal multi-criteria methods in the analysis of the Formula 1 World Championship” de João Carlos Correia Baptista Soares de Mello, Luiz Flávio Autran Monteiro Gomes, Eliane Gonçalves Gomes e Maria Helena Campos Soares de Mello, Cadernos EBAPE.BR, Vol. III, Nº 2, 2005. Ele se encontra disponível no portal: www.ebape.fgv.br/cadernosebape, e também no portal: www.uff.br/decisao. D2 Elabore um exemplo (somente a matriz) e resolva utilizando as abordagens para problemas de decisão sob incerteza. Otimista Pessimista Laplace Hurwicz Mínimo Arrependimento D3 Um jornaleiro conhece as probabilidades de venda de determinada revista. O custo de compra do fornecedor é de R$ 0,90 e seu preço de venda é de 1,50. Ele não pode devolver as revistas que não forem vendidas. Qual a quantidade ideal de revistas que ele deve pedir para o fornecedor? Número de revistas vendidas Probabilidade Profº Túlio de Almeida Pesquisa Operacional II 10 0,10 11 0,15 12 0,20 13 0,25 15 0,30 Total 1,00 a. Use todas as abordagens segundo um processo de decisão sob incerteza b. Use um processo de decisão sob risco. c. Qual opção é a mais sensata?