Análise de demanda por novos Cursos Superiores de

Anais do VI ENFEPro - Encontro Fluminense de Engenharia de Produção, editora SFEPro - Sociedade Fluminense de Engenharia de Produção, 18 e
19 de Outubro de 2016, Escola de Engenharia da UFF, Niterói/ RJ. ISSN 2178-3272.
Análise de demanda por novos Cursos Superiores de Engenharia no Município de
Itaperuna, RJ: proposta de modelagem utilizando método de auxílio multicritério à
decisão e Análise Survey.
Autores:
Fabrício Freitas da Silva - [email protected]
SAMANTHA SILVA GOMES - [email protected]
Aldo Shimoya - [email protected]
Claudio Luiz Melo de Souza - [email protected]
Milton Erthal Junior - [email protected]
O objetivo deste trabalho foi avaliar a demanda por novos cursos superiores de engenharia na cidade
de Itaperuna, RJ. Foi proposta uma modelagem, baseada em Auxílio Multicritério à Decisão (AMD),
para apoiar a decisão do Instituto Federal Fluminense Campus Itaperuna quanto a oferta de novos
cursos. Uma pesquisa de campo foi conduzida e usada para definir os critérios e alternativas do
problema o método de análise hierárquica (analytic hierarchy process) foi utilizado para definir o
curso que deveria ser prioritário para abertura. O aplicativo IPE, versão 1.0, foi usado na
modelagem. As alternativas estudadas, cursos de Engenharia Civil, Elétrica e Química, foram
definidas pelo questionário e demanda do mercado regional. O curso de Engenharia Civil se
destacou entre os demais, pois apresentou um peso final de 60%, enquanto que as Engenharias
Química e Elétrica ficaram empatadas com peso final de 20% cada. A utilização conjunta de técnicas
de Survey e AMD foi determinante para conferir robustez ao problema e apontar com segurança
uma alternativa de ação. O resultado da pesquisa permite apoiar os gestores acadêmicos na tomada
de decisão e sugere que o Curso de Engenharia Civil deve ser priorizado.
Palavras-chave: Tomada de Decisão; Auxílio Multicritério à Decisão; Ensino Superior
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE
ESCOLA DE ENGENHARIA
Anais do VI ENFEPro
Niterói/ RJ, 18 e 19 de Outubro de 2016
ISSN: 2178-3276
Análise de demanda por novos cursos superiores de engenharia no município de
Itaperuna/ RJ: proposta de modelagem utilizando método de auxílio multicritério à
decisão e análise survey
FABRÍCIO FREITAS DA SILVA
SAMANTHA SILVA GOMES
ALDO SHIMOYA
CLAUDIO LUIZ MELO DE SOUZA
MILTON ERTHAL JUNIOR
Resumo
O objetivo deste trabalho foi avaliar a demanda por novos cursos superiores de
engenharia na cidade de Itaperuna, RJ. Foi proposta uma modelagem, baseada em
Auxílio Multicritério à Decisão (AMD), para apoiar a decisão do Instituto Federal
Fluminense Campus Itaperuna quanto a oferta de novos cursos. Uma pesquisa de
campo foi conduzida e usada para definir os critérios e alternativas do problema o
método de análise hierárquica (analytic hierarchy process) foi utilizado para definir o
curso que deveria ser prioritário para abertura. O aplicativo IPE, versão 1.0, foi usado
na modelagem. As alternativas estudadas, cursos de Engenharia Civil, Elétrica e
Química, foram definidas pelo questionário e demanda do mercado regional. O curso
de Engenharia Civil se destacou entre os demais, pois apresentou um peso final de
60%, enquanto que as Engenharias Química e Elétrica ficaram empatadas com peso
final de 20% cada. A utilização conjunta de técnicas de Survey e AMD foi
determinante para conferir robustez ao problema e apontar com segurança uma
alternativa de ação. O resultado da pesquisa permite apoiar os gestores acadêmicos
na tomada de decisão e sugere que o Curso de Engenharia Civil deve ser priorizado.
Palavras-chave: Tomada de Decisão; Auxílio Multicritério à Decisão; Ensino Superior
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1. Introdução
A Pesquisa Operacional (OP) tem sua origem e aplicação na área militar. Na década
de 1930 ela foi aplicada em sistemas de radares. Os recursos escassos para as
atividades miliares exigiam o uso eficiente e racional a partir da tomada de decisões
nas operações militares. Isto promoveu a formação de Grupos de PO no Reino
Unido e Estados Unidos, os quais reuniram cientistas de várias disciplinas para
resolver problemas militares. Após a Segunda Guerra Mundial, vários especialistas
continuaram difundindo a PO, tendo como foco a logística, a modelagem e o
planejamento. De fato, as vantagens competitivas e o aumento dos lucros obtidos por
empresas que aplicam a PO se consolidou amplamente no ambiente empresarial
(HILLIER; LIEBERMAN, 2006)
As técnicas de Pesquisa Operacional (PO) ainda são pouco exploradas e aplicadas na
esfera educacional, onde as decisões são complexas e heterogêneas. A resolução de
muitos problemas cotidianos em Instituições de Ensino, como por exemplo, a fixação
orçamentária; alocação de cursos, docentes e salas de aula; a elaboração de
calendários e programações educacionais; podem ser sanados com a aplicação dessas
técnicas, principalmente o Auxílio Multicritério à Decisão (JOHNES, 2014).
O auxílio multicritério na tomada de decisão dá apoio aos gestores, a fim de
definirem ações que apresentem o melhor desempenho de acordo com critérios
estabelecidos pela sua relevância ao problema na opinião de especialistas e atores
contextuais. Trata-se de um conjunto de métodos capazes de ajudar na tomada de
decisões, organizando e avaliando as possibilidades de acordo com os critérios
definidos (ALMEIDA, 2011; MOTA; SAATY; SHANG, 2011)
Muitas decisões tomadas no setor acadêmico envolvem grupos, comitês,
coordenações e conselhos acadêmicos ou diretores, nos quais os membros e
especialistas, normalmente apresentam opiniões divergentes. Desta forma, uma
decisão final só deve ser tomada depois de atingido um consentimento comum
(LIBERATORE; NYDICK, 1997). Nestes casos, uma abordagem multicritério pode
auxiliar nos processos decisórios tomados em grupo.
Nessa perspectiva, Auxílio Multicritério à Decisão, é uma metodologia eficiente na
resolução de uma infinidade problemas no cenário acadêmico (LIBERATORE;
NYDICK, 1997). Entre estes problemas, encontra-se a seleção de novos cursos a
serem ofertados na região.
A análise multicritério é uma ferramenta robusta para a tomada de decisão e vem
sendo amplamente utilizada com sucesso em diversos setores. A alternativa
escolhida deve apresentar a melhor decisão para o avaliador, corroborando com suas
expectativas (SAATY, 1980; SAATY, 2003; GOMES et al., 2004; ALMEIDA, 2007).
Este trabalho tem por objetivo estabelecer uma modelagem para auxiliar aos gestores
públicos e privados de Instituições de Ensino Superior, na seleção de Cursos de
Engenharias a serem implantados na Região Noroeste Fluminense. A base para a
formulação do problema norteou-se pela carência de profissionais na região, análise
das cadeias produtivas e econômicas e a opinião de estudantes secundaristas de
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escolas particulares e públicas. Utilizou se levantamento survey para a obtenção das
informações e na modelagem o método multicritério de Análise Hierárquica (AHP).
2. Revisão de Literatura
A partir dos anos 70, a Pesquisa Operacional, passou a utilizar-se do Auxílio
Múlticritério à Decisão para tratar de problemas complexos, pela presença de
múltiplos critérios que exigiam a decomposição do problema para a tomada de
decisão em etapas sucessivas (GOMES et al., 2004).
O método tem por característica primária a atribuição de valores subjetivos que os
decisores atribuem às possibilidades de escolha e desta forma maior diversidade de
análises podem ser efetuadas dentro dos critérios selecionados e ponderados. A
evolução desses métodos se deu com base em dois segmentos de análise, a Escola
Americana, que se destaca pelo método Analytic Hierarchy Process (AHP) e a Escola
Francesa que se destaca pelo método da família Electre - Election et Choix Traduisant
la Reallité (FIGUEIRA et al. 2005).
Teoricamente, os métodos deveriam apresentar soluções de acordo com a expectativa
do decisor, todavia a atribuição de valores numéricos a cada alternativa pode
influenciar a decisão. No caso do método AHP, atribui-se valores numéricos às
comparações do tipo “par a par” dos decisores em termos linguísticos, a partir daí os
julgamentos são organizados em uma matriz de comparação. (GUGLIELMETTI et al.
2003).
O método de auxilio multicritério a decisão AHP foi desenvolvido por Saaty (1980).
Esta ferramenta e uma metodologia de apoio multicritério a decisão (AMD), que visa
solucionar problemas complexos de tomada de decisão onde as alternativas
apresentam critérios conflitantes (COSTA; MOLL, 1999). O AMD envolve um
conjunto de pressupostos indispensáveis, tais como: a definição do problema; suas
alternativas; cenários (critérios) e os decisores (FREITAS, 2001). Segundo Freitas e
Costa (1998) o AMD tem como foco principal avaliar as alternativas à luz de todos os
critérios.
Para gerar decisões de forma estruturada, organizasse o problema de decisão nas
seguintes etapas (SAATY, 2008):
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1. Definir o problema de decisão;
2. Construir a hierarquia: estrutura em níveis hierárquicos os critérios e
alternativas, tendo como primeiro nível o objetivo principal do problema, o
segundo nível os critérios e o terceiro nível as alternativas (SAATY; SHANG,
2011). A hierárquica evidencia a relação de interdependência entres os níveis da
estrutura (BHUSHAN; RAI, 2004). A estrutura hierárquica estabelece o
entendimento global do problema, suas interações e causas no sistema como
mostrado na Figura 1.
Figura 1 - Hierarquia de um problema de decisão
Fonte: Faria e Augusto Filho (2013).
3. Definir as prioridades: elabora uma matriz de critérios comparando par a par
de cada elemento segundo a escala de Saaty de 1 a 9. Assume uma matriz
quadrada anxn onde aij=1 quando i=j e aji=1/aij (TYAGI et al., 2014);
4. Calcular a consistência. De acordo com SAATY (1980) o auto vetor,
normalizando o auto vetor obtendo pesos para cada critério; a consistência lógica
(Equação 1) e o índice de consistência –IC (Equação 2).
RC=IC/IR
......................................................
(Equação 1)
Onde: IR é Índice de Consistência Randômico de Saaty
IC = (λmáx –n)/(n-1)
....................................
(Equação 2)
Onde: λmáx o maior autovalor da matriz de julgamentos.
(Saaty sugere que a RC seja menor que 0,1)
3. Metodologia
3.1. Levantamento de informações
Utilizou-se o método Survey para a coleta de dados, definido o conjunto de questões
elaboradas e aplicadas aos entrevistados, de acordo com adaptações de GOMES
(2013). Na definição de quais cidades em que os questionários seriam aplicados,
consideraram-se os municípios de relevância local: Itaperuna, Laje do Muriaé,
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Porciúncula, Natividade e Miracema. No total, foram aplicados 309 questionários
distribuídos em escolas particulares e públicas da região Noroeste Fluminense. As
perguntas foram do tipo abertas e fechadas por múltipla escolha de acordo com
MARCONI; LAKATOS (2010).
As informações obtidas com aplicação dos questionários aos estudantes
secundaristas referem-se aos cursos disponíveis na rede pública e privada local,
carência do profissional, o mercado de trabalho do profissional, a possibilidade de
emprego em grandes empresas ou empreendimentos, permanência no local para
empregar-se, relevância do profissional para o desenvolvimento local, a correlação
do curso com cursos técnicos oferecidos na região, vocação pessoal, expectativas de
retorno financeiro, profissional e pessoal, influência de pais, parentes e amigos.
3.2. Modelagem pelo método AHP
O trabalho usou o método AHP (Analytic Hierarchy Process) proposto por Saaty
(1980), por meio do programa computacional Ipe versão 1.0, para escolher um curso
de engenharia a ser instalado em IES pública na Região Noroeste Fluminese.
A seleção dos cursos para análise se deu da seguinte forma: a partir da primeira
pergunta do questionário foram levantados os cursos de engenharia mecânica,
química, elétrica, civil, produção, automação, computação, petróleo, mecatrônica,
alimentos, nuclear, minas, telecomunicação e naval a serem analisados A seguir, foi
realizada uma análise após consulta as opiniões do Serviço Brasileiro de Apoio às
micros e pequenas empresas (SEBRAE), do Centro de Integração Empresa - Escola de
Bom Jesus (CIEE) e da Federação das Associações Comerciais e Empresariais do
Estado do Rio de Janeiro (FACERJ), sendo selecionados três cursos, engenharia civil,
elétrica e química para serem analisados nas etapas seguintes. Além disso, foram
levados em consideração, para seleção dos cursos, aspectos regionais/locais e
demandas induzidas pelo governo federal. Os cursos foram selecionados para
posterior avaliação do grau de preferência e das suas características (itens), sendo
que, devido ao histórico regional/local e demanda induzida.
A definição dos critérios se deu a partir das respostas obtidas no questionário: a)
Demanda do curso pelo mercado de trabalho na Região Noroeste Fluminense; b)
Possibilidade de fazer o curso; c) Crescimento da região devido a formação de
profissionais neste por este curso; d) Curso superior relacionado com o curso técnico
já concluído; e) Retorno Financeiro.
As ponderações de pesos dos critérios foi adaptada da escala de Likert (1932), com o
objetivo de ponderar os pesos para cada critério a luz das alternativas, conforme a
seguir: 1) ponderação muito baixa, 2) ponderação baixa, 3) ponderação média, 4)
ponderação alta, 5) ponderação muito alta e (N) Não sei/prefiro não opinar. Sendo
assim foi aplicado um questionário fechado, onde cada indivíduo, sem identificação,
expressou sua percepção quanto a sua preferência na escolha de um curso dos cincos
itens selecionados.
A estrutura hierárquica do problema foi definida conforme a Figura 2, identificando
os elementos chaves para tomada de decisão. O problema foi decomposto em níveis,
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o primeiro nível da hierarquia representa o foco principal do problema (seleção de
um curso de engenharia), o segundo corresponde aos critérios (C1-Demanda do
curso pelo mercado de trabalho na Região Noroeste Fluminense, C2- Possibilidade
de fazer o curso, C3- Cursos que podem alavancar a economia local, C4- Curso
superior relacionado com a formação técnica já concluída, C5-Retorno Financeiro) e o
terceiro as alternativas dos cursos (B1, B2, B3).
Figura 2- Estrutura Hierárquica para seleção de um curso de Engenharia
Fonte: elaborado pelo autor
4. Resultados e Discussão
Os três cursos escolhidos foram Engenharia Civil, Eng. Elétrica e Eng. Química. Em
seguida foi aplicado o método AHP.
A matriz de importância dos critérios com base no julgamento dos especialistas
representado na figura (Figura 3), onde: C1=Demanda do curso pelo mercado de
trabalho; C2=Possibilidade de fazer o curso; C3=Cursos quem podem alavancar a
economia local; C4=Curso Superior relacionado com formação técnica já concluída.
C1
C2
C3
C4
C5
C1
1
2
2
2
2
C2
1/2
1
1
3
1
C3
1/2
1
1
3
1
C4
1/2
1/3
1/3
1
1/3
C5
1/2
1
1
3
1
Figura 3 – Esquema Matricial, comparação paritária dos critérios
Fonte: elaborado pelo autor
As matrizes da avaliação das alternativas estudadas a luz dos cinco critérios
referentes as três alternativas, bem como sua razão de consistência (RC) que atende
ao axioma da comparação reciproca abaixo de 0,1, encontram-se na Figura 4, onde:
C1=Demanda do curso pelo mercado de trabalho; C2=Possibilidade de fazer o curso;
C3=Cursos quem podem alavancar a economia local; C4=Curso superior relacionado
com formação técnica concluída. B1=Eng. Civil; B2=Eng. Elétrica; B3=Eng. Química.
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B1
B2
B3
Rc=0,008
B1
B2
B3
Rc=0,016
B1
B2
B3
Rc=0,046
C1
B1
1
1/3
1/2
B2
3
1
2
B3
2
1/2
1
C3
B1
1
1/3
1/4
B2
3
1
1/2
B3
4
2
1
C5
B1
1
1/3
1/3
B2
3
1
1/3
B3
3
2
1
B1
B2
B3
Rc=0,075
B1
B2
B3
Rc=0,064
C2
B1
1
1/4
1/5
B2
4
1
1/3
B3
5
3
1
C4
B1
1
1/3
1/4
B2
3
1
1/3
B3
4
3
1
Figura 4 – Esquema matricial, comparação das alternativas por critério
Fonte: Elaborado pelo autor
Os resultados dos cálculos das prioridades e das Razões de Consistência atendendo o
axioma da comparação reciproca menor que 0,1. O curso que apresenta prioridade
global foi eng. civil com 60 %, sendo a razão de consistência igual a 0, 081. Este curso
também foi a prioridade local nos cincos critérios (Tabela 1).
Razão de
Prioridade das Engenharias %
Consistência
Civil
Elétrica
Química
Global
0,081
60
20
20
Critério C1
0,008
53,9
16,4
29,7
Critério C2
0,075
66,5
23,1
10,4
Critério C3
0,016
62,3
23,9
13,7
Critério C4
0,064
60,8
27,2
12
Critério C5
0,046
58,9
15,9
25,2
Tabela 1 – Prioridades e Razões de Consistência para os cursos
Fonte: Elaborado pelo autor
Item
O curso de Engenharia Civil se destacou entre os demais, pois apresentou um peso
final de 60%, enquanto que as Engenharias Química e Elétrica ficaram empatadas
com peso final de 20% cada (Figura 5).
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Figura 5 – Resultado da prioridade global pelo método AHP
Fonte: elaborado pelo autor
As maiores economias do mundo cresceram devido a investimentos em seus
sistemas educacionais, sobre tudo no ensino superior, fomentando o
desenvolvimento tecnológico e a formação de profissionais capacitados (CHIARINI;
VIEIRA, 2012), desse modo, os três cursos de engenharia analisados apresentam
importância para o desenvolvimento do Brasil.
A falta de mão-de-obra qualificada na área de engenharia faz crescer a demanda por
estes cursos na Região Noroeste Fluminense. A contribuição destes cursos para o
desenvolvimento cientifico e tecnológico é um fator importante , uma vez que gera
retornos técnicos e econômicos.
5. Conclusão
Os métodos Survey e AHP permitiram a escolha de nos cursos a serem oferecidos no
Instituto Federal Fluminense, Campus de Itaperuna - RJ. Sendo, três Cursos de
Engenharia eleitos com base nas estatísticas obtidas na análise Survey, criando
critérios e alternativas para problematização estudada. A aplicação dessas
informações em conjunto com o método AHP foram determinantes para conferir
robustez ao problema e apontar com segurança uma alternativa de ação aos gestores
acadêmicos. O método foi útil para apoiar uma decisão acadêmica complexa, que
sera instrumental para outras Instituições de Ensino na escolha e oferta de novos
cursos, em sintonia com os anseios e necessidades regionais, sem perder de vista o
Plano Político Pedagógico Institucional. Os questionários trouxeram ao problema a
percepção pública nos diversos estratos sociais interessados no problema e
permitiram a eleição de critérios que não são apenas técnicos e econômicos, são
também culturalmente aceitos. Esta metodologia foi útil para minimizar os riscos e
reduzir a subjetividade dos problemas, mas inovou ao incluir os anseios
populacionais. Os resultados da pesquisa indicam que o Curso de Engenharia Civil
deve ser priorizado na escolha, seguido pelas engenharias Química e Elétrica.
Referências
ALMEIDA, A. T.. Multicriteria decision model for outsourcing contracts selection based on utility
function and ELECTRE method. Computers and Operations Research, v.34, n.2, p. 3569-3574, 2007.
ALMEIDA, A. T.. O Conhecimento e o uso de métodos multicritério de apoio a decisão. 2 ed. Recife:
EDUFPE, 2011.
BHUSHAN. N; RAI, K. Strategic Decision Making: The Analytic Hierarchy Process. Editors: Dr.
Rajkumar Roy. Cap IX. pag 172, 2004.