Modelo e software de decisão multicritério com critérios hierárquicos e dados incertos aplicado à avaliação da sustentabilidade no ciclo de vida
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Carlos Roberto Venâncio de Carvalho
Ricardo Saraiva de Camargo
Raiane Ribeiro Machado Gomes
Ricardo Saraiva de Camargo
Raiane Ribeiro Machado Gomes
Resumo
A maioria dos métodos MCDA/M (Multi-criteria Decision Aid ou Multiple Criteria Decision Making) não considera critérios hierárquicos e exige a elicitação direta dos pesos dos critérios, o que introduz incerteza na tomada de decisão. Esses pontos têm sido amplamente discutidos na literatura, mas não devidamente abordados quando se trata do método VIKOR. Além disso, métodos MCDA/M que tratam destes desafios usualmente demandam conhecimentos matemáticos e de programação, muitas vezes incompatíveis com a realidade do usuário. Em decisões complexas como no LCSA (Life Cycle Sustainable Assessment), estas dificuldades se tornam ainda mais evidentes, pois o problema em si já apresenta desafios. Desta forma, esta tese propõe um novo método de decisão multicritério e um software baseados no método VIKOR que possibilitem a elicitação indireta e hierarquia de critérios aplicados a análise do LCSA. Uma variante do MCHP (Multiple Criteria Hierarchy Process) é utilizada para considerar critérios hierárquicos e o SMAA (Stochastic Multicriteria Acceptability Analysis), para elicitação indireta dos pesos dos critérios. As condições de aceitação do VIKOR são adaptadas como novas medidas descritivas do SMAA. O modelo proposto, denominado VIKORHSMAA, fornece a base para o software VIKOR-HS aplicado em dois estudos de caso. O primeiro, analisa os dados de aplicação de um LCSA previamente abordado na literatura para avaliar quatro diferentes alternativas de produção animal no estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. O sistema Rotação lavoura-pecuária forma a solução de compromisso para as avaliações de sustentabilidade, econômica e ambiental. O
Sistema com pastagens fertilizadas e o Sistema com suplementação proteica formam a solução de compromisso social. O segundo estudo avalia a sustentabilidade dos estados brasileiros. Santa Catarina (SC) foi o estado mais sustentável e econômico. Roraima e
Distrito Federal (DF) formam a solução de compromisso ambiental, e SC e DF a solução social. O VIKOR-HS demonstrou facilidade na replicação de diferentes cenários com variações nos pesos e ofereceu informações para uma análise detalhada em todos os
níveis da hierarquia, contribuindo assim para uma tomada de decisão menos subjetiva.
Abstract
Most MCDA/M (Multi-criteria Decision Aid or Multiple Criteria Decision Making)
methods do not consider the hierarchy of criteria present and the subjectivity of the
direct elicitation of weights present in various decision-making problems. These points
have been widely discussed in the literature, but not adequately addressed when it
comes to the VIKOR method. Usually, models that address these challenges require
mathematical and programming knowledge that is often incompatible with the user’s
reality. In complex decisions such as the LCSA (Life Cycle Sustainable Assessment),
these difficulties become even more evident, as the problem itself already presents chal
lenges. Therefore, this thesis proposes a multi-criteria decision method and software
based on the VIKOR method that enables indirect elicitation and hierarchy of criteria
applied to the LCSA analysis. A variant of MCHP (Multiple Criteria Hierarchy Pro
cess) is used to consider the hierarchy of criteria and SMAA (Stochastic Multicriteria
Acceptability Analysis) to elicit the weights. Furthermore, the acceptance conditions
of VIKOR are adapted as new descriptive measures of the SMAA. The proposed mo
del, called VIKOR-HSMAA, provides the basis for software VIKOR-HS applied in two
case studies. The first analyzes data from the application of an LCSA, previously
discussed in the literature, to evaluate four different animal production alternatives in
the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The crop-livestock rotation system forms the
compromise solution for sustainability, economic and environmental assessments. The
System with fertilized pastures and the System with protein supplementation form the
social commitment solution. The second study evaluates the sustainability of Brazilian
states. Santa Catarina (SC) was the most sustainable and economical state. Roraima
and Distrito Federal (DF) form the environmental compromise solution, and SC and
DFthe social solution. VIKOR-HS demonstrated ease in replicating different scenarios
with variations in weights and offered information for a detailed analysis at all levels
of the hierarchy, thus contributing to less subjective decision making.
Assunto
Engenharia de produção, Estatística - Análise, Processo decisório, Software - Desenvolvimento, Sustentabilidade
Palavras-chave
multicritério, modelos de decisão, software, sustentabilidade, MCHP