Monitoramento estatístico de projetos: contribuições para a literatura por meio do uso de gráficos de controle e aprendizado de máquina.
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3136/tde-14012026-081541/ |
Resumo: | O objetivo desta tese é unificar dois estudos distintos relacionados ao monitoramento de projetos. O monitoramento de projetos é um processo crítico para garantir o sucesso dos projetos, assegurando que as atividades sejam entregues no prazo e dentro do orçamento. O primeiro estudo explora o uso de metodologias de gráficos de controle estatístico para avaliar novos indicadores de duração derivados de técnicas tradicionais, bem como novas métricas de desempenho desenvolvidas para analisar o comportamento dos gráficos de controle. Além disso, também é investigado o impacto de distribuições de probabilidade alternativas, como Gamma e Conway-Maxwell- Poisson (CMP), na modelagem das atividades do projeto. As principais contribuições deste estudo são três: (i) o Duration Performance Index (DPI), proveniente da abordagem Earned Duration Management (EDM), é confirmado como um indicador confiável para o acompanhamento da duração total do projeto; (ii) a Probability of Overreaction () e a Accuracy () são identificadas como as métricas de desempenho mais robustas para avaliar o comportamento dos gráficos de controle; e (iii) embora a escolha da distribuição de probabilidade, especialmente Gamma e CMP, não afete significativamente a duração total do projeto, ela pode interferir no sinal correto emitido pelos gráficos de controle. O segundo estudo aborda uma questão tanto acadêmica quanto prática: Quando um projeto deve ser monitorado? Ele propõe uma metodologia integrada que combina diversas técnicas consolidadas para definir períodos ideais de revisão, com base em critérios predefinidos, a fim de avaliar se um projeto será entregue no prazo. Modelos de machine learning, em combinação com o algoritmo de seleção de variáveis Boruta, são utilizados para identificar os períodos de revisão mais informativos, minimizando a perda de desempenho. Dada a alta correlação entre os indicadores de projeto, um planejamento experimental também é aplicado para avaliar o impacto de diferentes técnicas de pré-processamento e algoritmos de aprendizado de máquina no desempenho preditivo. As principais contribuições deste segundo estudo são: (i) a identificação de oito períodos de revisão capazes de prever o atraso geral do projeto com perda mínima de desempenho; e (ii) a definição de técnicas e modelos de machine learning como o Random Forest nos dois primeiros períodos de avaliação, seleção manual de variáveis e feature engineering, impactaram positivamente o desempenho. Em contraste, estratégias de reamostragem (como o oversampling) e técnicas de redução de dimensionalidade apresentaram impacto negativo no desempenho dos modelos. Ambos os estudos utilizam simulação de Monte Carlo para gerar conjuntos de dados sintéticos destinados ao treinamento e avaliação dos modelos, uma abordagem amplamente adotada na análise de riscos em projetos. |
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Monitoramento estatístico de projetos: contribuições para a literatura por meio do uso de gráficos de controle e aprendizado de máquina.Statistical project monitoring: contributions in the literature through the use of control charts and machine learningAprendizado computacionalBootstrapControl chartsConway-Maxwell-Poisson distributionDelineamento experimentalDistribuição gamaEarned duration, Earned duration managementExperimental designGamma distributionGráficos de controleInteligência artificialMachine learningMonitoramento estatístico de projetosMonte Carlo SimulationSimulação de Monte CarloStatistical project monitoringO objetivo desta tese é unificar dois estudos distintos relacionados ao monitoramento de projetos. O monitoramento de projetos é um processo crítico para garantir o sucesso dos projetos, assegurando que as atividades sejam entregues no prazo e dentro do orçamento. O primeiro estudo explora o uso de metodologias de gráficos de controle estatístico para avaliar novos indicadores de duração derivados de técnicas tradicionais, bem como novas métricas de desempenho desenvolvidas para analisar o comportamento dos gráficos de controle. Além disso, também é investigado o impacto de distribuições de probabilidade alternativas, como Gamma e Conway-Maxwell- Poisson (CMP), na modelagem das atividades do projeto. As principais contribuições deste estudo são três: (i) o Duration Performance Index (DPI), proveniente da abordagem Earned Duration Management (EDM), é confirmado como um indicador confiável para o acompanhamento da duração total do projeto; (ii) a Probability of Overreaction () e a Accuracy () são identificadas como as métricas de desempenho mais robustas para avaliar o comportamento dos gráficos de controle; e (iii) embora a escolha da distribuição de probabilidade, especialmente Gamma e CMP, não afete significativamente a duração total do projeto, ela pode interferir no sinal correto emitido pelos gráficos de controle. O segundo estudo aborda uma questão tanto acadêmica quanto prática: Quando um projeto deve ser monitorado? Ele propõe uma metodologia integrada que combina diversas técnicas consolidadas para definir períodos ideais de revisão, com base em critérios predefinidos, a fim de avaliar se um projeto será entregue no prazo. Modelos de machine learning, em combinação com o algoritmo de seleção de variáveis Boruta, são utilizados para identificar os períodos de revisão mais informativos, minimizando a perda de desempenho. Dada a alta correlação entre os indicadores de projeto, um planejamento experimental também é aplicado para avaliar o impacto de diferentes técnicas de pré-processamento e algoritmos de aprendizado de máquina no desempenho preditivo. As principais contribuições deste segundo estudo são: (i) a identificação de oito períodos de revisão capazes de prever o atraso geral do projeto com perda mínima de desempenho; e (ii) a definição de técnicas e modelos de machine learning como o Random Forest nos dois primeiros períodos de avaliação, seleção manual de variáveis e feature engineering, impactaram positivamente o desempenho. Em contraste, estratégias de reamostragem (como o oversampling) e técnicas de redução de dimensionalidade apresentaram impacto negativo no desempenho dos modelos. Ambos os estudos utilizam simulação de Monte Carlo para gerar conjuntos de dados sintéticos destinados ao treinamento e avaliação dos modelos, uma abordagem amplamente adotada na análise de riscos em projetos.The objective of this thesis is to unify two distinct studies related to project monitoring. Project monitoring is a critical process for ensuring project success by delivering activities on time and within budget. The first study explores the use of statistical control chart methodologies to evaluate novel duration indicators derived from traditional techniques, as well as new performance metrics designed to assess control chart behavior. It also investigates the impact of alternative probability distributions, such as Gamma and Conway-Maxwell-Poisson (CMP), on modeling project activities. The main contributions of this study are threefold: (i) the Duration Performance Index (DPI), from the Earned Duration Management (EDM) approach, is confirmed to be a reliable indicator for tracking overall project duration; (ii) the probability of overreaction () and accuracy () are identified as the most robust performance metrics for evaluating control chart behavior; and (iii) while the choice of probability distribution, particularly Gamma and CMP, does not significantly affect total project duration, it can interfere with the correct signaling of control charts. The second study addresses both an academic and practical question: When should a project be monitored? It proposes an integrated methodology that combines several established techniques to define optimal review periods, based on predefined criteria, for assessing whether a project will be delivered on time. Machine learning models, in combination with the Boruta feature selection algorithm, are used to identify the most informative review periods while minimizing performance loss. Given the high correlation among project indicators, an experimental design is also applied to evaluate the impact of various preprocessing techniques and machine learning algorithms on predictive performance. The main contributions of this second study are: (i) the identification of eight review periods capable of predicting overall project delay with minimal performance loss; and (ii) the definition of techniques and machine learning models, such as Random Forest during the first two evaluation periods, manual feature selection, and feature engineering, that positively impacted performance. In contrast, rebalancing strategies (e.g., oversampling) and dimensionality reduction techniques were found to negatively affect model performance. Both studies rely on Monte Carlo simulation to generate synthetic datasets for model training and evaluation, a widely adopted approach in project risk analysis.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPHo, Linda LeeCarneiro, André Henrique Alves2025-07-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3136/tde-14012026-081541/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-01-14T10:34:03Zoai:teses.usp.br:tde-14012026-081541Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-01-14T10:34:03Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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