Estatística - Aula 01 - Introdução à estatística

[Música] Olá seja muito bem-vindo a primeira aula da disciplina de estatística do curso de engenharia da Universidade virtual do Estado de São Paul aula nessa primeira aula nós vamos apresentar o curso para vocês então os nossos objetivos incluem primeiro explicar evidenciar a importância da estatística no contexto da engenharia a estatística se apresenta como uma das disciplinas mais importantes para engenharia nós vamos então nessa aula apresentar alguns dos conceitos e das técnicas que vão ser depois exploradas ao longo do nosso curso então Eh A partir dessa apresentação dos principais conceitos e aplicações a gente vai também

explicar para vocês qual que é a estrutura da nossa disciplina e quais vão ser as dinâmicas que nós vamos ter ao longo desse próximo bimestre antes de começar então deixa me apresentar eu sou André lem fleu sou professor na engenharia de produção na Escola Politécnica da USP e tem o privilégio também de atuar no curso de design da faculdade de arquitetura e urbanismo e dessa combinação entre design uma área mais humana eh com a engenharia ia uma área exata surgem os meus temas de pesquisa gestão de tecnologias e as metodologias ágeis de desenvolvimento e aí

ou seja a partir dessa combinação em especial da questão toda da gestão das tecnologias surgiram uma série de experiências e Empreendimentos que a gente executou relacionados com o ensino da estatística a primeira delas em 2011 um curso semipresencial de estatística para os alunos da Poli que depois foi replicado dentro de um massive Open online course um MC que foi ah publicado no veduca e posteriormente a gente teve o privilégio de fazer a disciplina de estatística no curso de licenciatura Ah aqui da Univesp a partir do qual Então a gente tem alguns exemplos e alguns casos

que serão replicados mas grande parte do nosso curso ele é novo aplicado ao contexto todo da engenharia Então vamos começar definindo o que é estatística estatística Então tá muito relacionado com o foco principal da engenharia a resolução dos problemas e a estatística então tem como foco trazer dados capazes de evidenciar o funcionamento desse problema quando esses dados são contextualizados dentro desse eh problema transformam-se informações e essas informações Então vão subsidiar processo de análise e e de chegada às conclusões que posteriormente vão viabilizar a tomada de decisão Em relação a um caminho ou a um outro

caminho pra resolução desse problema e por que que a estatística ela é tão difícil assim pros alunos a ideia básica E aí já eh instigando vocês a pensar de uma maneira diferente é a seguinte até esse momento a gente tá acostumado a buscar soluções que sejam absolutamente precisas ou seja Eu tenho um determinado problema e eu chego numa solução 4,3 2 1 1 1 com nove casas de precisão o que acontece é que no mundo esse tipo de situação não acontece tanto assim na prática os resultados eles estão contidos em intervalos e a partir então

da definição desse intervalo com um determinado nível de confiança que eu tenho que ser capaz de H utilizar essas informações paraa tomada de decisão então é uma mudança de um pensamento determinístico para um pensamento probabilístico é essa lógica então que nós vamos trabalhar ao longo do curso de maneira a viabilizar para vocês essa poderosa ferramenta para tomada de decisão Então os objetivos da nossa disciplina incluem primeiro proporcionar uma visão abrangente das Ferramentas estatísticas aplicadas no contexto da engenharia nós vamos trazer para vocês aquelas que são as principais mais relevantes e a partir partir das quais

vocês vão ter os referenciais para se aprofundar sempre que for necessário em relação a uma técnica ou um determinado contexto específico de análise depois a gente pretende capacitá-los pro processo de coleta apresentação e análise dos dados que foram obtidos e por último a partir de uma amostra eh das informações obtidas em relação a uma amostra aplicar uma série de técnicas e procedimentos de maneira a General as conclusões para toda a população então esses são os objetivos principais da disciplina e a gente espera então que ao final do curso primeiro vocês sejam então capazes de dominar

essas técnicas e estatísticas e aplicações e da probabilidade depois aplicar essas técnicas em resultados eh experimentais desenvolver experimentos para aplicar de forma prática os conceitos então da estatística aplicar esses conceitos estatísticos mais importantes de tudo no contexto da engenharia Então os nossos exemplos vão procurar de uma maneira geral contextualizar a aplicação das técnicas em situações práticas que vocês vão experimentar ao longo da sua prática profissional da sua vivência profissional E aí também a ideia toda de ajudá-los no desenvolvimento do projet projeto integrador do projeto então do curso de engenharia da Univesp esses então os resultados

que a gente espera com o desenvolvimento da disciplina começando um pouquinho a falar sobre estatística e sobre a importância dela a gente então busca as suas origens a estatística é uma matéria uma disciplina uma técnica bastante antiga que Surgiu da necessidade dos governos entenderem Quem são as suas populações ou seja da Necessidade de fazer recen e esses recen então tinham como objetivo conhecer quem são os habitantes Quais são as suas condições socioeconômicas sua cultura religião e assim por diante Na antiguidade o foco então foi registrar quantos Nascimentos quantos óbitos estimar as riquezas exatamente para começar

então a cobrar os tais dos tributos os tais dos impostos e realizar outras pesquisas quantitativas na Idade Média as informações a a coleta de informações passa a ter como foco também não só as tributárias a coleta de impostos mas a questões bélicas também ou seja qual que é a minha força para uma eventual guerra para um eventual combate contra um inimigo então ele se expande um pouco mais o contexto e atualmente essas informações numéricas são necessárias para basicamente todos os cidadões e Tod todas as organizações serem capazes de se estruturar serem capazes de operacionalizar suas

operações no mundo cada vez mais globalizado algumas aplicações desse tipo de ah análise inclui por exemplo os índices econômicos crescimento do PIB Estimativa de inflação e uma série de outros índices fundamentais pra gente entender se Estamos indo se Estamos indo bem enquanto nação ou não outro exemplo pesquisa de intenção de votos quanto a qual é a intenção de voto num determinado candidato normalmente dentro de uma margem de erro e considerando um determinado nível de confiança uma série de dados publicados na mídia Ou seja quando a gente pega um jornal ele normalmente traz uma série de

dados condensados capazes de explicar aquilo que nós estamos vivenciando naquele momento uma aplicação mais recente que eventualmente vocês podem trabalhar ao longo da trajetória profissional a ideia dos big datas ou dos números grandes como é que eu sou capaz então de manipular grandes quantidades de informação e a partir daí Ah obter a as informações que eu preciso pra tomada de uma decisão então Ou seja a estatística hoje em dia ela é responsável por grande parte das informações que a gente utiliza para compreender o mundo em que estamos e para projetar o mundo que desejamos então

resumindo o que falando a ideia de que a estatística ela é fundamental em todos os processos em que existe variabilidade e se vocês pensarem a variabilidade tá absolutamente presente em quase tudo que nós experimentamos ao longo de um dia probabilidade de chuva variabilidade do trânsito variabilidade da economia variabilidade do desempenho da minha organização essencialmente a gente vive no mundo variável e a estatística então é a ferramenta que vai viabilizar pra gente compreender analisar e tomar decisões nesses contextos de alta variabilidade eh então Ou seja a ideia de que a estatística é fundamental para resolvermos problemas

e desses problemas a gente precisa das informações agora quais são os tipos de informação necessários quantos de informação vai ser suficiente para eu resolver esse problema Como processar essas informações Essas são Então as respostas que a aplicação das técnicas estatísticas viabiliza pra gente Ah dessa maneira os métodos estatísticos são fundamentais em quase todas as áreas do conhecimento fundamental para engenharia para entender uma determinada peça para entender um determinado problema para pesquisadores que precisam a partir de uma amostra generalizar as suas conclusões médicos os médicos têm basicamente uma questão extremamente eh forte com a Natal eh

da estatística Ou seja você a partir de coletas de informações de uma amostra você é capaz de generalizar um tratamento para toda uma população você não testou com a população inteira Mas como você testou com uma amostra e essa amostra foi capaz de te dar eh o Resultado positivo Você vai então Eh estabelecer uma uma procedimento para toda a população cientistas sociais precisam dessas informações da mesma maneira para partir de uma análise de um uma pequena parte da população de uma amostra ser capaz de entender a sociedade inteira e os economistas para sintetizar todo o

comportamento de uma sociedade ah em relação a um número Só temos três áreas da estatística e essas três áreas vão ser discutidas ao longo do nosso curso Então a nossa programação da disciplina inclui basicamente três temas três áreas principais primeiro o estudo da probabilidade como é que eu sou capaz de quantificar as chances de ocorrência de um evento incerto a partir desses números da probabilidade como eu sou capaz então de descrever um determinado fenômeno uma área que a gente conhece como estatística descritiva e por último dado uma descrição de uma amostra dado uma descrição de

um pedaço da minha população como como eu sou capaz de inferir conclusões capazes então de generalizar para a minha população inteira ess ser a área da estatística inferencial ou indutiva que nós vamos trabalhar ao final da nossa disciplina ao final do nosso curso falando um pouquinho mais ou seja detalhando cada um desses tópicos a probabilidade então consiste no estudo da aleatoriedade e da Incerteza ou seja todo e qualquer evento que eu não tenho certeza que vai acontecer Ou seja pode vir ou não a acontecer é um fenômeno ã aleatório e a partir daí a abilidade

tem como foco quantificar Qual que é a chance de ocorrência desse fenômeno exemplos ou seja qual que é a probabilidade de um sistema eletrônico falhar depois de um ano ou então qual que é a probabilidade de ocorrência de um defeito numa linha de produção Esses são dois exemplos clássicos um relacionado com a área de engenharia elétrica e o outro relacionado com a área de Engenharia de Produção que tem como foco exatamente entender a probabilidade de falha ou de ocorrência de um determinado ah evento dentro de uma população ah como que a gente vai então resolver

esses problemas primeiro observar a frequência de ocorrência desse evento ou seja quantas vezes ele ocorreu num número X de tentativas a partir daí eu vou dividir o número de vezes em que o fato de interesse efetivamente ocorreu pelo número total de eventos que foram registrados A partir dessa desta eh divisão eu vou ter então a probabilidade pdx de ocorrência desse evento alguns outros exemplos acertar um chute numa prova de múltipla escolha não tem a menor ideia da resposta eu chuto Qual que é a chance de eu ter acertado ganhar na loteria chover amanhã e assim

por diante todos estes são exemplos de eh eventos probabilísticos a segunda tópico da nossa disciplina estatística descritiva a ideia então é com os dados que eu obtive anteriormente ah coletar organizar apresentar analisar e interpretar os dados obtidos para uma amostra ou para uma população a ideia então é trabalhar principalmente com gráficos e com tabelas ou seja formas gráficas e mais efetivas para comunicar aquilo que eu desejo para o meu público do que apresentar todos os dados em forma bruta E aí a ideia então também é calcular medidas que sejam capazes de viabilizar eh a descrição

desse fenômeno que nós estamos analisando exemplos bastante populares o inpc índice Nacional de preços ao consumidor você já deve ter ouvido falar porque ele descreve a variação do valor da cesta básica a cesta básica é composta por algumas algumas dezenas de itens que são vendidos em milhares de estabelecimentos e que consequentemente podem ter milhões de preços praticados o inpc então ele consolida todos esses preços em todos esses estabelecimentos num número só ou seja um número que indica como é que tá evoluindo o valor dessa cesta básica ou o anuário estatístico do IBGE também é a

mesma lógica ou seja levanta-se informações de uma série de fontes e a partir daí a gente consegue então entender Quais são os valores sobre educação saúde transporte economia e cultura no Brasil e por último o último tópico da nossa disciplina estatística inferencial ou indutiva é o processo então de a partir dos dados que eu obtive na minha análise descritiva ser capaz então de expandir isto para toda uma população Ou seja eu extrapolo de uma amostra só para toda a minha população os passos que nós vamos desenvolver nessa terceira parte da disciplina inclui ou seja primeiro

selecionar uma amostra que seja significativa da minha popul a determinar Quais são os parâmetros de interesse que eu quero estudar estabelecer Quais são as minhas hipóteses ou seja aquilo que primeiro eu sei e que eu acredito atualmente aquilo que depois aquilo que eu quero testar se é verdadeiro ou não selecionar Quais são as estatísticas de teste ou seja quais vão ser as fórmulas que eu vou est aplicando dentro desse ã contexto obter os valores a partir da minha amostra ou seja com a estatística toda descritiva a analisar os resultados obtidos e a partir daí generalizar

para mim a população toda e por último tomar uma decisão Em relação ao que fazer exemplos desses casos por exemplo intenção de voto Ah vocês já devem ter ouvido em algum jornal que tal candidato tem ah tantos por cento de intenção de voto mais ou menos x por ou seja mais ou menos 2% considerando um nível de significância ou um nível de confiança de 95% isso quer dizer então que foi selecionada uma amostra obteve-se um determinado valor E aí nesse processo de indução Ah você extrapola para toda a população e para você garantir então que

vai acontecer dentro daquele intervalo você trabalha com a um percentual para cima ou com percentual para baixo ou então a largura média de um lote de caixas vamos supor que eu preciso embarcar um volume gigante de caixas 10.000 20.000 caixas para algum outro país que eu tô exportando e eu preciso calcular qual que a largura média as caixas podem variar de tamanho eu preciso dim mencionar Qual o espaço que elas vão tá ocupando eu seleciono uma amostra e a partir das medidas obtidas com essa amostra eu generalizo para toda a minha população ã outros dois

exemplos clássicos produção industrial quanto que tá evoluindo a produção industrial do meu país a partir de uma determinada amostra ou o consumo das famílias que foi bastante relevante no nosso modelo de desenvolvimento econômico último exemplo probabilidade de ocorrência de chuva não tão ligado à questão da engenharia mas ligado à questão toda da meteorologia mas tão importante dentro do nosso contexto ah de Desenvolvimento Social então resumidamente essa daqui é a estrutura da nossa disciplina e que nós vamos então começar a abordar a partir da próxima aula primeiro probabilidade ou seja como é que eu sou capaz

de quantificar as chances de ocorrência de um evento incerto que eu não tenho certeza se ele vai acontecer ou não a partir dessas informações nós vamos então paraa nossa segunda eh parte da disciplina a estatística descritiva como é que eu sou capaz de consolidar todas essas informações e a partir daí eh descrever como é que funciona aquele eh como é que tá distribuído aquele fenômeno dentro daquela amostra que foi analisada e por último dado o comportamento da minha amostra como é que eu sou capaz então de inferir o comportamento de toda a população Esse então

é o nosso plano de voo a gente vai começar a partir da próxima aula a percorrer cada um deles até o final do nosso bimestre alguns pontos importantes pretendemos viabilizar o máximo de material para vocês irem se acostumando com a tal da estatística como foi falado lá no começo Ela implica numa forma diferente de pensar de um raciocínio determinístico para um raciocínio probabilístico é uma forma diferente consequentemente quanto mais praticar mais fácil fica a compreensão a assimilação e posteriormente a replicação desses conceitos então a ideia toda de que nós vamos apresentar exercícios resolvidos para vocês

estudarem Quais são as lógicas de aplicação daquele método daquelas ferramentas depois vamos propor exercícios pratiquem procure então trabalhar esses exercícios para expandir eh as suas competências com aquelas ferramentas e conheça os materiais de apoio que nós vamos indicar Navegar dar uma olhada e ver quais são as outras possibilidades Essas atividades Então vão ajudar você a realizar os exercícios de portfólio que são propostos ao final de cada semana desenvolver o projeto integrador e principalmente serem melhores engenheiros por dominarem essa técnica essa ferramenta tão fundamental pro nosso contexto profissional muito obrigado e até a próxima aula [Música]

[Música] B m