Otimizar o orçamento municipal com IA - Otimizar o orçamento municipal - Planeamento orçamental estratégico para cidades com IA

Otimização do orçamento municipal com IA: simulação orçamental e otimização matemática em direto na Câmara Municipal

Do plano orçamental estático à simulação orçamental interativa na comissão financeira

E se um conselho municipal pudesse não só votar um projeto de orçamento apresentado, mas também simular diferentes variantes orçamentais diretamente na sessão, otimizá-las matematicamente e compará-las entre si?

É precisamente aqui que entra a StratePlan.

Os municípios enfrentam uma tarefa cada vez mais difícil: despesas sociais crescentes, infraestruturas que necessitam de reabilitação, investimentos em escolas, digitalização, proteção climática e equipamentos públicos defrontam-se com recursos financeiros limitados.

O desafio não consiste apenas em reduzir as despesas ou em priorizar projetos individuais de acordo com a sua urgência.

A questão decisiva é:

Que combinação de projetos municipais alcança, dentro do orçamento disponível, o maior benefício global possível a nível social, económico e estratégico?

Com o StratePlan, esta questão pode ser analisada sistematicamente através da otimização matemática de carteiras.

Para tal, as avaliações técnicas da administração, as condições financeiras e os objetivos políticos são reunidos num modelo de decisão comum.

O resultado é uma nova forma de gestão orçamental municipal: transparente, compreensível, dinâmica e diretamente aplicável nos órgãos de decisão política.

1. O problema fundamental: um orçamento, muitos projetos, recursos limitados

Consideremos uma cidade alemã a título de exemplo:

• Orçamento de investimento disponível: 81 milhões de euros
• Projetos de investimento previstos: 50
• Necessidade total de investimento: 220 milhões de euros

Consequentemente, a cidade não consegue financiar todas as medidas previstas ao mesmo tempo.

É necessário tomar decisões.

Que escolas serão reabilitadas? Que estradas serão renovadas? Que edifícios administrativos serão modernizados? Que medidas de proteção climática serão implementadas? Que instituições sociais receberão fundos adicionais?

Na planificação orçamental tradicional, estas questões são frequentemente respondidas através de concertações técnicas, negociações políticas e do ajustamento gradual de cada rubrica orçamental.

O problema: cada decisão influencia a margem financeira remanescente para outros projetos.

Com 50 projetos selecionáveis de forma independente, resultam matematicamente:

²⁵⁰ = 1 125 899 906 842 624 combinações possíveis de projetos.

O que corresponde a cerca de 1,126 biliões de combinações.

Nem todas as combinações são viáveis do ponto de vista financeiro ou organizacional. No entanto, este número ilustra por que razão uma análise puramente manual de projetos individuais não permite uma avaliação sistemática de todo o espaço de decisão.

O desafio não reside na avaliação de um único projeto, mas sim na seleção da melhor combinação possível de todos os projetos, dentro das restrições orçamentais existentes.

É precisamente esta uma tarefa clássica da otimização combinatória da Investigação Operacional.

2. A introdução simples: ID do projeto, despesas e ponderação técnica

Uma simulação orçamental municipal não tem de começar com um projeto de TI complexo.

Para um modelo de otimização simples, bastam, numa primeira fase, três dados por projeto:

1. ID do projeto: identificação única da medida
2. Despesas (Expenses): Necessidades financeiras previstas do projeto
3. Ponderação (Weight): importância relativa ou urgência definida do ponto de vista técnico

A ponderação é efetuada numa escala de 0,01 a 0,99.

Um valor mais elevado significa uma maior importância, avaliada do ponto de vista técnico, no âmbito do modelo de avaliação acordado.

Exemplo de uma lista de projetos municipais

Valores ilustrativos, não correspondem a dados reais de projetos municipais.

Os dados podem ser preparados, por exemplo, numa simples folha de cálculo do Excel.

A característica decisiva: a ponderação provém das áreas de competência

O StratePlan não deve decidir, por si só, se uma escola é mais importante do que uma estrada ou se um corpo de bombeiros é mais urgente do que um edifício administrativo.

Essa competência técnica cabe aos departamentos e serviços especializados responsáveis.

A Direção de Educação conhece o estado estrutural das escolas e as necessidades reais de reabilitação. A Direção de Obras Públicas conhece as infraestruturas, o estado das estradas e os riscos técnicos. O Corpo de Bombeiros conhece os seus requisitos operacionais. A Direção de Serviços Sociais pode avaliar a importância social das instituições sociais.

Por isso, as ponderações são definidas antecipadamente pelos especialistas das respetivas áreas, antes da simulação orçamental.

A avaliação pode basear-se, entre outros aspetos, na urgência, na importância estratégica, no impacto social, nos riscos técnicos e nos prazos necessários.

Para que as ponderações sejam comparáveis entre departamentos, todas as áreas especializadas devem utilizar uma grelha de avaliação comum.

A Direção Financeira coordena este processo e consolida os dados.

O conhecimento técnico permanece na administração. A StratePlan encarrega-se da análise matemática das possíveis combinações de projetos.

3. Da ponderação técnica ao espaço de decisão matemático

Para cada projeto, é definida uma variável de decisão binária:

_xi ∈ {0,1}

• 1: O projeto é incluído na carteira calculada.
• 0: O projeto não é incluído na carteira calculada.

Com 50 projetos, resultam 50 variáveis de decisão binárias.

O StratePlan analisa as possíveis combinações destas variáveis, tendo em conta o orçamento disponível e outras condições-quadro definidas.

Um modelo matemático simplificado é o seguinte:

Maximizar o valor ponderado do projeto:

Max Σ (_wi×xi)

Sob a restrição orçamental:

Σ (_ci×xi) ≤ B

Onde:

• _wi: ponderação definida tecnicamente
• _ci: Despesas previstas para o projeto
• _xi: decisão de seleção binária
• B: Orçamento disponível

Este modelo simplificado mostra como as avaliações técnicas e as restrições financeiras podem ser matematicamente interligadas.

Maximiza a soma das ponderações dos projetos selecionados. Isto não equivale automaticamente a uma maximização do ROI monetário ou a uma avaliação completa do impacto social.

Dependendo do modelo de otimização concreto, podem ser tidos em conta outros critérios, tais como dependências entre projetos, restrições de recursos, obrigações legais ou limites orçamentais plurianuais.

O objetivo não é financiar o maior número possível de projetos, mas sim identificar a melhor combinação possível de projetos, de acordo com os critérios definidos, dentro dos meios disponíveis.

4. Simulação orçamental em tempo real na comissão de finanças ou na câmara municipal

O verdadeiro valor acrescentado surge quando a otimização matemática é integrada diretamente no processo de tomada de decisão política.

Imaginemos uma reunião da Comissão de Finanças.

A administração financeira apresenta um projeto de orçamento com 50 projetos e um orçamento de investimento disponível de 81 milhões de euros.

As administrações competentes já avaliaram previamente os seus projetos e definiram as ponderações correspondentes.

O StratePlan calcula, a partir disso, um portfólio de projetos otimizado.

No ecrã aparecem os projetos selecionados, os recursos orçamentais necessários, as margens orçamentais remanescentes e a avaliação global obtida no modelo.

Começa agora o debate político.

Cenário A: O cálculo inicial

O órgão financeiro analisa, em primeiro lugar, a combinação de projetos com base nas ponderações inicialmente definidas.

Que projetos deveriam ser implementados com um orçamento de 81 milhões de euros, caso as avaliações técnicas se mantenham inalteradas?

O StratePlan fornece uma combinação de projetos calculada como base para a tomada de decisão.

Cenário B: A educação recebe uma prioridade mais elevada

Um membro da Câmara Municipal coloca a seguinte questão:

«O que acontece se atribuirmos maior peso à reabilitação das nossas escolas?»

A ponderação de projetos escolares selecionados é, por exemplo, aumentada de 0,75 para 0,95.

Em seguida, todo o portfólio é recalculado.

O órgão pode analisar imediatamente:

• Que projetos escolares serão agora selecionados?
• Que outros projetos poderão vir a ser excluídos?
• Como é que a avaliação global se altera?
• O orçamento será respeitado?
• Que conflitos de objetivos políticos surgem?

Em vez de discutir exclusivamente rubricas orçamentais individuais, o órgão pode compreender o impacto de uma mudança de prioridade em todo o portfólio de projetos.

Cenário C: Maior ênfase nas infraestruturas

Outro membro propõe atribuir maior peso às estradas, pontes e edifícios municipais.

Os parâmetros de ponderação correspondentes são ajustados.

O StratePlan calcula uma nova combinação de projetos.

Posteriormente, os resultados podem ser comparados diretamente com o cenário original e com o cenário da educação.

Desta forma, torna-se visível o impacto que diferentes prioridades políticas têm no âmbito do mesmo orçamento.

Cenário D: O orçamento altera-se

O orçamento disponível também pode ser objeto da simulação.

O que acontece se, em vez de 81 milhões de euros, estiverem disponíveis apenas 75 milhões de euros?

Ou se fundos adicionais aumentarem o orçamento para 90 milhões de euros?

O StratePlan consegue reotimizar a combinação de projetos de acordo com as novas restrições orçamentais.

Desta forma, não se discute apenas o montante do orçamento, mas também as repercussões concretas nos projetos exequíveis.

5. Comparar cenários em vez de negociar posições isoladas

A vantagem decisiva reside na comparação sistemática de diferentes variantes orçamentais.

Os resultados efetivos resultam do cálculo com os dados completos do projeto.

Os membros do órgão financeiro podem, assim, identificar quais os projetos que se mantêm em todos os cenários e quais os projetos que dependem de ponderações alteradas.

Da mesma forma, é possível analisar quais os projetos que competem entre si pelos mesmos recursos orçamentais.

Qualquer alteração de um parâmetro pode desencadear um novo cálculo matemático de toda a carteira de projetos.

É fundamental que as ponderações utilizadas, os pressupostos orçamentais e os resultados dos cálculos sejam documentados.

6. A nova colaboração entre departamentos especializados, o serviço de finanças e os responsáveis políticos

A introdução de uma simulação orçamental matemática não altera as competências democráticas.

Altera a base de informação sobre a qual as decisões são tomadas.

Os departamentos especializados avaliam

Os departamentos competentes fornecem as informações sobre os projetos, as despesas previstas e as ponderações técnicas.

Conhecem os requisitos técnicos, sociais e organizacionais das suas medidas e estão em melhor posição para avaliar a respetiva urgência.

A Direção Financeira coordena e modela

A Direção Financeira reúne as informações dos projetos, verifica os recursos orçamentais disponíveis e assegura o cumprimento do quadro financeiro e jurídico relevante.

Prepara a simulação orçamental e garante que as ponderações se baseiem numa base compreensível e comparável entre departamentos.

A Comissão Financeira simula e debate

Os cenários preparados são apresentados no órgão financeiro.

As prioridades políticas podem ser modeladas como ponderações ou parâmetros orçamentais alterados e, posteriormente, recalculadas.

Desta forma, torna-se visível o impacto que determinadas prioridades têm em toda a carteira de investimentos.

A Câmara Municipal decide

A responsabilidade política final recai sobre os decisores democraticamente legitimados.

O StratePlan não substitui nem a avaliação técnica da administração nem a decisão política.

A tecnologia calcula as consequências de pressupostos definidos. A política decide quais os objetivos e prioridades que devem prevalecer.

7. Tarefas obrigatórias, dependências entre projetos e requisitos legais

Nem todas as medidas municipais podem ser definidas livremente.

As funções obrigatórias previstas na lei, as obrigações contratuais ou as medidas já aprovadas de forma vinculativa devem ser devidamente tidas em conta na modelação.

Para uma simulação orçamental simples, as despesas fixas podem, numa primeira fase, ser deduzidas do orçamento disponível.

Apenas o orçamento disponível restante é, posteriormente, otimizado para a seleção de projetos opcionais.

Exemplo

• Orçamento total: 81 milhões de €
• Medidas já definidas de forma vinculativa: 21 milhões de €
• Orçamento restante para otimização: 60 milhões de €

As medidas obrigatórias são documentadas separadamente e não têm de ser tratadas novamente como projetos de livre escolha.

As dependências entre projetos também são relevantes.

Se, por exemplo, a reabilitação energética de um edifício estiver obrigatoriamente associada à reabilitação do telhado, estas medidas não podem ser avaliadas independentemente umas das outras.

Num modelo simplificado, essas medidas podem ser agrupadas num único projeto.

Em modelos de otimização avançados, essas dependências podem também ser expressamente representadas como restrições.

Desta forma, o cálculo mantém-se orientado para o quadro organizacional e jurídico real.

8. Por que razão a ponderação é a chave para a simulação política

A ponderação entre 0,01 e 0,99 estabelece uma ligação entre a avaliação técnica e o cálculo matemático.

Permite que diferentes prioridades sejam modeladas como parâmetros.

Neste contexto, é necessário fazer uma distinção importante:

Uma ponderação não é uma verdade objetiva, mas sim uma avaliação documentada no âmbito de um modelo definido.

Um projeto escolar com uma ponderação de 0,95 não é automaticamente mais valioso para a sociedade do que um projeto de infraestruturas com uma ponderação de 0,80.

Os valores expressam a prioridade relativa de acordo com os critérios de avaliação acordados.

Por isso, a preparação por parte dos especialistas do departamento é decisiva.

Estes podem fundamentar as suas avaliações com base em critérios compreensíveis. A comissão financeira pode, posteriormente, analisar como as mudanças nas prioridades políticas afetam o resultado global.

Análise de sensibilidade através de ponderações alteradas

Através de cálculos repetidos, é possível responder a questões importantes:

• Quão estável é a seleção inicial de projetos?
• Que projetos continuam a ser selecionados, mesmo com ponderações significativamente alteradas?
• Em que projetos mesmo pequenas alterações nos parâmetros levam a uma decisão diferente?
• Que medidas de investimento competem entre si de forma particularmente acirrada?
• Quais são as prioridades políticas que mais alteram a estrutura orçamental?

Estas informações podem melhorar consideravelmente a qualidade do aconselhamento político.

9. Da planificação orçamental pontual à gestão contínua

Uma simulação orçamental municipal não tem de se limitar à elaboração anual do orçamento.

Ao longo de um exercício orçamental, as condições-quadro essenciais podem sofrer alterações.

Os custos de construção aumentam. Os subsídios são concedidos ou suprimidos. Os projetos sofrem atrasos. Surgem novos requisitos legais. Tornam-se necessários investimentos adicionais.

Com um conjunto de dados atualizado, é possível recalcular os impactos dessas alterações.

Também é possível analisar um planeamento de investimentos plurianual com um modelo devidamente alargado.

Para tal, são tidos em conta, entre outros aspetos, os limites orçamentais anuais, a duração dos projetos, as dependências temporais e a disponibilidade de recursos.

Desta forma, o serviço de finanças pode passar de uma análise orçamental predominantemente estática para um apoio dinâmico à tomada de decisões.

A questão central deixa então de ser apenas:

«Que projetos constam do orçamento?»

Mas sim:

«Qual é a melhor combinação de projetos, tendo em conta as atuais condições financeiras, técnicas e políticas?»

10. Transparência e responsabilidade democrática

A otimização matemática não deve ser confundida com uma decisão política automatizada.

Um modelo de otimização só pode ter em conta os objetivos, ponderações e restrições que tenham sido previamente definidos.

Por isso, a transparência do processo é fundamental.

Para cada simulação, as informações sobre os projetos, as ponderações, os limites orçamentais e outros pressupostos utilizados devem ser documentados de forma compreensível.

Da mesma forma, as combinações de projetos calculadas e as alterações em relação a cenários anteriores devem ser visíveis.

Isto permite uma discussão objetiva sobre os impactos reais das diferentes decisões.

O StratePlan serve como instrumento matemático de apoio à tomada de decisões – não como substituto da formação democrática da vontade.

11. Como um município pode começar a utilizar o StratePlan

Pode realizar-se um primeiro projeto-piloto com um número limitado de projetos de investimento municipais.

A administração financeira define o orçamento disponível e compila as medidas planeadas.

As respetivas áreas de competência fornecem as despesas e as respetivas ponderações, fundamentadas tecnicamente.

Posteriormente, os dados são transferidos para uma lista de projetos unificada.

Já com os três parâmetros básicos — ID do projeto, despesas e ponderação — é possível preparar um modelo simplificado de otimização do portfólio municipal.

Após o primeiro cálculo, é possível testar ponderações alternativas e limites orçamentais.

Os resultados podem, posteriormente, ser apresentados num workshop com a Tesouraria, na Comissão de Finanças ou na Câmara Municipal.

Desta forma, demonstra-se a utilidade da otimização matemática com base em questões concretas de decisão municipal, sem que seja necessário, numa primeira fase, uma reformulação completa do software orçamental existente.

12. Conclusão: O Conselho Municipal do futuro não se limita a debater números orçamentais — simula decisões

O planeamento orçamental municipal é uma das tarefas mais exigentes da administração pública.

Os recursos limitados têm de ser distribuídos por inúmeros projetos com diferentes objetivos técnicos, sociais e políticos.

Os métodos tradicionais atingem os seus limites, em particular, quando é necessário analisar as interações entre muitos projetos e as restrições orçamentais.

O StratePlan apresenta uma abordagem complementar.

As áreas de competência avaliam a urgência dos seus projetos.

O serviço de finanças define o quadro financeiro e consolida os dados.

A otimização matemática calcula combinações adequadas de projetos.

Os órgãos políticos podem comparar diretamente diferentes cenários.

Alterar a ponderação. Recalcular o portfólio. Tornar visíveis os impactos. Comparar cenários. Tomar decisões mais fundamentadas.

Assim, um projeto de orçamento estático transforma-se num espaço de decisão que pode ser analisado de forma dinâmica.

Não é a matemática que decide o futuro de uma cidade.

Mas pode tornar visíveis as consequências que diferentes decisões têm no âmbito de um orçamento limitado.

Quanto mais impacto pode o seu orçamento municipal ter?

Descubra como os projetos de investimento municipais podem ser modelados matematicamente, otimizados e comparados em diferentes cenários orçamentais com apenas alguns dados de entrada.

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