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Populações Emparelhadas com Reclassificação Periódica: Aplicação a uma Carteira de Clientes
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Rayssa de Barros de Sequeira
1 Universidade Aberta CLÁUDIA VANESSA ROSA LEITÃO DE MACEDO ROÇADAS Populações Emparelhadas com Reclassificação Periódica: Aplicação a uma Carteira de Clientes Dissertação elaborada com vista à obtenção do grau de Doutor no ramo científico da Matemática, especialidade Modelação Estatística Departamento de Ciências Exactas e Tecnológicas Universidade Aberta Lisboa, 28
2 Universidade Aberta Populações Emparelhadas com Reclassificação Periódica: Aplicação a uma Carteira de Clientes Candidata: Cláudia Vanessa Rosa Leitão de Macedo Roçadas Orientadora: Professora Doutora Teresa Paula Costa Azinheira Oliveira (Professora Auxiliar da Universidade Aberta) Co-Orientador: Professor Doutor João Tiago Mexia (Professor Catedrático da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova) Doutoramento em Matemática Especialidade Modelação Estatística 28
3 Só é possível gerir o que se pode medir Kaplan e Norton
4 Resumo O objectivo central desta dissertação foi o estudo comparativo de populações abertas emparelhadas sujeitas a reclassificações periódicas. Tais populações estão divididas em subpopulações. Haverá emparelhamento se houver uma bijecção entre os conjuntos de subpopulações e quando os elementos duma dessas populações poderem transitar entre subpopulações se e só se o mesmo se verificar para as sub-populações correspondentes da outra população. Admitiremos que as reclassificações se fazem no início dos períodos juntamente com a classificação dos novos elementos. Assim as cadeias de Markov, com parâmetro discreto, surgem como o modelo matemático adequado para o estudo destas populações. É então possível mostrar, sob condições gerais, a existência de uma distribuição limite para as probabilidades dum elemento duma destas populações pertencer às várias sub-populações. Haverá pois estabilidade no que diz respeito às dimensões relativas das sub-populações. Esta estabilidade corresponde à existência dum vórtice estocástico, ver Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) e Guerreiro (28). As distribuições limite de populações emparelhadas desempenham naturalmente um papel central na comparação das mesmas. Nesta dissertação consideramos duas populações emparelhadas, a dos clientes com e sem gestor de conta duma instituição bancária. Para obter as distribuições limites tivemos de estudar alguns problemas teóricos: definição de isomorfismo entre cadeias de Markov; ajustamento pelo método do mínimos quadrados das matrizes de transição estudo na influência de factores e suas interacções nos fluxos de entrada e saída. Referimos que o isomorfismo entre cadeias de Markov está na base do emparelhamento de populações. Quanto ao ajustamento das matrizes de transição o mesmo foi necessário pois apenas tinhamos os totais de entradas e saídas, nas sub-populações. Finalmente o estudo de fluxos de entrada e saída levou a simplificações importantes no modelo. PALAVRAS CHAVE: Populações com reclassificação periódica, testes de quociente de verosimilhança, isomorfismo, cadeias de Markov, distribuições limite, vórtices estocásticos. 4
5 Abstract Our study is centred on the stochastic structure of matched open populations subject to periodic reclassifications. These populations are divided into sub-populations. Two or more of such population are matched when there is a - correspondence between their sub-populations and the elements of one of them can go to another if and only if the same occurs with elements from the corresponding sub-populations of the other. When the relative dimensions of the sub-populations are stable we say, following Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) and Guerreiro (28), that we have a stochastic vortex. The existence of such a vortex leads to the existence of a limit distribution. Matched populations may then be compared through these distributions. To obtain conditions for the existence of stochastic vortices we assumed that: - The entries and departures occur at the beginning of fixed length time periods; - Also at the beginning of those periods the new elements are allocated to the different populations and the elements in the population are reallocated; - The entry and reallocation probabilities do not change from period to period. Under these assumptions the populations will have underlying homogeneous Markov chains. We intend to generalize these assumptions but they showed to be acceptable for the application we present. This application considered two populations of customers of a bank: with and without account manager. To carry out our study we showed how to: - define isomorphism between Markov chains; - adjust one step transition matrices through least squares We point out that the isomorphism between Markov chains underlined populations matching and the matrices adjustment was required since we had only the total numbers of entries and departures for sub-populations. Besides these study connected with Markov chains we showed how to carry out Analysis of Variance like analysis of entries and departures to and from de populations of customers. This study was useful since it enabled as to length the model. KEYWORDS: Populations with periodic reclassification, likelihood ratio tests, isomorphism, Markov chains, limit distributions, stochastic vortices. 5
6 Notações P = [ p i,j ] n P T P O I k matriz com elemento genérico p i,j n-ésima potência da matriz P transposta da matriz P matriz nula matriz identidade de ordem k [ ~ ] ~ = matriz ajustada com elemento genérico ~ p i, j P p i, j i i j j o estado i dá acesso ao estado j o estado i comunica com o estado j [ j ] classe de comunicação que contém o estado j D( η,..., η K ) matriz diagonal com elementos principais η,...,η K p vector t p transposto do vector p. norma euclidiana de um vector Sss soma directa ortogonal de sub-espaços complemento ortogonal 2 χ g Qui-Quadrado central com g graus de liberdade R Conjunto dos números reais 6
7 Índice Resumo... 4 Abstract... 4 Notações... 5 Lista de Figuras... 9 Lista de Tabelas... Agradecimentos... Introdução Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo Introdução Classes de clientes Classe de entrada Critérios de Colocação nas Classes Critérios de Evolução nas Classes Dados em Estudo Conclusão Cadeias de Markov Generalidades Probabilidades de transição e de estado Classes de Comunicação Isomorfismo entre Cadeias Sub-matrizes Análise Espectral Entradas e saídas de clientes nas classes Introdução Testes de Quociente de Verosimilhanças Construção dos Testes Aplicação Testes de hipóteses sobre a entrada de clientes encarteirados nas classes Testes de hipóteses sobre a saída de clientes encarteirados nas classes Testes de hipóteses da entrada de clientes não encarteirados nas classes Testes de hipóteses da saída de clientes não encarteirados nas classes Partição da Variação da Log-Verosimilhança Tratamento algébrico Aplicações Entrada de clientes encarteirados Saída de clientes encarteirados Entrada de clientes não encarteirados Saída de clientes não encarteirados Comparação das Populações Emparelhadas Conclusão Matrizes de Probabilidade de Transição Generalidades Ajustamento Resultados obtidos Probabilidades de abandono
8 4.5. Conclusões Aplicação de Vórtices Estocásticos a uma Carteira de Clientes Introdução Estabelecimento do Vórtice Aplicação População de clientes encarteirados em gestor de conta População de clientes não encarteirados em gestor de conta Interpretação estocástica do conceito de vórtice Conclusões Apêndice Clientes no Século XXI A.Introdução A2. O perfil dos Clientes no Século XXI A3. Factores que influenciam o padrão de consumo A4. As Instituições Financeiras no Século XXI A4.. Compromisso com a formação contínua A4.2. Compromisso com a criatividade e inovação contínuas... 9 A4.3 Retenção e fidelização de clientes A4.4. Pontos de contacto A4.5. Caracterização de algumas métricas do cliente A5. O papel dos Clientes nos serviços A6. CRM Customer Relationship Management A6. Definição do conceito CRM A6.2. Componentes do CRM:... A6.2. CRM Operacional... A CRM Analítico... A CRM Colaborativo... A6.3. A importância do CRM... 2 A6.4. Ciclo de vida do relacionamento com o cliente... 3 A7. Conclusão... 6 Conclusões e Trabalhos Futuros... 7 Bibliografia
9 Lista de Figuras Figura - Quadrantes da Matriz do Modelo de Classificação de Clientes... 9 Figura 2 - Distribuição dos clientes Figura 3 - Causas de abandono de um Banco Figura 4 - Reticulado do conjunto dos factores em estudo e sua interacção. 36 Figura 5 - Ajustamento do quadrado médio relativo para as entradas dos clientes encarteirados 52 Figura 6 - Ajustamento do quadrado médio relativo para o abandono dos clientes encarteirados 53 Figura 7 - Ajustamento do quadrado médio relativo para as entradas dos clientes não encarteirados 54 Figura 8 - Ajustamento do quadrado médio relativo para o abandono dos clientes não encarteirados 55 Figura 9 - Probabilidades de transição dos clientes encarteirados entre os quatro estados.63 Figura - Probabilidades de transição dos clientes não encarteirados entre os quatro estados.64 Figura - Probabilidades ajustadas de abandono dos clientes consoante o encarteiramento em gestor...66 Figura 2 - Matriz Boston das probabilidades ajustadas de entrada nas classes vs probabilidades ajustadas de saída para os clientes encarteirados 67 Figura 3 - Matriz Boston das probabilidades ajustadas de entrada nas classes vs probabilidades ajustadas de saída para os clientes não encarteirados.68 Figura 4 Vórtice..8 Figura 5 - Evolução do perfil dos clientes.85 Figura 6 - Pontos de contacto 93 Figura 7 - Ciclo de vida do relacionamento com o cliente. 3 Figura 8 - Benefícios da satisfação do cliente.5 9
10 Lista de Tabelas Tabela - Tabela de Clientes...2 Tabela 2 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para as entradas de clientes nas classes...44 Tabela 3 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para o abandono de clientes encarteirados nas classes Tabela 4 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para as entradas de clientes não encarteirados nas classes Tabela 5 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para o abandono de clientes não encarteirados nas classes...47 Tabela 6 - Quadro resumo das entradas de clientes encarteirados nas classes 52 Tabela 7 - Quadro resumo dos abandonos de clientes encarteirados das classes 53 Tabela 8 - Quadro resumo das entradas de clientes não encarteirados nas classes.54 Tabela 9 - Quadro resumo dos abandonos de clientes não encarteirados das classes.55 Tabela - Distribuição dos clientes consoante o encarteiramento 56 Tabela - Testes do Quociente de Verosimilhanças para o abandono de clientes...57 Tabela 2 - Quadro resumo da relevância dos factores classe e encarteiramento no abandono..57 Tabela 3 - Probabilidades ajustadas para o abandono...66 Tabela 4 - Entrada de novos elementos por ano e por classe 75 Tabela 5 - Valores e vectores próprios à direita e à esquerda da Matriz K para os clientes encarteirados...76 Tabela 6 - Entrada de novos elementos por ano e por classe 78 Tabela 7 - Valores e vectores próprios à direita e à esquerda da Matriz K* para os clientes não encarteirados....79
11 Agradecimentos A todos os que deram o seu contributo e me ajudaram, ao longo deste trabalho, não poderia deixar de lhes manifestar o meu agradecimento da forma que me é possível. Começo pela Professora Doutora Teresa Oliveira que decidiu acompanhar-me e orientar-me nesta investigação desde o seu começo. Estou absolutamente grata pelo seu total apoio, pela sua disponibilidade, pelo seu entusiasmo, pelo estímulo que me provocou, pela força que me conferiu, pelas suas palavras de encorajamento e pela sua preciosa orientação no desenvolvimento deste trabalho. Ao Professor Doutor João Tiago Mexia pela sua magnífica boa disposição, pela preciosa orientação científica que me concedeu, pelo papel motivador que desempenhou na realização deste trabalho, dispensando sempre do seu tempo para ajudar em todas as questões que me surgiram. Ao Doutor Amílcar Oliveira pelo interesse demonstrado e pelas suas sugestões e, pela preciosa e determinante ajuda no manuseamento do Software Matlab e Linguagem R. Agradeço o meu apreço a uma Instituição Financeira Multinacional, que solicitou o anonimato e, que participou neste projecto pela disponibilização dos dados que foram a base de estudo para a aplicação prática da modelo estatístico desenvolvido. A todos os meus amigos e colegas, pela prontidão, incentivo e amizade prestados. Finalmente, um especial agradecimento à minha família. Aos meus pais que me educaram e sempre me apoiaram e estimularam para prosseguir um projecto desta natureza. À minha sogra e aos meus avós pelo apoio incondicional em todas as situações. Quero ainda agradecer uma vez mais, todas as vezes que tomaram conta do David para que eu pudesse trabalhar mais umas horas.
12 Ao meu marido pelo seu amor, pela dedicação, pela paciência e pelo grandioso e determinante apoio para a conclusão deste trabalho. Ao meu filho David pela sua alegria e felicidade contagiante, pela força e motivação incondicional. Para todos vós um muitíssimo obrigado. 2
13 Introdução As Instituições Financeiras estão enquadradas numa conjuntura sócio económica caracterizada por um elevado ritmo de mudança tecnológica, globalização e concorrência agressiva. Neste sentido, a promoção de uma cultura empreendedora e da capacidade de inovar no seio das Instituições Financeiras funcionam neste contexto, como catalisadores de mudança, de competitividade e prosperidade económica. Num mundo sempre em mudança, quem gere deve privilegiar o conhecimento e a informação. Estes últimos permitem às empresas assumirem um posicionamento estratégico, sedimentar princípios e abrir horizontes, sendo fundamental tomar decisões que criem valor. O processo de criação de valor para os clientes e accionistas, constitui o ponto fulcral da gestão e revela-se cada vez mais complexo e difícil. Assim, devido à grande competitividade existente no mercado financeiro, a qualidade do atendimento, a qualidade da informação dada ao cliente, a negociação das taxas de juro e spreads nas operações de crédito têm cada vez mais uma maior importância na fidelização dos clientes. Se estas negociações não forem do agrado do cliente, ele rapidamente transfere todos os seus produtos financeiros para outra instituição financeira da concorrência que lhe proporcione taxas e condições mais favoráveis. Neste contexto, é importante que as empresas conheçam muito bem os seus clientes e é fundamental que os mesmos sejam categorizados de forma diferenciada de acordo com o seu valor. Deste modo, os sistemas de classificação interna de clientes desempenham um papel fundamental na actividade das instituições financeiras. A optimização destes sistemas, através de critérios de atribuição de classes de clientes, é de extrema importância, uma vez que permite classificar os clientes de acordo com a sua rentabilidade. Contudo, o facto de um determinado cliente estar numa determinada classe, não garante que ele não venha a mudar no futuro. A modelação estatística permite estudar e prever o comportamento de clientes, possibilita classificar os clientes de acordo com um ranking de probabilidades, ao 3
14 qual são associadas estratégias de actuação para tratar bons e maus clientes, os propensos a voltar a comprar, os potenciais interessados num determinado produto, entre outras aplicações. Deste modo, é relevante estudar os clientes, não só por ser uma boa aplicação da teoria desenvolvida, mas pelo seu interesse prático. No presente estudo consideramos populações abertas sujeitas a reclassificações periódicas. Assim temos entradas e saídas de elementos na população e, na mesma várias sub-populações em que os elementos podem ser colocados. É assim natural utilizar cadeias de Markov para modelar estas populações. O objectivo fundamental será obter resultados limite para as dimensões relativas das sub-populações. Com efeito, ver Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) e Guerreiro (28), em condições bastante gerais obtém-se dimensões relativas estáveis. Este fenómeno corresponderá à formação dum vórtice estocástico o qual consistirá precisamente na estabilidade dessas dimensões relativas, embora os elementos que integram as sub-populações variem de reclassificação para reclassificação. Até agora, ver por exemplo, Guerreiro (28) apenas se tem considerado populações isoladas. Pretendemos agora realizar um estudo comparativo de populações. As populações em estudo são as de clientes encarteirados e não encarteirados de uma Instituição Financeira. Os primeiros têm gestor de conta e os segundos não. As duas populações de clientes estão organizados sobre a mesma estrutura de classes que estão definidas no Capítulo. Relativamente à estrutura desta dissertação, far-se-á de seguida a descrição do seu conteúdo. Assim temos um capítulo inicial em que descrevemos o modelo de classificação de clientes, encarteirados ou não, da instituição financeira estudada. Segue-se um segundo capítulo sobre cadeias de Markov em que apresentamos resultados que nos são úteis. Utilizaremos os resultados obtidos por Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) e Guerreiro (28), relativos à matriz de transição num passo útil 4
15 para o estudo dos Vórtices Estocásticos. A nossa contribuição foi a extensão desse estudo a populações emparelhadas. Introduziremos ainda neste capítulo, a noção de isomorfismo entre cadeias de Markov. Esta noção estará na base de se poder considerar emparelhamento entre populações. Com base, nesse emparelhamento poder-se-á estudar a acção dum ou mais factores caso as populações correspondam a combinações de níveis desses factores. No nosso caso apenas tínhamos um único factor a dois níveis, clientes encarteirados e não encarteirados. O emparelhamento permitiu-nos analisar o efeito do encarteiramento sobre vários aspectos que consideramos relevantes. No terceiro capítulo estudamos os fluxos de entrada e saída de clientes nas classes, para as duas populações (clientes encarteirados e não encarteirados), e a acção dos factores ano, classe e região. Realizamos testes de quociente de verosimilhanças para as hipóteses definidas a partir desses factores. Dado termos trabalhado com amostas grandes as hipóteses foram todas rejeitadas. Colocou-se assim a questão de quais os efeitos e interacções verdadeiramente relevantes. Para obter uma primeira resposta apresentamos uma partição para a variação do logaritmo de verosimilhanças. Esta partição é muito semelhante à da Análise de Variância para o cruzamento de factores o que nos permitiu utilizar resultados algébricos estabelecidos, ver Fonseca et al (23;26), para modelos com cruzamento equilibrado. O quarto capítulo trata do ajustamento pelo Método dos Minímos Quadrados, ver Mexia (995), das matrizes de transição. O ajustamento foi fundamental, pois apenas tínhamos dados globais de entradas e saídas nas classes de clientes. Estas classes correspondem a estados das cadeias de Markov consideradas. No quinto capítulo aplicaremos a Teoria dos Vórtices Estocásticos (ver Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) e Guerreiro (28)), às populações em estudo. É interessante observar que os Vórtices Estocásticos permitem obter, verificadas certas condições, distribuições limite para populações abertas. Até agora têm sido estudadas tais distribuições para populações fechadas. No Apêndice Clientes no Século XXI é feito um enquadramento teórico ao nível da conjuntura económica e empresarial actual, em que é feita uma abordagem ao perfil do cliente dos nossos dias, em que os diversos equilíbrios, necessários à satisfação do 5
16 cliente e ao envolvimento criativo dos colaboradores, passam pela construção de um sistema de criação de valor rigoroso e exequível baseado em dois níveis distintos, mas interligados: (i) determinação da orientação geral da instituição financeira, dos negócios onde se pretende estar e das vantagens competitivas a desenvolver, (ii) determinação do contributo efectivo e interligação das diversas áreas funcionais (marketing, gestão de operações, gestão de recursos humanos, desenvolvimento informático e gestão do relacionamento com os clientes) para a vantagem competitiva. 6
17 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo. Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo.. Introdução Nada é permanente excepto a mudança (Heráclito 5 a.c.) A base de qualquer negócio é o cliente. Para o captar e reter é fundamental que as instituições financeiras ofereçam valor acrescentado assente em estratégias de marketing, bem delineadas, coerentes e inovadoras. A instituição em estudo faz uma aposta clara na inovação e qualidade de serviço bancário, para garantir a máxima satisfação dos seus clientes. É nesse sentido que todos os dias se empenha, para ser uma referência ao nível da qualidade, na convicção de que é conhecendo e acompanhando de perto o cliente, que se encontram as melhores soluções. É dentro deste espírito que a marca bancária evolui, mostrando que é com a experiência do passado que se alicerçam as bases para antecipar e satisfazer as necessidades dos seus clientes. A instituição especializou-se numa gama de produtos financeiros e serviços bancários e pretende ser a melhor em todos os mercados em que opera. Uma das suas apostas foi tornar o espaço de venda cada vez mais agradável e funcional para os seus clientes, melhorando a experiência de compra e complementando a sua oferta em produtos e serviços que o cliente valorize. Neste capítulo será exposto o Modelo de Classificação de Clientes utilizado pela Instituição Financeira em estudo para classificar a sua carteira de clientes. Por razões de confidencialidade, não será utilizado o verdadeiro nome da Instituição Financeira, que se designará, daqui em diante por Instituição Financeira X. 7
18 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo.2. Classes de clientes A classificação de clientes de acordo com a sua tipologia financeira é um dos exercícios mais delicados e importantes em qualquer estratégia comercial. Os segmentos de clientes não são estáticos. Devem evoluir. Um cliente passa por diferentes estados pelo que a segmentação deve ser dinâmica e evolutiva para se adaptar às novas realidades da carteira. Classificar um cliente passa por entender o seu ciclo de vida e desenvolver uma oferta personalizada em cada momento. A modelação estatística permite compreender os processos de segmentação evolutivos da empresa, o ciclo de vida e a realidade de mudança dos clientes. A segmentação gira em torno do cliente. O perfil de cada consumidor ou grupo proporciona a informação necessária para estimar o seu valor e saber qual será a sua reacção frente à proposta da empresa e que rentabilidade gerará no futuro. É vital distinguir entre clientes de maior valor, clientes de maior potencial e clientes não rentáveis. A instituição financeira em análise implementou um sistema de classificação que utiliza como critério o comportamento de consumo bancário dos seus clientes. Essa opção como critério de segmentação possibilitou uma maior riqueza de detalhe na identificação dos clientes, pois passou a considerar o relacionamento financeiro do cliente com o banco, independentemente do consumo de um ou outro produto específico. De um modo geral, a segmentação de clientes permite que as Instituições Financeiras alcancem os seguintes objectivos: (a) sistematizar a informação (b) exercer um esforço concentrado de marketing e avaliar os resultados com maior facilidade, além de minimizar recursos físicos, monetários e humanos; (c) facilitar a concentração do esforço de vendas e de distribuição nos segmentos-chave; (d) aumentar a lucratividade e a imagem da empresa nos segmentos-chave; (e) estudar a distribuição dos clientes pelas classes. 8
19 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo O Modelo de Classificação de Clientes adoptado pela Instituição Financeira, surgiu para delinear subgrupos de clientes que tenham em comum as mesmas características, definidos numa estratégia diferenciada, de modo a melhorar a capacidade de retenção de clientes. O Modelo de Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo pode ser sintetizado na seguinte matriz: Alto Montante ( ) Baixo Clientes C3 Quadrante 3 Clientes C2 Quadrante 2 Clientes C Quadrante Clientes C4 Quadrante 4 Baixo Alto Número de Produtos Financeiros Figura - Quadrantes da matriz Modelo de Classificação de Clientes As medidas inerentes ao Modelo de Classificação de Clientes são: a quantidade de produtos financeiros (eixo das abcissas) os montantes (eixo das ordenadas) Por razões de confidencialidade, a designação dos quatro quadrantes não será divulgada, que se designará por clientes dos quadrantes, 2, 3 e 4. Os clientes do quadrante são os clientes de maior valor, são caracterizados por terem muitos produtos financeiros e grandes montantes. São clientes que estão mais protegidos da concorrência mas que necessitam de manutenção constante sob o risco de abandonarem a Instituição Financeira e jamais voltarem, sendo nesse caso um prejuízo avultado para a Instituição. 9
20 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo Esses clientes podem ser mais lucrativos se os custos para servi-los forem reduzidos. Os clientes do quadrante 2 são muito pouco rentáveis e não permitem acelerar o crescimento da empresa. Os clientes do quadrante 3 são os clientes de grande valor, são caracterizados por terem elevados montantes embora não tenham muitos produtos. São clientes que têm mais hipóteses de serem aliciados pela concorrência, pelo que o Banco deve manter um bom relacionamento de longo prazo com esses clientes, de modo a fidelizá-los. Os clientes do quadrante 4 têm algum potencial, pelo que é necessário que a Instituição Financeira aposte na colocação de produtos mais potentes e mais atractivos de modo a incrementar o envolvimento destes clientes com a Instituição Financeira. Uma das grandes prioridades da Instituição Financeira é fidelizar os clientes, dado que se traduz num aumento significativo da sua rentabilidade. A gestão de uma carteira de clientes passa por gerir as regras de mudança na classificação de clientes, ou seja, é crucial determinar os critérios de colocação de novos clientes nas classes de segmentos, a chamada classe de entrada, bem como os critérios de evolução dos mesmos dentro do sistema. A definição de classe de entrada, bem como os critérios de alocação e de mudança de classe serão explicados de seguida..2.. Classe de entrada Sempre que um novo cliente chega à Instituição Financeira X, é feita uma análise quantitativa da sua situação económico-financeira, de forma que lhe seja atribuída uma classe em função do score obtido. Esta classe designa-se por classe de entrada. Para realizar esta análise, a Instituição Financeira X utiliza um Modelo de Gestão Comercial próprio, na medida em que permite melhorar a relação com o cliente, os seus níveis de satisfação e a sua rentabilidade, a par de uma menor propensão à saída. 2
21 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo O conceito base do Modelo de Classificação de Clientes adoptado pela Instituição Financeira X assenta no número de produtos/serviços que o cliente contrata e no montante de envolvimento..2.2.critérios de Colocação nas Classes Os dados quantitativos são constituídos por diversos rácios financeiros que são inseridos no Modelo de Classificação de Clientes aos quais este atribui um determinado ponderador Critérios de Evolução nas Classes Os rácios financeiros inerentes a cada cliente de acordo com a classe atribuída, são revistos periodicamente Dados em Estudo Tendo em conta os dados da carteira de clientes da Instituição Financeira X, temos a seguinte tabela: Classe Clientes Encar teirados Clientes Não Encarteirados C C C C Total Tabela - Tabela de Clientes 2
22 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo E o seguinte gráfico: Distribuição dos clientes Classe C Classe C2 Classe C3 Classe C4 clientes encarteirados clientes não encarteirados Figura 2 Distribuição dos clientes Constatamos que 54% dos clientes do segmento particulares estão alocados a uma carteira de gestores, 46 % dos clientes não têm gestor. No caso do cliente encarteirados em gestor 56% pertencem à classe C, % à classe C2, 5% à classe C3 e 6% à classe C4. Para o cenário dos clientes não encarteirados em gestor, têm-se a seguinte distribuição: 69% dos clientes estão na classe C4, 25% estão na classe C2, 3% estão na classe C e 2% estão na classe C3. Pela análise da tabela de clientes observamos que nas classes C e C3 há predomínio de clientes encarteirados em gestor. 22
23 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo Segundo um estudo elaborado por uma empresa portuguesa de estudos de mercado e informações (BASEF 28) são várias as causas que levam os clientes a abandonarem os Bancos: Causas de Abandono do Banco Outras 28,8 Tinha mau atendimento Pediu crédito habitação/crédito noutro Banco Novo banco oferece melhores condições Era longe de casa Mau funcionamento do Banco Não estava satisfeito com o Banco Passou a receber salário/reforma por outro Banco Motivos profissionais/mudança de emprego Motivos pessoais Despesas de manutenção 9,8 9,3 7,8 7,2 5,8 4,8 3,9 3,8 3,3 5, Valor em % Figura 3 - Causas de abandono de um Banco A rubrica Outras refere-se ao conjunto dos seguintes factores: Mudança de Residência ; não haver dispersão/ter tudo junto ; decisão de familiares ; deixou de ter movimentos/pouco dinheiro depositado ; agência fechou/deixou de existir ; falta de informação/má informação ; pouca segurança/pouca confiança ; juros altos no crédito ; amigos conhecidos no novo Banco ; juros baixos ; era longe do trabalho ; nenhuma razão em especial ; não sabe/não responde. 23
24 . Classificação de Clientes da Instituição Financeira em estudo.3. Conclusão A alocação de clientes pelas várias classes encontra-se associada às variáveis: montante e número de produtos, pelo que o estudo da movimentação de clientes deve ser um factor fundamental a ter em conta na gestão estratégica dos decisores empresariais que é tão crucial na tomada de decisão. O estado da arte da classificação dos clientes dá o enquadramento para a presente dissertação que pretende estudar a distribuição dos clientes pelas classes de uma forma dinâmica baseada nas probabilidades de transição entre as várias classes e no estudo dos factores que podem ter impacto nas entradas e saídas de clientes das classes e, pode constituir um suporte para a reflexão na estratégia para optimizar a movimentação ascendente e repensar em soluções para inverter a tendência dos movimentos descendentes de clientes pelas várias classes. 24
25 2. Cadeias de Markov 2. Cadeias de Markov 2.. Generalidades Statistics is not really about numbers; it is about understanding our world (Howell, 999) Comecemos por introduzir alguns conceitos que estarão subjacentes ao nosso estudo, para o que nos basearemos em Ross (996). Um Processo Estocástico = { X( t) t Γ} aleatórias, família. X ; é uma família infinita de variáveis Γ R. Assim para cada t no espaço Γ dos índices ter-se-à uma variável da Quando Γ é numerável o processo terá parâmetro discreto, caso contrário terá parâmetro contínuo. Um processo é Markoviano se, com t >, a distribuição de X ( t s) presente x ( s) e os passados ( u) +, dado o valor x, < u< s, depende apenas do valor presente. Estes processos têm sido estudados por muitos autores, ver por exemplo, (Bharucha-Reid, 96), (Blumenthal et al, 968), (Davis, 993), (Karlin, 98), (Mandl, 968), (Medhi, 98), (Rosenblantt, 97) e (Schilling, 995). As cadeias de Markov são processos Markovianos cujas variáveis podem tomar apenas um conjunto finito ou uma infinidade numerável de determinações. Essas determinações são os estados da cadeia. O conjunto dos estados será o espaço dos estados. Estas cadeias têm sido estudadas por muitos autores, ver por exemplo, (Chung, 967), (Kemeny, 976), (Kijima, 997), (Meyer et al, 993), (Norris et al, 997), (Norris et al 998) e (Seneta, 98). Aliás apenas consideraremos cadeias de Markov com um número finito de estados e com parâmetro discreto que representaremos por n. 25
26 2. Cadeias de Markov No nosso tratamento das cadeias de Markov com vista à introdução dos vórtices estocásticos baseamo-nos em Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) e em Guerreiro (28). Diremos que cadeias de Markov estão emparelhadas quando existir bijecções entre os respectivos espaços de estados. 2.2 Probabilidades de transição e de estado No estudo das cadeias de Markov as probabilidades de transição desempenham um papel central. Sendo i, j,, os estados e { ; n=,,... } X n a cadeia de Markov ( u / m) = p( X( u+ m) = j / X( m) i) p i, j = será uma probabilidade de transição do estado i para o estado j em u passos, partindo-se de X ( m) = i. Quando as probabilidades de transição não dependem de m a cadeia diz-se homógenea. No que se segue trabalhamos com cadeias homogéneas. Sendo k o número de estados: indexamo-los de a k, representando por p, a i j probabilidade de transição num passo do estado i para o estado j, i =,..., k, j =,..., k. A matriz P = [ p i,j ] será a matriz de transição num passo. Essa matriz é estocástica já que: () Os seus elementos são não negativos, isto é, p para todo o par (i,j); i, j 26
27 2. Cadeias de Markov (2) A soma dos elementos em cada linha é igual a, ou seja, k = p i j =,, para todo o i j Representamos por ( n) p j estado j. Tomamos ainda P(n) = [ p i,j (n) ] i, a probabilidade de transição em n passos do estado i para o Como o processo é Markoviano tem-se p = = = i, j ( n+ m) = p( X( n+ m) = j / X( ) = i) k l= k l= k l= p p p ( X( n+ m) = j; X( n) = l / X( ) = i) ( X( n+ m) = j / X( n) = l; X( ) = i) p( X ( n) = l / X( ) = i) ( X( n+ m) = j / X( n) = l) p( X ( n) = l / X( ) = i) = = Obtendo-se assim as equações de Chapman-Kolmogorov para as probabilidades de transição p k ( n+ m) = p ( m) p ( n) i, j l = i, l l, j as quais podem ser escritas em notação matricial com ( n+ m) P( m) P( n) P = Em particular 2 ( 2) = P( ) P( ) P P = ( n+ ) = P( n) P( ) P( n)p P = sendo fácil estabelecer por indução que 27
28 2. Cadeias de Markov m ( m) P P = Além das probabilidades de transição temos as probabilidades de estado, ( n) = p( X( n) = j) ; j = k p j,..., as quais serão componentes do vector p( n) das probabilidades de estados ao fim de n passos. Pelo teorema das probabilidades totais, tem-se p j k k ( n) = p( X( ) = l) p( X( n) = j / X( ) = ) = p ( ) p ( n) l= l= l l, j obtendo-se as equações de Chapman-Kolmogorov para as probabilidades de estado t t t n ( n) = p( ) P( n) p( ) P p = Assim dado p( ) e P, através desta equação, obtém-se ( n) p. Ou seja, as equações de Chapman-Kolmogorov permitem-nos, desde que saibamos as probabilidades de transição num passo e as probabilidades de estado iniciais (no tempo ), obter as probabilidades do sistema estar nos vários estados ao fim de n passos. 2.3 Classes de Comunicação O estado i dará acesso ao estado j se existir n, tal que, ( n) p i, j >, isto é se for positiva a probabilidade de em n passos se passar do estado i para o estado j, escrevendo-se i j 28
29 2. Cadeias de Markov Como ( ) p, ter-se-á i i, i=,..., k, isto é todo o estado dá acesso a si mesmo. i, i = Por outro lado, se vindo i j e j l existirão m e n tais que ( m) p, j > i e p l ( n) j, >, p k ( m+ n) = = p ( m) p ( n) p ( m) p ( n) i, l,, i, j j, l > h i h h l pelo que i l. Assim a relação de acesso goza de transitividade. Se i j e j l diremos que os dois estados comunicam e escrevemos i j. Em particular todo o estado comunica consigo mesmo, pelo que a relação de comunicação goza da propriedade reflexiva. Se i j ter-se-á, evidentemente, j i pelo que a relação de comunicação goza da propriedade reflexiva. Finalmente, usando a transitividade da relação de acesso mostra-se que a relação de comunicação também é transitiva sendo portanto uma relação de equivalência. As classes de estados que comunicam entre si serão as classes de comunicação. As classes de comunicação, podem ser recorrentes ou transientes. As primeiras, ver Sousa (23) são constituídas por estados recorrentes, ou seja, estados tais que se a cadeia passou por um deles, a probabilidade de voltar a passar nesse estado uma infinidade de vezes é. As classes transientes são constituídas, ver (Sousa, 23) por estados transientes em que é nula a probabilidade anterior. Uma cadeia é finita se tiver um número finito de estados. Nas cadeias finitas homogéneas existe, ver (Ross, 996), pelo menos, uma classe recorrente. As classes recorrentes, ver (Sousa, 23), são fechadas não dando os seus estados acesso a estados que não pertençam à classe. 29
30 2. Cadeias de Markov Nas cadeias finitas uma classe é recorrente se e só se for fechada. 2.4 Isomorfismo entre Cadeias No nosso caso temos duas cadeias de Markov com quatro estados transientes e um recorrente. Em ambas as cadeias os estados transientes comunicam entre si e dão acesso ao estado recorrente que não dá acesso a nenhum dos outros estados. Em geral diremos que Ψé um isomorfismo entre duas cadeias de Markov homogéneas se for uma bijecção entre os respectivos espaços de estados que respeita a relação de acesso. Assim j l se e só se Ψ ( j) Ψ( l). Sendo [ j ] e [ Ψ( j) ] as classes de comunicação que contém j e ( j) [ Ψ ( j) ] = Ψ( [ j] ), pelo que, [ j ] será fechada se e só se [ ( j) ] Ψ o for. Ψ ter-se-á No caso de cadeias finitas vê-se que [ j ] é recorrente ou transiente se e só se [ ( j) ] Ψ o for, assim as imagens de estados recorrentes ou transientes serão estados recorrentes ou transientes. Aliás as duas cadeias com que trabalhámos têm ambas uma classe transiente com quatro estados e uma classe recorrente com um estado. Dado haver um isomorfismo entre ambas as imagens de estados transientes serão estados transientes e a imagem do estado recorrente será o estado recorrente. 3
31 2. Cadeias de Markov 2.5 Sub-matrizes Seguindo, Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) e Guerreiro (28) escrevemos a matriz de transição sob a forma: K P= U V sendo: K matriz do tipo transientes; t t, das probabilidades de transição entre os t estados U matriz, do tipo t ( k t), das probabilidades de transição entre os t estados transientes e os estados recorrentes; matriz nula, do tipo ( k t) t ; V matriz, do tipo ( k t) ( k t) das probabilidades de transição entre os k t estados recorrentes Estabeleçamos o Lema 2. A matriz de transição em n passos é dada por P n K O U n n = n V n Com U = U V + K U, n \{} n n Ν. 3
32 2. Cadeias de Markov 32 Demonstração: Demonstre-se o lema por indução, com n = 2 temos = + = = V O U K V O UV KU K V O U K V O U K P com U 2 =KU+UV, Assim a tese verifica-se para n = 2. Suponhamos agora o resultado válido para n = m e provemo-lo para n = m+. Assim, teremos que = + = = = m m m m m m m m m m m m V O U K V O V U U K K V O U K V O U K P P P como queríamos demonstrar.
33 2. Cadeias de Markov 33 Consideremos o lema: Lema 2.2 Nas condições do Lema anterior, tem-se Ν = = + n UV K U n i n i n, Demonstração: Demonstre-se o lema por indução. Como = + = = l i i i KU UV UV K U 2 a tese verifica-se para n= Suponhamos o resultado válido para n = m e verifiquemo-lo para n = m +, assim: = + = + = = V K UV U K U U K U m i i m i m m m m 2 + = + = + + = + = n i i n i m i i n i m UV K UV K U K como queríamos demonstrar.
34 2. Cadeias de Markov Quando existe um único estado recorrente U reduz-se a uma matriz coluna q, temos, dado P uma matriz estocástica, K P = q A partir dos resultados anteriores obtém-se P n n K = q n n Com q = n K i= i q, n=,..., 2.6 Análise Espectral A análise espectral da matriz K é importante para o estudo dos Vórtices Estocásticos, ver Guerreiro & Mexia (23; 24; 28) e Guerreiro (28). Quando K é diagonalizável com valores próprios η,...,η h e vectores próprios à direita α,...,α h e à esquerda β,..., β h, tem-se, ver Schott (997). K h t = j = η jα jβ j bem como, n K h n t = j = η α j jβ j tem-se η j <, j =,..., n, ver Ross (996), as probabilidades de transição entre estados transientes tenderem para. 34
35 3. Entradas e saídas de clientes nas classes 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Se fosse tudo trivial não havia a beleza da Estatística J.T. Mexia 3.. Introdução Comecemos pelo estudo separado dos fluxos para clientes encarteirados e não encarteirados. Assim, n i j, k, será o número de clientes que no início do ano i, pertencem à classe j e estão sediados na região k; e i j, k, será o número de clientes que no ano i entram na classe j estando sediados na região k; s i j, k, será o número de clientes que no ano i abandonam a classe j estando sediados na região k; As probabilidades de entrada e saída poderão ser estimadas por pi, j, p i, k j, k ei = n, j, k i, j, k si = n, j, k i, j, k 35
36 3. Entradas e saídas de clientes nas classes No que segue estudamos a acção dos factores A - ano C classe R - região Para cada conjunto destes factores podemos testar a hipótese de que não haja acção desses factores. Por exemplo, ({ A C} ) H O ; será a hipótese de que o ano e a classe não influem nos fluxos. Estas hipóteses são distintas das que se que se consideram na Análise de Variância, com efeito ({ A C} ) H O ; decompor-se-ia nas hipóteses de ausência dos efeitos dos factores A e C e de ausência das interacções em que esses factores participam. Adiante, consideraremos uma partição da variação do logaritmo da log-verosimilhança, semelhante à da Análise de Variância. Nessa abordagem as parcelas em que se decompõe a variação correspondem a efeitos e interacções. Observe-se que as parcelas desta partição correspondem ao conjunto do reticulado de sub-conjuntos de { A C, R}, : {A,C,R} {A,C} {A,R} {C,R} {A} {C} {R} Ф Figura 4 - Reticulado do conjunto dos factores em estudo e sua interacção 36
37 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Tal reticulado encontra-se subjacente à Análise de Variância para modelos equilibrados com três factores que cruzam, ver Mexia (988). Em tais modelos toma-se o mesmo número de observações para todas as combinações de níveis dos factores. A concluir este capítulo utilizaremos o emparelhamento das populações de clientes encarteirados e não encarteirados para um estudo comparativo dos mesmos. Nesse estudo utilizaremos Testes de Quociente de Verosimilhanças. 37
38 3. Entradas e saídas de clientes nas classes 3.2. Testes de Quociente de Verosimilhanças 3.2. Construção dos Testes Os Testes de Quociente de Verosimilhanças são uma das técnicas mais usadas para o teste de hipóteses compostas. Seja ( x,..., ) x n uma amostra retirada de uma população, com função densidade ou função de probabilidade f ( x; θ ), dependendo de k parâmetros θ, θ 2,..., θ k. Representase por Ω o conjunto de todos os valores que θ ( θ θ,..., ) = pode assumir., 2 θ k Seja H a hipótese a ser testada a qual impõe determinadas restrições aos valores deθ, determinando um subconjunto de Ω, digamos ω, sendo as hipóteses nula e alternativa escritas como se segue: H :θ ω versus H : θ ω, com ω =Ω ω, θ ω. A função de verosimilhança de uma dada amostra ( x,..., ) x n será dada por n L( θ ) = f ( ; θ ) θ Ω i= x i Seja ainda L Ω o supremo de L (θ ) quando θ Ω de L quando θ ω, e. De forma análoga Lω será o supremo L λ = ω L Ω será a razão das verosimilhanças. 38
39 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Note-se queλ, uma vez que L ω nunca poderá exceder L Ω. Assim quandoλ está suficientemente próximo de somos levados a não rejeitar H. Para realizar os Testes de Quociente de Verosimilhanças utilizamos (ver Mood et al., 963) o Teorema de Wilks: Teorema - Teorema de Wilks Suponhamos que se pretendia testar: H : = θ,..., θ r = θ r, θ r+ θ,..., θ k contra todas as alternativas utilizando uma amostra ( x,.., x ) com densidade ou função de probabilidade f ( x, θ ). n Quando H é verdadeira, (verificando-se condições de regularidade) a distribuição de 2logλ converge, quando n, para a distribuição do qui-quadrado central com k-r graus de liberdade. Embora neste enunciado o número g de graus de liberdade seja o número (k-r) de parâmetros não especificado em liberdade. H, em geral tomam-se = dim( Ω) dimω ( ) g graus de O teste é unilateral direito sendo o valor critíco, para o nível α o quantil xg, α da 2 distribuição de χ g para a probabilidade α. 39
40 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Aplicação Vamos agora ver como realizar os Testes de Quociente de Verosimilhanças para as hipóteses H O ({ A} ) a H O ({ A C, R} ), atrás definidas. Os dados que vamos analisar referem-se aos anos de 25, 26 e 27. Os clientes encontram-se atribuídos às classes atrás definidas e estão sediados em 33 regiões. Consideramos separadamente: entradas de clientes encarteirados; saídas de clientes encarteirados; entradas de clientes não encarteirados; saídas de clientes não encarteirados; Para evitar duplicações vamos apresentar a construção dos Testes admitindo trabalhar com variáveis aleatórias com distribuições binomiais com parâmetros tomam valores x ijk. n ijk e q ijk, que A verosimilhança será L Ω = nijk xijk n x ijk ijk i j k q ijk ( q ijk ) x ijk com logaritmo l = k+ ( x log q + ( n x )log( q )) Ω i j k ijk ijk ijk ijk ijk 4
41 3. Entradas e saídas de clientes nas classes n sendo k = log i j k xijk ijk Como x n l Ω ijk ijk = qijk q ijk x q ijk i jk obtém-se os estimadores de máxima verosimilhança q ˆ = ijk x n ijk ijk, sendo lˆ Ω = k+ x x ( n x ) x ijk ijk ijk ijk log + ijk ijk log i j k nijk nijk n Por outro lado tomando-se q ij. = k = q ijk n ij. = k 33 = n ijk x ij = = x. k ijk q i. k = j = q ijk n i. k = j 4 = n ijk x i k = = x. j ijk q. jk = i = q ijk n. jk = i 3 = n ijk x jk = = x. i ijk q i.. = q n i = n x =.. j k ijk i j = k = ijk = = 33 x.. j = k = ijk q. j. = q n. j. = i n k ijk x j. = i = k = ijk = = 33 x. i = k = ijk q.. k = q n =.. k n x = i j ijk k i = j = ijk = =.. i = j = ijk 4 x q... = q q = n x =... i j k ijk i= j= k= ijk = = = i = j = k = ijk x 4
42 3. Entradas e saídas de clientes nas classes As hipóteses que queremos testar podem ser escritas como ( A, C, R) : q q... Ho ijk = ({ C, R} ): q ijk qi.. Ho = ({ A, R} ): q ijk q. j. Ho = ({ A, C} ): q ijk = q k Ho.. ({ R} ): q ijk qij. Ho = ({ C} ): q ijk = q i k Ho. ({ A} ): q ijk = q jk Ho. Atendendo à reprodutibilidade da distribuição binomial, quando as várias hipóteses se verificam, têm-se as log-verosimilhanças l { A, C, R} = k+ x... log q... ( n... x... ) log( q... ) { C, R} = k+ ( xi.. log qi.. + ( ni.. xi.. ) log( qi )) i l.. { A, R} = k+ ( x. j. log q. j. + ( n. j. x. j. ) log( q. j ) l j. { A, C} = k+ ( x.. k log.. k+ ( n.. k x.. k) log( q k) ) l k.. { R} = k+ ( xij. log qij. + ( nij. xij. ) log( q ) l i j ij. { C} = k+ ( x k k + ( k k) ( i )) i. log q n x q i. i. i. log l i k. k { A} = k+ ( x. jk log q. jk + ( n. jk x. jk) log( q ) l j k. jk 42
43 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Com máximos ˆ x... n... x l{ A, C, R} = k+ x... log + ( n... x... ) + log n n... ˆ xi.. ni.. xi.. l{ C, R} = k+ x.. log ( i... i.. ) log i i + n x ni.. ni.. ˆ x. j. n. j. x. l{ A, R} = k+ x.. log (. j.. j. ) log j j + n x n n lˆ. j. x n, = log k n.. k { A C} k+ x.. k log + ( n.. k x.. k) lˆ.. k ij. { R} = k+ xij log + ( nij. xij. ) lˆ i j ij k. j. n..... k j. x x nij. x. log n n i. k { C} k+ xi k log + ( ni. k xi. k) lˆ = i k x n. log n i. k. jk { A} = k+ x jk log + ( n. jk x. jk) j k. jk ij. i. k x n. log n n. jk.. k ij. x i. k n. jk i. k x. jk Para construir os correspondentes testes de quociente de verosimilhanças basta observar que os graus de liberdade (dados por dim( Ω ) dim( ω) ) serão: g { A, C, R} = = 395 g { C, R} = = 393 g { A, R} = = 392 g { A, C} = = 363 g { A} = = 264 g { C} = = 297 g { R} = =
44 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Testes de hipóteses sobre a entrada de clientes encarteirados nas classes Neste caso temos l ˆ = , Ω l ˆ { A, C, R} = 35897, 82 l ˆ { C, R} = , 79 l ˆ { } , A = 66, R l ˆ { R} = 34893, 459 l ˆ { } , A = 33, C l ˆ { } = , C 653 l ˆ { A} = , 557 tendo obtido as estatísticas de teste apresentadas na Tabela 2 Factores Estatística de Teste Graus Liberdade Valor Tabelado Qui Quadrado {A,C,R} 25446, ,346 {C,R} 2523, ,2233 {A,R} 6443, ,646 {R} 5366, ,699 {A,C} 2288, ,427 {C} 2255, ,93 {A} 2279, ,8983 α =,5 Tabela 2 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para as entradas de clientes nas classes São pois rejeitadas todas as hipóteses. 44
45 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Testes de hipóteses sobre a saída de clientes encarteirados nas classes A partir dos dados obtivemos l ˆ = 8566,69 Ω l ˆ { A, C, R} = 9425, 93 l ˆ { } 93453, C = 429, R l ˆ { } 87465, A = 349, R l ˆ { R} = 8628, 823 l ˆ { } 93966, A = 695, C l ˆ { } = 9326, C 854 l ˆ { A} = 87, 24 a partir das quais obtivemos as estatísticas de teste apresentadas na Tabela 3 Factores Estatística de Teste Graus Liberdade Valor Tabelado Qui Quadrado {A,C,R} 779, ,346 {C,R} 5584, ,2233 {A,R} 368, ,646 {R} 24, ,699 {A,C} 66, ,427 {C} 473, ,93 {A} 29, ,8983 α =,5 Tabela 3 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para o abandono de clientes encarteirados nas classes São pois rejeitadas todas as hipóteses. 45
46 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Testes de hipóteses da entrada de clientes não encarteirados nas classes A partir dos dados obtivemos l ˆ = ,669 Ω l ˆ { A, C, R} = 79225, 794 l ˆ { C, R} = 79286, 373 l ˆ { } , A = 74, R l ˆ { } = 78295, R 942 l ˆ { } , A = 4, C l ˆ { } = , C 26 l ˆ { A} = 78549, 942 a partir das quais obtivemos as estatísticas de teste apresentadas na Tabela 4 Factores Estatística de Teste Graus Liberdade Valor Tabelado Qui Quadrado {A,C,R} 28754, ,346 {C,R} 2695, ,2233 {A,R} 28, ,646 {R} 8734, ,699 {A,C} 2286, ,427 {C} 2238, ,93 {A} 5442, ,8983 α =,5 Tabela 4 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para as entradas de clientes não encarteirados nas classes São pois rejeitadas todas as hipóteses. 46
47 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Testes de hipóteses da saída de clientes não encarteirados nas classes A partir dos dados obtivemos l ˆ = 869,48 Ω l ˆ { A, C, R} = , 772 l ˆ { C, R} = 89738, 957 l ˆ { } , A = 55, R l ˆ { } = 86472, R 65 l ˆ { } , A = 745, C l ˆ { C} = , 495 l ˆ { A} = 86444, 77 a partir das quais obtivemos as estatísticas de teste apresentadas na Tabela 5 Factores Estatística de Teste Graus Liberdade Valor Tabelado Qui Quadrado {A,C,R} 7352, ,346 {C,R} 7963, ,2233 {A,R} 955, ,646 {R} 5639, ,699 {A,C} 68734, ,427 {C} 67676, ,93 {A} 528, ,8983 α =,5 Tabela 5 - Testes do Quociente de Verosimilhanças para o abandono de clientes não encarteirados nas classes São pois rejeitadas todas as hipóteses. Os Testes do Qui-Quadrado só dizem se há significância ou não dos conjuntos de factores em análise. 47
48 3. Entradas e saídas de clientes nas classes 3.3. Partição da Variação da Log-Verosimilhança 3.3. Tratamento algébrico Como se viu os Testes de Quociente de Verosimilhanças rejeitaram todas as hipóteses. Isto colocou-nos perante uma situação de, digamos, excesso de informação. Necessitamos pois para cada um dos quatro casos: - entradas de clientes encarteirados - saídas de clientes encarteirados - entradas de clientes não encarteirados - saídas de clientes não encarteirados saber quais os efeitos e interacções relevantes. Utilizamos a palavra relevante pois, por enquanto, a teoria que vamos apresentar se coloca ao nível da Estatística Descritiva já que nos dá a fracção da variação da Log-Verosimilhança atribuível a cada um dos conjuntos de factores. Existe um claro paralelismo entre a técnica que vamos apresentar e a partição da soma de quadrados da ANOVA com cruzamento de factores. Quando se têm L factores com possíveis. L jl níveis teremos n = j l l= j,..., tratamentos Teremos então, ver Fonseca et al (23;26) uma partição ortogonal. R = (h), n h Γ onde indica soma directa ortogonal de sub-espaços e { h; h l =,, l =,..., L} Γ. 48
49 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Em particular, () será o sub-espaço formado pelos vectores com componentes iguais. Assim, dado um vector v cujas componentes têm média v., ter-se-á ν v. 2 = h Γ \ s { } ( h) Com ( h) s o quadrado da norma da projecção ortogonal de v sobre (h). Assim, s ( h) será proporcional à variação nas componentes de v atribuível ao factor ou factores com indíce em: ς ( h) { l : h = } = l Sendo T (h) o vector dos totais das componentes de v correspondentes às combinações de níveis dos factores com indíces em ς ( h) tem-se, ver Fonseca et al (23;26) s( h) = k h ( ) #( ς( h) ς( k) ) T( k) ζ( ) l h j l 2 Inspirando-nos na Análise de Variância podemos dividir s ( h) por d ( h) ( h), para obter um quadrado médio, a dimensão de ( h) qm = s d ( h) ( h) sendo, ver Fonseca et al (23;26) as dimensões dadas por d ( h) = ( ) l ς( h) j l 49
50 3. Entradas e saídas de clientes nas classes No final pode-se calcular os quadrados médios relativos: qmr ( h) = h Γ ( ) ( ) qm h qm h que medirão a relevância dos vários conjuntos de factores. Vamos agora tentar esclarecer a relação entre as abordagens dos Testes de Quociente de Verosimilhanças e a da Partição da Variação do Logaritmo das Verosimilhanças. Representemos por ζ c = { C}. Ora pode mostrar-se que c ζ o complemento de ζ. Por exemplo, para ζ = { A, R}, ter-se-á ( ζ)= ω ( ( ')) c ζ ' ζ ζ, onde indica o complemento ortogonal. As hipóteses para os Testes de Quociente de Verosimilhanças eram da forma: ( ζ) q ω( ζ) H : Agora teriamos as hipóteses: ( ζ) q ( ζ) H : 5
51 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Aplicações Os resultados desta técnica podem ser apresentados num quadro resumo semelhante ao da Análise de Variância. Convirá substituir os vectores h pelos conjuntos ς ( h), ou, aligeirando a escrita, pelos efeitos dos factores indicados pelos seus símbolos, na nossa aplicação: A, C e R e respectivas interacções: AxC, AxR, CxR e AxCxR. 5
52 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Entrada de clientes encarteirados Temos o quadro resumo: Origem da Variação Soma de Quadrados "s(h)" Dimensão Quadrado médio "qm" Quadrado médio relativo "qmr" {A} 26,6 2 8,3,6 {C} 9.3, ,348,946 {A,C} 86, ,399,2 {R} 2.565, ,78,2 {A,R} 59, ,959, {C,R}.598, ,65,2 {A,C,R} 693, ,6, Tabela 6 - Quadro resumo das entradas de clientes encarteirados nas classes Desta tabela resulta o carácter dominante do factor classe, tendo-se graficamente: Clientes Encarteirados Entradas Quadrado Médio Relativo,,8,6,4,2,,946,6,2,2,,2, {A} {C} {A,C} {R} {A,R} {C,R} {A,C,R} Origem da Variação Figura 5 Ajustamento do quadrado médio relativo para as entradas dos clientes encarteirados 52
53 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Saída de clientes encarteirados Temos o quadro resumo: Origem da Variação Soma de Quadrados "s(h)" Dimensão Quadrado médio "qm" Quadrado médio relativo "qmr" {A}.594, ,475,46 {C} 3.57, ,73,826 {A,C} 772,3 6 28,684,24 {R} 568, ,763,3 {A,R} 284, ,449, {C,R} 39,875 96,457, {A,C,R} 248,283 92,293, Tabela 7 - Quadro resumo dos abandonos de clientes encarteirados das classes Desta tabela resulta o carácter dominante do factor classe, tendo-se graficamente: Clientes Encarteirados Saídas Quadrado Médio Relativo,,8,6,4,2,,826,46,24,3,,, {A} {C} {A,C} {R} {A,R} {C,R} {A,C,R} Origem da Variação Figura 6 Ajustamento do quadrado médio relativo para o abandono dos clientes encarteirados 53
54 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Entrada de clientes não encarteirados Temos o quadro resumo: Origem da Variação Soma de Quadrados "s(h)" Dimensão Quadrado médio "qm" Quadrado médio relativo "qmr" {A}.838, ,42,35 {C} 5.954, ,6,779 {A,C} 2.226, ,4,54 {R} 5.893, ,72,27 {A,R} 783,9 64 2,237,2 {C,R}.464,2 96 5,25,2 {A,C,R} 593, ,93, Tabela 8 - Quadro resumo das entradas de clientes não encarteirados nas classes Desta tabela resulta o carácter dominante do factor classe, tendo-se graficamente: Clientes Não Encarteirados Entradas Quadrado Médio Relativo,,8,6,4,2,,779,35,54,27,2,2, {A} {C} {A,C} {R} {A,R} {C,R} {A,C,R} Origem da Variação Figura 7 Ajustamento do quadrado médio relativo para as entradas dos clientes não encarteirados 54
55 3. Entradas e saídas de clientes nas classes Saída de clientes não encarteirados Temos o quadro resumo: Origem da Variação Soma de Quadrados "s(h)" Dimensão Quadrado médio "qm" Quadrado médio relativo "qmr" {A} 389, ,84,9 {C} 6.82, ,838,958 {A,C} 3.52, ,845,27 {R} 2.68, ,84,4 {A,R} 668,87 64,45, {C,R}.93, ,827, {A,C,R} 449, ,339, Tabela 9 - Quadro resumo dos abandonos de clientes não encarteirados das classes Desta tabela resulta o carácter dominante do factor classe, tendo-se graficamente: Clientes Não Encarteirados Saídas Quadrado Médio Relativo,,8,6,4,2,,958,9,27,4,,, {A} {C} {A,C} {R} {A,R} {C,R} {A,C,R} Origem da Variação Figura 8 Ajustamento do quadrado médio relativo para o abandono dos clientes não encarteirados 55
56 3. Entradas e saídas de clientes nas classes 3.4 Comparação das Populações Emparelhadas Atendendo ao emparelhamento vamos comparar, para as diferentes classes, as probabilidades de abandono. Na tabela apresentamos os efectivos e abandonos para as várias classes de clientes encarteirados e não encarteirados: Encarteirados Não Encarteirados Classe s n s n C C C C Tabela Distribuição dos clientes consoante o encarteiramento Para aligeirar a escrita representamos cada uma das classes por n e n2 os números de clientes encarteirados e não encarteirados, por s e s 2 os números de saídas e por p p 2 as probabilidades de saídas. Teremos então que testar a hipótese H = : p p 2 (ou seja, pretendemos testar se as probabilidades de abandono nos clientes encarteirados e não encarteirados são iguais em cada uma das 4 classes) Raciocinando como atrás obtem-se: lˆ ˆ l Ω ω 2 = k+ = s i = k+ s log n + s + s n + n ( n s ) ni s log ni 2 ( s + s ) log + ( n + n s s ) i i 2 n + n log n 2 s + n 2 s 2 56
57 3. Entradas e saídas de clientes nas classes tendo-se a estatística de teste ( lˆ ˆ ) V = l 2 ω Ω Atendendo ao Teorema de Wilks podemos admitir que, quando a hipótese H se verifica, V se distribui como um Qui - Quadrado central com r = dim( Ω) dim( ω) = graus de liberdade. Os resultados obtidos para as diferentes classes estão apresentados na tabela Classes Estatística de Teste Graus Liberdade Valor Tabelado Qui Quadrado 3498,266 3, ,445 3, ,762 3, ,844 3,845 α =,5 Tabela Teste de Quociente de Verosimilhanças para o abandono pelo que todas as hipóteses são rejeitadas. Para completar a análise realizamos uma Partição da Variação do Logaritmo da Verosimilhança. Consideremos agora os factores classe (C) e encarteiramento (E). Obtivemos o seguinte quadro resumo Origem da Variação Soma de Quadrados "s(h)" Graus de liberdade Quadrado médio "qm" Quadrado médio relativo "qmr" {C} 74 37, ,47,25 {E} 6 796, ,535,6 {C,E} , ,69,5 Tabela 2 - Quadro resumo da relevância dos factores classe e encarteiramento no abandono 57
58 3. Entradas e saídas de clientes nas classes que mostra o carácter dominante do factor encarteiramento. O encarteiramento sobrepõe-se à classe na determinação do grau de fidelização dos clientes Conclusão Conclui-se que o factor classe era dominante quer nas entradas quer nos abandonos. Utilizando o emparelhamento das populações constatamos que a existência de gestor de conta fideliza o cliente. Este resultado é extremamente interessante pois vai-nos permitir (i) trabalhar globalmente o conjunto dos clientes sem termos que desagregar os mesmos por regiões, (ii) admitir a homogeneidade das Cadeias de Markov, isto é que as matrizes de probabilidades de transição não variam de ano para ano. 58
59 4. Matrizes de Probabilidade de Transição 4. Matrizes de Probabilidade de Transição 4.. Generalidades Sem medição não há controlo Sem controlo não há evolução Sem avaliação não há melhorias (Juran) No capítulo precedente vimos que podíamos admitir que as probabilidades de abandono não se alteram de ano para ano. Vamos agora ajustar as probabilidades de transição. Faremos esse ajustamento em duas etapas. Na primeira restringiremos a cadeia de Markov aos estados transientes. Dado que estamos a trabalhar com populações abertas e que o estado recorrente corresponde à saída, esta restrição é perfeitamente aceitável. Tornou-se necessário considerar esta etapa para tornar o problema manejável. Na segunda etapa expandiremos a cadeia de Markov, de maneira a incluir o estado recorrente. As matrizes de transição correspondentes a clientes encarteirados e não encarteirados serão trabalhadas em separado. Note-se que, nesta aplicação, um passo corresponderá a um ano para ambas as categorias de clientes. No ajustamento utilizámos os dados referentes às variáveis: z número de clientes que migraram das restantes Classes para a Classe z 2 número de clientes que migraram das restantes Classes para a Classe 2 z 3 número de clientes que migraram das restantes Classes para a Classe 3 z 4 número de clientes que migraram das restantes Classes para a Classe 4 z 5 número de clientes que saíram da Classe para as restantes z 6 número de clientes que saíram da Classe 2 para as restantes 59
60 4. Matrizes de Probabilidade de Transição z 7 número de clientes que saíram da Classe 3 para as restantes z 8 número de clientes que saíram da Classe 4 para as restantes procurando realizar, a partir dos mesmos, um ajustamento, pelo Método de Mínimos Quadrados dos valores das probabilidades de transição Ajustamento Sendo w, o número de clientes que passaram da classe i para a classe j i j tem-se: w w w w 2,,2,3,4 + w + w + w + w 3, 3,2 2,3 2,4 + w + w + w + w 4, 4,2 4,3 3,4 = z = z = z = z bem como, w w w w,2 2, 3, 4, + w + w + w + w,3 2,3 3,2 4,2 + w + w + w + w,4 2,4 3,4 4,3 = z 5 = z = z 7 = z 6 8 6
61 4. Matrizes de Probabilidade de Transição 6 Estas equações constituem um sistema com matriz = X Para ajustar o vector w, utilizamos o método dos mínimos quadrados, obtendo, ver Mexia (995, pgs. 57 a 6) z X X X w t t + = ) ( ~ e + G a inversa de Moore - Penrose de G, X X G t = com z o vector com componentes z,., z 8 Ora, ver Mexia (995, pg. 3) L r r L D X X l t t ),..., ( ) ( + = com ),..., ( l r r os valores próprios não nulos de X X t e L uma matriz cujos vectores linha são os vectores próprios de X X t associados a esses valores próprios. Podemos agora utilizar os estimadores:,.,, ~ ~ i j i j i w w p =, i=, 4, j =,,4
62 4. Matrizes de Probabilidade de Transição com 4 = j = w ~ ~, i =,, 4 i,. w i, j 4.3. Resultados obtidos Utilizando-se a técnica atrás descrita obteve-se: ~ p ~ P = M ~ p, 4, L L ~ p,4 M ~ p 4,4 A matriz de transição ajustada para os clientes encarteirados em gestor é,976 ~,79 P =,38,277,4932,78987,7,327,936,442,76954,2347,246,552,237,788 e a matriz de transição ajustada para os clientes não encarteirados em gestor é ~ P *,6394,5472 =,2482,33452,86438,33968,488,2633,576,63549,294,
63 4. Matrizes de Probabilidade de Transição No esquema que se segue, estão esquematizadas as probabilidades de transição entre os quatro estados dos clientes encarteirados. Admitimos que os quatro estados E, E 2, E 3 e E 4, correspondem às quatro classes C, C2, C3 e C4.,9,79,,49,9,3,3,,5,24,,4,23,2,77,72 Figura 9 - Probabilidades de transição dos clientes encarteirados entre os quatro estados Desta forma, para a população de clientes encarteirado em gestor, constatamos que: 9,7% dos clientes da classe C mantiveram-se na classe;,9% dos clientes da classe C passaram para a classe C3; 4,9% dos clientes da classe C passaram para a classe C2; 2,4% dos clientes da classe C passaram para a classe C4; 77,% dos clientes da classe C3 mantiveram-se na classe;,3% dos clientes da classe C3 passaram para a classe C;,7% dos clientes da classe C3 passaram para a classe C2; 2,% dos clientes da classe C3 passaram para a classe C4; 63
64 4. Matrizes de Probabilidade de Transição 79,% dos clientes da classe C2 mantiveram-se na classe;,% dos clientes da classe C2 passaram para a classe C; 4,4 % dos clientes da classe C2 passaram para a classe C3; 5,5% dos clientes da classe C2 passaram para a classe C4; 7,8% dos clientes da classe C4 mantiveram-se na classe; 2,7% dos clientes da classe C4 passaram para a classe C; 2,3% dos clientes da classe C4 passaram para a classe C3; 3,% dos clientes da classe C4 passaram para a classe C2; No esquema que se segue, estão esquematizadas as probabilidade de transição entre os quatro estados dos clientes não encarteirados em gestor. Admitimos que os quatro estados E, E 2, E 3 e E 4 correspondem às quatro classes C, C2, C3 e C4.,64,86,5,27,33,5,3,3,34,5,63,98 Figura Probabilidades de transição dos clientes não encarteirados entre os quatro estados 64