Introdução
Sistema de Gestão Orçamentária Inteligente para a Universidade Federal de Jataí
Informações Gerais
- Projeto: Distribuição Orçamentária para Unidades Acadêmicas: Uma Aplicação na Universidade Federal de Jataí
- Repositório GitHub: Frontend, Backend
- Plataforma Ativa: https://pfc.heinrik.dev
- API Backend: https://api-pfc.heinrik.dev
- Documentação API: Swagger UI
- Autor:
- Orientador: Prof. Dr. Marcos Wagner de Souza Ribeiro
- Instituição: Universidade Federal de Jataí (UFJ) - Instituto de Ciências Exatas e Tecnológicas (ICET)
Contexto
Modernização da gestão orçamentária universitária através de tecnologias emergentes.
Problema
A gestão orçamentária nas Instituições Federais de Ensino Superior (IFES) enfrenta desafios significativos relacionados à distribuição equitativa de recursos limitados entre diferentes unidades acadêmicas. A Universidade Federal de Jataí, como uma das mais novas universidades federais do país (criada em 2018), precisa otimizar a aplicação de seus recursos considerando suas características específicas como instituição multicampi com oito unidades acadêmicas distintas.
Os métodos tradicionais de distribuição orçamentária baseiam-se em planilhas manuais e critérios historicamente estabelecidos, sem incorporar análises preditivas ou insights automatizados que poderiam auxiliar na tomada de decisões estratégicas. Isso resulta em processos demorados, propensos a erros humanos e com limitada capacidade de simulação de cenários alternativos.
Objetivos
Objetivo Geral: Desenvolver um modelo de matriz técnica de distribuição de recursos orçamentários para a Universidade Federal de Jataí, implementado através de uma plataforma web integrada com inteligência artificial, capaz de gerar análises automatizadas para apoio à tomada de decisões na gestão orçamentária universitária.
Objetivos Específicos:
- Analisar a estrutura orçamentária atual da UFJ e seus mecanismos de distribuição interna de recursos
- Desenvolver uma matriz técnica adaptada às especificidades da UFJ, considerando sua configuração multicampi
- Implementar uma plataforma web interativa que permita visualização, simulação e análise da distribuição orçamentária
- Integrar algoritmos de inteligência artificial para geração de insights automatizados sobre padrões orçamentários
- Validar o modelo proposto por meio de simulações baseadas em dados históricos da universidade
Justificativa
A importância desta pesquisa fundamenta-se na necessidade crescente de transparência e eficiência na gestão de recursos públicos, especialmente no contexto educacional. A UFJ, como universidade jovem, possui oportunidade única de implementar processos modernos desde sua consolidação institucional.
A integração de tecnologias de inteligência artificial em processos de gestão universitária representa tendência mundial, oferecendo possibilidades de análises mais sofisticadas e democratização do acesso a insights complexos. O desenvolvimento de ferramentas específicas para o contexto brasileiro pode servir como modelo para outras IFES que enfrentam desafios similares.
Os benefícios esperados incluem redução significativa do tempo necessário para análises orçamentárias (de dias para minutos), maior precisão nos cálculos, capacidade de simulação de múltiplos cenários e geração automática de relatórios executivos com recomendações contextualizadas.
Público-alvo
O sistema foi projetado para atender diferentes perfis de usuários na UFJ:
- Gestores da PROAD: Responsáveis diretos pela distribuição orçamentária, necessitam de ferramentas robustas para análises complexas e geração de relatórios oficiais
- Diretores de Unidades Acadêmicas: Interessados em compreender os critérios de distribuição e simular cenários que beneficiem suas unidades
- Servidores Técnicos: Especialistas em dados que executam cálculos e validações, necessitam de interfaces eficientes para manipulação de grandes volumes de informações
- Reitoria e Órgãos Colegiados: Tomadores de decisão que necessitam de informações sintéticas e fundamentadas para aprovação de políticas orçamentárias
O sistema considera diferentes níveis de expertise técnica, oferecendo interfaces intuitivas para usuários iniciantes e funcionalidades avançadas para especialistas em gestão orçamentária.
Concepção (Design Thinking)
Processo de discovery centrado no usuário para desenvolvimento da solução.
O processo de Design Thinking foi aplicado para compreender profundamente as necessidades dos gestores universitários e desenvolver uma solução verdadeiramente útil.
Processo de Design Thinking
O desenvolvimento seguiu metodologia ágil baseada em Design Thinking, priorizando entendimento das necessidades reais dos gestores da UFJ.
Apresenta o processo de Design Thinking realizado e documentado, incluindo: (1) análise de stakeholders, (2) personas identificadas, (3) mapeamento de necessidades e (4) processo de ideação com priorização de funcionalidades.
Etapas do Processo:
- Empatizar: Entrevistas com gestores da PROAD e diretores de unidades para compreender dores e necessidades atuais
- Definir: Mapeamento dos principais desafios: morosidade dos processos, dificuldade de simulação de cenários e falta de insights automatizados
- Idealizar: Brainstorming de soluções tecnológicas, resultando na proposta de plataforma web com IA
- Prototipar: Desenvolvimento iterativo com validações constantes junto aos stakeholders
- Testar: Testes de usabilidade e validação com dados reais da UFJ
Especificações do Projeto
Requisitos funcionais e não funcionais baseados nas necessidades identificadas.
Os requisitos foram priorizados com base na frequência de uso e impacto nas atividades dos gestores universitários.
Histórias de Usuários
Histórias baseadas em entrevistas com diferentes perfis de usuários da UFJ:
As histórias foram organizadas por perfil de usuário e priorizadas conforme critérios de valor de negócio e complexidade técnica.
EU COMO...PERSONA |
QUERO/PRECISO...FUNCIONALIDADE |
PARA...MOTIVO/VALOR |
---|---|---|
Gestor da PROAD | Calcular a distribuição orçamentária automaticamente | Reduzir tempo de processamento de dias para minutos |
Diretor de Unidade | Simular diferentes cenários de alocação | Compreender impacto de mudanças nos critérios |
Servidor Técnico | Exportar relatórios em múltiplos formatos | Facilitar integração com outros sistemas |
Reitor | Visualizar insights gerados por IA | Fundamentar decisões estratégicas com análises automatizadas |
Requisitos
Especificação detalhada dos requisitos funcionais e não funcionais:
Os requisitos foram validados através de protótipos iterativos e feedback contínuo dos stakeholders.
Requisitos Funcionais
ID | Descrição do Requisito | Prioridade |
---|---|---|
RF-001 | Calcular distribuição orçamentária baseada na Matriz OCC adaptada | ALTA |
RF-002 | Gerar insights automatizados usando inteligência artificial | ALTA |
RF-003 | Simular múltiplos cenários de distribuição | ALTA |
RF-004 | Exportar relatórios em PDF, Excel e CSV | MÉDIA |
RF-005 | Gerenciar usuários com controle de acesso baseado em roles | MÉDIA |
Requisitos Não-Funcionais
ID | Descrição do Requisito | Prioridade |
---|---|---|
RNF-001 | Sistema deve ser responsivo para dispositivos móveis e tablets | ALTA |
RNF-002 | Tempo de resposta dos cálculos deve ser inferior a 3 segundos | ALTA |
RNF-003 | Sistema deve suportar até 50 usuários simultâneos | MÉDIA |
RNF-004 | Deve manter 99% de disponibilidade durante horário comercial | MÉDIA |
Projeto de Interface
Design centrado no usuário com foco em usabilidade e acessibilidade.
As interfaces foram projetadas seguindo princípios de Material Design, garantindo consistência visual e facilidade de uso.
Protótipo Interativo
A plataforma está disponível para teste em:
O protótipo permite navegação completa pelas funcionalidades principais e está hospedado em infraestrutura de produção.
Acesso à Plataforma: https://pfc.heinrik.dev
Fluxos de Usuário Implementados:
- Login/Cadastro de usuários
- Dashboard principal com métricas em tempo real
- Configuração de parâmetros da matriz orçamentária
- Simulação de cenários alternativos
- Geração de relatórios com insights de IA
- Gestão de unidades acadêmicas
Componentes da Interface
Interface construída com Material-UI garantindo acessibilidade e responsividade:
Todos os componentes seguem diretrizes WCAG 2.1 para acessibilidade e são responsivos para diferentes tamanhos de tela.
- Dashboard Principal: Visão geral com gráficos interativos e métricas-chave
- Calculadora de Matriz: Interface para configuração de pesos e visualização de resultados
- Simulador de Cenários: Ferramenta para teste de múltiplas configurações
- Análise com IA: Interface para interação com insights automatizados
- Gestão de Dados: CRUD completo para unidades acadêmicas
- Relatórios: Geração e exportação de documentos
Metodologia
Desenvolvimento ágil com práticas modernas de DevOps e integração contínua.
Metodologia baseada em Scrum com sprints quinzenais, priorizando entrega contínua de valor e feedback rápido dos stakeholders.
Ferramentas
Stack tecnológico moderno escolhido por performance, escalabilidade e manutenibilidade:
Todas as ferramentas foram selecionadas considerando compatibilidade, curva de aprendizado e suporte da comunidade.
Ambiente | Plataforma | Link de Acesso |
---|---|---|
Frontend | Next.js 14 + Material-UI | https://pfc.heinrik.dev |
Backend API | Java Spring Boot + PostgreSQL | https://api-pfc.heinrik.dev |
Documentação API | Swagger/OpenAPI | Swagger UI |
Repositório Frontend | GitHub | GitHub Frontend |
Repositório Backend | GitHub | GitHub Backend |
Hospedagem Frontend | Firebase Hosting | Firebase |
Inteligência Artificial | OpenAI GPT-4 + DeepSeek | OpenAI |
Monitoramento | Prometheus + Grafana | Dashboards internos |
CI/CD | GitHub Actions | Pipelines automatizados |
Documentação API | Swagger/OpenAPI | Documentação automática |
Gestão do Projeto
Metodologia ágil com sprints quinzenais e entregas incrementais:
O projeto seguiu metodologia Scrum adaptada para desenvolvimento acadêmico, com validações constantes junto aos stakeholders da UFJ.
Organização do Projeto:
- Product Owner: Eduardo Henrique (desenvolvedor/pesquisador)
- Orientador: Prof. Dr. Marcos Wagner de Souza Ribeiro
- Stakeholders: Gestores da PROAD-UFJ e diretores de unidades
- Metodologia: Scrum com sprints de 2 semanas
Sprints Realizados:
- Sprint 1-2: Autenticação e autorização de usuários
- Sprint 3-4: Módulo de cálculo da matriz orçamentária
- Sprint 5-6: Integração com inteligência artificial
- Sprint 7-8: Dashboard e visualizações interativas
- Sprint 9-10: Testes, refinamentos e deploy em produção
Kanban Board:
Gestão de tarefas através de GitHub Projects com colunas: Backlog, In Progress, Review, Testing, Done
Controle de Versão
Estratégia GitFlow com deploy automatizado e integração contínua:
Adoção de práticas modernas de versionamento com branches protegidas, pull requests obrigatórios e testes automatizados.
Estrutura de Branches:
- main: Código em produção, sempre estável
- develop: Branch de desenvolvimento com features integradas
- feature/*: Branches para desenvolvimento de funcionalidades específicas
- hotfix/*: Correções urgentes para produção
Pipeline CI/CD:
- Push para branch → GitHub Actions executa testes automatizados
- Pull Request → Code review + aprovação obrigatória
- Merge para main → Deploy automático para produção
- Monitoramento → Métricas de saúde e performance
Práticas de Qualidade:
- Cobertura de testes: 87%
- Análise estática com SonarQube
- Versionamento semântico
- Conventional commits
Solução
Plataforma web completa integrada com inteligência artificial para gestão orçamentária universitária.
Sistema moderno que combina algoritmos matemáticos precisos com interfaces intuitivas e insights automatizados de IA.
Acesso à Plataforma
Sistema em produção disponível para demonstração e testes:
A plataforma está hospedada em infraestrutura de produção e pode ser acessada para demonstração completa das funcionalidades.
🚀 Sistema em Produção
Acesse todas as funcionalidades:
Sistema responsivo - funciona em desktop, tablet e mobile
Funcionalidades
Módulos integrados que cobrem todo o ciclo de gestão orçamentária:
Cada funcionalidade foi desenvolvida baseada em necessidades reais identificadas junto aos gestores da UFJ.
Dashboard Principal
Visão geral com métricas em tempo real das 8 unidades acadêmicas da UFJ
- Acesso: Página principal após login autenticado
- Funcionalidades:
- Visualização da distribuição orçamentária atual
- Gráficos interativos com ApexCharts
- Métricas consolidadas (maior unidade, menor unidade, amplitude)
- Filtros e ordenação em tempo real
Calculadora de Matriz Orçamentária
Algoritmo baseado na Matriz OCC adaptado para especificidades da UFJ
- Funcionalidades:
- Configuração de pesos para diferentes indicadores
- Cálculo automático de alunos equivalentes
- Algoritmo de correção de percentual mínimo
- Redistribuição proporcional automática
- Resultados em tempo real com validação
Análise Inteligente com IA
Integração com OpenAI GPT-4 e DeepSeek para insights automatizados
- Funcionalidades:
- Análise contextualizada da distribuição atual
- Identificação de padrões e anomalias
- Recomendações de ajustes de pesos
- Geração de cenários alternativos
- Relatórios executivos automatizados
Simulação de Cenários
Ferramenta para teste de múltiplas configurações antes da implementação
- Funcionalidades:
- Múltiplos cenários simultâneos
- Comparação lado a lado
- Análise de sensibilidade automática
- Exportação de resultados
- Histórico de simulações
Gestão de Unidades Acadêmicas
CRUD completo para manutenção dos dados das 8 unidades da UFJ
- Funcionalidades:
- Cadastro e edição de unidades
- Importação/exportação em lote
- Validação de dados em tempo real
- Histórico de alterações
- Backup automático
Sistema de Usuários
Controle de acesso baseado em roles (RBAC) para diferentes perfis
- Perfis Disponíveis:
- ADMIN: Acesso completo ao sistema
- MODERADOR: Gestão de dados e análises
- USER: Visualização e simulações básicas
Estruturas de Dados
Modelo de dados otimizado para performance e consistência:
Estruturas baseadas em PostgreSQL com relacionamentos bem definidos e validações de integridade.
Estrutura de Dados - Unidades Acadêmicas
Entidade principal contendo todos os indicadores para cálculo da matriz
{ "id": "uuid-v4", "sigla": "ICA", "unidade": "Instituto de Ciências Agrárias", "alunosMatGrad": 814, "alunosMatPos": 65, "alunosEquivalentes": 1573, "docentes": 55, "rap": 14.80, "laboratorios": 39, "cargaHoraria": 9335, "pesquisaProjetos": 94, "pesquisaExtensao": 64, "conceito": 3.5, "createdAt": "2025-01-01T00:00:00Z", "updatedAt": "2025-01-01T00:00:00Z" }
Estrutura de Dados - Usuários
Sistema de autenticação com controle de acesso baseado em roles
{ "id": "uuid-v4", "nome": "Eduardo Henrique", "email": "admin@ufj.edu.br", "password": "hash-bcrypt", "roles": ["ADMIN"], "status": "ATIVO", "createdAt": "2025-01-01T00:00:00Z", "lastActivity": "2025-01-15T10:30:00Z" }
Estrutura de Dados - Análise de IA
Resultado das análises geradas pelos modelos de inteligência artificial
{ "id": "uuid-v4", "userId": "uuid-user", "modelo": "gpt-4-turbo", "prompt": "Analise a distribuição orçamentária...", "resultado": { "insights": ["Maior concentração no ICA", "Oportunidade no IGEO"], "recomendacoes": ["Aumentar peso da pesquisa", "Revisar critérios"], "metricas": { "amplitude": 23.51, "desvio": 8.2 } }, "createdAt": "2025-01-15T10:30:00Z" }
Módulos e APIs
Arquitetura de microserviços com APIs RESTful documentadas:
APIs desenvolvidas seguindo padrões REST com documentação automática via Swagger/OpenAPI.
APIs REST Documentadas:
APIs desenvolvidas seguindo padrões REST com documentação automática via Swagger/OpenAPI.
Principais Endpoints:
POST /api/v1/autenticacao/entrar
- Login de usuáriosGET /api/v1/unidades
- Listar unidades acadêmicasPOST /api/v1/matriz/calcular
- Calcular distribuição orçamentáriaPOST /api/v1/ia/analise
- Gerar análise com IAPOST /api/v1/matriz/cenarios
- Simular cenários alternativos
- Spring Boot 3.x: Framework principal do backend
- Spring Security: Autenticação JWT e autorização RBAC
- Spring Data JPA: Persistência com PostgreSQL
- Swagger/OpenAPI: Documentação automática de APIs
- Micrometer + Prometheus: Métricas e monitoramento
Frontend Libraries:
- Next.js 14: Framework React com SSR/SSG
- Material-UI (MUI) 5.14: Biblioteca de componentes
- ApexCharts: Gráficos interativos e responsivos
- SWR: Cache e sincronização de dados
- React Hook Form: Gerenciamento de formulários
Inteligência Artificial:
- OpenAI GPT-4: Modelo principal para análises gerais
- DeepSeek: Modelo especializado em análises financeiras
- WebClient (Spring): Cliente HTTP reativo para APIs de IA
- Resilience4j: Circuit breaker e retry patterns
Infraestrutura:
- PostgreSQL 14: Banco de dados principal
- Docker: Containerização de microserviços
- GitHub Actions: CI/CD pipeline
- Firebase Hosting: Hospedagem do frontend
- Grafana + Prometheus: Monitoramento e observabilidade
FAQ
Perguntas frequentes sobre o sistema de gestão orçamentária da UFJ.
Respostas baseadas em dúvidas reais coletadas durante o desenvolvimento e testes com usuários.
Referências Bibliográficas
Fundamentos teóricos e técnicos que embasaram o desenvolvimento da solução.
Referências organizadas por área do conhecimento: gestão universitária, tecnologias de IA e desenvolvimento web moderno.
Gestão Orçamentária Universitária
- BRASIL. Decreto nº 7.233, de 19 de julho de 2010. Dispõe sobre procedimentos orçamentários e financeiros relacionados à autonomia universitária.
- MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Portaria MEC nº 651, de 24 de julho de 2013. Institucionaliza a Matriz OCC.
- BOTELHO, G. C. Modelo de matriz técnica de distribuição de recursos orçamentários na área acadêmica da UFV. 2024.
- SILVA, F. V. R. S. da. Configuração institucional do processo orçamentário nas IFES: o caso da Universidade de Brasília. 2020.
Inteligência Artificial e Análise de Dados
- ROMERO, C.; VENTURA, S. Educational data mining and learning analytics: An updated survey. 2020.
- BAKER, R. S. J. d.; SIEMENS, G. Educational data mining and learning analytics. 2014.
- JURAFSKY, D.; MARTIN, J. H. Speech and Language Processing. 2nd ed. 2009.
Desenvolvimento de Software e Arquitetura
- RICHARDSON, C. Microservices Patterns: With Examples in Java. Manning Publications, 2018.
- VERNON, V. Domain-Driven Design Distilled. Addison-Wesley Professional, 2019.
- WALLS, C. Spring in Action. Manning, 2011.
- HUMBLE, J.; FARLEY, D. Continuous Delivery: Reliable Software Releases. 2010.
Tecnologias Frontend e UX
- FEW, S. Information Dashboard Design: The Effective Visual Communication of Data. O'Reilly Media, 2009.
- HEER, J.; SHNEIDERMAN, B. Interactive dynamics for visual analysis. Communications of the ACM, 2012.
- LERNER, A. Performance optimization in react and next.js applications. 2022.
DevOps e Monitoramento
- BURNS, B.; MAJORS, C.; FONG-JONES, L. Observability Engineering: Achieving Production Excellence. O'Reilly Media, 2020.
- MERKEL, D. Docker: Lightweight linux containers for consistent development and deployment. Linux Journal, 2014.
- POULTON, N. Docker Deep Dive. 2025 edition.