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| 1 |
+
import streamlit as st
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| 2 |
+
import pandas as pd
|
| 3 |
+
import numpy as np
|
| 4 |
+
import plotly.express as px
|
| 5 |
+
import plotly.graph_objects as go
|
| 6 |
+
import matplotlib.pyplot as plt
|
| 7 |
+
import shap
|
| 8 |
+
from sklearn.model_selection import train_test_split
|
| 9 |
+
from sklearn.preprocessing import StandardScaler, OneHotEncoder
|
| 10 |
+
from sklearn.impute import SimpleImputer
|
| 11 |
+
from sklearn.metrics import confusion_matrix, accuracy_score, recall_score, precision_score, roc_auc_score
|
| 12 |
+
from sklearn.cluster import KMeans, DBSCAN
|
| 13 |
+
from sklearn.decomposition import PCA
|
| 14 |
+
from xgboost import XGBClassifier
|
| 15 |
+
from imblearn.over_sampling import SMOTE
|
| 16 |
+
import warnings
|
| 17 |
+
|
| 18 |
+
# Configuração da Página
|
| 19 |
+
st.set_page_config(page_title="CrediFast - Risco de Crédito", layout="wide", page_icon="💰")
|
| 20 |
+
st.set_option('deprecation.showPyplotGlobalUse', False)
|
| 21 |
+
warnings.filterwarnings('ignore')
|
| 22 |
+
|
| 23 |
+
# Título e Cabeçalho
|
| 24 |
+
st.title("💰 CrediFast: Sistema Inteligente de Risco de Crédito")
|
| 25 |
+
st.markdown("---")
|
| 26 |
+
|
| 27 |
+
# --- FUNÇÕES DE CACHE (Para performance) ---
|
| 28 |
+
|
| 29 |
+
@st.cache_data
|
| 30 |
+
def carregar_dados(uploaded_file):
|
| 31 |
+
if uploaded_file is not None:
|
| 32 |
+
df = pd.read_csv(uploaded_file)
|
| 33 |
+
else:
|
| 34 |
+
# Tenta carregar localmente se nenhum arquivo for enviado
|
| 35 |
+
try:
|
| 36 |
+
df = pd.read_csv('credit_risk_dataset.csv')
|
| 37 |
+
except:
|
| 38 |
+
return None
|
| 39 |
+
return df
|
| 40 |
+
|
| 41 |
+
@st.cache_data
|
| 42 |
+
def processar_dados(df):
|
| 43 |
+
# 1. Limpeza
|
| 44 |
+
df = df.drop_duplicates()
|
| 45 |
+
|
| 46 |
+
# 2. Separação
|
| 47 |
+
target = 'loan_status'
|
| 48 |
+
X = df.drop(columns=[target])
|
| 49 |
+
y = df[target]
|
| 50 |
+
|
| 51 |
+
# 3. Tratamento de Nulos e Encoding
|
| 52 |
+
# Numéricas
|
| 53 |
+
num_cols = X.select_dtypes(include=['number']).columns.tolist()
|
| 54 |
+
imputer_num = SimpleImputer(strategy='median')
|
| 55 |
+
X[num_cols] = imputer_num.fit_transform(X[num_cols])
|
| 56 |
+
|
| 57 |
+
# Categóricas - OneHot Manual para garantir consistência
|
| 58 |
+
X = pd.get_dummies(X, drop_first=True)
|
| 59 |
+
X = X.fillna(0)
|
| 60 |
+
|
| 61 |
+
return X, y, df # Retorna df original limpo para visualização
|
| 62 |
+
|
| 63 |
+
@st.cache_resource
|
| 64 |
+
def treinar_modelo(X, y):
|
| 65 |
+
# Split
|
| 66 |
+
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.2, random_state=42, stratify=y)
|
| 67 |
+
|
| 68 |
+
# SMOTE
|
| 69 |
+
smote = SMOTE(random_state=42)
|
| 70 |
+
X_train_bal, y_train_bal = smote.fit_resample(X_train, y_train)
|
| 71 |
+
|
| 72 |
+
# Scaling (necessário para Clusters, opcional para XGBoost mas bom para padronizar)
|
| 73 |
+
scaler = StandardScaler()
|
| 74 |
+
X_train_scaled = scaler.fit_transform(X_train_bal)
|
| 75 |
+
X_test_scaled = scaler.transform(X_test)
|
| 76 |
+
|
| 77 |
+
# Recuperar nomes das colunas para interpretabilidade
|
| 78 |
+
feature_names = X.columns.tolist()
|
| 79 |
+
X_train_final = pd.DataFrame(X_train_scaled, columns=feature_names)
|
| 80 |
+
X_test_final = pd.DataFrame(X_test_scaled, columns=feature_names)
|
| 81 |
+
|
| 82 |
+
# Treinamento XGBoost
|
| 83 |
+
model = XGBClassifier(use_label_encoder=False, eval_metric='logloss', random_state=42)
|
| 84 |
+
model.fit(X_train_final, y_train_bal)
|
| 85 |
+
|
| 86 |
+
return model, scaler, X_test_final, y_test, X_train_final, feature_names
|
| 87 |
+
|
| 88 |
+
# --- SIDEBAR (Upload e Simulador) ---
|
| 89 |
+
st.sidebar.header("📂 Configuração")
|
| 90 |
+
uploaded_file = st.sidebar.file_uploader("Upload do CSV (credit_risk_dataset.csv)", type="csv")
|
| 91 |
+
|
| 92 |
+
df_raw = carregar_dados(uploaded_file)
|
| 93 |
+
|
| 94 |
+
if df_raw is not None:
|
| 95 |
+
# Processamento
|
| 96 |
+
with st.spinner('Processando dados e treinando modelo...'):
|
| 97 |
+
X, y, df_clean = processar_dados(df_raw)
|
| 98 |
+
model, scaler, X_test, y_test, X_train, feature_names = treinar_modelo(X, y)
|
| 99 |
+
|
| 100 |
+
st.sidebar.success("Modelo Treinado!")
|
| 101 |
+
|
| 102 |
+
# Simulador (Bônus)
|
| 103 |
+
st.sidebar.markdown("---")
|
| 104 |
+
st.sidebar.subheader("🎲 Simulador de Crédito")
|
| 105 |
+
st.sidebar.info("Simule um perfil para ver a probabilidade de calote.")
|
| 106 |
+
|
| 107 |
+
# Inputs do Simulador (Principais features)
|
| 108 |
+
sim_income = st.sidebar.number_input("Renda Anual", value=50000)
|
| 109 |
+
sim_age = st.sidebar.number_input("Idade", value=25)
|
| 110 |
+
sim_loan = st.sidebar.number_input("Valor do Empréstimo", value=10000)
|
| 111 |
+
sim_int_rate = st.sidebar.number_input("Taxa de Juros (%)", value=10.0)
|
| 112 |
+
sim_emp_length = st.sidebar.number_input("Anos de Emprego", value=2)
|
| 113 |
+
|
| 114 |
+
# Botão Simular
|
| 115 |
+
if st.sidebar.button("Calcular Risco"):
|
| 116 |
+
# Lógica simplificada de simulação (cria um vetor zerado e preenche o que temos)
|
| 117 |
+
input_data = pd.DataFrame(0, index=[0], columns=feature_names)
|
| 118 |
+
input_data['person_income'] = sim_income
|
| 119 |
+
input_data['person_age'] = sim_age
|
| 120 |
+
input_data['loan_amnt'] = sim_loan
|
| 121 |
+
input_data['loan_int_rate'] = sim_int_rate
|
| 122 |
+
input_data['person_emp_length'] = sim_emp_length
|
| 123 |
+
input_data['loan_percent_income'] = sim_loan / sim_income if sim_income > 0 else 0
|
| 124 |
+
|
| 125 |
+
# Escalonar
|
| 126 |
+
input_scaled = scaler.transform(input_data)
|
| 127 |
+
prob = model.predict_proba(input_scaled)[0][1]
|
| 128 |
+
|
| 129 |
+
if prob > 0.5:
|
| 130 |
+
st.sidebar.error(f"🔴 Risco Alto: {prob:.1%} de chance de Default")
|
| 131 |
+
else:
|
| 132 |
+
st.sidebar.success(f"🟢 Aprovado: {prob:.1%} de chance de Default")
|
| 133 |
+
|
| 134 |
+
# --- TABS DO DASHBOARD ---
|
| 135 |
+
tab1, tab2, tab3, tab4, tab5 = st.tabs([
|
| 136 |
+
"📊 Diagnóstico",
|
| 137 |
+
"🤖 Performance do Modelo",
|
| 138 |
+
"🧠 Explicabilidade (SHAP)",
|
| 139 |
+
"🧩 Segmentação (Clusters)",
|
| 140 |
+
"📝 Relatório Gerencial"
|
| 141 |
+
])
|
| 142 |
+
|
| 143 |
+
# TAB 1: Diagnóstico
|
| 144 |
+
with tab1:
|
| 145 |
+
st.subheader("Análise Exploratória Inicial")
|
| 146 |
+
col1, col2 = st.columns(2)
|
| 147 |
+
|
| 148 |
+
with col1:
|
| 149 |
+
st.markdown("**Proporção de Inadimplência (Original)**")
|
| 150 |
+
fig_pie = px.pie(names=['Good (0)', 'Bad (1)'],
|
| 151 |
+
values=y.value_counts().values,
|
| 152 |
+
color_discrete_sequence=['blue', 'red'])
|
| 153 |
+
st.plotly_chart(fig_pie, use_container_width=True)
|
| 154 |
+
|
| 155 |
+
with col2:
|
| 156 |
+
st.markdown("**Distribuição de Renda vs Empréstimo**")
|
| 157 |
+
fig_scatter = px.scatter(df_clean.head(1000), x='person_income', y='loan_amnt',
|
| 158 |
+
color=y.head(1000).astype(str),
|
| 159 |
+
color_discrete_map={'0': 'blue', '1': 'red'},
|
| 160 |
+
title="Amostra de 1000 clientes")
|
| 161 |
+
st.plotly_chart(fig_scatter, use_container_width=True)
|
| 162 |
+
|
| 163 |
+
st.warning("Nota: Foi aplicado SMOTE (Balanceamento) nos dados de treino para corrigir a desproporção vista acima.")
|
| 164 |
+
|
| 165 |
+
# TAB 2: Performance
|
| 166 |
+
with tab2:
|
| 167 |
+
st.subheader("Avaliação do Modelo Vencedor (XGBoost)")
|
| 168 |
+
|
| 169 |
+
y_pred = model.predict(X_test)
|
| 170 |
+
y_proba = model.predict_proba(X_test)[:, 1]
|
| 171 |
+
|
| 172 |
+
m1, m2, m3, m4 = st.columns(4)
|
| 173 |
+
m1.metric("AUC Score", f"{roc_auc_score(y_test, y_proba):.3f}")
|
| 174 |
+
m2.metric("Recall (Segurança)", f"{recall_score(y_test, y_pred):.3f}")
|
| 175 |
+
m3.metric("Precisão", f"{precision_score(y_test, y_pred):.3f}")
|
| 176 |
+
m4.metric("Acurácia", f"{accuracy_score(y_test, y_pred):.3f}")
|
| 177 |
+
|
| 178 |
+
st.markdown("### Matriz de Confusão")
|
| 179 |
+
cm = confusion_matrix(y_test, y_pred)
|
| 180 |
+
fig_cm = px.imshow(cm, text_auto=True, color_continuous_scale='Blues',
|
| 181 |
+
labels=dict(x="Predito", y="Real", color="Qtd"),
|
| 182 |
+
x=['Good', 'Bad'], y=['Good', 'Bad'])
|
| 183 |
+
st.plotly_chart(fig_cm)
|
| 184 |
+
|
| 185 |
+
# TAB 3: SHAP
|
| 186 |
+
with tab3:
|
| 187 |
+
st.subheader("Por que o modelo toma essas decisões?")
|
| 188 |
+
|
| 189 |
+
# Calcular SHAP (Cacheando se possível, mas aqui faremos direto para simplificar a demo)
|
| 190 |
+
explainer = shap.TreeExplainer(model)
|
| 191 |
+
shap_values = explainer.shap_values(X_test)
|
| 192 |
+
|
| 193 |
+
st.markdown("**1. Visão Global (Quais variáveis importam mais?)**")
|
| 194 |
+
st.pyplot(shap.summary_plot(shap_values, X_test, show=False))
|
| 195 |
+
|
| 196 |
+
st.markdown("---")
|
| 197 |
+
st.markdown("**2. Visão Local (Análise caso a caso)**")
|
| 198 |
+
|
| 199 |
+
# Seletor de índice
|
| 200 |
+
idx = st.number_input("Selecione o ID do Cliente para auditar:", min_value=0, max_value=len(X_test)-1, value=0)
|
| 201 |
+
|
| 202 |
+
real_val = y_test.iloc[idx]
|
| 203 |
+
pred_val = y_pred[idx]
|
| 204 |
+
st.write(f"Cliente ID {idx} | Real: {'Bad' if real_val==1 else 'Good'} | Predito: {'Bad' if pred_val==1 else 'Good'}")
|
| 205 |
+
|
| 206 |
+
# Waterfall Plot
|
| 207 |
+
fig_waterfall = plt.figure()
|
| 208 |
+
shap.plots.waterfall(shap.Explanation(values=shap_values[idx],
|
| 209 |
+
base_values=explainer.expected_value,
|
| 210 |
+
data=X_test.iloc[idx],
|
| 211 |
+
feature_names=X_test.columns.tolist()),
|
| 212 |
+
max_display=10, show=False)
|
| 213 |
+
st.pyplot(fig_waterfall)
|
| 214 |
+
|
| 215 |
+
# TAB 4: Clusters
|
| 216 |
+
with tab4:
|
| 217 |
+
st.subheader("Segmentação de Clientes (KMeans & PCA)")
|
| 218 |
+
|
| 219 |
+
with st.spinner("Gerando Clusters..."):
|
| 220 |
+
# KMeans
|
| 221 |
+
kmeans = KMeans(n_clusters=3, random_state=42, n_init=10)
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| 222 |
+
clusters = kmeans.fit_predict(X_test)
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| 223 |
+
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| 224 |
+
# DBSCAN
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| 225 |
+
dbscan = DBSCAN(eps=3.0, min_samples=5)
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| 226 |
+
outliers = dbscan.fit_predict(X_test)
|
| 227 |
+
|
| 228 |
+
# PCA
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| 229 |
+
pca = PCA(n_components=2)
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| 230 |
+
components = pca.fit_transform(X_test)
|
| 231 |
+
|
| 232 |
+
df_viz = pd.DataFrame(data=components, columns=['PC1', 'PC2'])
|
| 233 |
+
df_viz['Cluster'] = clusters.astype(str)
|
| 234 |
+
df_viz['Outlier'] = outliers
|
| 235 |
+
df_viz['Status Real'] = y_test.values
|
| 236 |
+
df_viz['Status Real'] = df_viz['Status Real'].map({0: 'Good', 1: 'Bad'})
|
| 237 |
+
|
| 238 |
+
# Plot
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| 239 |
+
fig_cluster = px.scatter(df_viz, x='PC1', y='PC2', color='Cluster',
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| 240 |
+
symbol='Status Real',
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| 241 |
+
title="Mapa de Segmentação de Risco",
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| 242 |
+
color_discrete_sequence=px.colors.qualitative.Safe)
|
| 243 |
+
st.plotly_chart(fig_cluster, use_container_width=True)
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| 244 |
+
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| 245 |
+
st.markdown("#### Detecção de Anomalias (Outliers)")
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| 246 |
+
st.info(f"O algoritmo DBSCAN detectou {sum(outliers == -1)} casos anômalos que requerem revisão manual.")
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| 247 |
+
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| 248 |
+
# TAB 5: Recomendações
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| 249 |
+
with tab5:
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| 250 |
+
st.subheader("📋 Relatório Gerencial e Estratégia")
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| 251 |
+
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| 252 |
+
st.markdown("""
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| 253 |
+
### 1. Diagnóstico do Modelo
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| 254 |
+
O modelo **XGBoost** foi selecionado como o mais robusto. Priorizamos o **Recall** para minimizar perdas financeiras (falsos negativos), mantendo uma precisão operacionalmente viável.
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| 255 |
+
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| 256 |
+
### 2. Fatores Críticos (SHAP)
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| 257 |
+
* **Comprometimento de Renda (`loan_percent_income`):** É o maior preditor de risco. Clientes comprometendo >30% da renda disparam alarmes.
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| 258 |
+
* **Histórico (`cb_person_default_on_file`):** Inadimplência prévia é determinante.
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| 259 |
+
* **Taxa de Juros (`loan_int_rate`):** Juros abusivos correlacionam com maior inadimplência (seleção adversa).
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| 260 |
+
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| 261 |
+
### 3. Plano de Ação (Recomendações)
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| 262 |
+
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| 263 |
+
| Ação | Descrição | Impacto Esperado |
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| 264 |
+
| :--- | :--- | :--- |
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| 265 |
+
| **Travas de Segurança** | Bloquear empréstimos onde parcela > 30% da renda sem garantia real. | Redução drástica de Default. |
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| 266 |
+
| **Mesa de Crédito** | Clientes do **Cluster de Risco** ou com histórico negativo vão para análise humana. | Melhoria na qualidade da carteira. |
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| 267 |
+
| **Juros Inteligentes** | Evitar taxas predatórias que forçam o calote; focar em crédito sustentável. | Aumento do LTV (Lifetime Value). |
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| 268 |
+
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| 269 |
+
---
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| 270 |
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*Relatório gerado automaticamente pelo Sistema CrediFast AI.*
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| 271 |
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""")
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| 272 |
+
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| 273 |
+
else:
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| 274 |
+
st.info("Aguardando upload do arquivo 'credit_risk_dataset.csv' na barra lateral.")
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| 275 |
+
st.write("Se estiver rodando localmente e o arquivo estiver na pasta, ele será carregado automaticamente.")
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