III - Os grandes sistemas e a sua engenharia
Antes de ilustrar algumas situações atuais de deterioração dos grandes sistemas e de antecipar outras futuras e mais graves, é oportuno definir o que se entende por grandes sistemas e descrever como são projetados.
Sem pretender apresentar uma formulação científica ou definitiva, chamo de grande sistema qualquer organização cujo funcionamento implique em: participação de um número bastante relevante de pessoas - como operadores ou como usuários; existência de um procedimento formal ou formalístico; emprego de, máquinas ou aparelhos, onde todos os elementos citados contribuem para satisfazer movimentos "específicos" para obter um certo objetivo unitário.
Existem exemplos de sistemas muito antigos. Certamente, podemos considerar como um grande sistema a organização do projeto, da mão-de-obra e da utilização dos meios tecnológicos, que tinha como finalidade a construção das grandes pirâmides do Egito.
Na época moderna, o impulso produzido pelos já citados fenômenos de expansão e crescimento conduziu à proliferação dos sistemas de grandes dimensões. E podemos citar:
E esta lista está longe de ser completa, já que foi redigida para categorias bastante vastas e gerais.
Muitos dos sistemas citados foram estruturados sem que os projetistas tivessem feito planos a longo prazo e depois têm de modificá-los gradualmente para satisfazer as exigências crescentes determinadas pelo aumento das dimensões dos problemas. Muitas vezes, o sucesso destes acréscimos é modesto.
Se bem que, é claro, muitas vezes os engenheiros de sistemas sejam chamados a projetar sistemas inteiramente novos, partindo do zero, muito mais freqüentemente a obra dos projetistas consiste numa reestruturação dos sistemas existentes e reconhecidos como inadequados, ou então em uma modernização, decidida com a finalidade de, melhorar o serviço que prestam, aproveitando a possibilidade de automatização adequada no momento e a disponibilidade de aparelhos de medida e controle eletrônico e de calculadores eletrônicos universais, aos quais possam ser confiadas numerosas tarefas de elaboração, decisão e controle, tradicionalmente entregues a operadores humanos.
A notável complexidade é uma característica comum a quase todos os grandes sistemas. Conseqüentemente, seu planejamento, ou replanejamento, requer uma análise acurada das finalidades institucionais do sistema, da sua estrutura e do fluxo de informações que vai receber. Esta análise impõe que os objetivos do sistema sejam redefinidos de modo formal e que disso se estude um modelo matemático, ou melhor, um conjunto de fórmulas e procedimentos matemáticos ou de diagramas que permita prever o comportamento do sistema sem proceder à sua efetiva criação. O modelo matemático deverá conter elementos de probabilidade para levar em conta situações reais não determinadas - como são todas aquelas em que o número dos elementos em jogo é muito relevante. Por exemplo, quando se projeta uma rede telefônica, não se pode, de modo algum, saber, a priori, quantos futuros assinantes poderão realizar uma comunicação ou estarão falando em determinado momento, e a única coisa que se pode fazer é prever diversas alternativas e, elaborar o projeto de modo que as conseqüências de cada alternativa prevista sejam aceitáveis.
Como acontece freqüentemente, quando uma realidade complicada é esquematizada por meio de relações matemáticas formais, a descrição dos fenômenos ou dos processos reais que é fornecida pelas fórmulas não é completamente fiel. Assim, o que acontece é que as previsões baseadas unicamente na mecânica do modelo matemático poderão estar eivadas de erros, tanto maiores quanto menos aproximado é o modelo. É necessário, portanto, dar eficácia ao modelo a fim de decidir se ele pode ser usado de modo útil e em quanto importa esta utilidade. Desta maneira, serão projetados experimentalmente os resultados que poderão ocorrer, antes previstos por meio do modelo, e depois encontrados na prática, de modo a determinar as diferenças entre as previsões e as medidas efetivas.
Nesta altura, já se escolheu a tarefa que o sistema deve cumprir, assim como a linguagem (matemática) com a qual se falará do sistema com precisão.
O passo seguinte é definir a lógica do sistema, ou melhor, decidir o que deve acontecer a cada um dos seus elementos em cada uma das situações com que se pode deparar durante sua passagem (espacial ou temporal) através do processo. Este estágio do projeto, que é indicado com o nome de projeto seqüencial (single thread design), ainda não tem o objetivo de determinar as soluções tecnológicas, ou os tipos de aparelhos, ou ainda a organização dos operadores humanos eventuais - mas, apenas, o de definir as funções que devem ser encontradas em um dado elemento, do instante em que penetra no sistema ao instante em que sai dele.
Além de estabelecer o que desejamos que aconteça em cada possível circunstância a cada telefonema, a cada trem, a cada aeroplano ou a cada carta - o histórico das quais deve ser pré-ordenado e governado pelo sistema - devemos levar em conta o fato de que o número destes elementos, que se encontram simultaneamente no âmbito do sistema, é, geralmente, muito alto. Os sistemas dos quais nos ocupamos são aglomerados - de alta densidade - e, portanto, apenas em casos muito raros, o projeto seqüencial. relativo a elementos singulares pode resolver completamente os problemas que se apresentem. Por outro lado, o projeto seqüencial não resolve os problemas de incompatibilidade qUe surgem quando dois ou mais elementos exigem simultaneamente o cumprimento de uma função do sistema, assegurada por aparelhagens e serviços de capacidade limitada. De modo mais geral, pode-se dizer que o sistema deve ser projetado para condições de tráfego intenso - ou melhor, de modo a poder funcionar também quando ocorra uma congestão contida entre os limites razoáveis.
A definição do que seja razoável, nestes limites, é uma questão sutilíssima e muito discutível. É certo, porém, que estes limites devam existir, diferentemente do sistema que se torna cada vez mais complicado e mais custoso de realizar.
Um bom exemplo pode ser dado pelas redes telefônicas. Por óbvias razões confidenciais e indesejáveis de interferências, aceita-se o princípio de que nenhum assinante possa completar uma chamada para outro assinante já ocupado em outra conversação. Não se levando em consideração este caso limite, porém, será possível evitar qualquer fenômeno de congestionamento telefônico - definido como uma situação em que o assinante X não consegue completar a chamada para o assinante Y, que está livre, pelo fato de que as linhas existentes estão ocupadas por conversações entre outros assinantes diferentes de X e Y - simplesmente instalando um número tal de linhas de, conexão entre todos os assinantes, dois a dois entre si, e de todos os modos possíveis. Mas, esta estrutura das redes telefônicas será inaceitavelmente custosa e, como tal, não pode ser levada em consideração dentro do complexo telefônico. Basta pensar que o número de linhas necessárias para conectar cem mil assinantes dois a dois e de todos os modos possíveis será de cinco bilhões. Por isto, à parte o fato de que existem soluções técnicas para reduzir o número de linhas telefônicas, normalmente as redes são projetadas de modo que!, aproximadamente, não mais de vinte por cento dos assinantes possam falar ao mesmo tempo: malgrado esta limitação, nas redes bem projetadas a espera imposta àqueles que desejam efetuar uma chamada telefônica é de duração muito breve e os casos em que a chamada não pode ser feita durante um espaço de tempo relativamente longo são muito raros. Por outro lado, é verdade que, por exemplo, todo o sistema telefônico dos Estados Unidos da América ficará bloqueado se 25 milhões de americanos decidirem simultaneamente falar ao telefone.
Os projetistas de sistemas seguem, em geral, o principio de que não é aconselhável - e isto leva a soluções muito custosas - estruturar o sistema de modo a satisfazer também às exigências das situações características de uma baixíssima probabilidade. Deste modo, um sistema é considerado bastante bom se funciona satisfatoriamente durante 364 dias por ano, ainda que, se por um dia por ano, em média, funcione de modo completamente inadequado.
(As coisas se complicam, porém, quando a probabilidade de certos eventos de congestionamento - desprezivelmente baixa na época em que o sistema foi projetado - começa a crescer - exatamente o que sucede, com a expansão econômica, com a explosão demográfica e com a melhoria das condições da vida média. Acontece, então, que os serviços prestados pelo sistema se tornam cronicamente insuficientes porque o funcionamento se desenvolve em condições de tráfego muito intenso: o congestionamento se torna quase contínuo e a maioria dos usuários recebe um serviço deteriorado e insatisfatório.)
Uma vez definidas detalhadamente as funções do sistema, é necessário definir a estrutura e, particularmente, resolver o problema centralização-descentralização - ou seja, decidir se os serviços prestados pelo sistema podem ser mais vantajosamente assegurados por uma grande e única aparelhagem central em lugar de subdividida em muitas aparelhagens mais simples e especializadas, geralmente instaladas em locais diversos e distantes entre si. A primeira solução é claramente preferível se o sistema tem uma extensão topográfica limitada, e, é ainda preferível se o tipo de funções que devam ser realizadas pelas aparelhagens é bastante complicado (por exemplo: cálculos matemáticos complexos), porque aí é preciso usar máquinas dotadas de grande poder de elaboração, sendo conveniente investir maiores capitais em uma única aparelhagem que preste muito maior número de serviços. Entretanto, se os locais onde os dados são elaborados estão geograficamente distantes uns dos outros (por exemplo: filiais de bancos), aumentam os custos das comunicações entre os locais onde são fornecidos os dados e o elaborador central. Também, neste caso, a centralização é mais fácil, e preferida, pela disponibilidade dos terminais econômicos através dos quais é possível comunicar nos dois sentidos com um grande computador e centralizado.
Por outro lado, a solução descentralizada é preferível quando as elaborações são bastante simples e uma duplicação (ou repetição) de funções em aparelhos periféricos idênticos uns aos outros se torna mais econômica do que um sistema centralizado que implique em custosos canais de comunicação.
Nos sistemas se pode reconhecer um fluxo principal, que é aquele dos objetivos para os quais o sistema é projetado - homens, veículos, mercadorias, unidade de energia, mensagens, etc. - e um fluxo de controle constituído de sinais (produzidos automática ou manualmente) que transmitem à unidade ou à organização de governo do sistema informações sobre o estado do mundo, relevantes àquele problema. Da elaboração destes sinais de entrada e de saída que, em geral, representam simbolicamente as decisões tomadas e alimentam de modo oportuno pontos de ação (máquinas ou homens) dependem as decisões a serem postas em prática. Fazem também parte do fluxo de controle os sinais representativos de informações, os quais não devem, necessariamente, ter, por conseqüência, determinadas ações de governo, mas que devem transmitir ao pessoal encarregado da vigilância do sistema dados que lhes permitam conhecer a situação em um dado momento, reconhecer a ocorrência de acontecimentos anômalos e intervir diretamente nestes casos, adotando os procedimentos normais de controle.
Entre as fases realizadas ao fim do processo, está a da dita implementação tecnológica, ou definição dos serviços prestados, características e típicas dos aparelhos de medida, de transmissão das informações, da elaboração dos dados, de controle e da atuação prática das decisões. Em nenhum caso, é necessário projetar e construir instrumentos e aparelhos especiais, tendo como único objetivo satisfazer a necessidade de funcionamento do sistema - e a decisões deste tipo se chega, efetivamente, na fase final do projeto do sistema. Em outros casos, integram-se no sistema instrumentos e aparelhos existentes e projetados para outras finalidades: desta maneira, ocorre com bastante freqüência que a disponibilidade de certas máquinas, ou de certas invenções técnicas, forneça a idéia inicial para a estruturação do sistema ou, pelo menos, influencie decisivamente no conceito.
Cada sistema deve satisfazer as finalidades para as quais é projetado e construindo. No sentido de, que esta afirmativa não fique genérica e inútil, para cada sistema deve ser definida uma cifra de mérito - ou medida de eficiência - que permita saber "quão bem" funciona o sistema, ou seja, em que medida, alcance efetivamente os objetivos prefixados. Para ser útil e significativa, uma cifra de mérito deve ser medida quantitativamente de modo simples e econômico e dotada de significado físico imediatamente apreciável. O exemplo mais significativo é aquele em que se possa definir uma cifra de mérito que indique quão longe está o sistema de um funcionamento ideal e ótimo - correspondente, deste modo, a cem por cento dos serviços requisitados. Esta situação, que se realiza plenamente quando se procura definir o rendimento de máquinas que transformam a energia térmica em energia mecânica, é, por outro lado, muito rara quando se trata de avaliar a prestação dos grandes e complexos sistemas do tipo dos que nos ocupamos. Malgrado a aparente linearidade e simplicidade dos requisitos de uma boa cifra de mérito, ocorre freqüentemente que estes requisitos não podem ser completamente satisfeitos. Entretanto, também ocorre com freqüência que os avalistas de sistemas cedam à tentação de confiar em estimativas feitas "pelo sentimento", na base de uma experiência direta, mas medida quantitativamente, de algum aspecto particular problema.
Por outro lado, é claro, na nossa definição dos grandes sistemas, que muitos destes não têm o objetivo de obter um único tipo de resultado concernente a uma única classe de objetos, mas sim objetivos múltiplos, cada um dos quais interessa a diversas categorias de usuários ou de elementos, os quais se apresentam em números relevantes. E não se pode resolver com meios simples o problema de decidir qual será a melhor entre duas únicas soluções diversas e alternativas - quando uma delas oferece soluções melhores do que a outra pelo cumprimento de uma parte dos objetivos prefixados, ao passo que apresenta características nitidamente inferiores para a satisfação de outros objetivos essenciais. Existem técnicas matemáticas para ordenar, segundo certos critérios de preferência, as diversas soluções de um dado problema de sistema: a aplicação destas técnicas conduz, entretanto, a conclusões expressas em fórmulas dificilmente apreciáveis por aqueles que devem fazer a escolha final e que são, com freqüência, administradores e não matemáticos ou técnicos em pesquisa operativa.
É este um dos pontos mais críticos de toda a engenharia sistemática, já que isto influencia escolhas vitais que podem definir irreversivelmente a direção do desenvolvimento, da pesquisa e das realizações em um determinado campo por lapsos de tempo bastante longos. Além do mais, a disponibilidade de critérios de avaliação a posteriori é necessária a fim de que seja possível um processo de realimentação (feedback), que permita, de início, resultados eficazes para melhorar os modelos matemáticos, as estatísticas, e submeter a uma revisão de segunda aproximação as mesmas características do sistema, as prescrições lógicas e também as funções singulares e as características das várias partes do sistema e dos aparelhos empregados.
Não obstante esta grande dificuldade na mesma definição e na utilização das cifras de mérito de finalidades avaliáveis, é costume, atualmente, dos projetistas, e ainda mais dos vendedores, afirmar que seus sistemas são excelentes. os procedimentos da excelência seguidos, porém, são definidos com clareza formal apenas em casos muito raros, e a afirmação de que uma solução sistemática é excelente tem, freqüentemente, caráter de propaganda e a finalidade de criar a impressão de que o sistema de que se fala é o melhor possível.
Ora, não se levando em conta a citada dificuldade epistemológica de comparar resultados efetivos ou resultados projetados com o funcionamento ideal e ótimo, correspondente a cem por cento das exigências que o sistema deve satisfazer, quando este funcionamento ideal não pode ser definido, é preciso lembrar que em cada problema de sistema o número de variáveis a considerar é muito grande e o número de suas diversas combinações (ou das decisões acerca do modo de tratar cada uma das variáveis) é enorme. Uma vez que a muitíssimas combinações de variáveis ou de decisões, embora não a todas, correspondem outras tantas possíveis soluções alternativas do problema, para se poder afirmar sensatamente que uma determinada solução é ótima é preciso ter examinado a constituição técnico-econômica e as implicações (resultado, balanço custos/benefícios !cios, segurança de funcionamento, vida provável) de todas as soluções e possuir dados suficientes para afirmar que a solução escolhida é efetivamente melhor do que as outras, sob todos os pontos de vista. Este procedimento será de tal maneira longo e custoso que resultará proibitivo: para vetá-lo se apresentam, de resto, considerações práticas, no sentido de que a efetiva realização a curto prazo de um sistema apenas satisfatório é muito mais desejável do que a realização de um sistema melhor depois de muito tempo e com um custo de projeto muito maior.
A este propósito, Raiffa e Schlaifer, com muita autoridade, sustentam que seria oportuno renunciar a todos os critérios de excelência (ou otimização) (optimizing) em favor de critérios de adequação (satisficing) aos objetivos prefixados. E, com efeito, o que sucede na prática, nos estágios iniciais de projeto de um sistema (e alguns projetistas parecem envergonhar-se disso), é que algumas decisões basilares são tomadas de modo principalmente intuitivo, afastando-se radicalmente diversos tipos de soluções possíveis e renunciando, por isso mesmo, à sua avaliação analítica. Somente depois que a constituição do sistema, nas suas grandes linhas, já está decidida é que se procede a uma análise formal das poucas alternativas que restam.
Como veremos a seguir mais detalhadamente, a sistemática está hoje em crise, não apenas por causa das dificuldades expostas até agora, e que têm caráter conceitual, mas também por causa de elementos muito mais banais, presentes, porém, numa maioria quase, preponderante de casos que me e
1. Muitos engenheiros, diretores, ministros, administradores, não suspeitam nem de leve da existência dos problemas suscitados pelos sistemas e acreditam que cada situação crítica possa ser resolvida radicalmente por meio de obras, aparelhos ou máquinas especiais, ou seja, por meio de soluções técnicas ou tecnológicas "de manual" concebidas individualmente para fornecer um único resultado ou para remediar determinado inconveniente. É raro que algum deles imagine que as prescrições ditadas para resolver um problema se oponham àquelas às quais se recorre para resolver um problema parecido. Por outro lado, este tipo de situação aparece, na realidade, com muita freqüência.
2. Também quando um dado técnico tirado de um manual poderia resolver um certo problema isolado, esta solução não é adotada - por inércia, omissão ou desinteresse.
3. As previsões sobre futuros desenvolvimentos das situações criticas, habitualmente, não são, nem de longe, tentadas, ao passo que, nos casos excepcionais, em que tais tentativas são feitas, estas se limitam a modestas extrapolações lineares, sem nenhum esforço de imaginação que possa permitir reconhecer o próximo surgimento de situações drasticamente novas e de elementos completamente diferentes daqueles até então notados. A conseqüência disto é que cada realização sistemática já nasce velha e antiquada.
"Concluo, portanto, que, variando a sorte e permanecendo os homens em suas obstinações, são felizes enquanto concordam entre si, e infelizes quando discordam." (Maquiavel, O Príncipe, XXV)
4. Muitos projetistas de sistemas dividem o problema principal em problemas parciais, cada um dos quais é resolvido com técnicas relativamente simples e baseadas sobre hipóteses de linearidade (simples proporcionalidade, entre efeitos e causas), enquanto todas as questões relativas ao funcionamento integrado e simultâneo destas várias partes são relegadas à responsabilidade de aparelhos que podemos denominar de "versáteis" (aparelhos de adaptação, intercomunicação e tradução), cujo projeto (talvez por causa de sua dificuldade) quase sempre recebe muito menos atenção do que a que é dedicada à solução dos problemas parciais citados.
5. Muitos administradores de projetos de sistemas supervalorizam o significado do procedimento da documentação destinada a registrar e controlar as especificações, o projeto, as variantes e o progresso do sistema que se deseja realizar e acabam por confundir a realidade com o que está no papel para representar o procedimento com ela relacionado, ou, melhor: desprezam a existência da realidade, e consideram verdadeiro e real apenas o que está projetado no papel. Elaboram, assim, sistemas coerentes e que funcionam no papel, mas divorciados da realidade e, em grande parte, inúteis.
Este último tipo de situação tem caráter mais geral do que foi dito aqui e tem raízes profundas na tradição de incompetência diretiva (mismanagement) que é uma das causas remotas da grande crise iminente - e que examinarei mais profundamente a seguir.