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Otimização de vários objetivos simultâneos

Todo mundo deveria fazer um curso introdutório de Otimização. Isso evitaria objetivos desprovidos de significado como “maximizar receita e minimizar custo”. Os cinco minutos iniciais da primeira aula de um curso de Otimização mostrariam que esse objetivo duplo não faz sentido.

O objetivo de um problema de otimização é encontrar pontos de mínimo ou de máximo de uma função real, ou seja, de uma função que devolve um número. Não dois, não três, não mais que um único número.

O motivo é simples: se uma intervenção move um número na direção desejada e o outro na direção indesejável, é preferível ao status quo? Se uma ação dos gestores aumenta receita mas também aumenta o custo, devo realizá-la?

Se temos mais de uma variável a otimizar, qual escolher?

Obviamente, a resposta correta é “devo realizar a ação se o aumento de receita for maior do que o aumento do custo”. Mas essa resposta só é possível porque sabemos que o objetivo é maximizar o lucro, que é igual a receita menos custo. Só sabemos o que fazer porque o real objetivo é maximizar uma única variável: lucro. Se quiséssemos maximizar mais de uma, não saberíamos o que fazer.

Então os gestores têm três opções:

  1. Escolher um número a otimizar;
  2. entender que, se queremos otimizar mais de um número, o gestor tem de explicitar uma prioridade;
  3. ou ignorar a realidade e continuar com a cabeça firmemente enterrada na areia.

Qual opção você escolhe?

Exponencial

Virou mania usar a expressão “cresce exponencialmente” para dizer que algo cresce explosivamente. Só que não é exatamente isso que a palavra “exponencial” significa, e a diferença traz consequências graves.

Ao contrário do que o uso comum da expressão leva a crer, o crescimento exponencial começa devagar.

Para entender melhor, vamos imaginar que você contraiu um empréstimo de R$ 100 no Banco Brasileiro a uma taxa de juros compostos de 100% ao mês. Simultaneamente, colocou R$ 100 numa conta de poupança no Banco da Terra do Nunca, que paga juros simples de 100% ao mês.

A expressão “juros compostos” significa que os juros crescem exponencialmente. Esse é praticamente o único tipo de juros que existe no Brasil; já veremos o porquê. A expressão “juros simples” significa que os juros crescem linearmente. Então sua dívida cresce exponencialmente e sua poupança cresce linearmente. Já começou a ficar preocupado? Devia ficar, embora o motivo não fique claro no primeiro mês: o gráfico abaixo mostra os valores das duas operações, dia a dia, no primeiro mês.

Após um mês

Ou seja, no primeiro mês, a operação linear cresce mais rápido do que a exponencial. Os juros que o Banco da Terra do Nunca lhe paga são maiores do que os que você paga ao Banco Brasileiro.

Infelizmente, a alegria dura pouco. Após o primeiro mês, sua dívida em juros compostos (exponenciais) passa a crescer mais rápido do que a sua poupança com juros simples (lineares). Vejamos o que acontece quando as operações estão rodando por dois meses:

Após dois meses

Após três meses, os juros exponenciais já deixaram os juros lineares para trás:

Após três meses

A moral da história é que sim, no longo prazo um crescimento exponencial explode; mas ele começa devagar, bem devagar.

Outro exemplo pode ajudar a entender as consequências. O crédito é de Simon Wardley, que o atribui a Tony Fish. Segue uma tradução livre:

Imagine um salão com capacidade para conter um milhão de bolinhas. Começamos com uma bolinha e, a cada segundo, dobramos o número de bolinhas. O salão estará lotado em 20 segundos. Aos 19 segundos, estará cheiro pela metade. Aos 15 segundos, apenas 3% do salão, um cantinho, estará ocupado.

Embora 15 segundos tenham passado, apenas um cantinho do salão está cheio. É compreensível imaginarmos que ainda temos muito tempo à frente, certamente mais do que os quinze segundos necessários para encher o cantinho. Não temos: temos cinco segundos.

Esse é o problema do crescimento exponencial: subestimamos feio o crescimento futuro porque esperamos que de alguma forma se assemelhe ao crescimento passado.

Por que isso importa?

Se você está pensando em contrair um empréstimo no banco para cobrir um rombo temporário, reveja os gráficos acima e pondere bem os riscos antes de fechar a operação.

Ainda mais grave: veja como o clima da Terra já está mudando. Por enquanto as mudanças climáticas são apenas incômodas; mas é comum esse tipo de processo ir se agravando exponencialmente. Estamos vendo um canto com bolinhas e pensamos “é chato mas é suportável”. É provável que em breve percebamos que não é bem assim.

Maconha gera confusão

Pelo menos dessa vez, a confusão não foi causada pelas propriedades da própria maconha, mas pela desinformação.

Um artigo publicado no Journal of the American Medical Association sobre a maconha comestível vendida legalmente nos Estados Unidos causou o maior furor na imprensa americana. Infelizmente, a maioria dos comentários falou bobagem por confundir termos fundamentais. Um artigo no site da American Statistical Association dá os detalhes.

A moral da história é: antes de discutir o que lê, certifique-se de que entendeu o que foi dito. Se mais gente (inclusive eu) seguisse esse conselho, muita asneira deixaria de ser dita.

Decisão por Intuição: Não

A tirinha do Dilbert de anteontem explica o que significa “tomar decisões baseadas na intuição”:

Dilbert 2013-04-24

Exagero, claro, como todo humor. Na verdade nunca temos todas as informações que gostaríamos para tomar decisões, especialmente as importantes. Mas ignorar as informações que estão disponíveis é burrice.

Diferença entre Ciência e Engenharia

Em The Art of Doing Science and Engineering, Richard Hamming faz uma interessante distinção entre Ciência e Engenharia:

Em Ciência, se você sabe o que está fazendo, então você não deveria estar fazendo. Em Engenharia, se você não sabe o que está fazendo, então você não deveria estar fazendo.

É algo para ter em mente. Tenho duas vidas paralelas: como pesquisador e como provedor de soluções. Da mesma maneira que um pesquisador que só faz o que sabe é irrelevante, um profissional contratado para prover uma solução para uma empresa é desonesto se tenta fazer o que não sabe.

Profissionais de TI frequentemente cometem o pecado de prejudicar o cliente ou empregador, aproveitando seus projetos para experimentar. Fico triste em constatar que eu mesmo já cometi esse pecado mais de uma vez.

Todos querem ser Hari Seldon

Hari SeldonUm dos maiores clássicos da ficção científica é a Fundação de Isaac Asimov, onde o matemático Hari Seldon inventa a Psico-história, ciência que permite prever o futuro através da Estatística (se você ainda não leu o primeiro livro da série, o que está esperando?).

Vira e mexe alguém tenta bancar o Hari Seldon. Primeiro veio Bruce Bueno de Mesquita, que usa modelos não especificados da Teoria dos Jogos para prever o futuro. O tempo mostrou, contudo, que as previsões que ele fez no seu livro para demonstrar o método não se realizaram.

Agora tem gente querendo prever o passado através da “Cliodinâmica”, que consiste em buscar padrões nos registros sobre eventos históricos. Só que achar padrões numa grande massa de dados não é vantagem nenhuma: é quase inevitável, como o elefante de von Neumann já dizia.

O que esses candidatos a Hari Seldon não entendem é o efeito dos Cisnes Negros: inevitavelmente eventos que o modelo não pode prever vão bagunçar a futurologia (ou a passadologia, no caso da Cliodinâmica). O engraçado é que Asimov entendia isso muito bem: nos seus livros as previsões de Hari Seldon são descarrilhadas pelo aparecimento do Mulo, um mutante.

Os Cisnes Negros são mais do que possíveis, eles são inevitáveis. Aristóteles explicou que é da natureza dos eventos improváveis ocorrerem de vez em quando.

The Credible Hulk

Perigo, Will Robinson!

Drew Conway nos lembra que há mais na análise de dados do que ter acesso a ferramentas bacaninhas.

Repare na Zona de Perigo quando pesquisadores sem conhecimentos sólidos de Estatística botam as mãos em ferramentas tecnológicas. Na verdade, é daí que surgem muitas das conclusões ruins dos cientistas. Já falei sobre isso antes mas, para entender como a coisa acontece na prática, nada supera esta tirinha.

Se você ainda duvida da seriedade do perigo, é porque ainda não descobriu que a maior parte dos resultados de pesquisas publicados são falsos.

In God We Trust

Existe uma história, provavelmente apócrifa, de que W. Edwards Deming teria cunhado a frase:

In God we trust. Everybody else bring data.

W. Edwards Deming

(O engraçado é que não há evidências de que tenha sido mesmo Deming que criou a frase.)

Me escapa completamente por que ainda há quem deixe de usar os tantos recursos que existem hoje para embasar as decisões, e vá pela “intuição” e diga que “eu já sei a resposta”.

Para os que “já sabem a resposta” existe outra frase pronta:

O que mata não é o que não sabemos. É o que sabemos mas não é verdade.