CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Mezi těmi, kdo čtou tento text, je samozřejmě mnoho odborníků. A samozřejmě každý se ve svých oborech dobře orientuje a má dobré hodnocení perspektiv různých technologií a jejich rozvoje. Zároveň historie (která „učí, že nic nenaučí“) zná mnoho příkladů, kdy odborníci sebevědomě vytvářeli různé prognózy a s velkým náskokem minuli: 

  • „Telefon má příliš mnoho nedostatků na to, aby mohl být vážně považován za komunikační prostředek. Zařízení pro nás nemá žádnou hodnotu,“ napsali odborníci. západní unie, tehdy největší telegrafní společnost v roce 1876. 
  • „Rádio nemá budoucnost. Letadla těžší než vzduch nejsou možná. Rentgenové snímky se ukážou jako podvod,“ řekl William Thomson Lord Kelvin v roce 1899, a lze si samozřejmě dělat legraci, že to britští vědci otřásali už v XNUMX. století, ale my budeme ještě dlouho měřit teplotu v Kelvinech a není důvod pochybovat, že vážený pán byl dobrý. fyzik. 
  • "Kdo sakra chce slyšet herce mluvit?" řekl o hovorech Harry Warner, který v roce 1927 založil Warner Brothers, jednoho z předních filmových odborníků té doby. 
  • "Není důvod, proč by někdo potřeboval domácí počítač," Ken Olson, zakladatel Digital Equipment Corporation v roce 1977, krátce před startem domácích počítačů...
  • V dnešní době se nic nezměnilo: „Není šance, že by iPhone získal významný podíl na trhu,“ napsal CEO Microsoftu v USA Today. Steve Ballmer v dubnu 2007 před triumfálním vzestupem chytrých telefonů.

Člověk by se těmto předpovědím mohl vesele zasmát, kdyby se například váš pokorný sluha sám ve svém oboru zcela vážně nemýlil. A kdybych neviděl, kolik jich je, mnoho odborníků se mýlí. Obecně platí klasické „to se ještě nikdy nestalo a je to tady znovu“. A znovu. A znovu. Navíc odborníci a specialisté odsouzen k chybám V mnoha případech. Zvlášť když jde o ty zatraceně exponenciální procesy. 

Páni, tenhle vystavovatel

Prvním problémem exponenciálních procesů je to, že i když víme, jak rychle rostou v matematickém smyslu (za stejnou dobu se jejich parametry mění stejně mnohokrát), na každodenní úrovni je extrémně obtížné si takový růst představit. Klasický příklad: když se posuneme o krok vpřed, pak ve 30 krocích ujdeme 30 metrů, ale pokud každý krok roste exponenciálně, pak ve 30 krocích obkroužíme zeměkouli 26krát („XNUMXkrát, Karle!!! ”) podél rovníku:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Jak myslet exponenciálně a lépe předpovídat budoucnost

Otázka pro programátory: jakou konstantu v tomto případě zvýšíme na mocninu?

odpověďKonstanta je rovna 2, tzn. zdvojnásobení na každém kroku.
Když proces roste exponenciálně, má za následek rychlé masivní změny, které jsou jasně viditelné pouhým okem. Vynikající příklad poskytuje Tony Seba. V roce 1900 na Páté Avenue v New Yorku bylo těžké vidět mezi koňskými povozy osamělé auto:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
A o pouhých 13 let později ve stejné ulici mezi auty stěží vidíte osamělý kočár tažený koňmi:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů

Podobný obrázek vidíme například u smartphonů. Příběh Nokia, která jela na jedné vlně a byla dlouhou dobu s velkým náskokem lídrem, ale nedokázala zapadnout do další vlny a téměř okamžitě ztratila trh (viz skvělá animace s lídry na trhu podle roku) je velmi poučné.


Všichni počítačoví specialisté vědí Moorův zákon, který byl vlastně formulován pro tranzistory a platí už 40 let. Někteří soudruzi to zobecňují na elektronky a mechanická zařízení a tvrdí, že fungoval 120 let. Je vhodné znázornit exponenciální procesy s logaritmickou stupnicí, ve které se stávají (téměř) lineárními a je jasné, že takové zobecnění má právo na existenci:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Tento a následující dva grafy z Moorův zákon více než 120 let  

V lineárním měřítku vypadá růst asi takto:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů

A zde se postupně dostáváme k druhému přepadení exponenciálních procesů. Pokud byl růst takový už 120 let, znamená to, že naše exponenciální rychlost zůstane stejná minimálně dalších 10 let?

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů

V praxi se ukazuje, že ne. Ve své čisté podobě se tempo růstu výpočetní techniky již několik let zpomaluje, což nám umožňuje mluvit o „smrti Moorova zákona“:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj:  Když Moorův zákon končí, do centra pozornosti se dostává hardwarová akcelerace

Navíc je zajímavé, že tato křivka se dokáže nejen narovnat, ale také jít s novým elánem nahoru. Tvůj pokorný služebník podrobně popsal, jak se to mohlo stát. Ano, budou i jiné výpočty (nepřesné neuronové sítě), ale nakonec, pokud nepřesné počítadlo a mechanické kalkulátory rozšířily měřítko na 120 let, tak se tam neuronové akcelerátory docela hodí. To jsme však odbočili.

Je důležité to pochopit exponenciální růst se může zastavit z technických, fyzických, ekonomických a sociálních důvodů (seznam je neúplný). A to je druhá velká záloha exponenciálních procesů – správně předpovědět okamžik, kdy křivka začne exponenciálu opouštět. Chyby v obou směrech jsou zde velmi časté.

Celkem:

  • První léčkou exponenciálního růstu je, že ukazatel roste nečekaně rychle i pro specialisty. A podceňování exponenciály je tradiční chyba opakovaná stále dokola. Jak řekli skuteční přísní profesionálové před 100 lety: "Tanky, pánové, jsou móda, ale kavalérie je věčná!"
  • Druhým problémem exponenciálního růstu je to, že v určitém okamžiku (někdy po 40 nebo 120 letech) skončí, a také není snadné přesně předpovědět, kdy skončí. A dokonce i Moorův zákon, u jehož smrtelného lože mnoho technických novinářů zanechalo otisky kopyt, se může vrátit do služby s novým elánem. A nebude se vám to zdát málo! 

Exponenciální procesy a zachycení trhu

Pokud mluvíme o viditelných změnách kolem nás a trhu, je zajímavé sledovat, jak různé technologie dobyly trh. Nejpohodlnější je to udělat na příkladu Spojených států, kde se po více než 100 let poměrně přesně udržují různé typy tržních statistik: 

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Jste to, co utrácíte 

Je velmi zajímavé a poučné sledovat, jak podíl domácností s drátovými telefony postupně rostl a poté v průběhu let prudce klesl o čtvrtinu Velká deprese. Podíl domů s elektřinou také rostl, ale klesal mnohem méně: lidé nebyli připraveni se elektřiny vzdát, i když nebylo dost peněz. A šíření domácího rozhlasu velkou ekonomickou krizi téměř vůbec nepocítilo, všechny zajímaly aktuální zprávy. A na rozdíl od telefonu, elektřiny nebo auta se u rádia neplatí žádné poplatky. Mimochodem, vzestup osobních automobilů, který přerušila Velká hospodářská krize, byl obnoven až po 20 letech, pevné telefony byly obnoveny po 10 letech a elektrifikace domů - po 5.

Je jasně vidět, že šíření klimatizací, mikrovlnných trub, počítačů a chytrých telefonů bylo mnohem rychlejší než šíření nových technologií dříve. Z podílu 10 % na 70 % k růstu často došlo za pouhých 10 let. Technologie z přelomu století často trvalo více než 40 let, než dosáhly stejného růstu. Cítit rozdíl!

Něco vtipného pro autora osobně. Vezměte si, jak pračky a sušičky prádla od 60. let rostly poměrně synchronně. Je legrační, že ti poslední jsou mezi námi téměř neznámí. A pokud se v USA od určitého okamžiku obvykle kupovaly v párech, pak se naši hosté velmi často ptají: „Proč potřebujete dvě pračky?“ Musíte s vážným pohledem odpovědět, že druhý je v záloze, kdyby se ten první rozbil. 

Pozor také na klesající podíl praček. V tu chvíli se velmi rozšířily veřejné prádelny, kam jste mohli přijít, naložit prádlo do stroje, vyprat a odejít. Levný. Podobné předměty jsou ve Spojených státech stále velmi běžné. Toto je příklad situace, kdy obchodní model konkrétního trhu mění míru penetrace technologie a strukturu prodeje (lépe se prodávají drahé profesionální stroje odolné proti vandalismu).

Zrychlení procesů je patrné zejména v posledních letech, kdy se masové pronikání technologií stalo podle standardů počátku 20. století „okamžitým“ (za 5–7 let):

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Rostoucí rychlost technologického přijetí (grafika na odkazu je interaktivní!)

Rychlý vzestup jedné technologie je přitom často pádem jiné. Vzestup rádia znamenal tlak na novinový trh, vzestup mikrovlnných trub snížil poptávku po plynových troubách atd. Někdy byla konkurence přímější, například vzestup kazetových magnetofonu dramaticky snížil poptávku po vinylových deskách a vzestup CD snížil poptávku po kazetách. A torrent je všechny zabil s růstem digitální distribuce hudby, tržby průmyslu klesly více než 2krát (graf je obklopen truchlivým černým rámečkem):

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: SKUTEČNÁ smrt hudebního průmyslu 

Stejně tak exponenciálně roste počet pořízených fotografií, navíc v poslední době s přechodem na digitál se tempo růstu výrazně zvýšilo. Proto byla „smrt“ analogových fotografií „okamžitá“ podle historických standardů:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Plný dramatu historie společnosti Kodak, který ironicky vynalezl digitální fotoaparát a minul exponenciální vzestup digitální fotografie, je nesmírně poučný. Ale to hlavní, co historie učí, je, že nic nenaučí. Situace se proto bude znovu a znovu opakovat. Pokud věříte statistikám - se zrychlením.

Celkem: 

  • Studiem zrychlení a zpomalení trhů za posledních 100 let lze získat mnoho předpovědních výhod.
  • Míra inovací se v průměru zvyšuje, což znamená, že se bude zvyšovat počet falešných předpovědí. Buď opatrný…

Pojďme cvičit

Samozřejmě si myslíte, že to vše je docela jednoduché, srozumitelné a obecně zohlednění toho v prognózách není příliš obtížné. Jsi marný... Teď začíná zábava... Připoutat se?

Nedávno Igor Sechin, výkonný ředitel Rosněfti, vystoupil na Petrohradském mezinárodním ekonomickém fóru, kde zejména řekl: „V důsledku toho zůstane příspěvek alternativní energie ke globální energetické bilanci relativně malý: do roku 2040 se zvýší ze současných 12 na 16 %." Pochybuje někdo, že je Sechin odborníkem ve svém oboru? Myslím, že ne. 

Zároveň v posledních letech roste podíl alternativních energií zhruba o 1 % ročně a růst podílu se zrychluje: 

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Statista: Podíl obnovitelné energie na výrobě energie v celosvětovém měřítku (tento způsob výpočtu byl zvolen - bez velké vodní elektrárny, neboť přesně vychází současných 12 %).

A pak - problém pro 3. třídu. Existuje hodnota, která se v roce 2017 rovnala 12 % a roste o 1 % ročně. Ve kterém roce dosáhne 16 %? V roce 2040? Myslel jsi to dobře, můj mladý příteli? Všimněte si, že odpovědí „v roce 2021“ děláme klasickou chybu, když děláme lineární předpověď. Je smysluplnější vzít v úvahu exponenciální povahu procesu a provést klasické tři předpovědi: 

  1. „optimistický“ vzhledem ke zrychlení vývoje, 
  2. „průměrný“ – vychází z předpokladu, že tempo růstu bude stejné jako nejlepší rok za posledních 5 let 
  3. a „pesimistický“ – vychází z předpokladu, že tempo růstu bude v průměru podobné nejhoršímu roku za posledních 5 let. 

Navíc i podle průměrné prognózy bude 16.1 % dosaženo již v roce 2020, tzn. příští rok:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: autorské výpočty 

Pro lepší pochopení (exponenciálních procesů) uvádíme stejné grafy na logaritmickém měřítku:  

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Ukazují, že průměrný scénář je docela trend, i když se na něj podíváte od roku 2007. Celkově bude hodnoty predikované pro rok 2040 s největší pravděpodobností dosaženo příští rok, maximálně za rok.

Abychom byli spravedliví, Sechin není jediný, kdo se takto „mýlí“. Například ropní pracovníci BP (British Petroleum) vypracovávají roční prognózu a už jsou trollováni, že když prognózy vytvářeli roky, znovu a znovu neberou v úvahu exponencialitu procesu („Derivace? Ne, neslyšeli jste!"). Proto museli svou předpověď každoročně zvyšovat již mnoho let:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Selhání prognóz / Proč by investoři měli zacházet s energetickými prognózami ropných společností opatrně

Blíže k předpovědím Sechin Mezinárodní energetická agentura (večírky s pracovníky těžké ropy, podívejte se na potrubí v kořenové části ruské části webu). V zásadě neberou v úvahu exponenciální povahu procesu, který vede k řádová chyba po dobu 7 let a tuto chybu systematicky opakují:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Naše předpovědi se nenaplnily a naše sliby jsou nespolehlivé (stránka samotná renen.rumimochodem, velmi dobré)

Jejich předpovědi vypadají obzvláště legračně s novějšími daty (také jste v jejich křivkách četli „dobře, kdy už se konečně zastaví!!!“):

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Fotovoltaický růst: realita versus projekce Mezinárodní energetické agentury

To je sice kontraintuitivní, ale při predikci mnoha procesů je efektivnější brát v úvahu nikoli lineární předpověď na předchozí období a nikoli lineární předpověď na základě aktuálního derivátu, ale změnu rychlosti procesu. To poskytuje nejpřesnější výsledek pro podobné procesy:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Revoluce umělé inteligence: Cesta k superinteligenci 

V anglicky psané literatuře, zejména v obchodní analýze, se neustále používá zkratka CAGR (Složené roční tempo růstu - odkaz je uveden na wiki v anglickém jazyce a je příznačné, že v rusky psané Wikipedii není žádný odpovídající článek). CAGR lze přeložit jako „složená roční míra růstu“. Vypočítá se podle vzorce
 
CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
kde t0 - počáteční rok, tn - konec roku a V(t) — hodnota parametru, pravděpodobně se měnící podle exponenciálního zákona. Hodnota je vyjádřena v procentech a znamená, o kolik procent určitá hodnota (obvykle nějaký trh) během roku vyroste.

Na internetu je spousta příkladů, jak vypočítat CAGR, například v Google Docs a Excel:

Udělejme krátkou mistrovskou třídu pod heslem „pomozme Sechinovi“ a vezmeme data od ropné společnosti BP (jako nižší odhad). Pro zájemce jsou umístěny samotné údaje v tomto google doc, můžete si to zkopírovat pro sebe a vypočítat to jinak. Globálně rychle roste výroba z obnovitelných zdrojů:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Zde a dále na černých grafech, výpočty autora podle BP 

Měřítko je logaritmické a je jasné, že všechny regiony mají exponenciální růst (to je důležité!), mnohé s exponenciálním zrychlením. Podle očekávání jsou vůdci Čína a její sousedé, kteří předběhli Severní Ameriku a Evropu. Je zajímavé, že ten předposlední – Blízký východ – je jedním z nejvíce těžařských regionů na planetě a má nejvyšší CAGR ze všech (44 % za posledních 5 let (!)). Není divu, že za 6 let zaznamenáme řádový nárůst a soudě podle prohlášení jejich úředníků budou pokračovat ve stejném duchu. Bývalý ministr ropy ze Saúdské Arábie moudře varoval své kolegy z OPEC již v roce 2000: „Doba kamenná neskončila, protože už nebyly žádné kameny,“ a zdá se, že tuto moudrou myšlenku vzali v úvahu před 10 lety. CIS (CIS), jak vidíme, je na posledním místě. Tempo růstu je však poměrně dobré. 

CAGR lze vypočítat různými způsoby. Postavme například CAGR pro každý rok od roku 1965, za posledních 5 let a za posledních 10 let. Získáte tento zajímavý obrázek (celkem pro svět):

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů

Je jasně vidět, že v průměru se exponenciální růst zrychlil a následně zpomalil. „Moskovskij Komsomolec“ a další žlutá média v tomto případě obvykle píší něco jako „Čínská ekonomika klesá“, což znamená „fantastická tempa růstu čínské ekonomiky se zpomalují“ a taktně mlčí o tom, že zpomalují takovým tempem, že ostatní mohou vyprávět jen sen. Všechno je zde velmi podobné.

Zkusme předpovědět výrobu v roce 2018 na základě dat do roku 2010, vezmeme-li CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y a lineární předpověď z roku 2010 vzhledem k roku 2009 a relativně k roku 2006. Dostaneme následující obrázek:

Lineární'1Y Lineární'4Y CAGR'1965  CAGR'10Y  CAGR'5Y 
Obnovitelná výroba v roce 2018, prognóza založená na údajích do roku 2010 1697 1442  1465  2035  2429 
Postoj ke skutečnosti v roce 2018 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Chyba předpovědi 32%  42%  41%  18%  2% 

Charakteristické body - žádná z předpovědí nevyšla příliš optimisticky, tzn. podstřelit všude. V nejoptimističtějším scénáři s CAGR 15,7 % byl schodek 2 %. Lineární předpovědi udávaly chybu 30-40 % (období bylo speciálně zohledněno, kdy v důsledku zpomalení tempa růstu byla jejich chyba menší). Bohužel nebylo možné přidat Sechinův model, protože není možné obnovit jeho vzorec. 

Jako domácí úkol si vyzkoušejte backcasting hraním s různými CAGR. Závěr bude zřejmý: exponenciální procesy se lépe předpovídají exponenciálními modely.

A jako třešnička na dortu je zde předpověď od stejného BP, jejíž exponent („Pozor, specialisté pracují!“) ustupuje v prognóze lineárnímu růstu: 

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Podíl obnovitelných zdrojů na výrobě energie podle zdroje (od BP)

Upozorňujeme, že vůbec nepočítají vodní energii, která je klasifikována jako klasický obnovitelný zdroj energie. Proto je jejich odhad ještě konzervativnější než Sechinův a dávají 12 % pouze pro rok 2020. Ale i když je základ podhodnocen a exponenciální růst se v roce 2020 zastaví, v roce 2040 mají podíl 29 %. Vůbec to nevypadá jako Sechinových 16%... Je to jen nějaký problém...

Je vidět, že Sechin je chytrý člověk. Jsem povoláním aplikovaný matematik, nikoli energetik, takže na otázku, proč tak závažná chyba v Sechinově předpovědi je, nemohu kvalifikovaně odpovědět. S největší pravděpodobností je fakt, že tato situace opravdu zavání poklesem cen ropy. A naše velká ropná loď (kdo neposlouchal tuto píseň od Semjona Slepakova, koukněte) z nepříliš jasného důvodu je stabilní směnný kurz pro prodej ropy do zahraničí a ne rafinovaných ropných produktů. A pokud velmi zkreslíte předpověď, pak to eliminuje (na chvíli se musí přemýšlet) nepříjemné otázky. Ale jako matematik bych raději viděl systematickou chybu alespoň na úrovni pánů z BP, kteří o derivacích neslyšeli. Je mi to jedno, jsem na stejné lodi.

Celkem:

  • Jak všichni důstojníci vědí, ve válečných podmínkách hodnota konstanty π (poměr obvodu kruhu k jeho průměru) dosahuje 4 a ve zvláštních případech - až 5. Proto, když je to opravdu nutné, předpověď specialisté prokazují JAKÉKOLI hodnoty požadované úřady. Je vhodné si to zapamatovat.
  • Exponenciální procesy se lépe předpovídají pomocí složené roční míry růstu nebo CAGR.
  • Sechinovu předpověď na Petrohradském mezinárodním ekonomickém fóru lze hodnotit jako extrémní míru neúcty k publiku nebo jako hrubou manipulaci. Vybrat si z. Doufejme, že se najdou odvážlivci, kteří položí nějaké nepříjemné otázky. Proč je například petrochemie po celém světě velmi zisková, ale ruské státní podniky investují desítky miliard do „potrubí“ a vývozu surovin, a ne do něj? 
  • A nakonec bych chtěl doufat, že někdo ze čtenářů udělá stránku o CAGR v ruské Wikipedii. Je čas, myslím.

solární energie

Pojďme si upevnit téma exponenciálních procesů. Nejnovější graf BP ukazuje, jak podíl „slunce“ v roce 2020 prudce vyskočil a dokonce i konzervativní BP věří v jeho budoucnost. Zajímavé je, že je zde také pozorován exponenciální proces, který stejně jako Moorův zákon probíhá již více než 40 let a nazývá se Swensonův zákon:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

Obecný význam je jednoduchý – cena modulu klesá exponenciálně a výroba exponenciálně roste. V důsledku toho, pokud se před 40 lety jednalo o technologii s kosmickými (v každém smyslu) náklady na elektřinu a byla vhodná hlavně pro napájení satelitů, pak dnes náklady na watt klesly již asi 400krát a nadále klesají ( brzy 3 objednávky). Průměrná hodnota CAGR je asi 16 % s nárůstem až 25 % za posledních 10 let, což se nestává často.

V důsledku to také způsobuje exponenciální růst instalovaného výkonu a výroby:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

Růst 10x za 7–8 let je velmi vážný (spočítejte si CAGR sami, dostanete 33–38 %(!)). Je to k smíchu, ale pokud se to nezastaví, pak pouze solární energie bude během 100 let generovat 12 % světové potřeby elektřiny. S tím je třeba se rozhodně vypořádat. Aby Trump nějak zpomalil tuto ostudu ve Spojených státech, loni zavedl obrovské (pro jiné trhy) 30% clo na dovoz solárních panelů. Ale ti zatracení Číňané do konce roku snížili ceny o 34 % (v průběhu roku!), čímž nejen odstranili cla, ale nákupy u nich se opět staly ziskovými. A nadále budují plně robotické továrny s produkcí desítek gigawattů baterií ročně, znovu a znovu snižují ceny a zvyšují objemy výroby. Je to tak trochu noční můra, budete souhlasit.

Klesající náklady na baterie jsou takové, že se v posledních letech nejen stávají konkurenceschopnými bez dotací, ale hranice jejich hospodárného využití se rychle posouvá na sever na severní polokouli, a to až stovky kilometrů ročně. Navíc zrovna včera bylo důležité nasměrovat baterie do optimálního úhlu a tak. Uplynou 3-4 roky a za stejnou cenu lze jednoduše instalovat větší plochu baterií na vertikální jižní fasády. Ano, jsou méně účinné, ale je třeba je méně často prát a snadněji se instalují. A za stejnou cenu instalace je důležitější snížení nákladů na vlastnictví. 

Achillovou patou solární energie je opět nerovnoměrná výroba elektřiny, zejména v podmínkách, kdy efektivita akumulace zdaleka není 100 %. A pak se ukazuje, že při takovém tempu poklesu nákladů na výrobu jednoho megawattu se velmi brzy pokryje nejen nízká a průměrná účinnost úložiště (tedy, že se dá skladovat méně efektivním, ale levnějším způsobem) , ale také náklady na instalaci baterií (tedy za stejné peníze můžeme nainstalovat nejen tolik megawattů výroby, ale i tolik megawattů úložiště „zdarma“, což radikálně mění situaci).

Celkem:

  • Swensonův zákon je z hlediska platnosti přibližně stejný jako Mooreův zákon, i když CAGR je menší. Ale přesně v příštím desetiletí bude jeho účinek nejpatrnější.
  • To je úplně samostatné téma, ale díky rychlému rozvoji solární a větrné energie se za poslední 3 roky investovaly nějaké šílené miliardy do průmyslových systémů skladování energie. Tesla je samozřejmě tady v popředí se svým PowerPackem, který ukázal úspěšných výsledků v Austrálii. Plynaři ustaraný. Zábava přitom ještě nezačala, protože hrozí, že několik technologií předstihne Li-Ion v klesajících nákladech na úložiště. To je však úplně jiný příběh, za pár let nás bude zajímat jejich CAGR (teď je fantastický, ale tohle nízký základní efekt).

Elektrická auta

Seriózní odborníci již v roce 1909 napsali do vysoce respektovaného časopisu Scientific American: „Skutečnost, že automobil prakticky dosáhl hranice svého vývoje, potvrzuje skutečnost, že za poslední rok nedošlo k žádnému radikálnímu zlepšení. V loňském roce nedošlo k žádnému radikálnímu vylepšení ani u elektromobilů. To dává důvod se vší jistotou tvrdit, že elektromobil již definitivně dosáhl vrcholu svého vývoje. 

Vážnější je, že ve většině technologií existuje problém „slepice a vejce“. Dokud sériová výroba nedosáhne určité úrovně, je extrémně nákladné zavádět řadu novinek a naopak do jejich zavedení dochází ke zpomalení prodeje. Tito. K překonání „dětských nemocí“ je nutná určitá masová produkce. A zde je vhodné hodnotit inovativní technologie podle úrovně celkové produkce na hlavu:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Elektromobily a „ropný vrchol“. Pravda v modelu

Nejsem odborník a nevím, jak se elektromobily změní v příštích 15 letech. Ale toto je rozhodně velmi high-tech produkt a rychle se mění. A úroveň současných elektromobilů je na úrovni aut se spalovacími motory v roce 1910 a na úrovni mobilních telefonů v roce 1983. Změny k lepšímu (pro spotřebitele) v příštích 15 letech budou dramatické. A tehdy začíná zábava. 

Obecně platí, že elektromobily tlačí kupředu tři faktory:

  • Když šlápnete na plyn, letíte dopředu jako ve sporťáku a cena je znatelně nižší než u sporťáku. A elektromobily je předjíždějí na krátkých tratích (Tesla X předběhla Lamborghini, Tesla 3 předběhla Ferrari, například z tohoto důvodu Tesla policie kupuje) Který rusko-americký policista nemá rád rychlou jízdu?
  • Doplňování je velmi levné, ne-li nic. Roman Naumov žijící v Kanadě (@sith) způsobuje palčivé podráždění, popisuje, jak on, infekce, ujel 600 km za město a utratil 4 dolary za palivo (nebo je nemohl utratit vůbec). Elon Musk, co si pamatuji, si stěžoval, že mnoho bohatých majitelů drahých Tesl je vozí do bezplatného Superchargeru, zatracené pozornosti. Palivo zkrátka z položek spotřeby téměř odpadá.
  • A všichni inženýři svorně říkají, že když se vyléčí dětské nemoci, údržba elektromobilu bude stát znatelně méně. TO bude mnohem levnější. Jen pneumatiky se prý musí měnit častěji, opotřebovávají se...

A samozřejmě to, že auto lze v zásadě nabíjet kdekoli, kde je zásuvka – to je revoluce. To znamená, že pokud elektřina dorazila k babičce na vesnici, můžete k ní přijít a dobít, i když déle. Samozřejmě nebudete moci řídit venkovskou trofej, ale 99. (9) % lidí přijede do vesnice a auto tam stále stojí. A zítra nebude jen stát, ale odebírat elektřinu za levný vesnický tarif. 

Nabíječek je samozřejmě stále málo, zejména těch rychlých, ale... podívejme se na graf:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Infrastruktura nabíjení elektromobilů se stává hlavním proudem

Co? Opět exponenciální proces? A který! Otázka je položena následovně: jak se změní situace, když se v příštích 10 letech počet čerpacích stanic zvýší 1000krát (“Tisíc, Karle!”)? (Toto je CAGR=100 %, tj. zdvojnásobení ročně) Omlouvám se, mýlil jsem se. V dalším 8 let 1000krát! (To je CAGR=137 %, tedy rychlejší než roční zdvojnásobení). A dva z těchto 8 let už skoro uběhly... A lidé z branže říkají, že za dalších 8 let nebude růst o 3 řády, ale rychlejší, zvláště s novou generací vidlic. Abyste pochopili, jak to bude vypadat, musíte přijet do Číny. Na většině parkovišť jsou totiž elektrické zásuvky a v teplém počasí rostou jako houby po dešti. A i obyvatelé výškových budov natankují na týden na nedělní výlet do kina nebo obchodního centra (kde auto ještě stojí a pár hodin na vás čeká). A obchodní centra s restauracemi budou o návštěvníky bojovat s elektromobily (bojují už i v Číně).

Ano, cena elektromobilů je nyní vysoká. Ale baterie tam dává velký podíl a její náklady klesají takto: 

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: A v zákulisí Ceny lithium-iontových baterií

Ano, souhlasili! To je opět exponenciální proces! A průměrná CAGR je -20,8 %, což, jak víme, je VELMI vysoké. Pokud je 5 % 2krát za 15 let, ale 20 % je 10krát za 12 let („Desetkrát, Karle!“):

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů

Je legrační, že tímto tempem si za 3–4 roky místo jedné baterie do auta můžete koupit dvě za stejnou cenu. Pověste druhý v garáži a poskytne vám osobní kompresor. Přijdete domů a natankujete. A za noční cenu. A celý dům bude krmen za noční sazbu. A výpadky proudu v chatové vesnici už nebudou trápit. A (vzpomeňte si na CAGR „slunce“) - na střechu bude možné instalovat solární panely. Jsou tam dobré úspory, takže spousta lidí řekne: „Super! Vezmu to! Zabalit!" (většinou v Evropy и United States, Rozhodně).

Koneckonců, tyto exponenciální procesy jsou úžasné. V příštích 10 letech budeme rozhodně svědky vážného pokroku v oblasti elektromobilů a moderní elektromobily budou vnímány jako strašně nepohodlné a ubohé. Žádná rezerva chodu, žádný autopilot, musíte vozit hromadu adaptérů... Zkrátka rané modely.

Celkem:

  • Elektromobily se v Číně prodávaly v první polovině roku 2019 o 66 % více než v první polovině roku 2018. Prodeje vozů se spalovacími motory za stejnou dobu klesly o 12 %. To není zvonek, to je gong. 
  • Nejoblíbenější mezi elektromobily je samozřejmě Tesla. Ale upozornil bych vás na Číňany BYD. Ta vypadá asi nejvíc slibný.
  • V Číně jsou poznávací značky elektromobilů zelené. Úřady slibují, že brzy ve dnech „červené“ úrovně smogu přestanou vpouštět do centra Pekingu všechna auta kromě elektrických. Taxikáři nakupují elektromobily po tisících. Autor jel v takovém taxíku, vypadá to efektně. 

Co se děje v IT?

Moorův zákon se stal dobře známým, protože vydržel s obrovskou CAGR asi 41 % téměř 40 let. Jaké další příklady dobré CAGR existují v IT? Je jich mnoho, například růst tržeb Google s CAGR 43 % za 16 let:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj:  Tržby Google z reklam od roku 2001 do roku 2018 (v miliardách amerických dolarů)

Při pohledu na tento graf se někteří lidé (zejména ti, jejichž aplikace byly zakázány v Obchodě Google Play) cítili nepříjemně. Tady je toho hodně k zamyšlení. Minulý týden při řízení auta začal smartphone vytrvale navrhovat přechod na navigaci Google, přestože jsem již jezdil s Yandex.Navigatorem. Pravděpodobně už nemají dostatečnou velikost trhu, ale potřebují zvýšit příjmy, pomyslel jsem si. A taky jsem o tom přemýšlel.

Existují však i optimističtější ryze technické grafy, například znázorněné na logaritmické stupnici, snížení ceny diskového prostoru a zvýšení rychlosti připojení k internetu do roku 2019:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Drastické poklesy nákladů pohánějí další počítačovou revoluci 

Je snadné si všimnout, že existuje tendence dosáhnout náhorní plošiny, tzn. tempo růstu se snižuje. Přesto po celá desetiletí dobře rostly. Pokud se na pevné disky podíváte podrobněji, zjistíte, že další návrat k exponentu obvykle zajišťuje následující technologie:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Technologie úložiště pro dnešek a zítřek  

Čekáme tedy, až SSD doženou HDD a nechají je daleko za sebou.

S vynikajícím CAGR 59 % také náklady na pixely digitálních fotoaparátů najednou klesly (Handyho zákon): 

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Hendyho zákon

Za posledních 10 let také došlo k exponenciálnímu poklesu velikosti pixelů fotoaparátu.  

Také s dobrým CAGR kolem 25 % (10krát za 10 let) cena za pixel běžného displeje klesala už asi 40 let, zatímco jas a kontrast pixelů také rostou (tj. je nabízen za nižší cenu). Celkově vzato, výrobci už nevědí, kam umístit pixely. 8K televizory jsou už docela cenově dostupné, ale co na nich ukázat, je dobrá otázka. Autostereoskopie může pohltit libovolný počet pixelů, ale existují zde nevyřešené problémy. To je však jiný příběh. V každém případě okouzlující snížení nákladů na pixel přibližuje autostereoskopii.

Kromě toho exponenciální rozšíření mnoha softwarových služeb:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Technologické platformy s miliardou uživatelů 

Například AppleTV nebo Facebook. A jak již bylo zmíněno výše, zejména díky sociálním sítím se zvyšuje rychlost šíření inovací. 

Celkem: 

  • Z velké části kvůli exponenciálním procesům za posledních 20 let IT společnosti výrazně vytlačily ostatní v seznamu největších společností na světě. A nemají v úmyslu přestat (ať už to znamená cokoli).
  • Zlepšení většiny technologií v IT jsou exponenciální. Klasikou jsou navíc křivky ve tvaru písmene S, kdy ve stejné oblasti jedna technologie nahrazuje druhou a pokaždé způsobí další návrat k exponenciální rychlosti.

Neuronové sítě 

Neuronové sítě jsou v poslední době velmi populární. Podívejme se na počet patentů na ně v posledních letech:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Sakra... Zase to vypadá na vystavovatele (ačkoli doba je příliš krátká). Pokud se však podíváme na startupy za delší období, je obrázek přibližně stejný (14krát za 15 let je CAGR 19 % - velmi dobré):

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Index AI, listopad 2017 (ano, ano, vím, co tam bude v příštích 3 letech) 

Současně neuronové sítě v mnoha oblastech jednomyslně vykazují lepší výsledky než průměrný člověk:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Měření pokroku ve výzkumu AI

A dobře, když je výsledek na ImageNet (ačkoli přímým důsledkem je nová generace průmyslových robotů), ale v rozpoznávání řeči stejný obrázek:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Měření pokroku ve výzkumu AI

Ve skutečnosti neuronové sítě právě překonaly průměrného člověka v rozpoznávání řeči a jsou na dobré cestě je překonat ve všech běžných jazycích. přičemž jak jsme psali, růst rychlosti akcelerátorů neuronové sítě bude pravděpodobně exponenciální

Když na toto téma vtipkovali, nedávno jsme si mysleli: ano, brzy budou roboti umět triky na úrovni opic, a předpokládalo se, že to má k úrovni hloupého člověka velmi daleko, ba co víc Einstein:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Revoluce umělé inteligence: Cesta k superinteligenci 

Najednou se ale ukázalo, že úrovně běžného člověka již bylo dosaženo (a stále je dosahováno) v mnoha oblastech), a na úroveň vzácného génia (jak ukázaly soutěže s osobou v šachu a Go) se vzdálenost najednou ukázala být menší, než se očekávalo:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů

Zdroj: Měření pokroku ve výzkumu AI

V šachu byli vynikající lidé předstiženi asi před 15 lety, v Go - před třemi letya trend je zřejmý:

CAGR jako prokletí specialistů, nebo chyby v předpovídání exponenciálních procesů
Zdroj: Revoluce umělé inteligence: Cesta k superinteligenci 

Jak kdysi řekl legendární CEO General Electric Jack Welch: „Pokud je rychlost změn venku větší než rychlost změn uvnitř, konec se blíží. Tito. Pokud se firma nemění rychleji, než se mění situace kolem ní, je vystavena velkému riziku. Bohužel před 18 lety odešel z funkce a od té doby se jmění GE ještě zhoršilo. GE nedrží krok se změnami.

Když si vzpomenu na předpovědi o telefonu od specialistů Western Union, předpovědi lorda Kelvina, odhady trhu pro domácí počítače Digital Equipment a smartphony Microsoft, na pozadí předpovědí Sechin, mám oprávněné obavy. Protože historie se opakuje. A znovu. A znovu. A znovu.

Mnoho specialistů se po vystudování svého oboru na ústavu/univerzitě přestává dále rozvíjet. A předpovědi se dělají pomocí technologií minulého století (v každém smyslu). V posledních letech mě trápí otázka: jak rychle neuronové sítě nahradí odborníky, kteří nevědí, jak aplikovat CAGR? A opravdu chci udělat předpověď a bojím se, že se budu mýlit. Směrem k podpalu, jak chápete.

Ale vážně, rychlá rychlost změn je jako vítr. Pokud víte, jak správně nastavit plachty (a plachetnice vyhovuje), tak vám ani protivítr nezabrání v pohybu vpřed a to i v případě, že jde o zadní vítr a to ještě s velkým CAGR!!!

Šťastný CAGR všem, kteří dočetli!

UPD
Habraeffect stále funguje! V den zveřejnění tohoto materiálu vyšel článek o CAGR v ruské Wikipedii! Příklad ještě nebyl přeložen, ale již byl zahájen. Navíc můžete vidět jde o peníze nebo zde o technologiích s prvky oblbování investorů

PoděkováníRád bych upřímně poděkoval:

  • Laboratoř počítačové grafiky VMK Moskevská státní univerzita. M.V. Lomonosov za jeho přínos k rozvoji počítačové grafiky v Rusku i mimo něj,
  • osobně Konstantin Kozhemyakov, který udělal hodně pro to, aby byl tento článek lepší a jasnější,
  • a nakonec velké díky Kirill Malyshev, Egor Sklyarov, Ivan Molodetskikh, Nikolai Oplachko, Evgeny Ljapustin, Alexander Ploshkin, Andrey Moskalenenko, Aidar Khatiullin, Dmitrij Klepikov, Dmitrij Konovalchuk, Maxim Velikanov, Alexander Yakovenko a Evgeny Kuptsov za velké množství praktických komentáře a úpravy, díky kterým byl tento text mnohem lepší!

Zdroj: www.habr.com

Přidat komentář