Unter den Lesern dieses Textes sind natürlich viele Spezialisten. Und natürlich kennt sich jeder in seinem Fachgebiet bestens aus und hat eine gute Einschätzung der Perspektiven verschiedener Technologien und deren Entwicklung. Gleichzeitig kennt die Geschichte (die „lehrt, dass sie nichts lehrt“) viele Beispiele, in denen Experten zuversichtlich unterschiedliche Prognosen machten und diese mit großem Abstand verfehlten:
- „Das Telefon hat zu viele Mängel, als dass es ernsthaft als Kommunikationsmittel in Betracht gezogen werden könnte. „Das Gerät hat für uns keinen Wert“, schreiben die Experten. , damals das größte Telegraphenunternehmen im Jahr 1876.
- „Radio hat keine Zukunft. Flugzeuge, die schwerer als Luft sind, sind unmöglich. „Röntgenstrahlen werden sich als Schwindel herausstellen“, sagte er im Jahr 1899, und man kann natürlich scherzen, dass britische Wissenschaftler es schon im XNUMX. Jahrhundert geschafft haben, aber wir werden die Temperatur noch lange in Kelvin messen, und es gibt keinen Grund, daran zu zweifeln, dass der verehrte Herr ein Gut war Physiker.
- „Wer zum Teufel will Schauspieler reden hören?“, sagte er über Tonfilme , der 1927 Warner Brothers gründete, einer der führenden Filmexperten seiner Zeit.
- „Es gibt keinen Grund, warum jemand einen Heimcomputer braucht“ , Gründer der Digital Equipment Corporation im Jahr 1977, kurz vor dem Siegeszug der Heimcomputer ...
- Heutzutage hat sich nichts geändert: „Es besteht keine Chance, dass das iPhone nennenswerte Marktanteile gewinnt“, schrieb Microsoft-CEO in USA Today im April 2007 vor dem Siegeszug der Smartphones.
Über diese Vorhersagen könnte man gerne lachen, wenn sich zum Beispiel Ihr bescheidener Diener auf seinem Gebiet nicht selbst ganz schwerwiegend geirrt hätte. Und wenn ich nicht gesehen hätte, wie massiv es sind, dann irren sich viele Experten. Im Allgemeinen gibt es ein klassisches „Das hat es noch nie gegeben, und hier ist es wieder.“ Und wieder. Und wieder. Darüber hinaus Experten und Spezialisten zu Fehlern verurteilt In vielen Fällen. Vor allem, wenn es um diese verdammten exponentiellen Prozesse geht.
Oh mein Gott, dieser Aussteller
Das erste Problem bei exponentiellen Prozessen besteht darin, dass man überhaupt nicht weiß, wie schnell sie wachsen (im gleichen Zeitraum ändern sich ihre Parameter gleich oft), auf alltäglicher Ebene ist ein solches Wachstum äußerst schwer vorstellbar. Ein klassisches Beispiel: Wenn wir einen Schritt vorwärts gehen, dann werden wir in 30 Schritten 30 Meter zurücklegen, aber wenn jeder Schritt exponentiell wächst, dann umrunden wir in 30 Schritten den Globus 26 Mal („Sechsundzwanzig Mal, Karl!!!“ “) entlang des Äquators:
Source:
Frage an Programmierer: Welche Konstante potenzieren wir in diesem Fall?
AntwortDie Konstante ist gleich 2, d.h. verdoppelt sich bei jedem Schritt.
Wenn ein Prozess exponentiell wächst, kommt es zu schnellen, massiven Veränderungen, die mit bloßem Auge deutlich sichtbar sind. Ein hervorragendes Beispiel liefert . Im Jahr 1900 war es auf der Fifth Avenue in New York schwierig, ein einzelnes Auto zwischen den Pferdekutschen zu erkennen:
Und nur 13 Jahre später ist in derselben Straße kaum eine einzelne Pferdekutsche zwischen den Autos zu erkennen:
Ein ähnliches Bild sehen wir beispielsweise bei Smartphones. Nokia, das auf einer Welle ritt und lange Zeit mit großem Abstand führend war, sich aber nicht in die nächste Welle einfügen konnte und fast augenblicklich den Markt verlor (siehe). mit Marktführern pro Jahr) ist sehr aufschlussreich.
Alle Computerspezialisten wissen Bescheid , was eigentlich für Transistoren formuliert wurde und seit 40 Jahren gilt. Einige Genossen verallgemeinern es auf Vakuumröhren und mechanische Geräte und behaupten, dass es 120 Jahre lang funktioniert habe. Es ist praktisch, exponentielle Prozesse mit einer logarithmischen Skalenskala darzustellen, bei der sie (fast) linear werden, und es ist klar, dass eine solche Verallgemeinerung eine Daseinsberechtigung hat:
Quelle: Diese und die folgenden zwei Grafiken von
Auf einer linearen Skala sieht das Wachstum etwa so aus:
Und hier nähern wir uns allmählich dem zweiten Hinterhalt exponentieller Prozesse. Wenn das Wachstum seit 120 Jahren so ist, bedeutet das dann, dass unsere exponentielle Rate noch mindestens weitere 10 Jahre gleich bleiben wird?
In der Praxis stellt sich heraus, dass nein. In seiner reinen Form verlangsamt sich die Wachstumsrate der Informatik seit mehreren Jahren, was uns erlaubt, vom „Tod des Mooreschen Gesetzes“ zu sprechen:
Source:
Interessant ist zudem, dass sich diese Kurve nicht nur begradigen, sondern auch mit neuem Elan ansteigen lässt. Dein ergebener Diener . Ja, es wird andere Berechnungen geben (ungenaue Berechnungen mit neuronalen Netzen), aber letzten Endes, wenn ungenaue Rechenmaschinen und mechanische Taschenrechner die Skala auf 120 Jahre erweitert haben, dann sind neuronale Beschleuniger dort durchaus angebracht. Wir schweifen jedoch ab.
Es ist wichtig, das zu verstehen Das exponentielle Wachstum kann aus technischen, physischen, wirtschaftlichen und sozialen Gründen zum Stillstand kommen (Die Liste ist unvollständig). Und dies ist der zweite große Hinterhalt exponentieller Prozesse – die korrekte Vorhersage des Zeitpunkts, an dem die Kurve beginnt, die Exponentialkurve zu verlassen. Fehler in beide Richtungen kommen hier sehr häufig vor.
Total:
- Der erste Überfall auf das exponentielle Wachstum besteht darin, dass der Indikator selbst für Spezialisten unerwartet schnell wächst. Und das Exponentielle zu unterschätzen ist ein traditioneller Fehler, der immer wieder wiederholt wird. Wie echte Profis vor 100 Jahren sagten: „Panzer, meine Herren, sind Mode, aber Kavallerie ist ewig!“
- Das zweite Problem mit exponentiellem Wachstum besteht darin, dass es irgendwann (manchmal nach 40 oder 120 Jahren) endet und es auch nicht einfach ist, genau vorherzusagen, wann es enden wird. Und selbst Moores Gesetz, an dessen Sterbebett viele Fachjournalisten ihre Hufabdrücke hinterließen, . Und es scheint nicht genug zu sein!
Exponentielle Prozesse und Markteroberung
Wenn wir über die sichtbaren Veränderungen um uns herum und den Markt sprechen, ist es interessant zu sehen, wie verschiedene Technologien den Markt erobert haben. Am bequemsten lässt sich dies am Beispiel der Vereinigten Staaten tun, wo seit mehr als 100 Jahren verschiedene Arten von Marktstatistiken relativ genau geführt werden:
Source:
Es ist sehr interessant und aufschlussreich zu sehen, wie der Anteil der Haushalte mit kabelgebundenen Telefonen allmählich zunahm und dann im Laufe der Jahre stark um ein Viertel zurückging . Auch der Anteil der Häuser mit Strom nahm zu, sank jedoch deutlich weniger: Die Menschen waren nicht bereit, auf Strom zu verzichten, selbst wenn das Geld nicht ausreichte. Und die große Wirtschaftskrise war von der Verbreitung des Heimradios kaum zu spüren, alle waren an den neuesten Nachrichten interessiert. Und im Gegensatz zu Telefon, Strom oder Auto fallen für die Nutzung von Radio keine Gebühren an. Übrigens wurde der durch die Weltwirtschaftskrise unterbrochene Aufstieg von Privatautos erst nach 20 Jahren wieder aufgenommen, Festnetztelefone wurden nach 10 Jahren wiederhergestellt und die Elektrifizierung von Häusern nach 5 Jahren.
Es ist deutlich zu erkennen, dass die Verbreitung von Klimaanlagen, Mikrowellenherden, Computern und Smartphones viel schneller erfolgte als die Verbreitung neuer Technologien zuvor. Von einem Anteil von 10 % auf 70 % erfolgte das Wachstum häufig in nur 10 Jahren. Die Technologien der Jahrhundertwende brauchten oft mehr als 40 Jahre, um das gleiche Wachstum zu erzielen. Fühle den Unterschied!
Etwas Lustiges für den Autor persönlich. Bedenken Sie, dass Waschmaschinen und Wäschetrockner seit den 60er Jahren ziemlich synchron gewachsen sind. Komisch, dass letztere bei uns fast unbekannt sind. Und wenn man sie in den USA irgendwann meist paarweise kaufte, dann stellen unsere Gäste sehr oft die Frage: „Wozu braucht man zwei Waschmaschinen?“ Mit ernstem Blick muss man antworten, dass das zweite als Reserve dient, für den Fall, dass das erste kaputt geht.
Beachten Sie auch den sinkenden Anteil an Waschmaschinen. Zu diesem Zeitpunkt waren öffentliche Waschsalons weit verbreitet, wo man hingehen, Wäsche in die Maschine laden, waschen und wieder gehen konnte. Billig. Ähnliche Artikel sind in den Vereinigten Staaten immer noch sehr verbreitet. Dies ist ein Beispiel für eine Situation, in der das Geschäftsmodell eines bestimmten Marktes die Durchdringungsrate der Technologie und die Vertriebsstruktur verändert (teure professionelle, vandalensichere Maschinen verkaufen sich besser).
Die Beschleunigung von Prozessen ist in den letzten Jahren besonders spürbar, als die Massendurchdringung von Technologien nach den Maßstäben des frühen 20. Jahrhunderts „augenblicklich“ erfolgte (in 5-7 Jahren):
Source: (Grafik auf dem Link ist interaktiv!)
Gleichzeitig ist der rasante Aufstieg einer Technologie oft der Niedergang einer anderen. Der Aufstieg des Radios bedeutete Druck auf den Zeitungsmarkt, der Aufstieg der Mikrowellenöfen verringerte die Nachfrage nach Gasöfen usw. Manchmal war die Konkurrenz direkter, zum Beispiel reduzierte die Verbreitung von Kassettenrecordern die Nachfrage nach Schallplatten drastisch, und die Verbreitung von CDs verringerte die Nachfrage nach Kassetten. Und Torrent tötete sie alle mit dem Wachstum des digitalen Musikvertriebs, die Einnahmen der Branche gingen um mehr als das Zweifache zurück (die Grafik ist von einem traurigen schwarzen Rahmen umgeben):
Source:
Ebenso wächst die Zahl der aufgenommenen Fotos exponentiell, zudem hat sich die Wachstumsrate in jüngster Zeit mit der Umstellung auf Digital deutlich erhöht. Daher erfolgte der „Tod“ analoger Fotos nach historischen Maßstäben „augenblicklich“:
Source:
Voller Dramatik , der ironischerweise die Digitalkamera erfand und den exponentiellen Aufstieg der Digitalfotografie verpasste, ist äußerst lehrreich. Aber das Wichtigste, was die Geschichte lehrt, ist, dass sie nichts lehrt. Daher wird sich die Situation immer wieder wiederholen. Glaubt man der Statistik – mit Beschleunigung.
Total:
- Durch die Untersuchung der Beschleunigung und Verlangsamung der Märkte in den letzten 100 Jahren lassen sich große Prognosevorteile erzielen.
- Die Innovationsrate nimmt im Durchschnitt zu, was bedeutet, dass die Zahl falscher Vorhersagen zunehmen wird. Seid vorsichtig…
Kommen wir zum Üben
Sie denken natürlich, dass das alles ganz einfach und verständlich ist und es im Allgemeinen nicht allzu schwierig ist, dies alles in Prognosen zu berücksichtigen. Du bist vergebens... Jetzt beginnt der Spaß... Anschnallen?
Kürzlich sprach Igor Sechin, Geschäftsführer von Rosneft, auf dem Internationalen Wirtschaftsforum in St. Petersburg, wo er insbesondere sagte: „" Zweifelt irgendjemand daran, dass Sechin ein Experte auf seinem Gebiet ist? Ich denke nicht.
Gleichzeitig ist der Anteil alternativer Energien in den letzten Jahren um etwa 1 % pro Jahr gewachsen, und das Wachstum des Anteils hat sich beschleunigt:
Source: (Diese Berechnungsmethode wurde gewählt – ohne Großwasserkraft, da sie genau die aktuellen 12 % ergibt).
Und dann – ein Problem für die 3. Klasse. Es gibt einen Wert, der im Jahr 2017 bei 12 % lag und jährlich um 1 % wächst. In welchem Jahr wird es 16 % erreichen? Im Jahr 2040? Hast du gut nachgedacht, mein junger Freund? Beachten Sie, dass wir mit der Antwort „im Jahr 2021“ den klassischen Fehler machen, eine lineare Vorhersage zu treffen. Sinnvoller ist es, die exponentielle Natur des Prozesses zu berücksichtigen und die klassischen drei Vorhersagen zu treffen:
- „optimistisch“ angesichts der Beschleunigung der Entwicklung,
- „durchschnittlich“ – basierend auf der Annahme, dass die Wachstumsrate die gleiche sein wird wie im besten Jahr der letzten 5 Jahre
- und „pessimistisch“ – basierend auf der Annahme, dass die Wachstumsrate im Durchschnitt ähnlich dem schlechtesten Jahr der letzten 5 Jahre sein wird.
Darüber hinaus werden selbst nach der Durchschnittsprognose bereits im Jahr 16.1 2020 % erreicht, d. h. im nächsten Jahr:
Quelle: Berechnungen des Autors
Zum besseren Verständnis (von exponentiellen Prozessen) stellen wir dieselben Diagramme im logarithmischen Maßstab dar:
Sie zeigen, dass das durchschnittliche Szenario ein ziemlicher Trend ist, selbst wenn man es seit 2007 betrachtet. Insgesamt wird der für 2040 prognostizierte Wert voraussichtlich im nächsten Jahr, spätestens aber in einem Jahr erreicht.
Um fair zu sein, ist Sechin nicht der Einzige, der sich so „irrt“. Beispielsweise machen die Ölarbeiter von BP (British Petroleum) eine jährliche Prognose, und ihnen wird schon jetzt vorgeworfen, dass sie, nachdem sie jahrelang Prognosen erstellt haben, die Exponentialität des Prozesses immer wieder nicht berücksichtigen („Ableitung? Nein, Du hast es nicht gehört! Deshalb müssen sie ihre Prognose seit vielen Jahren jedes Jahr anheben:
Source:
Näher an Sechin-Prognosen (Gruppen mit Schwerölarbeitern, schauen Sie sich die Rohre an der Wurzel des russischen Teils des Geländes an). Sie berücksichtigen grundsätzlich nicht die exponentielle Natur des Prozesses, der dazu führt ein Größenordnungsfehler seit 7 Jahren, und sie wiederholen diesen Fehler systematisch:
Source: (die Seite selbst , übrigens sehr gut)
Ihre Prognosen sehen bei neueren Daten besonders lustig aus (in ihren Kurven steht auch „Na, wann hören sie endlich auf!!!“):
Source:
Dies ist zwar kontraintuitiv, aber bei der Vorhersage vieler Prozesse ist es effektiver, nicht eine lineare Prognose für die Vorperiode und keine lineare Prognose basierend auf der aktuellen Ableitung zu berücksichtigen, sondern eine Änderung der Geschwindigkeit des Prozesses. Dies liefert das genaueste Ergebnis für ähnliche Prozesse:
Source:
In der englischsprachigen Literatur, insbesondere in der Business Analytics, wird ständig die Abkürzung CAGR verwendet ( - Der Link wird zum englischsprachigen Wiki gegeben, und es ist charakteristisch, dass es keinen entsprechenden Artikel in der russischsprachigen Wikipedia gibt. CAGR kann als „zusammengesetzte jährliche Wachstumsrate“ übersetzt werden. Es wird nach der Formel berechnet
wo t0 - Erstjahr, tn - Jahresende und V(t) — der Wert des Parameters, der sich vermutlich nach einem Exponentialgesetz ändert. Der Wert wird als Prozentsatz ausgedrückt und gibt an, um wie viel Prozent ein bestimmter Wert (normalerweise ein Markt) im Laufe des Jahres wächst.
Im Internet gibt es viele Beispiele zur Berechnung der CAGR, beispielsweise in Google Docs und Excel:
- (passender russischer Text )
Lassen Sie uns eine kurze Meisterklasse unter dem Motto „Lasst uns Sechin helfen“ durchführen und dabei die Daten des Ölkonzerns BP (als untere Schätzung) heranziehen. Für Interessierte sind die Daten selbst lokalisiert , Sie können es selbst kopieren und anders berechnen. Weltweit wächst die erneuerbare Energieerzeugung rasant:
Quelle: Hier und weiter unten in den schwarzen Grafiken, die Berechnungen des Autors
Die Skala ist logarithmisch und es ist klar, dass alle Regionen ein exponentielles Wachstum aufweisen (das ist wichtig!), viele mit exponentieller Beschleunigung. Spitzenreiter sind erwartungsgemäß China und seine Nachbarn, die Nordamerika und Europa überholt haben. Interessant ist, dass die vorletzte Region – der Nahe Osten – eine der ölproduzierendsten Regionen der Welt ist und die höchste CAGR von allen aufweist (44 % in den letzten 5 Jahren (!)). Es ist nicht verwunderlich, dass es innerhalb von sechs Jahren zu einem Anstieg um eine Größenordnung kommt, und den Aussagen ihrer Funktionäre nach zu urteilen, werden sie in der gleichen Richtung weitermachen. Der ehemalige Ölminister Saudi-Arabiens warnte seine OPEC-Kollegen bereits im Jahr 6 weise: „Die Steinzeit endete nicht, weil es keine Steine mehr gab“, und es scheint, dass sie diesen weisen Gedanken bereits vor 2000 Jahren berücksichtigt haben. Die GUS (GUS) steht, wie wir sehen, an letzter Stelle. Die Wachstumsrate ist jedoch recht gut.
CAGR kann auf unterschiedliche Weise berechnet werden. Lassen Sie uns beispielsweise die CAGR für jedes Jahr seit 1965, für die letzten 5 Jahre und für die letzten 10 Jahre erstellen. Sie erhalten dieses interessante Bild (insgesamt für die Welt):
Es ist deutlich zu erkennen, dass sich das exponentielle Wachstum im Durchschnitt beschleunigte und dann verlangsamte. „Moskovsky Komsomolets“ und andere gelbe Medien schreiben in diesem Fall normalerweise so etwas wie „Die chinesische Wirtschaft fällt“, was bedeutet, „die fantastischen Wachstumsraten der chinesischen Wirtschaft verlangsamen sich“ und schweigen taktvoll darüber, dass sie sich verlangsamen So ein Tempo, dass andere nur träumen können. Hier ist alles sehr ähnlich.
Versuchen wir, die Produktion im Jahr 2018 auf der Grundlage von Daten bis 2010 vorherzusagen, indem wir CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y und eine lineare Prognose von 2010 relativ zu 2009 und relativ zu 2006 heranziehen. Wir erhalten das folgende Bild:
| Linear'1Y | Linear'4Y | CAGR'1965 | CAGR'10J | CAGR'5J | |
| Erneuerbare Produktion im Jahr 2018, Prognose basierend auf Daten bis 2010 | 1697 | 1442 | 1465 | 2035 | 2429 |
| Einstellung zum Realen im Jahr 2018 | 0,68 | 0,58 | 0,59 | 0,82 | 0,98 |
| Prognosefehler | 32% | 42% | 41% | 18% | 2% |
Charakteristische Punkte – keine der Prognosen erwies sich als zu optimistisch, d.h. Überall unterschreiten. Im optimistischsten Szenario mit einer CAGR von 15,7 % betrug der Fehlbetrag 2 %. Lineare Prognosen ergaben einen Fehler von 30–40 % (es wurde speziell ein Zeitraum herangezogen, in dem ihr Fehler aufgrund der Verlangsamung der Wachstumsraten kleiner war). Leider war es nicht möglich, Sechins Modell hinzuzufügen, da es nicht möglich ist, seine Formel wiederherzustellen.
Probieren Sie als Hausaufgabe das Backcasting aus, indem Sie mit verschiedenen CAGRs spielen. Die Schlussfolgerung liegt auf der Hand: Exponentielle Prozesse lassen sich durch exponentielle Modelle besser vorhersagen.
Und als Sahnehäubchen hier noch eine Prognose desselben BP, deren Exponent („Vorsicht, Spezialisten arbeiten!“) einem linearen Wachstum in der Prognose Platz macht:
Source:
Bitte beachten Sie, dass Wasserkraft, die zu den klassischen erneuerbaren Energiequellen zählt, überhaupt nicht berücksichtigt wird. Daher ist ihre Schätzung noch konservativer als die von Setschin und sie geben nur für 12 2020 % an. Aber selbst wenn die Basis unterschätzt wird und das exponentielle Wachstum im Jahr 2020 aufhört, haben sie im Jahr 2040 einen Anteil von 29 %. Es sieht überhaupt nicht nach Sechins 16 % aus ... Es ist nur eine Art Ärger ...
Es ist klar, dass Sechin ein kluger Mensch ist. Ich bin von Beruf angewandter Mathematiker und kein Energieingenieur, daher kann ich keine qualifizierte Antwort auf die Frage nach dem Grund für einen so schwerwiegenden Fehler in Sechins Prognose geben. Tatsache ist höchstwahrscheinlich, dass diese Situation wirklich nach einem Rückgang der Ölpreise riecht. Und (Wer dieses Lied von Semyon Slepakov nicht gehört hat, schaut mal rein) Aus einem nicht ganz klaren Grund gibt es einen stabilen Wechselkurs für den Verkauf von Rohöl im Ausland und nicht von raffinierten Erdölprodukten. Und wenn man die Prognose stark verzerrt, dann eliminiert dies (für eine Weile, muss man meinen) unangenehme Fragen. Aber als Mathematiker würde ich lieber einen systematischen Fehler zumindest auf der Ebene der Herren von BP sehen, die noch nie von Derivaten gehört haben. Es ist mir egal, ich bin auf demselben Schiff.
Total:
- Wie alle Offiziere wissen, erreicht der Wert der Konstante π (das Verhältnis des Umfangs zu seinem Durchmesser) unter Kriegsbedingungen 4 und in besonderen Fällen bis zu 5. Wenn es also wirklich notwendig ist, zeigt die Prognose von Spezialisten JEDES an von den Behörden geforderte Werte. Es ist ratsam, sich dies zu merken.
- Exponentielle Prozesse lassen sich besser anhand einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) vorhersagen.
- Sechins Prognose beim Internationalen Wirtschaftsforum in St. Petersburg kann als extreme Respektlosigkeit gegenüber dem Publikum oder als grobe Manipulation gewertet werden. Zur Auswahl. Hoffen wir, dass es mutige Menschen gibt, die einige unangenehme Fragen stellen. Warum ist beispielsweise die Petrochemie auf der ganzen Welt sehr profitabel, aber russische Staatsunternehmen investieren zig Milliarden in die „Pipe“ und den Export von Rohstoffen und nicht in sie?
- Und schließlich möchte ich hoffen, dass einer der Leser eine Seite darüber verfasst in der russischen Wikipedia. Es ist Zeit, denke ich.
Solarenergie
Lassen Sie uns das Thema der exponentiellen Prozesse festigen. Der neueste BP-Chart zeigt, wie der Anteil der „Sonne“ im Jahr 2020 stark anstieg, und selbst der konservative BP glaubt an seine Zukunft. Interessanterweise ist dort auch ein exponentieller Prozess zu beobachten, der ebenso wie das Mooresche Gesetz seit mehr als 40 Jahren abläuft und Swensons Gesetz genannt wird:
Source:
Die allgemeine Bedeutung ist einfach: Der Preis des Moduls sinkt exponentiell und die Produktion wächst exponentiell. Wenn es sich also vor 40 Jahren um eine Technologie mit kosmischen (in jeder Hinsicht) Stromkosten handelte und sie hauptsächlich für den Antrieb von Satelliten geeignet war, sind die Kosten pro Watt heute bereits um etwa das 400-fache gesunken und sinken weiter ( bald 3 Bestellungen). Die durchschnittliche CAGR des Werts liegt bei etwa 16 %, mit einem Anstieg von bis zu 25 % in den letzten 10 Jahren, was nicht oft vorkommt.
Dies führt in der Folge auch zu einem exponentiellen Wachstum der installierten Leistung und Erzeugung:
Source:
Ein Wachstum um das Zehnfache in 10–7 Jahren ist sehr ernst (berechnen Sie die CAGR selbst, Sie erhalten 8–33 %(!)). Es ist lächerlich, aber wenn es nicht gestoppt wird, wird in 38 Jahren nur Solarenergie 100 % des weltweiten Strombedarfs decken. Damit muss entschieden umgegangen werden. Um diese Schande in den Vereinigten Staaten irgendwie abzumildern, führte Trump letztes Jahr einen (für andere Märkte) enormen Zoll von 12 % auf den Import von Solarmodulen ein. Aber die verdammten Chinesen senkten bis zum Jahresende die Preise um 30 % (im Laufe des Jahres!), wodurch nicht nur die Zölle abgeschafft wurden, sondern auch der Einkauf bei ihnen wieder profitabel wurde. Und sie bauen weiterhin vollständig robotergestützte Fabriken mit einer Produktion von mehreren zehn Gigawatt an Batterien pro Jahr, wodurch die Preise immer wieder gesenkt und die Produktionsmengen erhöht werden. Es ist eine Art Albtraum, da stimmen Sie mir zu.
Die sinkenden Kosten für Batterien führen dazu, dass sie in den letzten Jahren nicht nur ohne Subventionen konkurrenzfähig geworden sind, sondern dass sich die Grenze für ihre kostengünstige Nutzung auf der Nordhalbkugel auch schnell nach Norden verschiebt und bis zu Hunderte von Kilometern pro Jahr zurücklegt. Außerdem war es gerade gestern wichtig, die Batterien im optimalen Winkel auszurichten und so weiter. Es vergehen 3-4 Jahre und für den gleichen Preis kann eine größere Batteriefläche einfach an vertikalen Südfassaden installiert werden. Ja, sie sind weniger effektiv, müssen aber seltener gewaschen werden und sind einfacher zu installieren. Und bei gleichem Installationspreis ist die Reduzierung der Betriebskosten wichtiger.
Auch hier besteht die Achillesferse der Solarenergie in der ungleichmäßigen Stromproduktion, insbesondere unter Bedingungen, in denen die Speichereffizienz weit von 100 % entfernt ist. Und dann stellt sich heraus, dass mit einem solchen Rückgang der Produktionskosten für ein Megawatt sehr bald nicht nur die niedrige und durchschnittliche Effizienz der Speicherung abgedeckt ist (das heißt, es kann weniger effizient, aber billiger gespeichert werden). , aber auch die Kosten für die Installation von Batterien (das heißt, für das gleiche Geld können wir nicht nur so viele Megawatt Stromerzeugung, sondern auch so viele Megawatt Speicher „kostenlos“ installieren, was die Situation radikal verändert).
Total:
- Das Gesetz von Swenson ist in Bezug auf die Gültigkeit ungefähr das gleiche wie das Gesetz von Moore, obwohl die CAGR kleiner ist. Doch genau im nächsten Jahrzehnt wird sich seine Wirkung am deutlichsten bemerkbar machen.
- Das ist ein völlig anderes Thema, aber dank der rasanten Entwicklung von Solar- und Windenergie wurden in den letzten drei Jahren wahnsinnige Milliarden in industrielle Energiespeichersysteme investiert. Natürlich ist Tesla hier , was gezeigt wurde . Gasarbeiter . Gleichzeitig hat der Spaß noch nicht begonnen, da mehrere Technologien drohen, Li-Ion bei sinkenden Speicherkosten zu überholen. Das ist jedoch eine ganz andere Geschichte, wir werden uns in ein paar Jahren für ihre CAGR interessieren (jetzt ist sie fantastisch, aber das hier ).
Elektrische Autos
Seriöse Experten schrieben bereits 1909 in der renommierten Zeitschrift Scientific American: „Die Tatsache, dass das Automobil praktisch die Grenze seiner Entwicklung erreicht hat, wird durch die Tatsache bestätigt, dass es im vergangenen Jahr keine radikalen Verbesserungen gegeben hat.“ Auch im vergangenen Jahr gab es keine radikalen Verbesserungen bei Elektrofahrzeugen. Dies gibt Anlass zu der festen Überzeugung, dass das Elektroauto den Höhepunkt seiner Entwicklung bereits erreicht hat.
Noch schlimmer ist, dass es bei den meisten Technologien ein „Henne-Ei“-Problem gibt. Bis die Massenproduktion ein bestimmtes Niveau erreicht, ist die Einführung einer Reihe von Innovationen extrem teuer, und im Gegenteil, bis sie eingeführt werden, werden die Verkäufe gebremst. Diese. Um „Kinderkrankheiten“ zu überwinden, bedarf es einer gewissen Massenproduktion. Und hier ist es sinnvoll, innovative Technologien anhand der Gesamtproduktion pro Kopf zu bewerten:
Source:
Ich bin kein Experte und weiß nicht, wie sich Elektroautos in den nächsten 15 Jahren verändern werden. Aber das ist definitiv ein sehr hochtechnologisches Produkt und sie ändern sich schnell. Und das Niveau der aktuellen Elektrofahrzeuge entspricht dem Niveau der Autos mit Verbrennungsmotor im Jahr 1910 und dem Niveau der Mobiltelefone im Jahr 1983. Die Veränderungen zum Besseren (für den Verbraucher) werden in den nächsten 15 Jahren dramatisch sein. Und dann beginnt der Spaß.
Generell werden Elektroautos durch drei Faktoren vorangetrieben:
- Beim Gasgeben fliegt man wie in einem Sportwagen vorwärts und der Preis liegt spürbar unter dem eines Sportwagens. Und Elektroautos überholen sie auf kurzen Strecken (, , zum Beispiel aus diesem Grund Tesla ) Welcher russisch-amerikanische Polizist fährt nicht gerne schnell?
- Nachfüllen ist sehr günstig, wenn nicht gar nichts. Roman Naumov lebt in Kanada () sorgt für brennende Verärgerung und beschreibt, wie er, ein Infizierter, 600 km außerhalb der Stadt fuhr und dabei 4 Dollar für Treibstoff ausgab (oder es überhaupt nicht hätte ausgeben können). Ich erinnere mich, dass Elon Musk sich darüber beschwert hat, dass viele wohlhabende Besitzer teurer Teslas diese mit einem kostenlosen Supercharger fahren, einem verdammten Gratisgeschenk. Kurz gesagt: Kraftstoff wird aus den Verbrauchsgütern nahezu eliminiert.
- Und alle Ingenieure sind sich einig: Wenn Kinderkrankheiten geheilt werden, wird der Unterhalt des Elektroautos spürbar günstiger. DAS wird viel billiger sein. Nur die Reifen müssten öfter gewechselt werden, sagen sie, die verschleißen...
Und natürlich ist die Tatsache, dass das Auto grundsätzlich überall dort aufgeladen werden kann, wo es eine Steckdose gibt, eine Revolution. Das heißt, wenn der Strom Ihre Großmutter im Dorf erreicht, können Sie zu ihr kommen und aufladen, wenn auch länger. Natürlich kann man keinen Länderpokal fahren, aber 99, (9) % der Leute kommen ins Dorf, und dann steht das Auto immer noch da. Und morgen wird es nicht nur stehen, sondern Strom zum günstigen Dorftarif verbrauchen.
Natürlich gibt es immer noch wenige Ladegeräte, vor allem schnelle, aber... schauen wir uns die Grafik an:
Source:
Was? Schon wieder ein exponentieller Prozess? Und welches! Die Frage lautet wie folgt: Wie wird sich die Situation ändern, wenn in den nächsten 10 Jahren die Zahl der Tankstellen um das Tausendfache steigt („Tausend, Karl!“)? (Dies ist CAGR=1000 %, d. h. eine jährliche Verdoppelung) Entschuldigung, ich habe mich geirrt. Im nächsten 8 Jahre 1000 Mal! (Dies ist eine CAGR=137 %, also schneller als die jährliche Verdoppelung). Und zwei dieser 8 Jahre sind fast vergangen... Und Leute aus der Branche sagen, dass das Wachstum in den nächsten 8 Jahren nicht um 3 Größenordnungen, sondern schneller ausfallen wird, insbesondere mit der neuen Gabelgeneration. Um zu verstehen, wie es aussehen wird, müssen Sie nach China kommen. Tatsächlich gibt es auf den meisten Parkplätzen Steckdosen, die nach dem Regen bei warmem Wetter wie Pilze wachsen. Und selbst Hochhausbewohner tanken bei einem sonntäglichen Ausflug ins Kino oder Einkaufszentrum (wo das Auto noch ein paar Stunden auf Sie wartet) neue Kraft für die Woche. Und Einkaufszentren mit Restaurants werden mit Elektroautos um Besucher kämpfen (in China kämpfen sie bereits).
Ja, der Preis für Elektrofahrzeuge ist derzeit hoch. Aber die Batterie leistet dort einen großen Anteil und ihre Kosten sinken wie folgt:
Source:
Ja, sie waren einverstanden! Dies ist wiederum ein exponentieller Prozess! Und die durchschnittliche CAGR beträgt -20,8 %, was, wie wir wissen, SEHR hoch ist. Wenn 5 % 2 Mal in 15 Jahren sind, 20 % jedoch 10 Mal in 12 Jahren („Zehn Mal, Karl!“):
Es ist lustig, dass man bei diesem Preis in 3-4 Jahren statt einer Batterie für sein Auto zwei zum gleichen Preis kaufen kann. Hängen Sie den zweiten in die Garage und Sie erhalten einen persönlichen Kompressor. Du kommst nach Hause und tankst neue Energie. Und das zum Nachttarif. Und das ganze Haus wird zum Nachttarif verpflegt. Und Stromausfälle im Bauerndorf sind kein Problem mehr. Und (denken Sie an die CAGR der „Sonne“) – es wird möglich sein, Sonnenkollektoren auf dem Dach zu installieren. Da gibt es gute Ersparnisse, da werden viele sagen: „Cool!“ Ich nehme es! Wickeln Sie es!" (meistens in и , Sicherlich).
Es ist doch eine erstaunliche Sache, diese exponentiellen Prozesse. In den nächsten 10 Jahren werden wir auf dem Gebiet der Elektrofahrzeuge auf jeden Fall ernsthafte Fortschritte erleben und moderne Elektroautos werden als furchtbar unbequem und elend empfunden. Keine Gangreserve, kein Autopilot, man muss eine Menge Adapter mit sich führen ... Kurz gesagt, frühe Modelle.
Total:
- Im ersten Halbjahr 2019 wurden in China Elektrofahrzeuge verkauft . Gleichzeitig gingen die Verkäufe von Autos mit Verbrennungsmotor um 12 % zurück. Es ist keine Glocke, es ist ein Gong.
- Das beliebteste Elektroauto ist natürlich Tesla. Aber ich möchte Ihre Aufmerksamkeit auf die Chinesen lenken . Sie sieht wahrscheinlich am besten aus .
- In China sind die Nummernschilder für Elektrofahrzeuge grün. Die Behörden versprechen, dass sie an den Tagen, an denen der Smog „rot“ ist, bald keine Autos mehr ins Zentrum von Peking zulassen werden, außer Elektroautos. Taxiunternehmen kaufen zu Tausenden Elektrofahrzeuge. Der Autor ist in einem solchen Taxi gefahren, es sieht beeindruckend aus.
Was ist los in der IT?
Das Mooresche Gesetz wurde bekannt, da es fast 41 Jahre lang eine enorme jährliche Wachstumsrate von etwa 40 % aufwies. Welche anderen Beispiele für eine gute CAGR gibt es in der IT? Davon gibt es viele, zum Beispiel das Umsatzwachstum von Google mit einer CAGR von 43 % über 16 Jahre:
Source:
Beim Betrachten dieser Grafik fühlten sich einige Leute (insbesondere diejenigen, deren Anwendungen aus dem Google Play Store verbannt wurden) unwohl. Hier gibt es viel zu bedenken. Letzte Woche fing das Smartphone beim Autofahren an, ständig den Wechsel zur Google-Navigation vorzuschlagen, obwohl ich bereits mit Yandex.Navigator fuhr. Sie haben wahrscheinlich nicht mehr genug Marktgröße, aber sie müssen ihre Einnahmen steigern, dachte ich. Und ich habe auch darüber nachgedacht.
Es gibt jedoch auch optimistischere rein technische Diagramme, beispielsweise im logarithmischen Maßstab dargestellt, die Senkung des Speicherplatzpreises und die Steigerung der Geschwindigkeit von Internetverbindungen bis 2019:
Source:
Es ist leicht zu erkennen, dass die Tendenz besteht, ein Plateau zu erreichen, d. h. Die Wachstumsrate nimmt ab. Dennoch wuchsen sie jahrzehntelang gut. Schaut man sich die Festplatten genauer an, erkennt man, dass die nächste Rückkehr zum Exponenten in der Regel durch folgende Technik sichergestellt wird:
Source:
Wir warten also darauf, dass SSDs zu HDDs aufschließen und diese weit hinter sich lassen.
Mit einer hervorragenden CAGR von 59 % sanken außerdem die Pixelkosten von Digitalkameras gleichzeitig (Handys Gesetz):
Source:
In den letzten 10 Jahren kam es auch zu einem exponentiellen Rückgang der Kamerapixelgröße.
Außerdem sinken bei einer guten CAGR von etwa 25 % (10-mal in 10 Jahren) die Kosten pro Pixel eines herkömmlichen Displays seit etwa 40 Jahren, während gleichzeitig auch die Helligkeit und der Kontrast der Pixel steigen (d. h. höhere Qualität). wird zu einem günstigeren Preis angeboten). Im Großen und Ganzen wissen die Hersteller nicht mehr, wo sie die Pixel unterbringen sollen. 8K-Fernseher sind bereits recht erschwinglich, aber was man darauf zeigen soll, ist eine gute Frage. Durch die Autostereoskopie könnten beliebig viele Pixel absorbiert werden, allerdings gibt es dabei ungelöste Probleme. Dies ist jedoch eine andere Geschichte. Auf jeden Fall rückt die bezaubernde Reduzierung der Pixelkosten die Autostereoskopie näher.
Hinzu kommt die exponentielle Verbreitung vieler Softwaredienste:
Source:
Zum Beispiel AppleTV oder Facebook. Und wie oben erwähnt, insbesondere dank sozialer Netzwerke, erhöht sich die Geschwindigkeit der Verbreitung von Innovationen.
Total:
- Vor allem aufgrund exponentieller Prozesse in den letzten 20 Jahren haben IT-Unternehmen andere in der Liste der größten Unternehmen der Welt stark verdrängt. Und sie haben nicht die Absicht aufzuhören (was auch immer das bedeutet).
- Die Verbesserungen bei den meisten Technologien in der IT sind exponentiell. Der Klassiker sind außerdem S-förmige Kurven, bei denen im gleichen Bereich eine Technologie eine andere ersetzt und jedes Mal eine andere Rückkehr zu einem exponentiellen Tempo führt.
Neuronale Netze
Neuronale Netze erfreuen sich in letzter Zeit großer Beliebtheit. Schauen wir uns die Anzahl der Patente darauf in den letzten Jahren an:
Verdammt... Es sieht wieder nach einem Aussteller aus (obwohl der Zeitraum zu kurz ist). Betrachtet man Startups jedoch über einen längeren Zeitraum, ergibt sich in etwa das gleiche Bild (14 Mal in 15 Jahren ist eine CAGR von 19 % – sehr gut):
Source: (Ja, ja, ich weiß, was in den nächsten 3 Jahren da ist)
Gleichzeitig zeigen neuronale Netze in vielen Bereichen übereinstimmend bessere Ergebnisse als der Durchschnittsmensch:
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Und okay, wenn das Ergebnis auf ImageNet ist (obwohl die direkte Folge eine neue Generation von Industrierobotern ist), aber bei der Spracherkennung das gleiche Bild:
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Tatsächlich haben neuronale Netze den Durchschnittsmenschen bei der Spracherkennung gerade übertroffen und sind auf dem besten Weg, ihn in allen gängigen Sprachen zu übertreffen. Dabei, .
Als sie über dieses Thema scherzten, dachten wir vor nicht allzu langer Zeit: Ja, bald werden Roboter Tricks auf der Ebene von Affen ausführen können, und man ging davon aus, dass dies weit von der Ebene einer dummen Person entfernt ist, und noch mehr Einstein:
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Doch plötzlich stellte sich heraus, dass das Niveau eines gewöhnlichen Menschen bereits erreicht war (und weiterhin erreicht wird). ), und auf dem Niveau eines seltenen Genies (wie Wettbewerbe mit einer Person in Schach und Go zeigten) stellte sich plötzlich heraus, dass die Distanz geringer war als erwartet:
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Im Schach wurden vor etwa 15 Jahren herausragende Leute überholt, in Go - , und der Trend ist offensichtlich:
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Wie der legendäre CEO von General Electric, Jack Welch, einmal sagte: „Wenn die Veränderungsrate draußen größer ist als die Veränderungsrate im Inneren, ist das Ende nahe.“ Diese. Wenn sich ein Unternehmen nicht schneller verändert, als sich die Situation um es herum ändert, ist es einem großen Risiko ausgesetzt. Bedauerlicherweise hat er sein Amt vor 18 Jahren niedergelegt und die Lage von GE hat sich seitdem verschlechtert. GE hält mit den Veränderungen nicht Schritt.
Wenn ich mich an die Vorhersagen der Spezialisten von Western Union über das Telefon, die Prognosen von Lord Kelvin, die Marktschätzungen für Heimcomputer von Digital Equipment und Microsoft-Smartphones erinnere, habe ich vor dem Hintergrund der Prognosen von Sechin berechtigte Bedenken. Weil sich die Geschichte wiederholt. Und wieder. Und wieder. Und wieder.
Viele Fachkräfte entwickeln sich nach dem Studium ihres Fachgebiets an einem Institut/einer Universität nicht mehr weiter. Und Prognosen werden (in jeder Hinsicht) mit Technologien des letzten Jahrhunderts erstellt. In den letzten Jahren quälte mich die Frage: Wie schnell werden neuronale Netze Experten ersetzen, die nicht wissen, wie man CAGR anwendet? Und ich möchte wirklich eine Prognose abgeben und habe Angst, falsch zu liegen. Wie Sie verstehen, geht es in Richtung Unterschreitung.
Aber im Ernst, die schnelle Geschwindigkeit des Wandels ist wie der Wind. Wenn Sie wissen, wie man die Segel richtig setzt (und das Segelboot den Anforderungen entspricht), wird Sie selbst ein Gegenwind nicht daran hindern, vorwärts zu kommen, und selbst wenn es Rückenwind ist und sogar mit einer großen CAGR!!!
Frohes CAGR an alle, die mit dem Lesen fertig sind!
UPD
Habraeffect funktioniert immer noch! Am Tag der Veröffentlichung dieses Materials erschien ein Artikel darüber ! Das Beispiel ist noch nicht übersetzt, aber ein Anfang ist bereits gemacht. Zusätzlich können Sie sehen oder
DanksagungIch möchte mich herzlich bedanken bei:
- Labor für Computergrafik VMK Staatliche Universität Moskau. M.V. Lomonosov für seinen Beitrag zur Entwicklung der Computergrafik in Russland und darüber hinaus,
- persönlich Konstantin Kozhemyakov, der viel getan hat, um diesen Artikel besser und klarer zu machen,
- Und schließlich vielen Dank an Kirill Malyshev, Egor Sklyarov, Ivan Molodetskikh, Nikolai Oplachko, Evgeny Lyapustin, Alexander Ploshkin, Andrey Moskalenko, Aidar Khatiullin, Dmitry Klepikov, Dmitry Konovalchuk, Maxim Velikanov, Alexander Yakovenko und Evgeny Kuptsov für eine große Anzahl praktischer Übungen Kommentare und Änderungen, die diesen Text viel besser gemacht haben!
Source: habr.com