CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Entre quienes leen este texto, por supuesto, hay muchos especialistas. Y, por supuesto, todos conocen bien su campo y tienen una buena evaluación de las perspectivas de las distintas tecnologías y su desarrollo. Al mismo tiempo, la historia (que "enseña que no enseña nada") conoce muchos ejemplos en los que los expertos hicieron con confianza diferentes pronósticos y fallaron por un margen muy amplio: 

  • “El teléfono tiene demasiadas deficiencias como para considerarlo seriamente como medio de comunicación. El aparato no tiene ningún valor para nosotros”, escribieron los expertos. Western Union, entonces la mayor empresa de telégrafos en 1876. 
  • “La radio no tiene futuro. Los aviones más pesados ​​que el aire son imposibles. Los rayos X resultarán ser un engaño”, afirmó. William Thomson Lord Kelvin en 1899, y uno puede, por supuesto, bromear diciendo que los científicos británicos lo estaban sacudiendo allá por el siglo XIX, pero seguiremos midiendo la temperatura en Kelvin durante mucho tiempo, y no hay razón para dudar de que el respetado lord fuera un buen físico. 
  • “¿Quién diablos quiere oír hablar a los actores?”, dijo sobre el cine sonoro Harry Warner, que fundó Warner Brothers en 1927, uno de los principales expertos cinematográficos de la época. 
  • "No hay ninguna razón por la que alguien necesite una computadora en casa". Ken Olson, fundador de Digital Equipment Corporation en 1977, poco antes del despegue de las computadoras domésticas...
  • Hoy en día, nada ha cambiado: "No hay ninguna posibilidad de que el iPhone gane una cuota de mercado significativa", escribió el director ejecutivo de Microsoft en USA Today. Steve Ballmer en abril de 2007, antes del auge triunfal de los teléfonos inteligentes.

Uno podría reírse felizmente de estas predicciones si su humilde servidor, por ejemplo, no se hubiera equivocado gravemente en su campo. Y si no hubiera visto que muchísimos expertos se equivocan. En general, hay un clásico “esto nunca había pasado antes, y aquí está de nuevo”. Y otra vez. Y otra vez. Además, expertos y especialistas condenado a errores En muchos casos. Especialmente cuando se trata de esos malditos procesos exponenciales. 

Dios mío, este expositor

El primer problema con los procesos exponenciales es que incluso sabiendo qué tan rápido crecen en un sentido matemático (durante el mismo período de tiempo sus parámetros cambian el mismo número de veces), en el nivel cotidiano es extremadamente difícil imaginar tal crecimiento. Un ejemplo clásico: si avanzamos un paso, en 30 pasos caminaremos 30 metros, pero si cada paso crece exponencialmente, en 30 pasos daremos la vuelta al mundo 26 veces (“¡¡¡Veintiséis veces, Karl!!! ”) a lo largo del ecuador:

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Fuente: Cómo pensar exponencialmente y predecir mejor el futuro

Pregunta para programadores: ¿qué constante elevamos a una potencia en este caso?

respuestaLa constante es igual a 2, es decir duplicándose en cada paso.
Cuando un proceso crece exponencialmente, produce cambios rápidos y masivos que son claramente visibles a simple vista. Un excelente ejemplo lo proporciona Tony Seba. En 1900, en la Quinta Avenida de Nueva York, era difícil ver un coche solitario entre los carruajes tirados por caballos:

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Y apenas 13 años después, en la misma calle, apenas se ve un solitario carruaje tirado por caballos entre los coches:

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Un panorama similar lo vemos, por ejemplo, con los teléfonos inteligentes. historia Nokia, que subió a una ola y fue líder durante mucho tiempo por un amplio margen, pero no pudo encajar en la siguiente ola y casi instantáneamente perdió el mercado (mira gran animación con los líderes del mercado por año) es muy instructivo.


Todos los especialistas en informática lo saben. ley de moore, que en realidad fue formulado para transistores y ha sido cierto durante 40 años. Algunos camaradas lo generalizan a tubos de vacío y dispositivos mecánicos y afirman que funcionó durante 120 años. Es conveniente representar los procesos exponenciales en una escala logarítmica, en la que se vuelven (casi) lineales y está claro que tal generalización tiene derecho a existir:

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Fuente: Este y los dos gráficos siguientes de La ley de Moore durante 120 años  

En una escala lineal, el crecimiento se parece a esto:

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Y aquí nos acercamos poco a poco a la segunda emboscada de los procesos exponenciales. Si el crecimiento ha sido así durante 120 años, ¿significa esto que nuestra tasa exponencial seguirá siendo la misma durante al menos otros 10 años?

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En la práctica resulta que no. En su forma pura, la tasa de crecimiento de la informática se ha ido desacelerando durante varios años, lo que nos permite hablar de la "muerte de la ley de Moore":

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Fuente:  Cuando la Ley de Moore termina, la aceleración de hardware ocupa un lugar central

Además, es interesante que esta curva no sólo pueda enderezarse, sino también ascender con renovado vigor. Su seguro servidor describió en detalle cómo esto podría suceder. Sí, habrá otros cálculos (los de redes neuronales inexactos), pero al final, si los ábacos inexactos y las calculadoras mecánicas han ampliado la escala a 120 años, entonces los aceleradores neuronales son bastante apropiados allí. Sin embargo, estamos divagando.

Es importante entender que El crecimiento exponencial puede detenerse por razones técnicas, físicas, económicas y sociales. (la lista está incompleta). Y esta es la segunda gran emboscada de los procesos exponenciales: predecir correctamente el momento en que la curva comienza a salir de la exponencial. Los errores en ambas direcciones son muy comunes aquí.

Total:

  • La primera emboscada del crecimiento exponencial es que el indicador crece de forma inesperadamente rápida incluso para los especialistas. Y subestimar lo exponencial es un error tradicional que se repite una y otra vez. Como dijeron verdaderos profesionales severos hace 100 años: "¡Los tanques, señores, están de moda, pero la caballería es eterna!"
  • El segundo problema del crecimiento exponencial es que en algún momento (a veces después de 40 o 120 años) termina, y tampoco es fácil predecir con precisión cuándo terminará. E incluso la ley de Moore, en cuyo lecho de muerte muchos periodistas técnicos dejaron sus huellas, puede volver al trabajo con renovado vigor. ¡Y no te parecerá suficiente! 

Procesos exponenciales y captura de mercado.

Si hablamos de los cambios visibles que nos rodean y del mercado, es interesante ver cómo diferentes tecnologías han conquistado el mercado. Es más conveniente hacer esto usando el ejemplo de los Estados Unidos, donde durante más de 100 años se han mantenido con relativa precisión varios tipos de estadísticas de mercado: 

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Fuente: Eres lo que gastas 

Es muy interesante e instructivo ver cómo la proporción de hogares con teléfonos por cable creció gradualmente y luego disminuyó drásticamente en una cuarta parte a lo largo de los años. Gran depresion. La proporción de casas con electricidad también creció, pero disminuyó mucho menos: la gente no estaba dispuesta a renunciar a la electricidad, incluso cuando no había suficiente dinero. Y la difusión de la radio doméstica apenas se hizo sentir la gran crisis económica: todo el mundo estaba interesado en las últimas noticias. Y, a diferencia del teléfono, la electricidad o un automóvil, la radio no tiene cargos por su uso. Por cierto, el auge de los automóviles personales, que fue interrumpido por la Gran Depresión, se restableció sólo después de 20 años, los teléfonos fijos se restablecieron después de 10 años y la electrificación de las casas, después de 5.

Se ve claramente que la difusión de los aparatos de aire acondicionado, los hornos microondas, los ordenadores y los teléfonos inteligentes fue mucho más rápida que la difusión de las nuevas tecnologías antes. De una participación del 10% al 70%, el crecimiento a menudo se produjo en sólo 10 años. Las tecnologías de principios de siglo a menudo tardaron más de 40 años en lograr el mismo crecimiento. ¡Siente la diferencia!

Algo divertido para el autor personalmente. Consideremos cómo las lavadoras y las secadoras han crecido de forma bastante sincrónica desde los años 60. Es curioso que estos últimos sean casi desconocidos entre nosotros. Y si en los Estados Unidos, a partir de algún momento, generalmente se compraban por pares, nuestros invitados muy a menudo hacen la pregunta: "¿Por qué se necesitan dos lavadoras?" Tienes que responder con una mirada seria que el segundo está en reserva, por si el primero se rompe. 

Preste atención también a la caída del porcentaje de lavadoras. En ese momento se generalizaron las lavanderías públicas, donde se podía entrar, cargar la ropa en la máquina, lavarla y marcharse. Barato. Artículos similares siguen siendo muy comunes en los Estados Unidos. Este es un ejemplo de una situación en la que el modelo de negocio de un mercado específico cambia la tasa de penetración de la tecnología y la estructura de ventas (las máquinas antivandálicas profesionales y caras se venden mejor).

La aceleración de los procesos es especialmente notable en los últimos años, cuando la penetración masiva de tecnologías se volvió "instantánea" según los estándares de principios del siglo XX (en 20 a 5 años):

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Fuente: La creciente velocidad de la adopción tecnológica (¡El gráfico en el enlace es interactivo!)

Al mismo tiempo, el rápido ascenso de una tecnología suele ser la caída de otra. El auge de la radio supuso presión sobre el mercado de los periódicos, el auge de los hornos microondas redujo la demanda de hornos a gas, etc. A veces la competencia era más directa; por ejemplo, el auge de las grabadoras de casetes redujo drásticamente la demanda de discos de vinilo y el auge de los CD redujo la demanda de casetes. Y torrent los mató a todos con el crecimiento de la distribución digital de música, los ingresos de la industria se redujeron más de 2 veces (el gráfico está rodeado por un marco negro lúgubre):

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Fuente: La REAL muerte de la industria musical 

Asimismo, el número de fotografías tomadas está creciendo exponencialmente, además, recientemente con la transición a lo digital, la tasa de crecimiento ha aumentado significativamente. Por lo tanto, la “muerte” de las fotografías analógicas fue “instantánea” según los estándares históricos:

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Fuente: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Lleno de dramatismo historia de kodak, que irónicamente inventó la cámara digital y se perdió el auge exponencial de la fotografía digital, es extremadamente instructivo. Pero lo principal que enseña la historia es que no enseña nada. Por tanto, la situación se repetirá una y otra vez. Si crees en las estadísticas, con aceleración.

Total: 

  • Se pueden obtener muchos beneficios en materia de pronóstico estudiando la aceleración y desaceleración de los mercados durante los últimos 100 años.
  • La tasa de innovación está aumentando en promedio, lo que significa que aumentará el número de predicciones falsas. Ten cuidado…

Vamos a practicar

Usted, por supuesto, piensa que todo esto es bastante simple, comprensible y, en general, tener todo esto en cuenta en las previsiones no es demasiado difícil. Eres en vano... Ahora comienza la diversión... ¿Abrocharte el cinturón?

Recientemente, Igor Sechin, director ejecutivo de Rosneft, habló en el Foro Económico Internacional de San Petersburgo, donde, en particular, dijo: “Como resultado, la contribución de las energías alternativas al balance energético mundial seguirá siendo relativamente pequeña: en 2040 aumentará del 12% actual al 16%." ¿Alguien duda de que Sechin sea un experto en su campo? Creo que no. 

Al mismo tiempo, en los últimos años, la proporción de energías alternativas ha crecido aproximadamente un 1% anual y su crecimiento se ha acelerado: 

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Fuente: Statista: Participación de las energías renovables en la generación de energía a nivel mundial (Se eligió este método de cálculo, sin grandes centrales hidroeléctricas, ya que da como resultado exactamente el 12% actual).

Y luego, un problema para el tercer grado. Hay un valor que en 3 era igual al 2017% y está creciendo al 12% anual. ¿En qué año llegará al 1%? ¿En 16? ¿Has pensado bien, mi joven amigo? Tenga en cuenta que al responder “en 2040” estamos cometiendo el clásico error de hacer una predicción lineal. Tiene más sentido tener en cuenta la naturaleza exponencial del proceso y hacer las tres predicciones clásicas: 

  1. “optimista” dada la aceleración del desarrollo, 
  2. “promedio”: basado en el supuesto de que la tasa de crecimiento será la misma que la del mejor año de los últimos 5 años 
  3. y “pesimista”, basado en el supuesto de que la tasa de crecimiento será, en promedio, similar a la del peor año de los últimos cinco años. 

Además, incluso según la previsión media, ya en 16.1 se alcanzará el 2020%, es decir, el próximo año:

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Fuente: cálculos del autor. 

Para una mejor comprensión (de los procesos exponenciales), presentamos los mismos gráficos en escala logarítmica:  

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Muestran que el escenario promedio es una gran tendencia, incluso si se mira desde 2007. En total, el valor previsto para 2040 probablemente se alcanzará el próximo año, o como máximo en un año.

Para ser justos, Sechin no es el único que se “equivoca” de esta manera. Por ejemplo, los trabajadores petroleros de BP (British Petroleum) hacen un pronóstico anual, y ya les están trolleando que, habiendo estado haciendo pronósticos durante años, una y otra vez no tienen en cuenta la exponencialidad del proceso (“¿Derivado? No, ¡No lo has oído!”). Por ello, han tenido que elevar su previsión cada año desde hace muchos años:

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Fuente: Fracaso en las previsiones / Por qué los inversores deberían tratar con cautela las previsiones energéticas de las compañías petroleras

Más cerca de las previsiones de Sechin Agencia Internacional de Energía (fiestas con trabajadores del petróleo pesado, revise las tuberías en la raíz de la sección rusa del sitio). En principio, no tienen en cuenta el carácter exponencial del proceso, lo que conduce a un error de orden de magnitud desde hace 7 años, y repiten este error sistemáticamente:

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Fuente: Nuestras previsiones no se han cumplido y nuestras promesas no son fiables (el sitio en sí renen.ru, por cierto, muy bueno)

Sus pronósticos parecen especialmente divertidos con datos más recientes (también se lee “bueno, ¡¡¡cuándo finalmente pararán!!!” en sus curvas?):

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Fuente: Crecimiento fotovoltaico: realidad versus proyecciones de la Agencia Internacional de la Energía

De hecho, esto es contrario a la intuición, pero al predecir muchos procesos, es más efectivo tener en cuenta no un pronóstico lineal para el período anterior ni un pronóstico lineal basado en la derivada actual, sino un cambio en la velocidad del proceso. Esto proporciona el resultado más preciso para procesos similares:

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Fuente: La revolución de la IA: el camino hacia la superinteligencia 

En la literatura en inglés, especialmente en análisis de negocios, la abreviatura CAGR se utiliza constantemente (Tasa compuesta de crecimiento anual - el enlace se proporciona a la wiki en inglés y es característico que no exista el artículo correspondiente en la Wikipedia en ruso). CAGR se puede traducir como "tasa de crecimiento anual compuesta". Se calcula según la fórmula.
 
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donde t0 - año inicial, tn - fin de año, y Vermont) — el valor del parámetro, que presumiblemente cambia según una ley exponencial. El valor se expresa como porcentaje y significa cuánto por ciento crece un determinado valor (normalmente algún mercado) a lo largo del año.

Hay muchos ejemplos en Internet sobre cómo calcular CAGR, por ejemplo, en Google Docs y Excel:

Realizaremos una breve clase magistral bajo el lema "ayudemos a Sechin", tomando los datos de la compañía petrolera BP (como estimación más baja). Para los interesados, los datos en sí se encuentran en este documento de google, puedes copiarlo tú mismo y calcularlo de manera diferente. A nivel mundial, la generación renovable está creciendo rápidamente:

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Fuente: Aquí y más adelante en los gráficos negros, cálculos del autor. según BP 

La escala es logarítmica y está claro que todas las regiones tienen un crecimiento exponencial (¡esto es importante!), muchas de ellas con aceleración exponencial. Como era de esperar, los líderes son China y sus vecinos, que han superado a América del Norte y Europa. Es interesante que la penúltima región, Oriente Medio, sea una de las regiones más productoras de petróleo del planeta y tenga la CAGR más alta de todas (44% en los últimos 5 años (!)). No es de extrañar ver un aumento de un orden de magnitud en 6 años y, a juzgar por las declaraciones de sus funcionarios, van a seguir en la misma línea. El ex ministro de petróleo de Arabia Saudita advirtió sabiamente a sus colegas de la OPEP allá por el año 2000: “La Edad de Piedra no terminó porque ya no había piedras”, y parece que tuvieron en cuenta este sabio pensamiento hace 10 años. La CEI (CIS), como vemos, ocupa el último lugar. Sin embargo, la tasa de crecimiento es bastante buena. 

La CAGR se puede calcular de diferentes maneras. Por ejemplo, construyamos CAGR para cada año desde 1965, durante los últimos 5 años y durante los últimos 10 años. Obtendrás esta interesante imagen (total para el mundo):

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Puede verse claramente que, en promedio, el crecimiento exponencial se aceleró y luego se desaceleró. "Moskovsky Komsomolets" y otros medios de comunicación amarillistas en este caso suelen escribir algo como "La economía china está cayendo", es decir, "las fantásticas tasas de crecimiento de la economía china se están desacelerando" y, con tacto, guardan silencio sobre el hecho de que se están desacelerando a a un ritmo tal que otros sólo pueden contarlo en sueños. Aquí todo es muy parecido.

Intentemos predecir la producción en 2018 basándonos en datos hasta 2010, tomando CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y y un pronóstico lineal de 2010 en relación con 2009 y en relación con 2006. Obtenemos la siguiente imagen:

Lineal'1Y Lineal'4Y CAGR'1965  CAGR'10Y  CAGR'5Y 
Producción renovable en 2018, previsión basada en datos hasta 2010 1697 1442  1465  2035  2429 
Actitud ante lo real en 2018. 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Error de pronóstico 32%  42%  41%  18%  2% 

Puntos característicos: ninguno de los pronósticos resultó ser demasiado optimista, es decir. subestimar en todas partes. En el escenario más optimista, con una tasa compuesta anual del 15,7%, el déficit fue del 2%. Los pronósticos lineales dieron un error del 30-40% (se tomó especialmente un período en el que, debido a la desaceleración de las tasas de crecimiento, su error fue menor). Desafortunadamente, no fue posible agregar el modelo de Sechin, ya que no es posible restaurar su fórmula. 

Como tarea, pruebe el backcasting jugando con diferentes CAGR. La conclusión será obvia: los procesos exponenciales se predicen mejor mediante modelos exponenciales.

Y como guinda del pastel, he aquí una previsión del mismo BP, cuyo exponente (“¡Atención, los especialistas están trabajando!”) da paso a un crecimiento lineal en la previsión: 

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Fuente: Participación de las energías renovables en la generación de energía por fuente (de BP)

Tenga en cuenta que no cuentan en absoluto la energía hidroeléctrica, que se clasifica como una fuente de energía renovable clásica. Por lo tanto, su estimación es incluso más conservadora que la de Sechin y da un 12% sólo para 2020. Pero incluso si se subestima la base y el crecimiento exponencial se detiene en 2020, tendrán una participación del 2040% en 29. No se parece en nada al 16% de Sechin... Es sólo una especie de problema...

Está claro que Sechin es una persona inteligente. Soy matemático aplicado de profesión, no ingeniero energético, por lo que no puedo dar una respuesta calificada a la pregunta sobre el motivo de un error tan grave en el pronóstico de Sechin. Lo más probable es que esta situación huela realmente a una caída de los precios del petróleo. Y nuestro gran barco petrolero (Quien no haya escuchado esta canción de Semyon Slepakov, eche un vistazo) por una razón no muy clara, existe un tipo de cambio estable para la venta de petróleo crudo en el extranjero, y no de productos refinados del petróleo. Y si distorsiona mucho el pronóstico, esto elimina (por un tiempo, hay que pensar) preguntas desagradables. Pero como matemático, preferiría ver un error sistemático al menos al nivel de los señores de BP que no han oído hablar de los derivados. No me importa, estoy en el mismo barco.

Total:

  • Como todos los oficiales saben, en tiempos de guerra el valor de la constante π (la relación entre la circunferencia de un círculo y su diámetro) alcanza 4 y, en casos especiales, hasta 5. Por lo tanto, cuando es realmente necesario, el pronóstico de Los especialistas demuestran CUALQUIER valor requerido por las autoridades. Es recomendable recordar esto.
  • Los procesos exponenciales se predicen mejor utilizando una tasa de crecimiento anual compuesta o CAGR.
  • El pronóstico de Sechin en el Foro Económico Internacional de San Petersburgo puede evaluarse como un grado extremo de falta de respeto hacia el público o como una manipulación flagrante. Para escoger de. Esperemos que haya gente valiente que haga algunas preguntas desagradables. Por ejemplo, ¿por qué los productos petroquímicos en todo el mundo son muy rentables, pero las empresas estatales rusas invierten decenas de miles de millones en la "tubería" y la exportación de materias primas, y no en ella? 
  • Y finalmente, me gustaría esperar que uno de los lectores haga una página sobre CAGR en Wikipedia rusa. Ya es hora, creo.

Energía solar

Consolidemos el tema de los procesos exponenciales. El último gráfico de BP muestra cómo la proporción del “sol” aumentó drásticamente en 2020, e incluso la conservadora BP cree en su futuro. Curiosamente, allí también se observa un proceso exponencial que, al igual que la ley de Moore, se produce desde hace más de 40 años y se llama Ley de Swenson:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

El significado general es simple: el precio del módulo cae exponencialmente y la producción crece exponencialmente. Como resultado, si hace 40 años era una tecnología con un costo de electricidad cósmico (en todos los sentidos) y era principalmente adecuada para alimentar satélites, hoy el costo por vatio ya se ha reducido unas 400 veces y continúa cayendo ( pronto 3 pedidos). La CAGR promedio en valor es de alrededor del 16% con un aumento de hasta el 25% en los últimos 10 años, lo que no sucede con frecuencia.

Como consecuencia, esto también provoca un crecimiento exponencial de la capacidad instalada y la generación:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

Crecer 10 veces en 7 a 8 años es muy serio (calcule usted mismo la CAGR, obtendrá entre 33 y 38% (!)). Es ridículo, pero si no se detiene, sólo la energía solar generará el 100% de las necesidades eléctricas del mundo en 12 años. Esto debe abordarse con decisión. Para frenar de alguna manera esta desgracia en Estados Unidos, Trump introdujo el año pasado un enorme arancel (para otros mercados) del 30% sobre la importación de paneles solares. Pero a finales de año los malditos chinos redujeron los precios en un 34% (¡durante el año!), no sólo eliminando los aranceles, sino también volviendo rentables sus compras. Y continúan construyendo fábricas totalmente robóticas con una producción de decenas de gigavatios de baterías al año, reduciendo una y otra vez los precios y aumentando los volúmenes de producción. Es una especie de pesadilla, estarás de acuerdo.

La caída del costo de las baterías es tal que en los últimos años no sólo se han vuelto competitivas sin subsidios, sino que la frontera para su uso rentable se está desplazando rápidamente hacia el norte en el hemisferio norte, cubriendo hasta cientos de kilómetros por año. Además, ayer era importante dirigir las baterías en el ángulo óptimo y todo eso. Pasan de 3 a 4 años y, por el mismo precio, se puede instalar una superficie mayor de baterías simplemente en fachadas verticales del sur. Sí, son menos efectivos, pero es necesario lavarlos con menos frecuencia y son más fáciles de instalar. Y por el mismo precio de instalación, es más importante reducir el coste de propiedad. 

Una vez más, el talón de Aquiles de la energía solar es la producción desigual de electricidad, especialmente en condiciones en las que la eficiencia del almacenamiento está lejos del 100%. Y luego resulta que con tal tasa de disminución en el costo de producir un megavatio, muy pronto no solo se cubre la eficiencia baja y media del almacenamiento (es decir, se puede almacenar de una manera menos eficiente, pero más barata). , sino también el coste de instalación de baterías (es decir, por ese mismo dinero podemos instalar no sólo tantos megavatios de generación, sino también tantos megavatios de almacenamiento “gratis”, lo que cambia radicalmente la situación).

Total:

  • La Ley de Swenson es aproximadamente la misma que la Ley de Moore en términos de validez, aunque la CAGR es menor. Pero precisamente en la próxima década su efecto será más notorio.
  • Este es un tema completamente aparte, pero gracias al rápido desarrollo de la energía solar y eólica, en los últimos tres años se han invertido miles de millones en sistemas industriales de almacenamiento de energía. Naturalmente, Tesla está aquí. a la vanguardia con tu PowerPack, que mostró resultados exitosos en Australia. Trabajadores del gas preocupado. Al mismo tiempo, la diversión aún no ha comenzado, ya que varias tecnologías amenazan con superar al Li-Ion en la reducción de los costes de almacenamiento. Sin embargo, esta es una historia completamente diferente, nos interesará su CAGR en un par de años (ahora es fantástico, pero esto efecto base bajo).

Coches eléctricos

Expertos serios escribieron en la muy respetada revista Scientific American en 1909: “El hecho de que el automóvil prácticamente haya alcanzado el límite de su desarrollo lo confirma el hecho de que durante el año pasado no se han producido mejoras de naturaleza radical”. El año pasado tampoco hubo mejoras radicales en los vehículos eléctricos. Esto da motivos para afirmar con toda seguridad que el coche eléctrico ya ha alcanzado la cima de su desarrollo. 

Más gravemente, existe un problema de “huevo y gallina” en la mayoría de las tecnologías. Hasta que la producción en masa alcance un cierto nivel, es extremadamente costoso introducir una serie de innovaciones y, por el contrario, hasta que se introducen, las ventas se desaceleran. Aquellos. Para superar las “enfermedades infantiles” se necesita cierta producción en masa. Y aquí conviene evaluar las tecnologías innovadoras por el nivel de producción total per cápita:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Coches eléctricos y “pico del petróleo”. La verdad en el modelo.

No soy un experto y no sé cómo cambiarán los coches eléctricos en los próximos 15 años. Pero este es definitivamente un producto de muy alta tecnología y cambian rápidamente. Y el nivel de los vehículos eléctricos actuales es el nivel de los automóviles con motor de combustión interna en 1910 y el nivel de los teléfonos móviles en 1983. Los cambios para mejorar (para el consumidor) en los próximos 15 años serán dramáticos. Y ahí es cuando comienza la diversión. 

En general, el avance de los coches eléctricos se debe a tres factores:

  • Cuando pisas el acelerador, vuelas hacia adelante, como en un deportivo, y el precio es notablemente más bajo que el de un deportivo. Y los coches eléctricos los adelantan en pistas cortas (Tesla X supera a Lamborghini, Tesla 3 supera a Ferrari, por ejemplo, por esta razón Tesla compra policial) ¿A qué policía ruso-estadounidense no le gusta conducir rápido?
  • Recargar es muy barato, si no nada. Roman Naumov viviendo en Canadá (@sith) provoca una irritación ardiente y describe cómo él, infectado, condujo 600 km fuera de la ciudad, gastando 4 dólares en combustible (o no podría haberlo gastado en absoluto). Recuerdo que Elon Musk se quejó de que muchos propietarios adinerados de costosos Teslas los conducen hasta un Supercharger gratuito, un maldito obsequio. En definitiva, el combustible casi queda eliminado de los artículos de consumo.
  • Y todos los ingenieros dicen al unísono que cuando se curen las enfermedades infantiles, el mantenimiento del coche eléctrico costará notablemente menos. ESO será mucho más barato. Sólo que los neumáticos, dicen, hay que cambiarlos más a menudo, se desgastan...

Y, por supuesto, el hecho de que el coche pueda, en principio, cargarse en cualquier lugar donde haya una toma de corriente, es una revolución. Es decir, si la electricidad llegó a tu abuela en el pueblo, puedes acercarte a ella y recargarla, aunque sea más tiempo. Por supuesto, no podrás conducir un trofeo nacional, pero el 99, (9)% de la gente viene al pueblo y el coche sigue ahí. Y mañana no sólo permanecerá en pie, sino que consumirá electricidad a una tarifa barata de pueblo. 

Eso sí, todavía quedan pocos cargadores, sobre todo los rápidos, pero… veamos el gráfico:

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Fuente: La infraestructura de carga de coches eléctricos se está generalizando

¿Qué? ¿Proceso exponencial otra vez? ¡Y cual! La pregunta se plantea de la siguiente manera: ¿cómo cambiará la situación si en los próximos 10 años el número de gasolineras se multiplica por 1000 (“¡Mil, Karl!”)? (Esto es CAGR=100%, es decir, duplicarse anualmente) Lo siento, me equivoqué. En el proximo Año 8 ¡1000 veces! (Esto es una CAGR=137%, es decir, más rápida que la duplicación anual). Y ya casi han pasado dos de estos 8 años... Y la gente del sector dice que en los próximos 8 años el crecimiento no será de 3 órdenes de magnitud, sino más rápido, sobre todo con la nueva generación de horquillas. Para entender cómo será, debes venir a China. De hecho, hay enchufes en la mayoría de los estacionamientos y crecen como hongos después de la lluvia en un clima cálido. E incluso los residentes de edificios de gran altura repostarán energías para la semana yendo el domingo al cine o al centro comercial (donde el coche todavía está aparcado y esperándole durante un par de horas). Y los centros comerciales con restaurantes lucharán por los visitantes con coches eléctricos (ya están luchando en China).

Sí, el precio de los vehículos eléctricos es alto ahora. Pero la batería aporta una gran parte allí y su coste cae así: 

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Una visión detrás de escena de los precios de las baterías de iones de litio

¡Sí, estuvieron de acuerdo! ¡Este es nuevamente un proceso exponencial! Y la CAGR promedio es del -20,8%, que, como sabemos, es MUY alta. Si el 5% es 2 veces en 15 años, pero el 20% es 10 veces en 12 años (“¡Diez veces, Karl!”):

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales

Es curioso que a este ritmo, en 3-4 años, en lugar de una batería para tu coche, puedas comprar dos por el mismo precio. Cuelga el segundo en el garaje y te proporcionará un sobrealimentador personal. Llegas a casa y repostas energías. Y con tarifa nocturna. Y toda la casa será alimentada con la tarifa nocturna. Y los cortes de energía en la aldea rural ya no serán una preocupación. Y (recordando la CAGR del "sol") - será posible instalar paneles solares en el techo. Hay buenos ahorros allí, por lo que mucha gente dirá: “¡Genial! ¡Me lo llevo! ¡Envuélvelo!" (principalmente en Europa и Estados Unidos, Ciertamente).

Después de todo, estos procesos exponenciales son algo sorprendente. En los próximos 10 años seguramente veremos grandes avances en el campo de los vehículos eléctricos y los coches eléctricos modernos serán percibidos como terriblemente incómodos y miserables. Sin reserva de marcha, sin piloto automático, hay que llevar un montón de adaptadores... Primeros modelos, en definitiva.

Total:

  • Se vendieron vehículos eléctricos en China en el primer semestre de 2019 Un 66% más que en el primer semestre de 2018. Durante el mismo período, las ventas de automóviles con motor de combustión interna cayeron un 12%. No es una campana, es un gong. 
  • El más popular entre los coches eléctricos es, por supuesto, Tesla. Pero llamaría su atención sobre los chinos. BYD. Probablemente ella sea la que más prometedor.
  • En China, las matrículas de los vehículos eléctricos son verdes. Las autoridades prometen que pronto, en los días de nivel "rojo" de smog, dejarán de permitir la entrada de todos los coches, excepto los eléctricos, al centro de Pekín. Las empresas de taxis están comprando miles de vehículos eléctricos. El autor viajó en un taxi así, parece impresionante. 

¿Qué está pasando en TI?

La Ley de Moore se hizo muy conocida porque duró con una enorme CAGR de alrededor del 41% durante casi 40 años. ¿Qué otros ejemplos de buena CAGR hay en TI? Hay muchos de ellos, por ejemplo, el crecimiento de los ingresos de Google con una tasa compuesta anual del 43% en 16 años:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente:  Ingresos publicitarios de Google de 2001 a 2018 (en miles de millones de dólares)

Al observar este gráfico, algunas personas (especialmente aquellas cuyas aplicaciones fueron prohibidas en Google Play Store) se sintieron incómodas. Hay mucho en qué pensar aquí. La semana pasada, mientras conducía un coche, el teléfono inteligente empezó a sugerirme persistentemente cambiar a la navegación de Google, a pesar de que ya conducía con Yandex.Navigator. Probablemente ya no tengan suficiente tamaño de mercado, pero necesitan aumentar los ingresos, pensé. Y también lo pensé.

Sin embargo, también hay gráficos puramente técnicos más optimistas, por ejemplo, mostrados en escala logarítmica, la reducción del precio del espacio en disco y el aumento de la velocidad de las conexiones a Internet para 2019:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Las drásticas caídas de los costos están impulsando otra revolución informática 

Es fácil notar que hay una tendencia a alcanzar una meseta, es decir. la tasa de crecimiento disminuye. Sin embargo, crecieron bien durante décadas. Si observa los discos duros con más detalle, verá que el siguiente retorno al exponente suele estar garantizado por la siguiente tecnología:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Tecnologías de almacenamiento para hoy y mañana  

Así que estamos esperando que los SSD alcancen a los HDD y los dejen muy atrás.

Además, con una excelente CAGR del 59%, el coste de los píxeles de las cámaras digitales cayó al mismo tiempo (Ley de Handy): 

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Ley de Hendy

En los últimos 10 años también se ha visto una disminución exponencial en el tamaño de los píxeles de la cámara.  

Además, con una buena CAGR de alrededor del 25% (10 veces en 10 años), el costo por píxel de una pantalla convencional ha estado cayendo durante aproximadamente 40 años, mientras que el brillo y el contraste de los píxeles también están aumentando (es decir, mayor calidad). se ofrece a un precio más bajo). En general, los fabricantes ya no saben dónde colocar los píxeles. Los televisores 8K ya son bastante asequibles, pero qué mostrar en ellos es una buena pregunta. La autoestereoscopia podría absorber cualquier número de píxeles, pero aún quedan problemas sin resolver. Sin embargo, esta es una historia diferente. En cualquier caso, la encantadora reducción del coste de los píxeles acerca la autoestereoscopia.

Además, la expansión exponencial de muchos servicios de software:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Plataformas tecnológicas con mil millones de usuarios 

Por ejemplo, AppleTV o Facebook. Y, como se mencionó anteriormente, gracias en particular a las redes sociales, aumenta la velocidad de difusión de las innovaciones. 

Total: 

  • En gran parte debido a procesos exponenciales de los últimos 20 años, las empresas de TI han desplazado en gran medida a otras en la lista de las empresas más grandes del mundo. Y no tienen intención de parar (sea lo que sea que eso signifique).
  • Las mejoras en la mayoría de las tecnologías de TI son exponenciales. Además, lo clásico son las curvas en forma de S, cuando en la misma zona una tecnología reemplaza a otra, provocando cada vez otro retorno a una tasa exponencial.

Redes neuronales 

Las redes neuronales se han vuelto extremadamente populares últimamente. Veamos el número de patentes sobre ellos en los últimos años:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Joder... Parece de nuevo un expositor (aunque el plazo es demasiado corto). Sin embargo, si miramos a las startups durante un período más largo, el panorama es aproximadamente el mismo (14 veces en 15 años es una tasa compuesta anual del 19%, muy buena):

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Índice de IA, noviembre de 2017 (sí, sí, sé lo que habrá en los próximos 3 años) 

Al mismo tiempo, las redes neuronales en muchas áreas demuestran unánimemente mejores resultados que el hombre medio:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Medir el progreso de la investigación en IA

Y está bien, cuando el resultado está en ImageNet (aunque la consecuencia directa es una nueva generación de robots industriales), pero en el reconocimiento de voz la misma imagen:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: Medir el progreso de la investigación en IA

De hecho, las redes neuronales acaban de superar a la persona promedio en reconocimiento de voz y están en camino de superarlas en todos los idiomas comunes. Donde, Como escribimos, es probable que el crecimiento en la velocidad de los aceleradores de redes neuronales sea exponencial.

Como bromean sobre este tema, no hace mucho pensábamos: sí, pronto los robots podrán realizar trucos al nivel de los monos, y se suponía que esto está muy lejos del nivel de un estúpido, y más aún. Einstein:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: La revolución de la IA: el camino hacia la superinteligencia 

Pero de repente resultó que ya se había alcanzado (y se sigue alcanzando) el nivel de una persona común y corriente. en muchas áreas), y al nivel de un genio poco común (como lo demostraron las competiciones con una persona en ajedrez y Go), la distancia de repente resultó ser menor de lo esperado:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales

Fuente: Medir el progreso de la investigación en IA

En ajedrez, personas destacadas fueron superadas hace unos 15 años, en Go - hace tres años, y la tendencia es obvia:

CAGR como maldición de los especialistas, o errores en la previsión de procesos exponenciales
Fuente: La revolución de la IA: el camino hacia la superinteligencia 

Como dijo una vez el legendario director ejecutivo de General Electric, Jack Welch: “Si la tasa de cambio exterior es mayor que la tasa de cambio interior, el fin está cerca”. Aquellos. Si una empresa no cambia más rápido de lo que cambia la situación que la rodea, corre un gran riesgo. Desafortunadamente, dejó el cargo hace 18 años y la suerte de GE ha empeorado desde entonces. GE no se mantiene al día con los cambios.

Al recordar las predicciones sobre el teléfono de los especialistas de Western Union, las previsiones de Lord Kelvin, las estimaciones del mercado de equipos domésticos digitales y los teléfonos inteligentes de Microsoft, en el contexto de las previsiones de Sechin, tengo preocupaciones justificadas. Porque la historia se repite. Y otra vez. Y otra vez. Y otra vez.

Muchos especialistas, después de estudiar su campo en un instituto/universidad, dejan de desarrollarse más. Y los pronósticos se hacen utilizando tecnologías del siglo pasado (en todos los sentidos). En los últimos años me ha atormentado la pregunta: ¿con qué rapidez las redes neuronales reemplazarán a los expertos que no saben cómo aplicar la CAGR? Y realmente quiero hacer un pronóstico y tengo miedo de equivocarme. Hacia el punto insuficiente, como comprenderá.

Pero en serio, la rápida velocidad del cambio es como el viento. Si sabes poner las velas correctamente (y el velero lo hace), ni siquiera el viento en contra te impedirá avanzar, e incluso si es de cola, ¡¡¡e incluso con una CAGR grande!!!

¡Feliz CAGR a todos los que terminaron de leer!

UPD
¡Habraeffect todavía funciona! El día de la publicación de este material, apareció un artículo sobre CAGR en la Wikipedia rusa! El ejemplo aún no ha sido traducido, pero ya se ha comenzado. Además puedes ver se trata de dinero o aquí sobre tecnologías con elementos para engañar a los inversores

AgradecimientosMe gustaría agradecer sinceramente:

  • Laboratorio de gráficos por computadora VMK Universidad Estatal de Moscú. M.V. Lomonosov por su contribución al desarrollo de la infografía en Rusia y más allá,
  • personalmente Konstantin Kozhemyakov, quien hizo mucho para que este artículo fuera mejor y más claro,
  • y, por último, muchas gracias a Kirill Malyshev, Egor Sklyarov, Ivan Molodetskikh, Nikolai Oplachko, Evgeny Lyapustin, Alexander Ploshkin, Andrey Moskalenko, Aidar Khatiullin, Dmitry Klepikov, Dmitry Konovalchuk, Maxim Velikanov, Alexander Yakovenko y Evgeny Kuptsov por su gran cantidad de prácticas. comentarios y ediciones que hicieron que este texto fuera mucho mejor.

Fuente: habr.com

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