CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Selle teksti lugejate hulgas on loomulikult palju spetsialiste. Ja loomulikult on igaüks oma valdkonnaga hästi kursis ning omab hea hinnangu erinevate tehnoloogiate väljavaadetele ja nende arengule. Samas teab ajalugu (mis “õpetab, et ei õpeta midagi”) palju näiteid, kui eksperdid tegid enesekindlalt erinevaid prognoose ja jäid väga suure vahega mööda: 

  • «Telefonil on liiga palju puudujääke, et seda suhtlusvahendina tõsiselt käsitleda. Seadmel pole meie jaoks mingit väärtust,” kirjutasid eksperdid. Western Union, siis suurim telegraafiettevõte 1876. aastal. 
  • "Raadiol pole tulevikku. Õhust raskemad lennukid on võimatud. Röntgenikiirgus osutub pettuseks," ütles ta William Thomson Lord Kelvin 1899. aastal ja võib muidugi naljatada, et Briti teadlased raputasid seda juba XNUMX. sajandil, aga me mõõdame temperatuuri Kelvinites veel kaua ja pole põhjust kahelda, et lugupeetud isand oli hea. füüsik. 
  • "Kes kurat tahab kuulda näitlejaid rääkimas?" ütles jutuajamiste kohta Harry Warner, kes asutas 1927. aastal Warner Brothersi, mis oli üks tolle aja juhtivaid filmieksperte. 
  • "Pole mingit põhjust, miks kellelgi koduarvutit vaja on," Ken Olson, Digital Equipment Corporationi asutaja 1977. aastal, vahetult enne koduarvutite starti...
  • Tänapäeval pole midagi muutunud: "Pole mingit võimalust, et iPhone võidab märkimisväärse turuosa," kirjutas Microsofti tegevjuht USA Today's. Steve Ballmer 2007. aasta aprillis enne nutitelefonide võidukat tõusu.

Nende ennustuste peale võiks rõõmsalt naerda, kui näiteks teie alandlik sulane poleks ise oma valdkonnas päris rängalt eksinud. Ja kui ma poleks näinud, kui tohutult paljud eksperdid eksivad. Üldiselt on klassikaline "seda pole kunagi varem juhtunud ja siin see on jälle". Ja jälle. Ja jälle. Lisaks eksperdid ja spetsialistid määratud vigadele Paljudel juhtudel. Eriti kui tegemist on nende neetud eksponentsiaalsete protsessidega. 

Oh issand, seda eksponenti

Esimene probleem eksponentsiaalsete protsessidega on see, et isegi teades, kui kiiresti need kasvavad matemaatilises mõttes (sama aja jooksul muutuvad nende parameetrid sama palju kordi), igapäevasel tasandil on sellist kasvu äärmiselt raske ette kujutada. Klassikaline näide: kui liigume sammu edasi, siis 30 sammuga kõnnime 30 meetrit, aga kui iga samm kasvab eksponentsiaalselt, siis 30 sammuga teeme 26 korda ümber maakera (“Kakskümmend kuus korda, Karl!!! ”) piki ekvaatorit:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Kuidas mõelda eksponentsiaalselt ja ennustada tulevikku paremini

Küsimus programmeerijatele: millise konstandi me sel juhul astmeks tõstame?

VastusKonstant on võrdne 2-ga, st. kahekordistub igal sammul.
Kui protsess kasvab eksponentsiaalselt, toob see kaasa kiired massiivsed muutused, mis on palja silmaga selgelt nähtavad. Suurepärase näite pakub Tony Seba. 1900. aastal oli New Yorgis Fifth Avenue'l raske näha üksikut autot hobuvankrite vahel:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Ja kõigest 13 aastat hiljem näete samal tänaval autode vahel vaevu üksikut hobuvankrit:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel

Sarnast pilti näeme näiteks nutitelefonide puhul. Lugu Nokia, mis sõitis ühel lainel ja oli pikka aega suure vahega liider, kuid ei mahtunud järgmisse lainesse ja kaotas turu peaaegu kohe (vaata suurepärane animatsioon aasta turuliidritega) on väga õpetlik.


Kõik arvutispetsialistid teavad Moore'i seadus, mis on tegelikult loodud transistoride jaoks ja on kehtinud juba 40 aastat. Mõned seltsimehed üldistavad seda vaakumtorudele ja mehaanilistele seadmetele ning väidavad, et see töötas 120 aastat. Eksponentsiaalseid protsesse on mugav kujutada logaritmilise skaalaga, mille juures need muutuvad (peaaegu) lineaarseks ja on selge, et sellisel üldistusel on õigus eksisteerida:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: see ja kaks järgmist graafikut pärit Moore'i seadus üle 120 aasta  

Lineaarsel skaalal näeb kasv välja umbes selline:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel

Ja siin läheneme järk-järgult eksponentsiaalsete protsesside teisele varitsusele. Kui kasv on olnud selline 120 aastat, kas see tähendab, et meie eksponentsiaalne tempo jääb samaks veel vähemalt 10 aastat?

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel

Praktikas selgub, et ei. Puhtal kujul on andmetöötluse kasvutempo aeglustunud juba mitu aastat, mis võimaldab rääkida "Moore'i seaduse surmast":

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas:  Moore'i seaduse lõppedes on kesksel kohal riistvaraline kiirendus

Pealegi on huvitav, et see kõver ei saa mitte ainult sirgeneda, vaid ka uue jõuga ülespoole tõusta. Sinu alandlik teenija kirjeldas üksikasjalikult, kuidas see juhtuda võib. Jah, tuleb ka teisi arvutusi (ebatäpsed närvivõrgu omad), aga lõppkokkuvõttes, kui ebatäpsed aabitsad ja mehaanilised kalkulaatorid on laiendanud skaala 120 aastani, siis närvikiirendid on seal üsna sobivad. Siiski kaldume kõrvale.

On oluline seda mõista eksponentsiaalne kasv võib peatuda tehnilistel, füüsilistel, majanduslikel ja sotsiaalsetel põhjustel (loetelu on puudulik). Ja see on teine ​​suurem eksponentsiaalsete protsesside varitsus – ennustada õigesti hetke, mil kõver hakkab eksponentsiaalsest lahkuma. Mõlemasuunalised vead on siin väga levinud.

Kokku:

  • Eksponentsiaalse kasvu esimene varitsus on see, et näitaja kasvab ootamatult kiiresti isegi spetsialistide jaoks. Ja eksponentsiaalse alahindamine on traditsiooniline viga, mida korratakse ikka ja jälle. Nagu tõelised karmid professionaalid 100 aastat tagasi ütlesid: "Tankid, härrased, on moes, aga ratsavägi on igavene!"
  • Teine probleem eksponentsiaalse kasvuga on see, et ühel hetkel (mõnikord 40 või 120 aasta pärast) see lõpeb ja samuti ei ole lihtne täpselt ennustada, millal see lõpeb. Ja isegi Moore'i seadus, kelle surivoodil jätsid paljud tehnikaajakirjanikud oma kabjajäljed, võib uue jõuga teenistusse naasta. Ja tundub, et sellest ei piisa! 

Eksponentsiaalsed protsessid ja turu hõivamine

Kui rääkida nähtavatest muutustest meie ja turu ümber, siis on huvitav näha, kuidas erinevad tehnoloogiad on turu vallutanud. Kõige mugavam on seda teha Ameerika Ühendriikide näitel, kus enam kui 100 aastat on erinevat tüüpi turustatistikat suhteliselt täpselt hoitud: 

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Oled see, mida kulutad 

Väga huvitav ja õpetlik on näha, kuidas juhtmega telefonidega kodude osakaal järk-järgult kasvas ja seejärel aastatega järsult veerandi võrra langes. Suur depressioon. Ka elektriga majade osakaal kasvas, kuid langes tunduvalt vähem: inimesed ei olnud valmis elektrist loobuma ka siis, kui raha nappis. Ja koduraadio levik ei tundnud suurt majanduskriisi peaaegu üldse, kõik olid huvitatud viimastest uudistest. Ja erinevalt telefonist, elektrist või autost pole raadiol kasutustasu. Muide, isiklike autode tõus, mille katkestas suur depressioon, taastus alles 20 aasta pärast, lauatelefonid taastati 10 aasta pärast ja majade elektrifitseerimine 5 aasta pärast.

Selgelt on näha, et kliimaseadmete, mikrolaineahjude, arvutite ja nutitelefonide levik oli tunduvalt kiirem kui uute tehnoloogiate levik varem. 10%-lt 70%-ni toimus kasv sageli vaid 10 aastaga. Sajandivahetuse tehnoloogiatel kulus sama kasvu saavutamiseks sageli rohkem kui 40 aastat. Tunneta erinevust!

Midagi naljakat autorile isiklikult. Mõelge sellele, kuidas pesumasinad ja pesukuivatid on alates 60ndatest üsna sünkroonselt kasvanud. Naljakas, et viimased on meie hulgas peaaegu tundmatud. Ja kui USA-s osteti neid tavaliselt mõnest hetkest paarikaupa, siis meie külalised küsivad väga sageli: "Miks on vaja kahte pesumasinat?" Peab tõsise pilguga vastama, et teine ​​on varuks, juhuks kui esimene katki läheb. 

Pöörake tähelepanu ka pesumasinate osakaalu vähenemisele. Sel hetkel hakkasid väga laialt levima avalikud pesulad, kuhu sai tulla, pesu masinasse laadida, pesta ja lahkuda. Odav. Sarnased esemed on Ameerika Ühendriikides endiselt väga levinud. See on näide olukorrast, kus konkreetse turu ärimudel muudab tehnoloogia penetratsiooni ja müügistruktuuri (kallid professionaalsed vandaalikindlad masinad müüvad paremini).

Protsesside kiirenemine on eriti märgatav viimastel aastatel, mil tehnoloogiate massiline levik muutus 20. sajandi alguse standardite järgi "hetkeliseks" (5-7 aasta pärast):

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Tehnoloogilise kasutuselevõtu kiiruse tõus (Lingil olev graafik on interaktiivne!)

Samas on ühe tehnoloogia kiire tõus sageli teise kukkumine. Raadio tõus tähendas survet ajalehtede turule, mikrolaineahjude tõus vähendas nõudlust gaasiahjude järele jne. Mõnikord oli konkurents otsesem, näiteks kassettmakkide kassettmakkide kasv vähendas dramaatiliselt nõudlust vinüülplaatide järele ja CD-de kassettide järele. Ja torrent tappis nad kõik muusika digitaalse levitamise kasvuga, tööstuse tulud langesid enam kui 2 korda (graafikut ümbritseb leinav must raam):

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Muusikatööstuse TÕELINE surm 

Samuti kasvab hüppeliselt tehtud fotode arv, pealegi on viimasel ajal digipildile üleminekuga kasvutempo märgatavalt kasvanud. Seetõttu oli analoogfotode "surm" ajalooliste standardite järgi "hetkeline":

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Täis draamat Kodaki ajalugu, mis raudselt leiutas digikaamera ja jättis digifotograafia eksponentsiaalse tõusu vahele, on äärmiselt õpetlik. Kuid peamine, mida ajalugu õpetab, on see, et see ei õpeta midagi. Seetõttu kordub olukord ikka ja jälle. Kui uskuda statistikat – kiirendusega.

Kokku: 

  • Prognoosist saab palju kasu, kui uurida turgude kiirenemist ja aeglustumist viimase 100 aasta jooksul.
  • Innovatsioonimäär kasvab keskmiselt, mis tähendab, et valeennustuste arv kasvab. Ole ettevaatlik…

Läheme harjutama

Muidugi arvate, et see kõik on üsna lihtne, arusaadav ja üldiselt pole selle kõige prognoosides arvessevõtmine liiga keeruline. Sa oled asjata... Nüüd algab lõbu... Pandlaga?

Hiljuti esines Rosnefti tegevdirektor Igor Sechin Peterburi rahvusvahelisel majandusfoorumil, kus ta ütles eelkõige: “Selle tulemusena jääb alternatiivenergia panus globaalsesse energiabilanssi suhteliselt väikeseks: aastaks 2040 suureneb see praeguselt 12 protsendilt 16 protsendile." Kas keegi kahtleb, et Sechin on oma ala ekspert? Ma arvan, et ei. 

Samas on viimastel aastatel alternatiivenergia osakaal kasvanud ca 1% aastas ning osakaalu kasv on kiirenenud: 

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Statistika: taastuvenergia osakaal energiatootmises kogu maailmas (valiti see arvutusmeetod - ilma suuremahulise hüdroenergiata, kuna see annab täpselt praeguse 12%).

Ja siis - probleem 3. klassile. Seal on väärtus, mis 2017. aastal oli 12% ja kasvab 1% aastas. Mis aastal jõuab see 16%-ni? Aastal 2040? Kas sa oled hästi mõelnud, mu noor sõber? Pange tähele, et vastates "aastal 2021", teeme klassikalise vea, tehes lineaarse ennustuse. Mõistlikum on võtta arvesse protsessi eksponentsiaalset olemust ja teha klassikaline kolm ennustust: 

  1. "optimistlik", arvestades arengu kiirenemist, 
  2. "keskmine" - põhineb eeldusel, et kasvutempo on sama, mis viimase 5 aasta parim aasta 
  3. ja “pessimistlik” – lähtudes eeldusest, et kasvutempo on keskmiselt sarnane viimase 5 aasta halvima aastaga. 

Pealegi saavutatakse isegi keskmise prognoosi järgi 16.1% juba 2020. aastal, s.o. järgmine aasta:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: autori arvutused 

Paremaks mõistmiseks (eksponentsiaalsete protsesside kohta) esitame samad graafikud logaritmilisel skaalal:  

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Need näitavad, et keskmine stsenaarium on üsna trendikas, isegi kui vaadata seda alates 2007. aastast. Kokkuvõttes saavutatakse 2040. aastaks ennustatud väärtus suure tõenäosusega järgmisel või kõige rohkem aasta pärast.

Ausalt öeldes pole Sechin ainus, kes niimoodi "eksib". Näiteks BP (British Petroleum) naftatöölised teevad aastaprognoosi ja neid juba trollitakse, et olles aastaid prognoose teinud, ei võta nad ikka ja jälle arvesse protsessi eksponentsiaalsust (“Derivative? Ei, sa pole kuulnud!”). Seetõttu on nad pidanud juba aastaid oma prognoosi igal aastal tõstma:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Ebaõnnestumine prognoosimisel / Miks peaksid investorid naftafirmade energiaprognoose suhtuma ettevaatlikult

Sechini prognoosidele lähemal Rahvusvaheline Energiaagentuur (peod raskete naftatöölistega, vaadake torusid objekti venekeelse osa juurtes). Põhimõtteliselt ei võta nad arvesse protsessi eksponentsiaalset olemust, mis viib selleni suurusjärgu viga 7 aastat ja nad kordavad seda viga süstemaatiliselt:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Meie prognoosid ei ole täitunud ja meie lubadused on ebausaldusväärsed (sait ise renen.ru, muide, väga hea)

Nende prognoosid tunduvad eriti naljakad värskemate andmetega (loe ka nende kõveratest “no millal nad lõpuks peatuvad!!!”?):

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Fotogalvaaniline kasv: tegelikkus versus Rahvusvahelise Energiaagentuuri prognoosid

See on tõepoolest intuitiivne, kuid paljude protsesside ennustamisel on efektiivsem võtta arvesse mitte lineaarset prognoosi eelmise perioodi kohta ja mitte jooksval tuletisel põhinevat lineaarset prognoosi, vaid protsessi kiiruse muutust. See annab sarnaste protsesside jaoks kõige täpsema tulemuse:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Tehisintellekti revolutsioon: tee superintellekti juurde 

Ingliskeelses kirjanduses, eriti ärianalüütikas, kasutatakse pidevalt lühendit CAGR (Ühenda aastane kasvumäär - link on antud ingliskeelsele vikile ja iseloomulik on, et venekeelses Vikipeedias puudub vastav artikkel). CAGR-i võib tõlkida kui "liit-aastane kasvumäär". See arvutatakse valemi järgi
 
CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
kus t0 - algaasta, tn - aasta lõpp ja V(t) — parameetri väärtus, mis eeldatavasti muutub vastavalt eksponentsiaalseadusele. Väärtust väljendatakse protsentides ja see tähendab, mitu protsenti teatud väärtus (tavaliselt mõni turg) aasta jooksul kasvab.

Internetis on palju näiteid CAGR arvutamise kohta, näiteks Google Docsis ja Excelis:

Viime läbi lühikese meistriklassi moto all "aitame Sechinit", võttes naftafirma BP andmed (madalama hinnanguna). Huvilistele andmed ise asuvad selles Google'i dokumendis, saate selle endale kopeerida ja teisiti arvutada. Ülemaailmselt kasvab taastuvenergia tootmine kiiresti:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Siin ja edasi mustad graafikud, autori arvutused BP andmetel 

Skaala on logaritmiline ja on selge, et kõigil piirkondadel on eksponentsiaalne kasv (see on oluline!), paljudes eksponentsiaalse kiirendusega. Ootuspäraselt on liidrid Hiina ja tema naabrid, olles edestanud Põhja-Ameerikat ja Euroopat. Huvitav on see, et eelviimane – Lähis-Ida – on üks enim naftat tootvaid piirkondi planeedil ja seal on kõigist kõrgeim CAGR (44% viimase 5 aasta jooksul (!)). Pole üllatav näha 6 aastaga suurusjärgu kasvu ja nende ametnike avalduste põhjal otsustades jätkavad nad samas vaimus. Saudi Araabia endine naftaminister hoiatas juba 2000. aastal oma OPECi kolleege targalt: "Kiviaeg ei lõppenud sellega, et kive enam polnud," ja tundub, et nad arvestasid selle targa mõttega juba 10 aastat tagasi. SRÜ (CIS), nagu näeme, on viimasel kohal. Kasvutempo on aga üsna hea. 

CAGR-i saab arvutada erineval viisil. Näiteks koostame CAGR iga aasta kohta alates 1965. aastast, viimase 5 aasta ja viimase 10 aasta kohta. Saate selle huvitava pildi (kokku maailma kohta):

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel

On selgelt näha, et keskmiselt eksponentsiaalne kasv kiirenes ja seejärel aeglustus. "Moskovski Komsomolets" ja muu kollane meedia kirjutavad sel juhul tavaliselt midagi sellist nagu "Hiina majandus langeb", mis tähendab "Hiina majanduse fantastilised kasvumäärad aeglustuvad" ja vaikivad taktitundeliselt, et need aeglustuvad. selline tempo, et teised saavad rääkida ainult unes. Siin on kõik väga sarnane.

Proovime prognoosida 2018. aasta tootmist kuni 2010. aasta andmete põhjal, võttes CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y ja lineaarse prognoosi 2010. aastast 2009. aasta ja 2006. aasta suhtes. Saame järgmise pildi:

Lineaarne'1Y Lineaarne'4Y CAGR'1965  CAGR'10Y  CAGR'5Y 
Taastuv tootmine 2018. aastal, prognoos kuni 2010. aasta andmete põhjal 1697 1442  1465  2035  2429 
Suhtumine tegelikku 2018. aastal 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Prognoosi viga 32%  42%  41%  18%  2% 

Iseloomulikud punktid - ükski prognoos ei osutunud liiga optimistlikuks, s.t. igal pool alalöögi. Kõige optimistlikuma stsenaariumi korral, mille CAGR on 15,7%, oli puudujääk 2%. Lineaarsed prognoosid andsid veaks 30-40% (spetsiaalselt võeti periood, mil kasvutempode aeglustumise tõttu oli nende viga väiksem). Kahjuks ei olnud võimalik Sechini mudelit lisada, kuna tema valemit pole võimalik taastada. 

Kodutööna proovige erinevate CAGR-idega mängides tagasisaatmist. Järeldus on ilmne: eksponentsiaalseid protsesse ennustavad paremini eksponentsiaalsed mudelid.

Ja kirsiks tordil, siin on sama BP prognoos, mille (“Ettevaatust, spetsialistid töötavad!”) eksponent annab teed prognoosi lineaarsele kasvule: 

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Taastuvenergia osa elektritootmises allika järgi (BP)

Pange tähele, et nad ei arvesta üldse hüdroenergiat, mis on klassifitseeritud klassikaliseks taastuvenergiaallikaks. Seetõttu on nende hinnang Sechini omast veelgi konservatiivsem ja 12. aastaks annavad nad 2020%. Kuid isegi kui baasi alahinnatakse ja eksponentsiaalne kasv peatub 2020. aastal, on nende osakaal 2040. aastal 29%. See ei näe üldse välja nagu Sechini 16%... See on lihtsalt mingi häda...

On selge, et Sechin on tark inimene. Olen elukutselt rakendusmatemaatik, mitte energeetikainsener, seega ei saa ma kvalifitseeritud vastust anda küsimusele, mis on Sechini prognoosi nii tõsise vea põhjus. Tõenäoliselt on tõsiasi, et selline olukord lõhnab tõesti naftahinna languse järele. Ja meie suur naftalaev (kes pole seda Semjon Slepakovi laulu kuulanud, vaadake) mitte väga selgel põhjusel on stabiilne vahetuskurss toornafta müümisel välismaale, mitte rafineeritud naftatoodetele. Ja kui prognoosi oluliselt moonutate, välistab see (mõneks ajaks tuleb mõelda) ebameeldivad küsimused. Aga matemaatikuna eelistaksin näha süstemaatilist viga vähemalt BP härrasmeeste tasemel, kes tuletistest kuulnud pole. Mind ei huvita, ma olen samal laeval.

Kokku:

  • Nagu kõik ohvitserid teavad, ulatub sõjatingimustes konstandi π (ringi ümbermõõdu ja selle läbimõõdu suhe) väärtus 4-ni ja erijuhtudel kuni 5. Seega, kui see on tõesti vajalik, prognoositakse spetsialistid demonstreerivad KÕIKI väärtusi, mida võimud nõuavad. Soovitav on seda meeles pidada.
  • Eksponentsiaalseid protsesse saab paremini ennustada liit-aastase kasvumäära või CAGR-i abil.
  • Sechini ennustust Peterburi rahvusvahelisel majandusfoorumil võib hinnata kui äärmist lugupidamatust publiku suhtes või jämedat manipuleerimist. Et valida. Loodame, et leidub julgeid inimesi, kes esitavad mõne ebameeldiva küsimuse. Näiteks miks on naftakeemia üle maailma väga tulus, aga Venemaa riigifirmad investeerivad kümneid miljardeid “torusse” ja tooraine eksporti, mitte sellesse? 
  • Ja lõpetuseks tahaks loota, et keegi lugejatest teeb lehekülje sellest CAGR venekeelses Vikipeedias. On aeg, ma arvan.

Päikeseenergia

Kinnitame eksponentsiaalsete protsesside teema. Viimane BP graafik näitab, kuidas “päikese” osakaal 2020. aastal järsult hüppas ja isegi konservatiivne BP usub selle tulevikku. Huvitaval kombel täheldatakse seal ka eksponentsiaalset protsessi, mis sarnaselt Moore’i seadusega on kestnud juba üle 40 aasta ja mida nimetatakse Swensoni seaduseks:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

Üldine tähendus on lihtne – mooduli hind langeb hüppeliselt ja tootmine kasvab hüppeliselt. Sellest tulenevalt, kui 40 aastat tagasi oli see kosmilise (igas mõttes) elektrikuluga tehnoloogia ja see sobis peamiselt satelliitide toiteks, siis tänaseks on vati maksumus langenud juba ca 400 korda ja langeb jätkuvalt ( varsti 3 tellimust). Keskmine CAGR väärtus on umbes 16%, kusjuures viimase 25 aasta jooksul on see tõus kuni 10%, mida ei juhtu sageli.

Sellest tulenevalt põhjustab see ka installeeritud võimsuse ja tootmise eksponentsiaalset kasvu:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

10-kordne kasv 7–8 aastaga on väga tõsine (arvuta ise CAGR, saad 33–38%(!)). See on naeruväärne, aga kui seda ei peatata, siis ainult päikeseenergia toodab 100 aastaga 12% maailma elektrivajadusest. Sellega tuleb otsustavalt tegeleda. Et seda häbi USA-s kuidagi pidurdada, kehtestas Trump eelmisel aastal tohutu (teiste turgude jaoks) 30% tollimaksu päikesepaneelide impordile. Kuid neetud hiinlased langetasid aasta lõpuks hindu 34% (aasta jooksul!), mitte ainult ei kaotanud tollimakse, vaid muutes neilt ostmise taas kasumlikuks. Ja nad jätkavad täielikult robotiseeritud tehaste ehitamist, mis toodavad aastas kümneid gigavatte akusid, alandades ikka ja jälle hindu ja suurendades tootmismahtusid. See on omamoodi õudusunenägu, nõustute.

Akude hinnalangus on sedavõrd suur, et viimastel aastatel pole need mitte ainult muutunud konkurentsivõimeliseks ilma toetusteta, vaid ka nende kuluefektiivse kasutamise piir liigub põhjapoolkeral kiiresti põhja poole, läbides aastas kuni sadu kilomeetreid. Pealegi oli just eile oluline akud optimaalse nurga alla suunata ja kõik muu. Möödub 3-4 aastat ja sama hinna eest saab paigaldada suurema pinna akusid lihtsalt vertikaalsetele lõunapoolsetele fassaadidele. Jah, need on vähem tõhusad, kuid neid tuleb harvemini pesta ja neid on lihtsam paigaldada. Ja sama paigaldushinna puhul on omamiskulude vähendamine olulisem. 

Jällegi on päikeseenergia Achilleuse kand ebaühtlane elektritootmine, eriti tingimustes, kus salvestamise efektiivsus on kaugel 100%. Ja siis selgub, et ühe megavati tootmiskulude sellise languse korral ei kata peagi mitte ainult salvestuse madal ja keskmine efektiivsus (st seda saab salvestada vähem tõhusalt, kuid odavamalt) , aga ka akude paigaldamise kulud (see tähendab, et sama raha eest saame “tasuta” paigaldada mitte ainult nii palju megavatti tootmist, vaid ka nii palju megavatti salvestusruumi, mis muudab olukorda radikaalselt).

Kokku:

  • Swensoni seadus on kehtivuse poolest ligikaudu sama mis Moore'i seadus, kuigi CAGR on väiksem. Kuid täpselt järgmisel kümnendil on selle mõju kõige märgatavam.
  • See on täiesti omaette teema, aga tänu päikese ja tuule kiirele arengule on viimase 3 aastaga investeeritud mingid hullud miljardid tööstuslikesse energiasalvestussüsteemidesse. Loomulikult on Tesla siin esirinnas oma PowerPackiga, mis näitas edukaid tulemusi Austraalias. Gaasitöölised mures. Samas pole lõbu veel alanud, sest mitmed tehnoloogiad ähvardavad salvestuskulude languses Li-Ionist mööda minna. See on aga hoopis teine ​​lugu, nende CAGR-i vastu tunneme huvi paari aasta pärast (praegu on see fantastiline, aga see madal baasefekt).

Elektriautod

Tõsised eksperdid kirjutasid 1909. aastal kõrgelt tunnustatud ajakirjas Scientific American: "Asjaolu, et auto on praktiliselt jõudnud oma arengu piirini, kinnitab tõsiasi, et viimase aasta jooksul pole toimunud radikaalseid täiustusi." Möödunud aastal ei toimunud ka elektrisõidukite osas radikaalseid edusamme. See annab alust täie kindlusega väita, et elektriauto on kindlasti juba oma arengu haripunkti jõudnud. 

Tõsisemalt öeldes on enamikus tehnoloogiates "kana ja muna" probleem. Kuni masstootmine ei saavuta teatud taset, on mitmete uuenduste juurutamine äärmiselt kulukas ja vastupidi, kuni nende kasutuselevõtuni, müük pidurdub. Need. “Lapsehaigustest” ülesaamiseks on vaja teatud masstoodangut. Ja siin on mugav hinnata uuenduslikke tehnoloogiaid kogutoodangu taseme järgi elaniku kohta:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Elektriautod ja “peak oil”. Tõde mudelis

Ma ei ole ekspert ega tea, kuidas elektriautod järgmise 15 aasta jooksul muutuvad. Kuid see on kindlasti väga kõrgtehnoloogiline toode ja need muutuvad kiiresti. Ja praeguste elektrisõidukite tase on sisepõlemismootoriga autode tase 1910. aastal ja mobiiltelefonide tase 1983. aastal. Muutused paremuse poole (tarbija jaoks) järgmise 15 aasta jooksul on dramaatilised. Ja siis see lõbu algab. 

Üldiselt tõukavad elektriautosid edasi kolm tegurit:

  • Gaasi peale astudes lendad edasi nagu sportautol ja hind on märgatavalt madalam kui sportautol. Ja elektriautod mööduvad neist lühikestel radadel (Tesla X möödub Lamborghinist, Tesla 3 möödub Ferrarist, näiteks sel põhjusel Tesla politsei ostab) Millisele vene-ameerika politseinikule ei meeldi kiiresti sõita?
  • Täitmine on väga odav, kui mitte midagi. Roman Naumov elab Kanadas (@sith) põhjustab põletavat ärritust, kirjeldades, kuidas ta, nakatunud, sõitis 600 km linnast välja, kulutades kütusele 4 dollarit (või oleks võinud seda üldse mitte kulutada). Mäletan, Elon Musk kurtis, et paljud kallite Teslade jõukad omanikud sõidavad selle tasuta Superchargeri juurde, neetud tasuta. Ühesõnaga, kütus jääb tarbimiskaupadest peaaegu välja.
  • Ja kõik insenerid ütlevad üksmeelselt, et kui lastehaigused saavad terveks, kulub elektriauto ülalpidamine märgatavalt vähem. SEE tuleb palju odavam. Ainult rehve tuleb nende sõnul tihemini vahetada, need kuluvad...

Ja muidugi see, et autot saab põhimõtteliselt laadida kõikjal, kus on pistikupesa – see on revolutsioon. See tähendab, et kui elekter jõudis külas vanaema juurde, võite tulla tema juurde laadima, kuigi kauem. Maakarikaga muidugi sõita ei saa, aga 99. (9)% inimestest tuleb külla ja siis auto ikka istub. Ja homme see mitte lihtsalt ei seisa, vaid tarbib odava külatariifiga elektrit. 

Laadijaid on muidugi veel vähe, eriti kiireid, aga... vaatame graafikut:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: E-autode laadimise infrastruktuur on muutumas peavooluks

Mida? Jälle eksponentsiaalne protsess? Ja milline! Küsimus püstitatakse järgmiselt: kuidas olukord muutub, kui järgmise 10 aasta jooksul kasvab tanklate arv 1000 korda (“Tuhat, Karl!”)? (See on CAGR=100%, st kahekordistub igal aastal) Vabandust, ma eksisin. Järgmises 8 aastat 1000 korda! (See on CAGR = 137%, st kiirem kui aastane kahekordistumine). Ja kaks sellest 8 aastast on peaaegu möödas... Ja tööstuse inimesed ütlevad, et järgmise 8 aasta jooksul ei ole kasv 3 suurusjärku, vaid kiirem, eriti uue põlvkonna kahvlitega. Et mõista, kuidas see välja näeb, peate tulema Hiinasse. Tegelikult on elektripistikud enamikus parklates ja neid kasvab soojal ajal nagu seeni pärast vihma. Ja isegi kõrghoonete elanikud tankivad nädalaks kütust pühapäevasel reisil kinno või kaubanduskeskusesse (kus auto on endiselt pargitud ja ootab teid paar tundi). Ja restoranidega kaubanduskeskused võitlevad külastajate eest elektriautodega (Hiinas juba sõdivad).

Jah, elektrisõidukite hind on praegu kõrge. Kuid aku annab seal suure osa ja selle maksumus langeb järgmiselt: 

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Kulisside taga Liitiumioonakude hinnad

Jah, nad nõustusid! See on jällegi eksponentsiaalne protsess! Ja keskmine CAGR on -20,8%, mis, nagu me teame, on VÄGA kõrge. Kui 5% on 2 korda 15 aasta jooksul, aga 20% on 10 korda 12 aasta jooksul ("Kümme korda, Karl!"):

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel

On naljakas, et sellise kiirusega saate 3–4 aasta pärast autole ühe aku asemel osta kaks sama hinnaga. Riputage teine ​​garaaži ja see annab teile isikliku ülelaaduri. Tuled koju ja tangid. Ja ööhinnaga. Ja kogu maja toidetakse ööhinnaga. Ja elektrikatkestused suvilakülas ei valmista enam muret. Ja (mälestades “päikese CAGR-i”) - katusele on võimalik paigaldada päikesepaneelid. Seal on head säästud, nii et paljud inimesed ütlevad: “Lahe! Ma võtan selle! Pange see kokku!" (enamasti sisse Euroopa и USA, Kindlasti).

Lõppude lõpuks on see hämmastav asi, need eksponentsiaalsed protsessid. Järgmise 10 aasta jooksul näeme elektrisõidukite vallas kindlasti tõsist edasiminekut ning kaasaegseid elektriautosid tajutakse kohutavalt ebamugavate ja armetutena. Pole jõuvaru, pole autopilooti, ​​pead kaasas kandma hunnikut adaptereid... Varased mudelid, lühidalt.

Kokku:

  • Elektrisõidukeid müüdi Hiinas 2019. aasta esimesel poolel 66% rohkem kui 2018. aasta esimesel poolel. Sisepõlemismootoriga autode müük langes samal ajal 12%. See pole kelluke, see on gong. 
  • Elektriautode seas on kõige populaarsem loomulikult Tesla. Kuid ma juhiksin teie tähelepanu hiinlastele BYD. Ta näeb ilmselt kõige rohkem välja paljutõotav.
  • Hiinas on elektrisõidukite numbrimärgid rohelised. Võimud lubavad, et peagi "punase" taseme sudu päevadel lõpetavad nad kõigi autode peale elektriautode Pekingi kesklinna lubamise. Taksofirmad ostavad elektrisõidukeid tuhandete kaupa. Autor sõitis sellise taksoga, tundub muljetavaldav. 

Mis toimub IT-s?

Moore'i seadus sai tuntuks, kuna see kestis tohutu CAGR-iga, umbes 41%, peaaegu 40 aastat. Milliseid teisi näiteid heast CAGR-ist on IT-s? Neid on palju, näiteks Google'i tulude kasv CAGR-iga 43% 16 aasta jooksul:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas:  Google'i reklaamitulu aastatel 2001–2018 (miljardites USA dollarites)

Seda graafikut vaadates tundsid mõned inimesed (eriti need, kelle rakendused olid Google Play poes keelatud) end ebamugavalt. Siin on palju mõelda. Eelmisel nädalal hakkas nutitelefon autoga sõites järjekindlalt soovitama lülituda Google'i navigatsioonile, hoolimata asjaolust, et sõitsin juba Yandex.Navigatoriga. Tõenäoliselt pole neil enam piisavalt turu suurust, kuid nad peavad tulusid suurendama, mõtlesin ma. Ja ma mõtlesin ka sellele.

Siiski on ka optimistlikumaid puhttehnilisi graafikuid, mis on näiteks logaritmilisel skaalal näidatud, kettaruumi hinna langus ja internetiühenduse kiiruse tõus 2019. aastaks:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Drastiline kulude langus toob kaasa järjekordse arvutirevolutsiooni 

Lihtne on märgata, et on kalduvus jõuda platoole, s.t. kasvutempo väheneb. Sellest hoolimata kasvasid nad aastakümneid hästi. Kui kõvakettaid lähemalt vaadata, on näha, et järgmise eksponendi juurde naasmise tagab tavaliselt järgmine tehnoloogia:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Salvestustehnoloogiad tänaseks ja homseks  

Seega ootame, et SSD-d jõuaksid HDD-dele järele ja jätaksid need kaugele maha.

Suurepärase 59% CAGR-iga langesid ka digikaamerate pikslite maksumus korraga (Handy seadus): 

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Hendy seadus

Viimase 10 aasta jooksul on ka kaamera pikslite suurus hüppeliselt vähenenud.  

Lisaks on hea CAGR-iga umbes 25% (10 korda 10 aasta jooksul) tavalise ekraani piksli hind langenud umbes 40 aastat, samal ajal kui pikslite heledus ja kontrastsus samuti suurenevad (st kõrgem kvaliteet). pakutakse madalama hinnaga). Üldiselt ei tea tootjad enam, kuhu piksleid panna. 8K telerid on juba üsna soodsad, aga mida neil näidata, on paras küsimus. Autostereoskoopia võib absorbeerida suvalise arvu piksleid, kuid seal on lahendamata probleeme. See on aga hoopis teine ​​lugu. Igal juhul toob pikslite maksumuse lummav vähenemine autostereoskoopia lähemale.

Lisaks on paljude tarkvarateenuste eksponentsiaalne levik:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Miljardi kasutajaga tehnoloogiaplatvormid 

Näiteks AppleTV või Facebook. Ja nagu eespool mainitud, suureneb uuenduste leviku kiirus eelkõige tänu sotsiaalvõrgustikele. 

Kokku: 

  • Suuresti tänu eksponentsiaalsetele protsessidele viimase 20 aasta jooksul on IT-ettevõtted teised maailma suurimate ettevõtete edetabelis oluliselt tõrjunud. Ja neil pole kavatsust peatuda (mida iganes see ka ei tähendaks).
  • Enamiku IT-tehnoloogiate täiustused on hüppelised. Veelgi enam, klassikaks on S-kujulised kõverad, kui samas piirkonnas asendab üks tehnoloogia teise, põhjustades iga kord uue eksponentsiaalse kiiruse tagasipöördumise.

Närvivõrgud 

Närvivõrgud on viimasel ajal muutunud ülipopulaarseks. Vaatame nende patentide arvu viimastel aastatel:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Kurat... Näib jälle väljapanijana (kuigi aeg on liiga lühike). Kui aga vaadata startuppe pikema perioodi peale, siis on pilt ligikaudu sama (14 korda 15 aasta jooksul on CAGR 19% – väga hea):

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: AI indeks, november 2017 (jah, jah, ma tean, mis järgmise 3 aasta jooksul toimub) 

Samal ajal näitavad närvivõrgud paljudes valdkondades ühehäälselt paremaid tulemusi kui keskmine inimene:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: AI-uuringute edenemise mõõtmine

Ja olgu, kui tulemus on ImageNetis (kuigi otsene tagajärg on uue põlvkonna tööstusrobotid), aga kõnetuvastuses sama pilt:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: AI-uuringute edenemise mõõtmine

Tegelikult on närvivõrgud just kõnetuvastuses keskmisest inimesest paremad ja on juba teel, et neid kõigis levinud keeltes edestada. kus, nagu kirjutasime, on närvivõrkude kiirendite kiiruse kasv tõenäoliselt eksponentsiaalne

Sel teemal nalja visates mõtlesime mitte kaua aega tagasi: jah, varsti saavad robotid ahvide tasemel trikke teha ja eeldati, et see on rumala inimese tasemest väga kaugel ja veelgi enam. Einstein:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Tehisintellekti revolutsioon: tee superintellekti juurde 

Kuid järsku selgus, et tavalise inimese tase on juba saavutatud (ja saavutatakse jätkuvalt) paljudes valdkondades) ja haruldase geeniuse tasemele (nagu näitasid võistlused inimesega males ja Go-s) osutus vahemaa ootamatult oodatust väiksemaks:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel

Allikas: AI-uuringute edenemise mõõtmine

Males edestati silmapaistvaid inimesi umbes 15 aastat tagasi, Go - kolm aastat tagasi, ja trend on ilmne:

CAGR kui spetsialistide needus ehk vead eksponentsiaalsete protsesside prognoosimisel
Allikas: Tehisintellekti revolutsioon: tee superintellekti juurde 

Nagu ütles kunagi legendaarne General Electricu tegevjuht Jack Welch: "Kui muutuste kiirus väljas on suurem kui sisemine, on lõpp lähedal." Need. Kui ettevõte ei muutu kiiremini, kui muutub olukord tema ümber, on see suur oht. Kahjuks lahkus ta ametist 18 aastat tagasi ja GE käekäik on sellest ajast peale läinud hullemaks. GE ei käi muudatustega kaasas.

Meenutades Western Unioni spetsialistide ennustusi telefoni kohta, Lord Kelvini prognoose, Digital Equipmenti koduarvutite ja Microsofti nutitelefonide turuhinnanguid Sechini prognooside taustal, on mul mure õigustatud. Sest ajalugu kordub. Ja jälle. Ja jälle. Ja jälle.

Paljud spetsialistid lõpetavad pärast oma eriala õppimist instituudis/ülikoolis edasise arengu. Ja prognooside tegemisel kasutatakse eelmise sajandi tehnoloogiaid (igas mõttes). Viimastel aastatel on mind piinanud küsimus: kui kiiresti asendavad närvivõrgud eksperdid, kes ei tea, kuidas CAGR-i rakendada? Ja ma tahan lihtsalt prognoosi teha ja kardan eksida. Alalöögi poole, nagu aru saate.

Aga kui tõsiselt rääkida, siis muutuste kiire kiirus on nagu tuul. Kui oskad õigesti purjeid sättida (ja purjekas järgib), siis ei takista ka vastutuul edasiliikumist ja isegi taganttuul ja seda isegi suure CAGR-iga!!!

Head CAGR-i kõigile, kes on lugemise lõpetanud!

DUP
Habraeffect töötab endiselt! Selle materjali avaldamise päeval ilmus artikkel selle kohta CAGR venekeelses Vikipeedias! Näide pole veel tõlgitud, kuid algus on juba tehtud. Lisaks saab näha asi on rahas või siin tehnoloogiate kohta, mis sisaldavad investorite petmise elemente

TänusõnadTahaksin siiralt tänada:

  • Arvutigraafika labor VMK Moskva Riiklik Ülikool. M.V. Lomonossovi panuse eest arvutigraafika arendamisse Venemaal ja mujal,
  • isiklikult Konstantin Kozhemyakov, kes tegi palju selle artikli paremaks ja selgemaks muutmiseks,
  • ja lõpuks suur tänu Kirill Malõševile, Jegor Skljarovile, Ivan Molodetskihhile, Nikolai Oplachkole, Jevgeni Ljapustinile, Aleksandr Ploškinile, Andrei Moskalenkole, Aidar Khatiullinile, Dmitri Klepikovile, Dmitri Konovaltšukile, Maksim Velikanovile, Aleksandr Jakovenkole ja Jevgeni Kupi praktiliste asjade eest kommentaarid ja muudatused, mis muutsid selle teksti palju paremaks!

Allikas: www.habr.com

Lisa kommentaar