CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Entre os que len este texto, por suposto, hai moitos especialistas. E, por suposto, todos están ben versados ​​nos seus campos e teñen unha boa valoración das perspectivas de varias tecnoloxías e do seu desenvolvemento. Ao mesmo tempo, a historia (que “ensina que non ensina nada”) coñece moitos exemplos nos que os expertos fixeron con confianza diferentes previsións e fallaron por moi grande: 

  • “O teléfono ten demasiadas carencias para que se considere seriamente como medio de comunicación. O dispositivo non vale para nós", escribiron os expertos. Western Union, entón a maior compañía de telégrafos en 1876. 
  • "A radio non ten futuro. Os avións máis pesados ​​que o aire son imposibles. Os raios X resultarán ser un engano", dixo William Thomson Lord Kelvin en 1899, e pódese, por suposto, bromear dicindo que os científicos británicos estiveron a axitalo no século XIX, pero estaremos medindo a temperatura en Kelvin durante moito tempo, e non hai motivos para dubidar de que o respectado señor era un bo físico. 
  • "¿Quen diaños quere escoitar aos actores falar?" Harry Warner, que fundou a Warner Brothers en 1927, un dos principais expertos en cinema da época. 
  • "Non hai ningunha razón para que alguén necesite unha computadora na casa", Ken Olson, fundador de Digital Equipment Corporation en 1977, pouco antes do despegue dos ordenadores domésticos...
  • Hoxe en día, nada cambiou: "Non hai posibilidades de que o iPhone gañe unha cota de mercado significativa", escribiu o CEO de Microsoft en USA Today. Steve Ballmer en abril de 2007 antes do ascenso triunfal dos teléfonos intelixentes.

Poderíase rir felizmente destas predicións se o teu humilde servo, por exemplo, non se equivocara moi gravemente no seu campo. E se non tivese visto cantos, moitos expertos están equivocados. En xeral, hai un clásico "isto nunca pasou antes, e aquí está de novo". E de novo. E de novo. Ademais, expertos e especialistas condenado aos erros En moitos casos. Sobre todo cando se trata deses malditos procesos exponenciais. 

Ai, este expositor

O primeiro problema dos procesos exponenciais é que aínda saben o rápido que medran nun sentido matemático (no mesmo período de tempo os seus parámetros cambian o mesmo número de veces), a nivel diario é extremadamente difícil imaxinar tal crecemento. Un exemplo clásico: se avanzamos un paso adiante, en 30 pasos camiñaremos 30 metros, pero se cada paso crece exponencialmente, en 30 pasos daremos unha volta ao globo terráqueo 26 veces (“Vintesis veces, Karl!!! ”) ao longo do ecuador:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Como pensar exponencialmente e prever mellor o futuro

Pregunta para os programadores: que constante elevamos a potencia neste caso?

ResponderA constante é igual a 2, é dicir. duplicando a cada paso.
Cando un proceso crece exponencialmente, dá lugar a cambios masivos rápidos que son claramente visibles a simple vista. Un excelente exemplo é proporcionado por Tony Seba. En 1900, na Quinta Avenida de Nova York, era difícil ver un coche solitario entre os carruajes tirados por cabalos:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
E só 13 anos despois, na mesma rúa, apenas se ve un solitario carro tirado por cabalos entre os coches:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais

Vemos unha imaxe similar, por exemplo, cos teléfonos intelixentes. Historia Nokia, que montou unha onda e foi líder durante moito tempo por unha ampla marxe, pero non puido encaixar na seguinte onda e perdeu case ao instante o mercado (mira gran animación con líderes do mercado por ano) é moi instructivo.


Todos os especialistas en informática saben Lei de Moore, que en realidade foi formulado para transistores e foi certo durante 40 anos. Algúns compañeiros xeneralízano aos tubos de baleiro e aos dispositivos mecánicos e afirman que funcionou durante 120 anos. É conveniente representar procesos exponenciais cunha escala de escala logarítmica, na que se fan (case) lineais e está claro que tal xeneralización ten dereito a existir:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Este e os seguintes dous gráficos de Lei de Moore ao longo de 120 anos  

Nunha escala lineal, o crecemento é algo así:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais

E aquí achegámonos aos poucos á segunda emboscada dos procesos exponenciais. Se o crecemento foi así durante 120 anos, significa isto que a nosa taxa exponencial permanecerá igual durante polo menos 10 anos máis?

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais

Na práctica resulta que non. Na súa forma pura, a taxa de crecemento da informática está a diminuír durante varios anos, o que nos permite falar da "morte da lei de Moore":

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte:  Cando remata a Lei de Moore, a aceleración de hardware toma o protagonismo

Ademais, é interesante que esta curva non só poida endereitarse, senón tamén subir con vigor renovado. O teu humilde servo describiu en detalle como isto podería ocorrer. Si, haberá outros cálculos (inexactos de rede neuronal), pero ao final, se o ábaco impreciso e as calculadoras mecánicas ampliaron a escala a 120 anos, entón os aceleradores neuronais son bastante apropiados alí. Non obstante, divagamos.

É importante entender isto o crecemento exponencial pode deterse por razóns técnicas, físicas, económicas e sociais (a lista está incompleta). E esta é a segunda gran emboscada dos procesos exponenciais: prever correctamente o momento no que a curva comeza a saír da exponencial. Os erros en ambas direccións son moi comúns aquí.

Total:

  • A primeira emboscada de crecemento exponencial é que o indicador está a crecer inesperadamente rápido mesmo para os especialistas. E subestimar o exponencial é un erro tradicional que se repite unha e outra vez. Como dicían auténticos profesionais severos hai 100 anos: "Os tanques, señores, están de moda, pero a cabalería é eterna!"
  • O segundo problema do crecemento exponencial é que nalgún momento (ás veces despois de 40 ou 120 anos) remata, e tampouco é fácil prever con precisión cando rematará. E ata a lei de Moore, en cuxo leito de morte moitos xornalistas técnicos deixaron as súas pegadas, pode volver ao seu servizo con renovado vigor. E non parecerá suficiente! 

Procesos exponenciais e captura de mercado

Se falamos dos cambios visibles que nos rodean e do mercado, é interesante ver como as diferentes tecnoloxías conquistaron o mercado. É máis conveniente facelo usando o exemplo dos Estados Unidos, onde durante máis de 100 anos mantívose varios tipos de estatísticas de mercado con relativa precisión: 

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Ti es o que gastas 

É moi interesante e instructivo ver como a proporción de fogares con teléfonos con cable foi crecendo aos poucos, e despois diminuíu drasticamente nun cuarto ao longo dos anos. Gran Depresión. Tamén medrou a proporción de vivendas con electricidade, pero caeu moito menos: a xente non estaba disposta a renunciar á electricidade, aínda que non había cartos suficientes. E a difusión da radio doméstica apenas sentiu a gran crise económica, todo o mundo estaba interesado nas últimas noticias. E, a diferenza dun teléfono, da electricidade ou dun coche, a radio non ten taxas de uso. Por certo, o ascenso dos automóbiles persoais, que foi interrompido pola Gran Depresión, restableceuse só despois de 20 anos, os teléfonos fixos foron restaurados despois de 10 anos e a electrificación das casas - despois de 5.

Vese claramente que a difusión dos aires acondicionados, fornos microondas, ordenadores e teléfonos intelixentes foi moito máis rápida que a difusión das novas tecnoloxías antes. Desde unha porcentaxe do 10% ao 70%, o crecemento ocorreu a miúdo en só 10 anos. As tecnoloxías de principios de século adoitan tardar máis de 40 anos en lograr o mesmo crecemento. Sente a diferenza!

Algo divertido para o autor persoalmente. Considere como as lavadoras e as secadoras de roupa creceron de forma bastante sincronizada desde os anos 60. É curioso que estes últimos sexan case descoñecidos entre nós. E se nos Estados Unidos, a partir dalgún momento, adoitan comprarse por parellas, entón os nosos hóspedes fan moitas veces a pregunta: "Por que necesitas dúas lavadoras?" Hai que contestar con mirada seria que o segundo está en reserva, por se rompe o primeiro. 

Tamén preste atención á baixada das lavadoras. Nese momento xeneralizáronse moito as lavanderías públicas, onde se podía vir, cargar a roupa na máquina, lavar e saír. Barato. Elementos semellantes aínda son moi comúns nos Estados Unidos. Este é un exemplo dunha situación na que o modelo de negocio dun mercado específico cambia a taxa de penetración da tecnoloxía e a estrutura de vendas (as máquinas profesionais caras a proba de vandalismo véndense mellor).

A aceleración dos procesos é especialmente notable nos últimos anos, cando a penetración masiva das tecnoloxías converteuse en "instantánea" segundo os estándares de principios do século XX (en 20-5 anos):

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: A crecente velocidade da adopción tecnolóxica (¡O gráfico da ligazón é interactivo!)

Ao mesmo tempo, o rápido ascenso dunha tecnoloxía é moitas veces a caída doutra. O auxe da radio supuxo unha presión sobre o mercado dos xornais, o auxe dos fornos microondas reduciu a demanda de fornos de gas, etc. Ás veces a competencia era máis directa, por exemplo, o auxe das gravadoras de casete reduciu drasticamente a demanda de discos de vinilo, e o auxe dos CD reduciu a demanda de casetes. E torrent matounos a todos co crecemento da distribución dixital da música, os ingresos da industria caeron máis de 2 veces (o gráfico está rodeado por un marco negro triste):

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: A verdadeira morte da industria musical 

Así mesmo, o número de fotografías realizadas medra exponencialmente, ademais, recentemente coa transición ao dixital, a taxa de crecemento aumentou notablemente. Polo tanto, a "morte" das fotos analóxicas foi "instantánea" segundo os estándares históricos:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Cheo de dramatismo historia de Kodak, que irónicamente inventou a cámara dixital e perdeu o ascenso exponencial da fotografía dixital, é moi instructivo. Pero o principal que ensina a historia é que non ensina nada. Polo tanto, a situación repetirase unha e outra vez. Se cres que as estatísticas - con aceleración.

Total: 

  • Pódese obter moito beneficio da previsión estudando a aceleración e desaceleración dos mercados nos últimos 100 anos.
  • A taxa de innovación está aumentando de media, o que significa que aumentará o número de predicións falsas. Ten coidado…

Pasemos á práctica

Vostede, por suposto, pensa que todo isto é bastante sinxelo, comprensible e, en xeral, ter todo isto en conta nas previsións non é demasiado difícil. Estás en balde... Agora comeza a diversión... Abróchate o cinturón?

Recentemente, Igor Sechin, director executivo de Rosneft, falou no Foro Económico Internacional de San Petersburgo, onde, en particular, dixo: "Como resultado, a contribución das enerxías alternativas ao balance enerxético mundial seguirá sendo relativamente pequena: en 2040 pasará do 12% ao 16% actual." Alguén dubida de que Sechin é un experto no seu campo? Creo que non. 

Ao mesmo tempo, nos últimos anos, a participación da enerxía alternativa creceu preto do 1% ao ano e o crecemento da cota acelerouse: 

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Statista: Participación da enerxía renovable na xeración de enerxía a nivel mundial (escolleuse este método de cálculo - sen enerxía hidroeléctrica a gran escala, xa que resulta exactamente no 12 % actual).

E despois - un problema para o 3º curso. Hai un valor que en 2017 equivalía ao 12% e que medra un 1% ao ano. En que ano chegará ao 16%? En 2040? Pensaches ben, meu novo amigo? Teña en conta que ao responder "en 2021" cometemos o clásico erro de facer unha predición lineal. Ten máis sentido ter en conta a natureza exponencial do proceso e facer as clásicas tres predicións: 

  1. "optimista" dada a aceleración do desenvolvemento, 
  2. "promedio": baseado na suposición de que a taxa de crecemento será a mesma que o mellor ano dos últimos 5 anos 
  3. e "pesimista" - baseado na suposición de que a taxa de crecemento será, en media, similar ao peor ano dos últimos 5 anos. 

Ademais, mesmo segundo a previsión media, o 16.1% acadarase xa en 2020, é dicir. o próximo ano:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: cálculos do autor 

Para unha mellor comprensión (dos procesos exponenciais), presentamos as mesmas gráficas a escala logarítmica:  

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Mostran que o escenario medio é unha tendencia, aínda que o mire desde 2007. En total, o valor previsto para 2040 probablemente se consiga o próximo ano, ou como máximo nun ano.

Para ser xustos, Sechin non é o único que se "equivoca" así. Por exemplo, os traballadores do petróleo de BP (British Petroleum) fan unha previsión anual, e xa se lles está a trolear que, levan anos facendo previsións, unha e outra vez non teñen en conta a exponencialidade do proceso (“Derivada? Non, non escoitaches!”). Por iso, tiveron que aumentar a súa previsión todos os anos dende hai moitos anos:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Fallo de previsión / Por que os investimentos deben tratar as previsións enerxéticas das compañías petroleiras con cautela

Máis preto das previsións de Sechin Axencia Internacional da Enerxía (festas con traballadores do petróleo pesado, comprobe os tubos na raíz da sección rusa do sitio). Eles, en principio, non teñen en conta a natureza exponencial do proceso, que leva a un erro de orde de magnitude durante 7 anos, e repiten este erro de forma sistemática:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: As nosas previsións non se fixeron realidade e as nosas promesas non son fiables (o sitio en si renen.ru, por certo, moi ben)

Os seus prognósticos parecen especialmente divertidos con datos máis recentes (tamén les "ben, cando finalmente pararán!!!" nas súas curvas?):

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Crecemento fotovoltaico: realidade fronte a proxeccións da Axencia Internacional da Enerxía

Isto é realmente contraintuitivo, pero á hora de predicir moitos procesos, é máis efectivo ter en conta non unha previsión lineal para o período anterior e non unha previsión lineal baseada na derivada actual, senón un cambio na velocidade do proceso. Isto dá o resultado máis preciso para procesos similares:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: A revolución da IA: o camiño cara á superintelixencia 

Na literatura en lingua inglesa, especialmente na analítica empresarial, úsase constantemente a abreviatura CAGR (Taxa de crecemento anual composta - a ligazón dáse á wiki en inglés, e é característico que non haxa ningún artigo correspondente na Wikipedia en ruso). CAGR pódese traducir como "taxa de crecemento anual composta". Calcúlase segundo a fórmula
 
CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
onde t0 - ano inicial, tn - fin de ano, e V(t) — o valor do parámetro, presumiblemente cambiando segundo unha lei exponencial. O valor exprésase como unha porcentaxe e significa cantos por cento crece un determinado valor (xeralmente algún mercado) ao longo do ano.

Hai moitos exemplos en Internet sobre como calcular o CAGR, por exemplo, en Google Docs e Excel:

Realicemos unha breve clase maxistral baixo o lema "axudemos a Sechin", tomando os datos da petroleira BP (como unha estimación inferior). Para os interesados ​​localízanse os propios datos neste documento de google, pode copialo por si mesmo e calculalo doutro xeito. A nivel mundial, a xeración renovable está crecendo rapidamente:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Aquí e máis adiante nos gráficos negros, os cálculos do autor segundo BP 

A escala é logarítmica, e está claro que todas as rexións teñen un crecemento exponencial (isto é importante!), moitas con aceleración exponencial. Como era de esperar, os líderes son China e os seus veciños, tras superar a Norteamérica e Europa. É interesante que a penúltima, Oriente Medio, sexa unha das rexións máis produtoras de petróleo do planeta, e que teña o CAGR máis alto de todas (44% nos últimos 5 anos (!)). Non é de estrañar ver un aumento da orde de magnitude en 6 anos, e a xulgar polas declaracións dos seus responsables, van seguir na mesma liña. O exministro de petróleo de Arabia Saudita advertiu sabiamente aos seus colegas da OPEP alá polo ano 2000: "A Idade de Pedra non rematou porque xa non había pedras", e parece que tiveron en conta este sabio pensamento hai 10 anos. O CIS (CIS), como vemos, está no último lugar. Non obstante, a taxa de crecemento é bastante boa. 

O CAGR pódese calcular de diferentes xeitos. Por exemplo, imos construír CAGR para cada ano desde 1965, para os últimos 5 anos e para os últimos 10 anos. Recibirás esta interesante imaxe (total para o mundo):

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais

Pódese ver claramente que, de media, o crecemento exponencial acelerouse e despois diminuíu. "Moskovsky Komsomolets" e outros medios amarelos neste caso adoitan escribir algo así como "A economía chinesa está a caer", o que significa "as fantásticas taxas de crecemento da economía chinesa están a desacelerarse" e gardando silencio con tacto sobre o feito de que están a diminuír. tal ritmo que outros só poden contar soño. Aquí todo é moi parecido.

Tentemos prever a produción en 2018 en base a datos ata 2010, tomando CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y e unha previsión lineal de 2010 en relación a 2009 e en relación a 2006. Obtemos a seguinte imaxe:

Lineal'1Y Lineal'4Y CAGR 1965  CAGR'10Y  CAGR'5Y 
Produción renovable en 2018, previsión baseada en datos ata 2010 1697 1442  1465  2035  2429 
Actitude ante o real en 2018 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Erro de previsión 32%  42%  41%  18%  2% 

Puntos característicos: ningunha das previsións resultou ser demasiado optimista, é dicir. undershoot en todas partes. No escenario máis optimista cun CAGR do 15,7%, o déficit foi do 2%. As previsións lineais deron un erro do 30-40% (un período que se tomou especialmente cando, debido á desaceleración das taxas de crecemento, o seu erro era menor). Desafortunadamente, non foi posible engadir o modelo de Sechin, xa que non é posible restaurar a súa fórmula. 

Como deberes, proba o backcasting xogando con diferentes CAGR. A conclusión será obvia: os procesos exponenciais predínse mellor mediante modelos exponenciais.

E como guinda do bolo, aquí tes unha previsión da mesma BP, cuxo expoñente ("¡Coidado, os especialistas están a traballar!") dá paso ao crecemento lineal na previsión: 

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Participación de enerxías renovables na xeración de enerxía por fonte (a partir de BP)

Teña en conta que non contan en absoluto a enerxía hidroeléctrica, que está clasificada como unha fonte de enerxía renovable clásica. Polo tanto, a súa estimación é aínda máis conservadora que a de Sechin, e dan un 12% só para 2020. Pero aínda que a base sexa subestimada e o crecemento exponencial cese en 2020, teñen unha participación do 2040% en 29. Non se parece para nada ao 16% de Sechin... É só unha especie de problema...

Está claro que Sechin é unha persoa intelixente. Son un matemático aplicado de profesión, non un enxeñeiro de enerxía, polo que non podo dar unha resposta cualificada á pregunta sobre o motivo dun erro tan grave na previsión de Sechin. O máis probable é que esta situación cheira realmente a un descenso dos prezos do petróleo. E o noso gran barco petroleiro (quen non escoitou esta canción de Semyon Slepakov, bótalle un ollo) por unha razón non moi clara, hai unha taxa estable para a venda de cru no estranxeiro, e non produtos refinados de petróleo. E se distorsionas moito a previsión, isto elimina (por un tempo, hai que pensar) as preguntas desagradables. Pero como matemático, preferiría ver un erro sistemático polo menos a nivel dos señores de BP que non oíron falar de derivados. Non me importa, estou no mesmo barco.

Total:

  • Como todos os oficiais saben, en condicións de guerra o valor da constante π (a relación entre a circunferencia dun círculo e o seu diámetro) chega a 4, e en casos especiais - ata 5. Polo tanto, cando é realmente necesario, a previsión de especialistas demostra CALQUERA valor esixido polas autoridades. É recomendable lembrar isto.
  • Os procesos exponenciais predínse mellor mediante unha taxa de crecemento anual composta ou CAGR.
  • A previsión de Sechin no Foro Económico Internacional de San Petersburgo pódese avaliar como un grao extremo de falta de respecto á audiencia ou como unha manipulación groseira. Para escoller. Agardemos que haxa xente valente que faga preguntas desagradables. Por exemplo, por que a petroquímica en todo o mundo é moi rendible, pero as empresas estatais rusas invisten decenas de miles de millóns no "tubo" e na exportación de materias primas, e non nela? 
  • E para rematar, gustaríame esperar que algún dos lectores faga unha páxina sobre CAGR na Wikipedia en ruso. Xa é hora, creo.

Enerxía solar

Consolidemos o tema dos procesos exponenciais. O último gráfico de BP mostra como a cota do "sol" saltou bruscamente en 2020, e ata a conservadora BP cre no seu futuro. Curiosamente, alí tamén se observa un proceso exponencial que, como a lei de Moore, leva máis de 40 anos e chámase Lei de Swenson:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

O significado xeral é sinxelo: o prezo do módulo está caendo exponencialmente e a produción crece exponencialmente. Como resultado, se hai 40 anos era unha tecnoloxía con custo cósmico (en todos os sentidos) da electricidade, e era axeitada principalmente para alimentar satélites, entón hoxe o custo por vatio xa caeu unhas 400 veces e segue caendo ( en breve 3 pedidos). O CAGR medio en valor é de aproximadamente o 16% cun aumento de ata o 25% nos últimos 10 anos, o que non ocorre a miúdo.

Como consecuencia, isto tamén provoca un crecemento exponencial da capacidade instalada e da xeración:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

O crecemento de 10 veces en 7-8 anos é moi grave (calcula o CAGR ti mesmo, obterás un 33-38% (!)). É de risa, pero se non se detén, só a enerxía solar xerará o 100% das necesidades de electricidade do mundo en 12 anos. Isto debe ser tratado con decisión. Para frear dalgún xeito esta desgraza nos Estados Unidos, Trump introduciu o ano pasado un enorme imposto (para outros mercados) do 30% sobre a importación de paneis solares. Pero os malditos chineses a finais de ano reduciron os prezos nun 34% (¡ao longo do ano!), non só eliminando os dereitos, senón tamén facendo rendible de novo a compra deles. E seguen construíndo fábricas totalmente robóticas coa produción de decenas de gigavatios de baterías ao ano, reducindo unha e outra vez os prezos e aumentando os volumes de produción. É unha especie de pesadelo, estarás de acordo.

A caída do custo das baterías é tal que nos últimos anos non só se converteron en competitivas sen subvencións, senón que a fronteira para o seu uso rendible está a moverse rapidamente cara ao norte do hemisferio norte, percorrendo ata centos de quilómetros ao ano. Ademais, onte mesmo era importante orientar as baterías no ángulo óptimo e todo iso. Pasan 3-4 anos, e polo mesmo prezo pódese instalar unha área máis grande de baterías simplemente en fachadas sur verticais. Si, son menos eficaces, pero hai que lavar con menos frecuencia e son máis fáciles de instalar. E polo mesmo prezo de instalación, é máis importante reducir o custo de propiedade. 

De novo, o talón de Aquiles da enerxía solar é unha produción de electricidade desigual, especialmente en condicións nas que a eficiencia de almacenamento está lonxe do 100%. E entón resulta que, con tal taxa de descenso do custo de produción dun megavatio, moi pronto non só se cobre a eficiencia baixa e media do almacenamento (é dicir, pódese almacenar dun xeito menos eficiente, pero máis barato). , pero tamén o custo da instalación de baterías (é dicir, por eses mesmos cartos, podemos instalar non só tantos megavatios de xeración, senón tamén tantos megavatios de almacenamento "de balde", o que cambia radicalmente a situación).

Total:

  • A Lei de Swenson é aproximadamente a mesma que a Lei de Moore en termos de validez, aínda que o CAGR é menor. Pero exactamente na próxima década o seu efecto farase máis notable.
  • Este é un tema completamente separado, pero grazas ao rápido desenvolvemento da enerxía solar e eólica, nos últimos 3 anos investíronse algúns miles de millóns tolos en sistemas de almacenamento de enerxía industrial. Por suposto, Tesla está aquí á vangarda co seu PowerPack, que mostrou resultados exitosos en Australia. Traballadores do gas preocupado. Ao mesmo tempo, a diversión aínda non comezou, xa que varias tecnoloxías ameazan con superar o Li-Ion na baixada dos custos de almacenamento. Non obstante, esta é unha historia completamente diferente, estaremos interesados ​​no seu CAGR nun par de anos (agora é fantástico, pero isto baixo efecto base).

Coches eléctricos

Expertos serios escribiron na moi respectada revista Scientific American alá por 1909: "O feito de que o automóbil alcanzou practicamente o límite do seu desenvolvemento está confirmado polo feito de que durante o último ano non houbo melloras de carácter radical". O ano pasado tampouco houbo melloras radicais nos vehículos eléctricos. Isto dá motivos para afirmar con toda confianza que o coche eléctrico definitivamente xa alcanzou o pico do seu desenvolvemento. 

Máis gravemente, hai un problema de "polo e ovo" na maioría das tecnoloxías. Ata que a produción en masa alcance un certo nivel, é moi caro introducir unha serie de innovacións e, pola contra, ata que se introducen, as vendas son máis lentos. Eses. Para superar as "enfermidades infantís" é necesaria unha certa produción en masa. E aquí é conveniente avaliar tecnoloxías innovadoras polo nivel de produción total per cápita:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Coches eléctricos e "peak oil". A verdade no modelo

Non son ningún experto e non sei como cambiarán os coches eléctricos nos próximos 15 anos. Pero este é definitivamente un produto de moi alta tecnoloxía e cambian rapidamente. E o nivel dos vehículos eléctricos actuais é o nivel dos coches con motores de combustión interna en 1910 e o nivel dos teléfonos móbiles en 1983. Os cambios para mellor (para o consumidor) nos próximos 15 anos serán dramáticos. E aí é cando comeza a diversión. 

En xeral, os coches eléctricos son impulsados ​​por tres factores:

  • Cando pisas o acelerador, voas cara adiante, como nun coche deportivo, e o prezo é sensiblemente inferior ao dun coche deportivo. E os coches eléctricos superanlles por pistas curtas (Tesla X supera a Lamborghini, Tesla 3 supera a Ferrari, por exemplo, por este motivo Tesla compra policial) A que policía ruso-estadounidense non lle gusta conducir rápido?
  • A recarga é moi barata, se non nada. Roman Naumov que vive en Canadá (@sith) provoca irritación ardente, describindo como el, unha infección, conduciu 600 km fóra da cidade, gastando 4 dólares en combustible (ou non puido gastalo en absoluto). Recordo que Elon Musk queixouse de que moitos ricos propietarios de Tesla caros levan a un Supercharger gratuíto, un maldito obsequio. En resumo, case se elimina o combustible dos artigos de consumo.
  • E todos os enxeñeiros din ao unísono que cando se curan as enfermidades da infancia, o mantemento do coche eléctrico custará notablemente menos. ESO será moito máis barato. Só os pneumáticos, din, hai que cambialos máis a miúdo, desgastanse...

E, por suposto, o feito de que o coche pode, en principio, cargarse en calquera lugar onde haxa unha toma - esta é unha revolución. É dicir, se a túa avoa da vila chegou a luz eléctrica, podes vir a ela e recargar, aínda que máis tempo. Por suposto, non poderás conducir un trofeo de país, pero o 99. (9)% da xente chega á aldea, e entón o coche segue sentado alí. E mañá non só estará en pé, senón que consumirá electricidade a unha tarifa de aldea barata. 

Por suposto, aínda quedan poucos cargadores, sobre todo os rápidos, pero... vexamos o gráfico:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: A infraestrutura de carga de automóbiles eléctricos está a ser popular

Que? Proceso exponencial de novo? E cal! A pregunta exponse da seguinte maneira: como cambiará a situación se nos próximos 10 anos o número de gasolineiras aumenta 1000 veces (“¡Mil, Karl!”)? (Este é un CAGR=100 %, é dicir, duplicándose anualmente) Sentímolo, equivoqueime. No seguinte Ano 8 1000 veces! (Este é un CAGR=137%, é dicir, máis rápido que a duplicación anual). E case pasaron dous destes 8 anos... E a xente do sector din que nos próximos 8 anos o crecemento non será de 3 ordes de magnitude, senón máis rápido, sobre todo coa nova xeración de garfos. Para entender como será, cómpre vir a China. De feito, hai tomas eléctricas na maioría dos aparcamentos e medran como cogomelos despois da choiva en tempo cálido. E mesmo os residentes de edificios altos recargarán combustible durante a semana nunha viaxe dominical ao cine ou ao centro comercial (onde o coche aínda está aparcado e agardando por ti un par de horas). E os centros comerciais con restaurantes loitarán polos visitantes con coches eléctricos (xa están loitando en China).

Si, o prezo dos vehículos eléctricos é alto agora. Pero a batería dá unha gran parte alí, e o seu custo cae así: 

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Un detrás de cámaras sobre os prezos das baterías de iones de litio

Si, coincidiron! Este é de novo un proceso exponencial! E o CAGR medio é do -20,8%, que, como sabemos, é MOI elevado. Se o 5% é 2 veces en 15 anos, pero o 20% é 10 veces en 12 anos ("¡Dez veces, Karl!"):

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais

É curioso que a este ritmo, en 3-4 anos, en lugar dunha batería para o teu coche, poidas mercar dúas polo mesmo prezo. Colga o segundo no garaxe e proporcionarache un sobrealimentador persoal. Chegas a casa e recargas. E a tarifa nocturna. E toda a casa será alimentada á tarifa nocturna. E os cortes de luz na vila da casa xa non serán unha preocupación. E (lembrando o CAGR do "sol") - será posible instalar paneis solares no tellado. Hai bos aforros alí, así que moita xente dirá: “¡Qué ben! Vou levar! ¡Envolvelo!" (principalmente en Europa и EUA, Certamente).

É algo sorprendente, despois de todo, estes procesos exponenciais. Nos próximos 10 anos, definitivamente veremos un serio progreso no campo dos vehículos eléctricos e os coches eléctricos modernos serán percibidos como terriblemente inconvenientes e miserables. Sen reserva de marcha, sen piloto automático, hai que levar un montón de adaptadores... Os primeiros modelos, en definitiva.

Total:

  • Os vehículos eléctricos vendéronse en China no primeiro semestre de 2019 66% máis que no primeiro semestre de 2018. No mesmo tempo, as vendas de coches con motor de combustión interna caeron un 12%. Non é unha campá, é un gong. 
  • O máis popular entre os coches eléctricos é, por suposto, Tesla. Pero chamaríalle a atención sobre os chineses BYD. Probablemente ela parece máis prometedor.
  • En China, as matrículas dos vehículos eléctricos son verdes. As autoridades prometen que en breve os días do nivel "vermello" de smog deixarán de permitir que todos os coches, excepto os eléctricos, entren no centro de Pequín. As compañías de taxis están a comprar vehículos eléctricos por milleiros. O autor montou nun taxi así, parece impresionante. 

Que está pasando en TI?

A Lei de Moore fíxose coñecida xa que durou cun enorme CAGR de preto do 41% durante case 40 anos. Que outros exemplos de bo CAGR hai en TI? Hai moitos deles, por exemplo, o crecemento dos ingresos de Google cun CAGR do 43 % durante 16 anos:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte:  Ingresos publicitarios de Google entre 2001 e 2018 (en miles de millóns de dólares)

Mirando este gráfico, algunhas persoas (especialmente aquelas cuxas aplicacións foron prohibidas en Google Play Store) sentíronse incómodas. Hai moito que pensar aquí. A semana pasada, mentres conducía un coche, o teléfono intelixente comezou a suxerir de forma persistente cambiar á navegación de Google, a pesar de que xa estaba conducindo con Yandex.Navigator. Probablemente xa non teñan o suficiente tamaño de mercado, pero necesitan aumentar os ingresos, pensei. E tamén pensei niso.

Non obstante, tamén hai gráficos puramente técnicos máis optimistas, por exemplo, mostrados a escala logarítmica, a redución do prezo do espazo en disco e o aumento da velocidade das conexións a Internet ata 2019:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: As caídas drásticas dos custos están impulsando outra revolución informática 

É doado notar que hai unha tendencia a chegar a unha meseta, é dicir. a taxa de crecemento diminúe. Non obstante, creceron ben durante décadas. Se observas os discos duros con máis detalle, podes ver que o seguinte retorno ao expoñente adoita estar asegurado pola seguinte tecnoloxía:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Tecnoloxías de almacenamento para hoxe e mañá  

Entón, estamos esperando que os SSD se poñan ao día cos discos duros e os deixen atrás.

Ademais, cun excelente CAGR do 59%, o custo dos píxeles das cámaras dixitais caeu ao mesmo tempo (lei de Handy): 

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Lei de Hendy

Nos últimos 10 anos tamén se viu unha diminución exponencial do tamaño dos píxeles da cámara.  

Ademais, cun bo CAGR de preto do 25% (10 veces en 10 anos), o custo por píxel dunha pantalla convencional leva uns 40 anos caendo, mentres que o brillo e o contraste dos píxeles tamén están aumentando (é dicir, maior calidade). ofrécese a un prezo inferior). En xeral, os fabricantes xa non saben onde poñer os píxeles. Os televisores 8K xa son bastante accesibles, pero que amosar neles é unha boa pregunta. A autoestereoscopia pode absorber calquera número de píxeles, pero hai problemas sen resolver. Non obstante, esta é unha historia diferente. En calquera caso, a encantadora redución do custo dos píxeles achega a autoestereoscopia.

Ademais, a expansión exponencial de moitos servizos de software:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Plataformas tecnolóxicas con mil millóns de usuarios 

Por exemplo, AppleTV ou Facebook. E, como se mencionou anteriormente, grazas en particular ás redes sociais, aumenta a velocidade de difusión das innovacións. 

Total: 

  • En gran parte debido aos procesos exponenciais dos últimos 20 anos, as empresas de TI desprazaron moito a outras na lista das maiores empresas do mundo. E non teñen intención de parar (sexa o que iso signifique).
  • As melloras na maioría das tecnoloxías en TI son exponenciais. Ademais, o clásico son as curvas en forma de S, cando nunha mesma zona unha tecnoloxía substitúe a outra, provocando cada vez outra volta a un ritmo exponencial.

Redes neuronais 

As redes neuronais fixéronse moi populares últimamente. Vexamos o número de patentes sobre eles nos últimos anos:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Caramba... Parece de novo un expositor (aínda que o prazo é moi curto). Non obstante, se observamos as startups durante un período máis longo, a imaxe é aproximadamente a mesma (14 veces en 15 anos é un CAGR do 19 % - moi bo):

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Índice AI, novembro de 2017 (si, si, sei o que hai nos próximos 3 anos) 

Ao mesmo tempo, as redes neuronais en moitas áreas demostran por unanimidade mellores resultados que a persoa media:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Medindo o progreso da investigación da IA

E vale, cando o resultado está en ImageNet (aínda que a consecuencia directa é unha nova xeración de robots industriais), pero no recoñecemento de voz a mesma imaxe:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: Medindo o progreso da investigación da IA

De feito, as redes neuronais acaban de superar á persoa media no recoñecemento de voz e están en camiño de superalas en todas as linguas comúns. onde, como escribimos, é probable que o crecemento da velocidade dos aceleradores de redes neuronais sexa exponencial

Mentres bromean sobre este tema, non hai moito pensamos: si, en breve os robots poderán realizar trucos a nivel de monos, e supoñíase que está moi lonxe do nivel dunha persoa estúpida, e máis aínda. Einstein:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: A revolución da IA: o camiño cara á superintelixencia 

Pero, de súpeto, resultou que xa se alcanzara (e segue acadando) o nivel dunha persoa común. en moitas áreas), e ao nivel dun xenio raro (como demostraron as competicións cunha persoa en xadrez e Go) a distancia resultou de súpeto menor do esperado:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais

Fonte: Medindo o progreso da investigación da IA

No xadrez, persoas destacadas foron superadas hai uns 15 anos, en Go - hai tres anos, e a tendencia é obvia:

CAGR como unha maldición de especialistas, ou erros na previsión de procesos exponenciais
Fonte: A revolución da IA: o camiño cara á superintelixencia 

Como dixo unha vez o lendario CEO de General Electric, Jack Welch, "Se a taxa de cambio fóra é maior que a taxa de cambio dentro, o final está preto". Eses. Se unha empresa non cambia máis rápido do que cambia a situación ao seu redor, corre un gran risco. Desafortunadamente, deixou o cargo hai 18 anos e a fortuna de GE empeorou desde entón. GE non está ao día dos cambios.

Recordando as previsións sobre o teléfono dos especialistas de Western Union, as previsións de Lord Kelvin, as estimacións do mercado para os ordenadores domésticos de Digital Equipment e os teléfonos intelixentes de Microsoft, co telón de fondo das previsións de Sechin, xustifiquei as preocupacións. Porque a historia repítese. E de novo. E de novo. E de novo.

Moitos especialistas, despois de estudar o seu campo nun instituto/universidade, deixan de desenvolverse. E as previsións fanse utilizando tecnoloxías do século pasado (en todos os sentidos). Nos últimos anos, fun atormentado pola pregunta: con que rapidez substituirán as redes neuronais aos expertos que non saben como aplicar o CAGR? E só quero facer unha previsión, e teño medo de equivocarme. Cara ao undershoot, como entendes.

Pero en serio, a rápida velocidade do cambio é como o vento. Se sabes colocar as velas correctamente (e o veleiro cumpre), entón nin un vento en contra non che impedirá avanzar, e aínda que sexa un vento de cola, e mesmo cun gran CAGR!!!

Feliz CAGR para todos os que remataron de ler!

DUP
Habraeffect aínda funciona! O día que se publicou este material, apareceu un artigo sobre CAGR na Wikipedia en ruso! O exemplo aínda non foi traducido, pero xa se comezou. Ademais podes ver trátase de cartos ou aquí sobre tecnoloxías con elementos de enganar aos investimentos

AgradecementosGustaríame agradecer sinceramente:

  • Laboratorio de Informática VMK Universidade Estatal de Moscova. M.V. Lomonosov pola súa contribución ao desenvolvemento de gráficos por ordenador en Rusia e máis aló,
  • persoalmente Konstantin Kozhemyakov, que fixo moito para que este artigo fose mellor e máis claro,
  • e, finalmente, moitas grazas a Kirill Malyshev, Egor Sklyarov, Ivan Molodetskikh, Nikolai Oplachko, Evgeny Lyapustin, Alexander Ploshkin, Andrey Moskalenko, Aidar Khatiullin, Dmitry Klepikov, Dmitry Konovalchuk, Maxim Velikanov, Alexander Yakovenpt e Evgen prácticos para un gran número de practicantes. comentarios e edicións que melloraron moito este texto!

Fonte: www.habr.com

Engadir un comentario