CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Med tistimi, ki berejo to besedilo, je seveda veliko strokovnjakov. In seveda je vsak dobro podkovan na svojem področju in dobro ocenjuje možnosti različnih tehnologij in njihovega razvoja. Istočasno pa zgodovina (ki »uči, da ne uči ničesar«) pozna veliko primerov, ko so strokovnjaki samozavestno podajali različne napovedi in zgrešili z zelo veliko razliko: 

  • »Telefon ima preveč pomanjkljivosti, da bi ga lahko resno obravnavali kot komunikacijsko sredstvo. Naprava za nas nima nobene vrednosti,” so zapisali strokovnjaki. Western Union, takrat največje telegrafsko podjetje leta 1876. 
  • »Radio nima prihodnosti. Letala, težja od zraka, so nemogoča. Rentgenski posnetki se bodo izkazali za prevaro,« je dejal William Thomson Lord Kelvin leta 1899 in seveda se lahko pošalimo, da so britanski znanstveniki to zibali že v XNUMX. stoletju, vendar bomo temperaturo v Kelvinih merili še dolgo in ni razloga za dvom, da je bil spoštovani lord dober fizik. 
  • »Kdo za vraga želi slišati igralce govoriti?« je rekel o zvočnih predvajalnikih Harry Warner, ki je leta 1927 ustanovil Warner Brothers, eden vodilnih filmskih strokovnjakov tistega časa. 
  • "Ni razloga, da kdorkoli potrebuje domači računalnik," Ken Olson, ustanovitelj Digital Equipment Corporation leta 1977, malo pred vzletom domačih računalnikov...
  • Dandanes se ni nič spremenilo: "Ni možnosti, da bi iPhone pridobil pomemben tržni delež," je za USA Today zapisal izvršni direktor Microsofta. Steve Ballmer aprila 2007 pred zmagovitim vzponom pametnih telefonov.

Človek bi se lahko veselo nasmejal tem napovedim, če se na primer tvoj ponižni služabnik sam ne bi hudo zmotil na svojem področju. In če ne bi videl, koliko jih je veliko, se mnogi strokovnjaki motijo. Na splošno obstaja klasika "to se še nikoli ni zgodilo in tukaj je spet." In spet. In spet. Še več, strokovnjaki in specialisti obsojen na napake V mnogih primerih. Še posebej, ko gre za te preklete eksponentne procese. 

Joj, ta razstavljavec

Prva težava eksponentnih procesov je, da celo vemo, kako hitro rastejo v matematičnem smislu (v istem časovnem obdobju se njihovi parametri spreminjajo enako število krat), si na vsakodnevni ravni izjemno težko predstavljamo takšno rast. Klasičen primer: če gremo en korak naprej, bomo v 30 korakih prehodili 30 metrov, če pa vsak korak eksponentno raste, bomo v 30 korakih 26-krat obkrožili svet (»Šestindvajsetkrat, Karl!!! «) vzdolž ekvatorja:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Kako razmišljati eksponentno in bolje napovedati prihodnost

Vprašanje za programerje: katero konstanto v tem primeru dvignemo na potenco?

OdgovoriteKonstanta je enaka 2, tj. podvojitev na vsakem koraku.
Ko proces eksponentno raste, povzroči hitre ogromne spremembe, ki so jasno vidne s prostim očesom. Odličen primer ponuja Tony Seba. Leta 1900 je bilo na Peti aveniji v New Yorku med konjskimi vpregami težko videti osamljen avto:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
In komaj 13 let pozneje na isti ulici med avtomobili komaj opazite osamljeno konjsko vprego:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov

Podobno sliko vidimo na primer pri pametnih telefonih. Zgodba Nokia, ki je jezdila en val in je bila dolgo časa vodilna z veliko prednostjo, vendar se ni mogla uvrstiti v naslednji val in skoraj v trenutku izgubila trg (glej odlična animacija z vodilnimi na trgu po letih) je zelo poučen.


Vsi računalniški strokovnjaki vedo Moorov zakon, ki je bil dejansko oblikovan za tranzistorje in velja že 40 let. Nekateri tovariši ga posplošujejo na vakuumske cevi in ​​mehanske naprave ter trdijo, da je deloval 120 let. Eksponentne procese je priročno prikazati z logaritemskim merilom, pri katerem postanejo (skoraj) linearni in jasno je, da ima takšna posplošitev pravico do obstoja:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Ta in naslednja dva grafa iz Moorov zakon več kot 120 let  

V linearnem merilu je rast videti nekako takole:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov

In tu se postopoma približujemo drugi zasedi eksponentnih procesov. Če je bila rast takšna že 120 let, ali to pomeni, da bo naša eksponentna stopnja ostala enaka še vsaj 10 let?

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov

V praksi se izkaže, da št. V svoji čisti obliki se stopnja rasti računalništva že nekaj let upočasnjuje, kar nam omogoča govoriti o "smrti Moorovega zakona":

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir:  Ko se Moorov zakon konča, postane osrednje mesto strojno pospeševanje

Poleg tega je zanimivo, da se ta krivulja ne more samo poravnati, ampak se z novo močjo dvigne. Vaš ponižni služabnik podrobno opisal, kako bi se to lahko zgodilo. Ja, bodo še drugi izračuni (nenatančni nevromrežni), ampak na koncu, če so nenatančni abakus in mehanski kalkulatorji razširili lestvico na 120 let, potem so nevronski pospeševalci tam kar primerni. Vendar smo se oddaljili.

To je pomembno razumeti eksponentna rast se lahko ustavi zaradi tehničnih, fizičnih, ekonomskih in socialnih razlogov (seznam je nepopoln). In to je druga večja zaseda eksponentnih procesov - pravilno napovedati trenutek, ko začne krivulja zapuščati eksponento. Napake v obe smeri so tukaj zelo pogoste.

Skupaj:

  • Prva zaseda eksponentne rasti je, da kazalnik raste nepričakovano hitro celo za strokovnjake. In podcenjevanje eksponente je tradicionalna napaka, ki se vedno znova ponavlja. Kot so pravi strogi profesionalci rekli pred 100 leti: "Tanki, gospodje, so moda, a konjenica je večna!"
  • Druga težava pri eksponentni rasti je, da se na neki točki (včasih po 40 ali 120 letih) konča, prav tako pa ni lahko natančno napovedati, kdaj se bo končala. In celo Moorov zakon, ob čigar smrtni postelji so številni tehnični novinarji pustili odtise kopit, se lahko vrne na dolžnost z novo močjo. In ne bo se zdelo dovolj! 

Eksponentni procesi in zajem trga

Če govorimo o vidnih spremembah okoli nas in trga, je zanimivo videti, kako so različne tehnologije osvojile trg. Najprimerneje je to narediti na primeru Združenih držav, kjer se že več kot 100 let razmeroma natančno vzdržujejo različne vrste tržnih statistik: 

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Ste, kar porabite 

Zelo zanimivo in poučno je videti, kako je delež domov z žično telefonijo postopoma naraščal, nato pa z leti strmo padel za četrtino. Velika depresija. Narasel je tudi delež hiš z elektriko, a upadel precej manj: ljudje se elektriki niso bili pripravljeni odpovedati niti takrat, ko ni bilo dovolj denarja. In širjenje domačega radia se velike gospodarske krize skorajda ni čutilo, vse so zanimale aktualne novice. In za razliko od telefona, elektrike ali avtomobila je uporaba radia brezplačna. Mimogrede, vzpon osebnih avtomobilov, ki ga je prekinila velika depresija, se je obnovil šele po 20 letih, stacionarni telefoni so bili obnovljeni po 10 letih, elektrifikacija hiš pa po 5 letih.

Jasno je razvidno, da je bilo širjenje klimatskih naprav, mikrovalovnih pečic, računalnikov in pametnih telefonov veliko hitrejše od širjenja novih tehnologij pred tem. Z deleža 10 % na 70 % se je pogosto zgodila rast v samo 10 letih. Tehnologije na prelomu stoletja so pogosto potrebovale več kot 40 let, da so dosegle enako rast. Občutite razliko!

Nekaj ​​smešnega za avtorja osebno. Razmislite, kako so pralni in sušilni stroji od 60-ih let XNUMX. stoletja dokaj sočasno rasli. Smešno je, da so slednji med nami skoraj neznani. In če so jih v ZDA od nekega trenutka običajno kupovali v parih, potem naši gostje zelo pogosto postavljajo vprašanje: "Zakaj potrebujete dva pralna stroja?" Z resnim pogledom moraš odgovoriti, da je drugi v rezervi, če se prvi pokvari. 

Pozorni bodite tudi na upadanje deleža pralnih strojev. Takrat so se zelo razširile javne pralnice, kamor si lahko prišel, naložil perilo v stroj, ga opral in odšel. Poceni. Podobni predmeti so v ZDA še vedno zelo pogosti. To je primer situacije, ko poslovni model določenega trga spremeni stopnjo prodora tehnologije in strukturo prodaje (dragi profesionalni stroji, odporni proti vandalom, se bolje prodajajo).

Pospeševanje procesov je še posebej opazno v zadnjih letih, ko je množični prodor tehnologij po merilih zgodnjega 20. stoletja postal "trenuten" (v 5-7 letih):

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Naraščajoča hitrost sprejemanja tehnologije (grafika na povezavi je interaktivna!)

Hkrati je hiter vzpon ene tehnologije pogosto padec druge. Vzpon radia je pomenil pritisk na časopisni trg, porast mikrovalovnih pečic je zmanjšal povpraševanje po plinskih pečicah itd. Včasih je bila konkurenca bolj neposredna, na primer porast kasetnih snemalnikov je močno zmanjšal povpraševanje po vinilnih ploščah, porast CD-jev pa je zmanjšal povpraševanje po kasetah. In torrent jih je vse pobil z rastjo digitalne distribucije glasbe, prihodki industrije so padli za več kot 2-krat (graf je obdan z žalostnim črnim okvirjem):

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: PRAVA Smrt glasbene industrije 

Prav tako eksponentno narašča število posnetih fotografij, še več, v zadnjem času s prehodom na digitalno se je stopnja rasti močno povečala. Zato je bila »smrt« analognih fotografij po zgodovinskih standardih »trenutna«:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Polno drame zgodovina Kodaka, ki je ironično izumil digitalni fotoaparat in zamudil eksponentni vzpon digitalne fotografije, je nadvse poučen. Toda glavno, kar zgodovina uči, je, da ne uči ničesar. Zato se bo situacija vedno znova ponavljala. Če verjamete statistiki - s pospeškom.

Skupaj: 

  • Veliko koristi pri napovedovanju lahko pridobimo s preučevanjem pospeševanja in upočasnjevanja trgov v zadnjih 100 letih.
  • Stopnja inovativnosti se v povprečju povečuje, kar pomeni, da se bo povečalo število napačnih napovedi. Bodi previden…

Gremo vaditi

Vi seveda mislite, da je vse to precej preprosto, razumljivo in na splošno upoštevanje vsega tega v napovedih ni preveč težko. Zaman ste ... Sedaj se začne zabava ... Se pripeti?

Pred kratkim je Igor Sechin, izvršni direktor Rosnefta, govoril na mednarodnem gospodarskem forumu v Sankt Peterburgu, kjer je zlasti dejal: "Posledično bo prispevek alternativne energije k svetovni energetski bilanci ostal razmeroma majhen: do leta 2040 se bo s sedanjih 12 povečal na 16 %." Ali kdo dvomi, da je Sechin strokovnjak na svojem področju? Mislim, da ne. 

Hkrati je v zadnjih letih delež alternativne energije naraščal za približno 1 % letno, rast deleža pa se je pospešila: 

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Statista: delež obnovljive energije v svetovni proizvodnji energije (izbran je bil ta način izračuna - brez velike hidroelektrarne, saj je to ravno trenutnih 12%).

In potem - problem za 3. razred. Obstaja vrednost, ki je v letu 2017 znašala 12% in raste za 1% na leto. V katerem letu bo dosegel 16 %? Leta 2040? Si dobro premislil, moj mladi prijatelj? Upoštevajte, da z odgovorom "leta 2021" delamo klasično napako linearne napovedi. Bolj smiselno je upoštevati eksponentno naravo procesa in narediti klasične tri napovedi: 

  1. »optimistični« glede na pospešek razvoja, 
  2. “povprečno” - temelji na predpostavki, da bo stopnja rasti enaka najboljšemu letu v zadnjih 5 letih 
  3. in “pesimistični” - temelji na predpostavki, da bo stopnja rasti v povprečju podobna najslabšemu letu v zadnjih 5 letih. 

Še več, tudi po povprečni napovedi bo že leta 16.1 doseženih 2020 %, tj. naslednje leto:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: avtorski izračuni 

Za boljše razumevanje (eksponentnih procesov) prikazujemo iste grafe v logaritemskem merilu:  

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Kažejo, da je povprečni scenarij pravi trend, tudi če ga pogledate od leta 2007. Skupaj bo za leto 2040 napovedana vrednost najverjetneje dosežena prihodnje leto ali največ čez leto dni.

Po pravici povedano, Sechin ni edini, ki se tako "moti". Naftni delavci BP (British Petroleum) na primer naredijo letno napoved in že jih zasledujejo, da že leta delajo napovedi, vedno znova pa ne upoštevajo eksponentnosti procesa (»Izpeljanka? Ne, nisi slišal!"). Zato morajo že vrsto let vsako leto zvišati napoved:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Neuspeh napovedi / Zakaj bi morali vlagatelji z energetskimi napovedmi naftnih družb ravnati previdno

Bližje napovedim Sechina Mednarodna agencija za energijo (zabave s težkimi naftnimi delavci, preverite cevi v korenu ruskega dela spletnega mesta). Načeloma ne upoštevajo eksponentne narave procesa, ki vodi do napaka reda velikosti že 7 let in to napako sistematično ponavljajo:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Naše napovedi se niso uresničile in naše obljube so nezanesljive (sama stran renen.ru, mimogrede, zelo dobro)

Še posebej smešne so njihove napovedi ob novejših podatkih (v njihovih krivuljah lahko preberete tudi »no, kdaj se bodo končno nehali!!!«?):

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Fotovoltaična rast: realnost v primerjavi s projekcijami Mednarodne agencije za energijo

To je res kontraintuitivno, vendar je pri napovedovanju številnih procesov bolj učinkovito upoštevati ne linearno napoved za prejšnje obdobje in ne linearno napoved na podlagi trenutnega derivata, temveč spremembo hitrosti procesa. To daje najbolj natančen rezultat za podobne postopke:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Revolucija umetne inteligence: pot do superinteligence 

V angleški literaturi, predvsem v poslovni analitiki, se nenehno uporablja okrajšava CAGR (Sestavljena letna stopnja rasti - povezava je podana na wiki v angleškem jeziku in značilno je, da v Wikipediji v ruskem jeziku ni ustreznega članka). CAGR lahko prevedemo kot "sestavljena letna stopnja rasti." Izračuna se po formuli
 
CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
če t0 - začetno leto, tn - konec leta in V(t) — vrednost parametra, ki se verjetno spreminja po eksponentnem zakonu. Vrednost je izražena v odstotkih in pomeni, za koliko odstotkov zraste določena vrednost (običajno nek trg) čez leto.

Na internetu je veliko primerov, kako izračunati CAGR, na primer v Google Docs in Excel:

Izvedimo kratek mojstrski tečaj pod geslom "pomagajmo Sechinu", pri čemer upoštevamo podatke naftne družbe BP (kot nižjo oceno). Za tiste, ki jih zanima, se podatki nahajajo sami v tem Googlovem dokumentu, lahko ga kopirate zase in izračunate drugače. Globalno proizvodnja obnovljivih virov energije hitro raste:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Tukaj in naprej na črnih grafih avtorjevi izračuni glede na BP 

Lestvica je logaritemska in jasno je, da imajo vse regije eksponentno rast (to je pomembno!), mnoge z eksponentnim pospeškom. Pričakovano vodijo Kitajska in njene sosede, ki so prehitele Severno Ameriko in Evropo. Zanimivo je, da je predzadnja - Bližnji vzhod - ena najbolj naftonosnih regij na planetu in ima najvišji CAGR med vsemi (44% v zadnjih 5 letih (!)). Ni presenetljivo, da se je v 6 letih povečalo za velikostni red in sodeč po izjavah njihovih uradnikov, bodo nadaljevali v istem duhu. Nekdanji minister za nafto Savdske Arabije je že leta 2000 svoje kolege iz OPEC-a modro opozoril: »Kamena doba se ni končala, ker ni bilo več kamnov,« in zdi se, da so to modro misel upoštevali že pred 10 leti. CIS (CIS), kot vidimo, je na zadnjem mestu. Vendar je stopnja rasti precej dobra. 

CAGR je mogoče izračunati na različne načine. Na primer, zgradimo CAGR za vsako leto od leta 1965, za zadnjih 5 let in za zadnjih 10 let. Dobili boste to zanimivo sliko (skupaj za svet):

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov

Jasno je razvidno, da se je eksponentna rast v povprečju pospešila in nato upočasnila. "Moskovski Komsomolets" in drugi rumeni mediji v tem primeru običajno napišejo nekaj takega kot "Kitajsko gospodarstvo pada", kar pomeni "fantastične stopnje rasti kitajskega gospodarstva se upočasnjujejo" in taktno zamolčijo dejstvo, da se upočasnjujejo tak tempo, da drugi lahko samo sanjajo. Tukaj je vse zelo podobno.

Poskusimo napovedati proizvodnjo v letu 2018 na podlagi podatkov do leta 2010, pri čemer upoštevamo CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y in linearno napoved iz leta 2010 glede na leto 2009 in glede na leto 2006. Dobimo naslednjo sliko:

Linearno'1Y Linearno'4Y CAGR'1965  CAGR'10L  CAGR'5L 
Proizvodnja obnovljivih virov v letu 2018, napoved na podlagi podatkov do leta 2010 1697 1442  1465  2035  2429 
Odnos do realnega leta 2018 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Napaka napovedi 32%  42%  41%  18%  2% 

Značilne točke - nobena od napovedi se ni izkazala za preveč optimistično, tj. premalo povsod. V najbolj optimističnem scenariju s CAGR 15,7 % je bil primanjkljaj 2 %. Linearne napovedi so dale napako 30-40% (posebej je bilo vzeto obdobje, ko je bila zaradi upočasnitve rasti njihova napaka manjša). Na žalost Sechinovega modela ni bilo mogoče dodati, saj njegove formule ni mogoče obnoviti. 

Kot domačo nalogo preizkusite kasting za nazaj z igranjem z različnimi CAGR. Zaključek bo očiten: eksponentne procese je bolje napovedati z eksponentnimi modeli.

In kot češnja na torti, tukaj je napoved istega BP, katere eksponent (»Pozor, delajo strokovnjaki!«) daje prednost linearni rasti v napovedi: 

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Delež obnovljivih virov energije v proizvodnji električne energije glede na vir (iz BP)

Opozarjamo, da sploh ne štejejo vodne energije, ki jo uvrščamo med klasične obnovljive vire energije. Zato je njihova ocena še bolj konzervativna od Sečinove in dajejo 12% samo za leto 2020. A tudi če se leta 2020 zniža osnova in se eksponentna rast ustavi, imajo leta 2040 29-odstotni delež. Sploh ni videti kot Sečinovih 16 % ... To so samo neke težave ...

Jasno je, da je Sechin pametna oseba. Po poklicu sem uporabni matematik, ne inženir energetike, zato ne morem dati kvalificiranega odgovora na vprašanje o razlogu za tako resno napako v Sechinovi napovedi. Najverjetneje je dejstvo, da ta situacija res diši po padcu cen nafte. in naša velika naftna ladja (kdor še ni poslušal te pesmi Semjona Slepakova, si oglejte) iz neznanega razloga obstaja stabilen tečaj za prodajo surove nafte v tujino in ne naftnih derivatov. In če močno izkrivljate napoved, potem to odpravi (za nekaj časa, je treba pomisliti) neprijetna vprašanja. Ampak kot matematik bi raje videl sistemsko napako vsaj na nivoju gospodov iz BP, ki še niso slišali za derivate. Briga me, sem na isti ladji.

Skupaj:

  • Kot vsi častniki vedo, v vojnih razmerah vrednost konstante π (razmerje med obsegom kroga in njegovim premerom) doseže 4, v posebnih primerih pa do 5. Zato, ko je res potrebno, napoved strokovnjaki dokazuje VSEH vrednosti, ki jih zahtevajo oblasti. Priporočljivo je, da si to zapomnite.
  • Eksponentne procese je bolje predvideti z uporabo sestavljene letne stopnje rasti ali CAGR.
  • Sechinovo napoved na mednarodnem gospodarskem forumu v Sankt Peterburgu lahko ocenimo kot izjemno stopnjo nespoštovanja do občinstva ali kot grobo manipulacijo. Na izbiro. Upajmo, da se bodo našli pogumni ljudje, ki bodo postavili kakšna neprijetna vprašanja. Na primer, zakaj je petrokemika po vsem svetu zelo dobičkonosna, ruska državna podjetja pa vlagajo desetine milijard v »cev« in izvoz surovin, ne pa vanj? 
  • In končno, upam, da bo kdo od bralcev naredil stran o tem CAGR v ruski Wikipediji. Čas je, mislim.

Sončna energija

Utrdimo temo eksponentnih procesov. Zadnji grafikon BP kaže, kako je delež "sonca" močno poskočil v letu 2020 in celo konservativni BP verjame v njegovo prihodnost. Zanimivo je, da tam opazimo tudi eksponentni proces, ki tako kot Moorov zakon poteka že več kot 40 let in se imenuje Swensonov zakon:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

Splošni pomen je preprost – cena modula eksponentno pada, proizvodnja pa eksponentno raste. Posledično, če je bila to pred 40 leti tehnologija s kozmično (v vseh smislih) ceno električne energije in je bila primerna predvsem za napajanje satelitov, je danes cena na vat padla že za približno 400-krat in še pada ( kmalu 3 naročila). Povprečni CAGR v vrednosti je približno 16% s povečanjem do 25% v zadnjih 10 letih, kar se ne zgodi pogosto.

Posledično to povzroča tudi eksponentno rast instalirane zmogljivosti in proizvodnje:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

10-kratna rast v 7-8 letih je zelo resna (CAGR izračunajte sami, dobili boste 33-38%(!)). Smešno je, a če tega ne ustavimo, bo samo sončna energija v 100 letih ustvarila 12 % svetovnih potreb po elektriki. S tem se je treba odločno spopasti. Da bi nekako upočasnil to sramoto v ZDA, je Trump lani uvedel ogromno (za druge trge) 30-odstotno carino na uvoz solarnih panelov. Toda prekleti Kitajci so do konca leta znižali cene za 34% (v letu dni!), Ne samo da so odpravili dajatve, ampak tudi naredili nakup pri njih spet donosen. In še naprej gradijo popolnoma robotizirane tovarne s proizvodnjo več deset gigavatov baterij na leto, vedno znova znižujejo cene in povečujejo obseg proizvodnje. To je nekakšna nočna mora, se strinjate.

Zniževanje stroškov baterij je tako, da v zadnjih letih ne samo, da so postale konkurenčne brez subvencij, ampak se meja njihove stroškovno učinkovite uporabe hitro pomika proti severu na severni polobli in pokriva do več sto kilometrov na leto. Poleg tega je bilo ravno včeraj pomembno usmeriti baterije pod optimalnim kotom in vse to. Pretečejo 3-4 leta in za isto ceno lahko namestimo večjo površino baterij preprosto na navpične južne fasade. Da, so manj učinkoviti, vendar jih je treba manj pogosto prati in jih je lažje namestiti. In za enako ceno vgradnje je pomembnejše zmanjšanje stroškov lastništva. 

Ahilova peta sončne energije je spet neenakomerna proizvodnja električne energije, še posebej v razmerah, ko je učinkovitost shranjevanja daleč od 100 %. In potem se izkaže, da s tako stopnjo padanja stroškov proizvodnje enega megavata zelo kmalu ni pokrit le nizek in povprečen izkoristek skladiščenja (se pravi, da se lahko skladišči na manj učinkovit, a cenejši način) , ampak tudi strošek vgradnje baterij (torej za ta isti denar lahko »zastonj« vgradimo ne samo toliko megavatov proizvodnje, ampak tudi toliko megavatov hranilnikov, kar korenito spremeni situacijo).

Skupaj:

  • Swensonov zakon je glede veljavnosti približno enak Moorovemu zakonu, čeprav je CAGR manjši. Toda ravno v naslednjem desetletju bo njegov učinek najbolj opazen.
  • To je povsem ločena tema, a zaradi hitrega razvoja sonca in vetra je bilo v zadnjih 3 letih v industrijske sisteme za shranjevanje energije vloženih nekaj norih milijard. Seveda je Tesla tukaj v ospredju s svojim PowerPackom, ki je pokazala uspešne rezultate v Avstraliji. Plinarji zaskrbljen. Hkrati pa se zabava še ni začela, saj več tehnologij grozi, da bo prehitelo Li-Ion pri padajočih stroških shranjevanja. Vendar je to čisto druga zgodba, njihov CAGR nas bo zanimal čez nekaj let (zdaj je fantastičen, ampak ta učinek nizke baze).

Električni avtomobili

Resni strokovnjaki so v zelo ugledni reviji Scientific American že leta 1909 zapisali: "Da je avtomobil praktično dosegel mejo svojega razvoja, potrjuje dejstvo, da v zadnjem letu ni bilo nobenih radikalnih izboljšav." Tudi pri električnih vozilih lani ni bilo korenitih izboljšav. To daje razloge, da z vso gotovostjo trdimo, da je električni avtomobil zagotovo že dosegel vrhunec svojega razvoja. 

Bolj resno, v večini tehnologij obstaja problem "kokoš in jajce". Dokler masovna proizvodnja ne doseže določene ravni, je uvajanje številnih novosti izjemno drago, nasprotno, dokler niso uvedene, je prodaja upočasnjena. Tisti. Za premagovanje »otroških bolezni« je potrebna določena množična proizvodnja. In tukaj je priročno oceniti inovativne tehnologije glede na raven celotne proizvodnje na prebivalca:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Električni avtomobili in "peak oil". Resnica v modelu

Nisem strokovnjak in ne vem, kako se bodo električni avtomobili spremenili v naslednjih 15 letih. Ampak to je vsekakor zelo visokotehnološki izdelek in se hitro spreminjajo. In raven sedanjih električnih vozil je raven avtomobilov z motorji z notranjim zgorevanjem leta 1910 in raven mobilnih telefonov leta 1983. Spremembe na bolje (za potrošnika) v naslednjih 15 letih bodo dramatične. In takrat se zabava začne. 

Na splošno električne avtomobile potiskajo naprej trije dejavniki:

  • Ko pohodiš plin, poletiš naprej, kot v športnem avtomobilu, cena pa je opazno nižja kot pri športnem avtomobilu. In električni avtomobili jih prehitevajo na kratkih stezah (Tesla X prehiteva Lamborghini, Tesla 3 prehiteva Ferrari, na primer, iz tega razloga Tesla policijski nakup) Kateri rusko-ameriški policist ne mara hitre vožnje?
  • Polnjenje je zelo poceni, če ne nič. Roman Naumov, ki živi v Kanadi (@sith) povzroča pekoče draženje, opisuje, kako je on, okužba, vozil 600 km izven mesta in porabil 4 $ za gorivo (ali pa ga sploh ne bi porabil). Spominjam se, da se je Elon Musk pritoževal, da ga mnogi premožni lastniki dragih Tesla vozijo z brezplačnim Superchargerjem, prekleto brezplačno. Skratka, gorivo je skoraj izločeno iz potrošnih postavk.
  • In vsi inženirji v en glas trdijo, da bo vzdrževanje električnega avtomobila, ko bodo otroške bolezni ozdravljene, stalo opazno manj. TO bo veliko ceneje. Le gume je treba, pravijo, menjati pogosteje, obrabljajo se ...

In seveda dejstvo, da se avto načeloma lahko polni kjerkoli, kjer je vtičnica - to je revolucija. Se pravi, če je elektrika dosegla vašo babico v vasi, lahko pridete k njej in jo napolnite, čeprav dlje. Seveda ne boste mogli voziti državne trofeje, vendar 99. (9)% ljudi pride v vas, potem pa avto še vedno stoji tam. In jutri ne bo samo stala, ampak bo porabila elektriko po poceni vaški tarifi. 

Polnilcev je seveda še vedno malo, predvsem hitrih, ampak... poglejmo graf:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Infrastruktura za polnjenje e-avtomobilov postaja običajna

Kaj? Spet eksponentni proces? In kateri! Vprašanje je zastavljeno takole: kako se bo stanje spremenilo, če se bo v naslednjih 10 letih število bencinskih črpalk povečalo za 1000-krat ("Tisoč, Karl!")? (To je CAGR=100%, tj. podvojitev letno) Oprostite, motil sem se. V naslednjem 8 let 1000-krat! (To je CAGR=137 %, tj. hitreje kot letna podvojitev). In dve od teh 8 let sta skoraj minili... In ljudje iz industrije pravijo, da v naslednjih 8 letih rast ne bo 3 stopnje velikosti, ampak hitrejša, še posebej z novo generacijo vilic. Da bi razumeli, kako bo izgledalo, morate priti na Kitajsko. Pravzaprav so vtičnice na večini parkirišč in v toplem vremenu rastejo kot gobe po dežju. In tudi prebivalci visokih stavb bodo natočili gorivo za teden dni na nedeljskem izletu v kino ali nakupovalni center (kjer je avto še vedno parkiran in vas čaka nekaj ur). In trgovski centri z restavracijami se bodo borili za obiskovalce z električnimi avtomobili (te se že borijo na Kitajskem).

Da, cena električnih vozil je zdaj visoka. Toda baterija daje velik delež tam, njeni stroški pa padajo takole: 

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Pogled iz zakulisja na cene litij-ionskih baterij

Da, strinjali so se! To je spet eksponenten proces! In povprečni CAGR je -20,8%, kar je, kot vemo, ZELO visoko. Če je 5 % 2-krat v 15 letih, 20 % pa 10-krat v 12 letih (»Desetkrat, Karl!«):

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov

Smešno je, da lahko s to hitrostjo čez 3-4 leta namesto ene baterije za avto kupite dve za isto ceno. Drugega obesite v garažo in zagotovil vam bo osebni polnilnik. Prideš domov in natočiš gorivo. In to po nočni ceni. In cela hiša bo nahranjena po nočni ceni. In izpadi električne energije v koči vasi ne bodo več skrb. In (ob upoštevanju CAGR "sonca") - na streho bo mogoče namestiti sončne celice. Tam so dobri prihranki, zato bo marsikdo rekel: »Kul! Vzel ga bom! Zavij!" (večinoma v Evropa и ZDA, Vsekakor).

Navsezadnje so ti eksponentni procesi neverjetna stvar. V naslednjih 10 letih bomo zagotovo priča resnemu napredku na področju električnih vozil in sodobni električni avtomobili bodo dojeti kot strašno neprijetni in bedni. Brez rezerve moči, brez avtopilota, s seboj morate nositi kup adapterjev ... Zgodnji modeli, skratka.

Skupaj:

  • V prvi polovici leta 2019 so na Kitajskem prodajali električna vozila 66 % več kot v prvem polletju 2018. V istem času je prodaja avtomobilov z motorji z notranjim zgorevanjem padla za 12 %. To ni zvonec, to je gong. 
  • Najbolj priljubljena med električnimi avtomobili je seveda Tesla. Bi pa opozoril na Kitajce BYD. Verjetno najbolj izgleda obetavno.
  • Na Kitajskem so registrske tablice za električna vozila zelene. Oblasti obljubljajo, da bodo kmalu v dneh "rdeče" stopnje smoga v središče Pekinga prenehale spuščati vse avtomobile razen električnih. Taksi podjetja na tisoče kupujejo električna vozila. Avtor se je vozil v takem taksiju, izgleda impresivno. 

Kaj se dogaja v IT?

Moorov zakon je postal znan, saj je trajal z ogromnim CAGR približno 41 % skoraj 40 let. Kateri drugi primeri dobrega CAGR obstajajo v IT? Veliko jih je, na primer rast Googlovih prihodkov s CAGR 43 % v 16 letih:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir:  Googlov prihodek od oglasov od 2001 do 2018 (v milijardah ameriških dolarjev)

Nekateri ljudje (zlasti tisti, katerih aplikacije so bile prepovedane v trgovini Google Play) so se ob pogledu na ta graf počutili neprijetno. Tukaj je treba veliko razmišljati. Prejšnji teden je med vožnjo z avtomobilom pametni telefon začel vztrajno predlagati preklop na Googlovo navigacijo, kljub dejstvu, da sem že vozil z Yandex.Navigatorjem. Verjetno nimajo več dovolj velikega trga, vendar morajo povečati prihodke, sem pomislil. In sem tudi razmišljal o tem.

Obstajajo pa tudi bolj optimistični čisto tehnični grafi, na primer v logaritemskem merilu prikazano znižanje cene prostora na disku in povečanje hitrosti internetnih povezav do leta 2019:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Drastični padci stroškov poganjajo novo računalniško revolucijo 

Zlahka je opaziti, da obstaja težnja po doseganju platoja, tj. stopnja rasti se zmanjša. Kljub temu so desetletja dobro rasle. Če pogledate trde diske podrobneje, lahko vidite, da naslednjo vrnitev na eksponent običajno zagotavlja naslednja tehnologija:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Tehnologije shranjevanja za danes in jutri  

Čakamo torej, da bodo SSD-ji dohiteli HDD-je in jih pustili daleč zadaj.

Poleg tega je z odličnim CAGR 59 % naenkrat padla cena slikovnih pik digitalnih fotoaparatov (Handyjev zakon): 

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Hendyjev zakon

V zadnjih 10 letih smo opazili tudi eksponentno zmanjšanje velikosti slikovnih pik fotoaparata.  

Poleg tega z dobrim CAGR približno 25 % (10-krat v 10 letih) cena na slikovno piko običajnega zaslona pada že približno 40 let, medtem ko se povečujeta tudi svetlost in kontrast pikslov (tj. višja kakovost). je na voljo po nižji ceni). Na splošno proizvajalci ne vedo več, kam bi dali slikovne pike. 8K televizorji so že precej ugodni, a kaj pokazati na njih, je dobro vprašanje. Avtostereoskopija lahko absorbira poljubno število slikovnih pik, vendar obstajajo nerešene težave. Vendar je to druga zgodba. V vsakem primeru očarljivo zmanjšanje stroškov pikslov približuje avtostereoskopijo.

Poleg tega eksponentno širjenje številnih programskih storitev:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Tehnološke platforme z milijardo uporabnikov 

Na primer AppleTV ali Facebook. In kot že omenjeno, zlasti zaradi socialnih omrežij se hitrost širjenja inovacij povečuje. 

Skupaj: 

  • Predvsem zaradi eksponentnih procesov v zadnjih 20 letih so IT podjetja močno izrinila druga na seznamu največjih podjetij na svetu. In ne mislijo se ustaviti (karkoli že to pomeni).
  • Izboljšave večine tehnologij v IT so eksponentne. Še več, klasika so krivulje v obliki črke S, ko na istem območju ena tehnologija zamenja drugo in vsakič znova povzroči vrnitev k eksponentni stopnji.

Nevronske mreže 

Nevronske mreže so v zadnjem času postale izjemno priljubljene. Poglejmo število patentov zanje v zadnjih letih:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Presneto... Zdi se, da je spet razstavljavec (čeprav je časovno obdobje prekratko). Če pa pogledamo startupe v daljšem obdobju, je slika približno enaka (14-krat v 15 letih je CAGR 19% - zelo dobro):

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: AI Index, november 2017 (ja, ja, vem, kaj bo tam v naslednjih 3 letih) 

Hkrati pa nevronske mreže na mnogih področjih soglasno kažejo boljše rezultate kot povprečen človek:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Merjenje napredka raziskav AI

In okej, ko je rezultat na ImageNetu (čeprav je neposredna posledica nova generacija industrijskih robotov), ​​pri prepoznavanju govora pa ista slika:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Merjenje napredka raziskav AI

Pravzaprav so nevronske mreže pravkar presegle povprečnega človeka pri prepoznavanju govora in so na dobri poti, da jih presežejo v vseh običajnih jezikih. pri čemer, kot smo zapisali, bo rast hitrosti pospeševalnikov nevronskih mrež verjetno eksponentna

Kot se šalijo na to temo, smo nedolgo nazaj mislili: da, kmalu bodo roboti sposobni izvajati trike na ravni opic, in domnevalo se je, da je zelo daleč od ravni neumne osebe, še bolj Einstein:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Revolucija umetne inteligence: pot do superinteligence 

Toda nenadoma se je izkazalo, da je bila raven običajnega človeka že dosežena (in se še naprej dosega) na številnih področjih), in do ravni redkega genija (kot so pokazala tekmovanja z osebo v šahu in Go) se je razdalja nenadoma izkazala za manjšo od pričakovane:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov

Vir: Merjenje napredka raziskav AI

V šahu so izjemne ljudi prehiteli pred približno 15 leti, v Go-u Pred tremi letiin trend je očiten:

CAGR kot prekletstvo specialistov ali napake pri napovedovanju eksponentnih procesov
Vir: Revolucija umetne inteligence: pot do superinteligence 

Kot je nekoč dejal legendarni generalni direktor General Electrica Jack Welch: "Če je stopnja sprememb zunaj večja od hitrosti sprememb znotraj, je konec blizu." Tisti. Če se podjetje ne spreminja hitreje, kot se spreminjajo razmere okoli njega, je v velikem tveganju. Na žalost je zapustil položaj pred 18 leti in od takrat se je GE usoda poslabšala. GE ne dohaja sprememb.

Če se spomnim napovedi o telefonu strokovnjakov Western Union, napovedi Lorda Kelvina, tržnih ocen za domače računalnike Digital Equipment in Microsoftove pametne telefone, v ozadju Sechinovih napovedi, sem upravičeno zaskrbljen. Ker se zgodovina ponavlja. In spet. In spet. In spet.

Mnogi strokovnjaki po študiju svojega področja na inštitutu/univerzi prenehajo z nadaljnjim razvojem. In napovedi so izdelane s tehnologijami prejšnjega stoletja (v vseh pogledih). Zadnja leta me muči vprašanje, kako hitro bodo nevronske mreže nadomestile strokovnjake, ki ne znajo uporabljati CAGR? Resnično želim napovedati in bojim se, da bi se zmotil. Proti podletu, kot razumete.

Toda resno, hitra hitrost sprememb je kot veter. Če znaš pravilno napeljati jadra (in jadrnica temu ustreza), te tudi čelni veter ne bo oviral pri premikanju naprej, pa četudi je hrbtni veter, pa še to z velikim CAGR!!!

Srečen CAGR vsem, ki ste končali z branjem!

DUP
Habraeffect še vedno deluje! Na dan objave tega gradiva se je pojavil članek o CAGR v ruski Wikipediji! Primer še ni preveden, a se je že začelo. Poleg tega si lahko ogledate gre za denar ali tukaj o tehnologijah z elementi zavajanja investitorjev

ZahvalaIskreno se zahvaljujem:

  • Laboratorij za računalniško grafiko VMK Moskovska državna univerza. M. V. Lomonosov za njegov prispevek k razvoju računalniške grafike v Rusiji in širše,
  • osebno Konstantin Kozhemyakov, ki je naredil veliko, da je bil ta članek boljši in jasnejši,
  • in končno, velika zahvala Kirilu Mališevu, Egorju Skljarovu, Ivanu Molodetskemu, Nikolaju Oplačku, Jevgeniju Ljapustinu, Aleksandru Ploškinu, Andreju Moskalenku, Aidarju Khatiullinu, Dmitriju Klepikovu, Dmitriju Konovalčuku, Maksimu Velikanovu, Aleksandru Jakovenku in Evgeniju Kupcovu za veliko število praktičnih komentarji in popravki, ki so to besedilo naredili veliko boljše!

Vir: www.habr.com

Dodaj komentar