CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Bland dem som läser den här texten finns det förstås många specialister. Och, naturligtvis, alla är väl bevandrade inom sina områden och har en bra bedömning av utsikterna för olika teknologier och deras utveckling. Samtidigt känner historien (som "lär ut att den inte lär ut någonting") många exempel när experter med tillförsikt gjorde olika prognoser och missade med mycket stor marginal: 

  • ”Telefonen har för många brister för att den ska ses på allvar som ett kommunikationsmedel. Enheten har inget värde för oss”, skrev experterna. Western Union, då det största telegrafföretaget 1876. 
  • "Radio har ingen framtid. Flygplan som är tyngre än luft är omöjliga. Röntgen kommer att visa sig vara en bluff”, sa han William Thomson Lord Kelvin 1899, och man kan förstås skämta om att brittiska forskare höll på att rocka tillbaka på XNUMX-talet, men vi kommer att mäta temperaturen i Kelvin länge, och det finns ingen anledning att tvivla på att den respekterade herren var en god fysiker. 
  • "Vem fan vill höra skådespelare prata?" sa om talkies Harry Warner, som grundade Warner Brothers 1927, en av tidens ledande filmexperter. 
  • "Det finns ingen anledning till varför någon behöver en hemdator," Ken Olson, grundare av Digital Equipment Corporation 1977, strax innan hemdatorernas start...
  • Nuförtiden har ingenting förändrats: "Det finns ingen chans att iPhone kommer att ta betydande marknadsandelar", skrev Microsofts vd i USA Today Steve Ballmer i april 2007 innan smarttelefonernas triumferande framväxt.

Man skulle glatt kunna skratta åt dessa förutsägelser om din ödmjuka tjänare till exempel inte själv hade tagit helt allvarligt fel på sitt område. Och om jag inte hade sett hur enormt många, många experter har fel. I allmänhet finns det en klassiker "det här har aldrig hänt förut, och här är det igen." Och igen. Och igen. Dessutom experter och specialister dömd till misstag I många fall. Speciellt när det kommer till de där jäkla exponentiella processerna. 

Herregud, den här utställaren

Det första problemet med exponentiella processer är att till och med veta hur snabbt de växer i matematisk mening (under samma tidsperiod ändras deras parametrar lika många gånger), på vardagsnivå är det extremt svårt att föreställa sig en sådan tillväxt. Ett klassiskt exempel: om vi går ett steg framåt, kommer vi att gå 30 meter i 30 steg, men om varje steg växer exponentiellt, då kommer vi i 30 steg att cirkla runt jordklotet 26 gånger ("Tjugosex gånger, Karl!!! ”) längs ekvatorn:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Hur man tänker exponentiellt och bättre förutsäga framtiden

Fråga till programmerare: vilken konstant höjer vi till en makt i det här fallet?

SvarKonstanten är lika med 2, dvs. fördubbling vid varje steg.
När en process växer exponentiellt resulterar det i snabba massiva förändringar som är tydligt synliga för blotta ögat. Ett utmärkt exempel ges av Tony Seba. År 1900, på Fifth Avenue i New York, var det svårt att se en ensam bil bland de hästdragna vagnarna:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Och bara 13 år senare, på samma gata, kan man knappt se en ensam häst och vagn bland bilarna:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer

Vi ser en liknande bild till exempel med smartphones. Story Nokia, som red en våg och var ledande under lång tid med stor marginal, men kunde inte passa in i nästa våg och nästan omedelbart förlorade marknaden (se bra animation med marknadsledare per år) är mycket lärorikt.


Alla datorspecialister vet Moores lag, som faktiskt formulerades för transistorer och har varit sant i 40 år. Vissa kamrater generaliserar det till vakuumrör och mekaniska anordningar och hävdar att det har fungerat i 120 år. Det är bekvämt att avbilda exponentiella processer med en logaritmisk skala, där de blir (nästan) linjära och det är tydligt att en sådan generalisering har rätt att existera:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Denna och följande två grafer från Moores lag över 120 år  

På en linjär skala ser tillväxten ut ungefär så här:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer

Och här närmar vi oss gradvis det andra bakhållet av exponentiella processer. Om tillväxten har varit så här i 120 år, betyder det då att vår exponentiella takt kommer att förbli densamma i åtminstone ytterligare 10 år?

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer

I praktiken visar det sig att nej. I sin rena form har tillväxttakten för datoranvändning saktat ner i flera år, vilket gör att vi kan prata om "Moores lags död":

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa:  När Moores lag tar slut, tar hårdvaruacceleration i centrum

Dessutom är det intressant att denna kurva inte bara kan räta ut utan också gå upp med förnyad kraft. Din ödmjuka tjänare beskrev i detalj hur detta kunde hända. Ja, det kommer att finnas andra beräkningar (felaktiga neurala nätverk), men i slutändan, om felaktig kulram och mekaniska miniräknare har utökat skalan till 120 år, så är neurala acceleratorer ganska lämpliga där. Vi avviker dock.

Det är viktigt att förstå det exponentiell tillväxt kan upphöra på grund av tekniska, fysiska, ekonomiska och sociala skäl (listan är ofullständig). Och detta är det andra stora bakhållet av exponentiella processer - att korrekt förutsäga ögonblicket när kurvan börjar lämna exponentialen. Fel i båda riktningarna är mycket vanliga här.

Totalt:

  • Det första bakhållet för exponentiell tillväxt är att indikatorn växer oväntat snabbt även för specialister. Och att underskatta det exponentiella är ett traditionellt misstag som upprepas om och om igen. Som riktiga stränga proffs sa för 100 år sedan: "Tanks, mina herrar, är mode, men kavalleriet är evigt!"
  • Det andra problemet med exponentiell tillväxt är att den någon gång (ibland efter 40 eller 120 år) tar slut, och det är inte heller lätt att exakt förutsäga när den kommer att ta slut. Och till och med Moores lag, vid vars dödsbädd många tekniska journalister lämnade sina hovavtryck, kan återgå till tjänsten med förnyad kraft. Och det verkar inte vara tillräckligt! 

Exponentiella processer och marknadsfångande

Om vi ​​pratar om de synliga förändringarna runt oss och marknaden är det intressant att se hur olika teknologier har erövrat marknaden. Det är mest bekvämt att göra detta med exemplet med USA, där olika typer av marknadsstatistik har upprätthållits i mer än 100 år relativt exakt: 

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Du är vad du spenderar 

Det är mycket intressant och lärorikt att se hur andelen bostäder med trådbundna telefoner successivt växte för att sedan kraftigt minska med en fjärdedel under åren Stor depression. Andelen hus med elektricitet växte också, men minskade mycket mindre: människor var inte redo att ge upp elektriciteten, även när det inte fanns tillräckligt med pengar. Och hemradions utbredning kände knappast av den stora ekonomiska krisen alls, alla var intresserade av de senaste nyheterna. Och till skillnad från en telefon, el eller en bil har radio inga avgifter för användning. Förresten, uppkomsten av personliga bilar, som avbröts av den stora depressionen, återställdes först efter 20 år, fasta telefoner återställdes efter 10 år och elektrifiering av hus - efter 5.

Det är tydligt att spridningen av luftkonditioneringsapparater, mikrovågsugnar, datorer och smartphones var mycket snabbare än spridningen av ny teknik tidigare. Från en andel på 10 % till 70 % skedde tillväxten ofta på bara 10 år. Sekelskiftesteknik tog ofta mer än 40 år att uppnå samma tillväxt. Känn skillnaden!

Något roligt för författaren personligen. Tänk på hur tvättmaskiner och torktumlare har vuxit ganska synkront sedan 60-talet. Det är roligt att de senare är nästan okända bland oss. Och om de i USA från någon tidpunkt vanligtvis köptes i par, ställer våra gäster ofta frågan: "Varför behöver du två tvättmaskiner?" Man får svara med en allvarlig blick att den andra är i reserv, ifall den första går sönder. 

Var också uppmärksam på den fallande andelen tvättmaskiner. I det ögonblicket blev de offentliga tvättomaterna väldigt utbredda, dit man kunde komma, lasta in tvätt i maskinen, tvätta den och gå. Billig. Liknande föremål är fortfarande mycket vanliga i USA. Detta är ett exempel på en situation där affärsmodellen för en specifik marknad förändrar teknikens penetrationshastighet och försäljningsstrukturen (dyra professionella vandalsäkra maskiner säljer bättre).

Accelerationen av processer är särskilt märkbar under de senaste åren, när masspenetrationen av teknologier blev "omedelbar" enligt standarderna från det tidiga 20-talet (om 5-7 år):

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Den stigande hastigheten för teknisk adoption (grafiken på länken är interaktiv!)

Samtidigt är den snabba uppgången för en teknik ofta en annans fall. Radions framväxt innebar press på tidningsmarknaden, framväxten av mikrovågsugnar minskade efterfrågan på gasugnar m.m. Ibland var konkurrensen mer direkt, till exempel minskade uppkomsten av kassettbandspelare dramatiskt efterfrågan på vinylskivor, och ökningen av CD-skivor minskade efterfrågan på kassetter. Och torrent dödade dem alla med tillväxten av digital distribution av musik, industrins intäkter sjönk med mer än 2 gånger (grafen är omgiven av en sorgsen svart ram):

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Musikindustrins verkliga död 

Likaså ökar antalet tagna fotografier exponentiellt, dessutom, nyligen med övergången till digitalt, har tillväxttakten ökat avsevärt. Därför var "döden" för analoga bilder "omedelbar" enligt historiska standarder:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: https://habr.com/ru/news/t/455864/#comment_20274554 

Full av dramatik Kodaks historia, som ironiskt nog uppfann digitalkameran och missade den exponentiella framväxten av digital fotografering, är extremt lärorikt. Men det viktigaste som historien lär är att den inte lär ut någonting. Därför kommer situationen att upprepa sig om och om igen. Om man får tro statistiken – med acceleration.

Totalt: 

  • Stora prognosfördelar kan vinnas genom att studera accelerationen och inbromsningen av marknader under de senaste 100 åren.
  • Innovationstakten ökar i genomsnitt, vilket innebär att antalet falska förutsägelser kommer att öka. Var försiktig…

Låt oss gå vidare till praktiken

Du tror naturligtvis att allt detta är ganska enkelt, förståeligt, och i allmänhet är det inte så svårt att ta hänsyn till allt detta i prognoser. Du är förgäves... Nu börjar det roliga... Spänna fast?

Nyligen talade Igor Sechin, verkställande direktör för Rosneft, vid St. Petersburg International Economic Forum, där han särskilt sa: "Som ett resultat kommer alternativ energis bidrag till den globala energibalansen att förbli relativt litet: till 2040 kommer det att öka från nuvarande 12 till 16 %" Är det någon som tvivlar på att Sechin är expert på sitt område? Jag tror nej. 

Samtidigt har andelen alternativ energi under de senaste åren vuxit med cirka 1 % per år, och andelens tillväxt har accelererat: 

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Statista: Andel förnybar kraft i energiproduktion globalt (denna beräkningsmetod valdes - utan storskalig vattenkraft, eftersom det exakt resulterar i nuvarande 12%).

Och sedan - ett problem för 3:e klass. Det finns ett värde som 2017 var lika med 12% och växer med 1% per år. Vilket år når den 16 %? År 2040? Har du tänkt väl, min unge vän? Observera att genom att svara "år 2021" gör vi det klassiska misstaget att göra en linjär förutsägelse. Det är mer vettigt att ta hänsyn till processens exponentiella karaktär och göra de klassiska tre förutsägelserna: 

  1. "optimistisk" med tanke på den accelererande utvecklingen, 
  2. "genomsnitt" - baserat på antagandet att tillväxttakten kommer att vara densamma som det bästa året under de senaste 5 åren 
  3. och "pessimistisk" - baserat på antagandet att tillväxttakten i genomsnitt kommer att likna det sämsta året under de senaste 5 åren. 

Dessutom, även enligt den genomsnittliga prognosen, kommer 16.1 % att uppnås redan 2020, dvs. nästa år:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: författarens beräkningar 

För en bättre förståelse (av exponentiella processer) presenterar vi samma grafer på en logaritmisk skala:  

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
De visar att medelscenariot är en ganska trend, även om man tittar på det sedan 2007. Totalt sett kommer värdet som förutspås för 2040 med största sannolikhet att uppnås nästa år, eller högst om ett år.

För att vara rättvis är Sechin inte den enda som har "fel" så här. Till exempel, BP (British Petroleum) oljearbetare gör en årlig prognos, och de trollas redan över att de, efter att ha gjort prognoser i flera år, gång på gång inte tar hänsyn till exponentialiteten i processen ("Derivat? Nej, du har inte hört!”). Därför har de varit tvungna att höja sin prognos varje år i många år:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Prognosfel / Varför investerare bör behandla oljebolagens energiprognoser med försiktighet

Närmare Sechins prognoser Internationella energibyrån (fester med tungoljearbetare, kolla in rören vid roten av den ryska delen av platsen). De tar i princip inte hänsyn till den exponentiella karaktären hos processen, vilket leder till ett storleksordningsfel i 7 år, och de upprepar detta misstag systematiskt:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Våra prognoser har inte gått i uppfyllelse och våra löften är opålitliga (sajten själv renen.ruförresten, väldigt bra)

Deras prognoser ser särskilt roliga ut med nyare data (du läser också "ja, när slutar de äntligen!!!" i deras kurvor?):

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Fotovoltaisk tillväxt: verklighet kontra prognoser från Internationella energibyrån

Detta är verkligen kontraintuitivt, men när man förutsäger många processer är det mer effektivt att inte ta hänsyn till en linjär prognos för föregående period och inte en linjär prognos baserad på den aktuella derivatan, utan en förändring i processens hastighet. Detta ger det mest exakta resultatet för liknande processer:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: AI-revolutionen: vägen till superintelligens 

I engelskspråkig litteratur, särskilt inom affärsanalys, används ständigt förkortningen CAGR (Årlig tillväxttakt av förening - länken ges till den engelskspråkiga wikin, och det är karakteristiskt att det inte finns någon motsvarande artikel i den ryskspråkiga Wikipedia). CAGR kan översättas som "sammansatt årlig tillväxttakt." Den beräknas enligt formeln
 
CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
där t0 - första året, tn - slutet av året, och V(t) — värdet på parametern, förmodligen ändras enligt en exponentiell lag. Värdet uttrycks i procent och betyder hur många procent ett visst värde (oftast någon marknad) växer under året.

Det finns många exempel på Internet på hur man beräknar CAGR, till exempel i Google Docs och Excel:

Låt oss genomföra en kort mästarklass under mottot "låt oss hjälpa Sechin", med data från oljebolaget BP (som en lägre uppskattning). För den intresserade finns själva datan i detta Google-dokument, kan du kopiera det själv och beräkna det annorlunda. Globalt växer förnybar generation snabbt:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Här och vidare på de svarta graferna, författarens beräkningar enligt BP 

Skalan är logaritmisk, och det är tydligt att alla regioner har exponentiell tillväxt (detta är viktigt!), många med exponentiell acceleration. Som väntat är ledarna Kina och dess grannar, efter att ha gått om Nordamerika och Europa. Det är intressant att den näst sista - Mellanöstern - är en av de mest oljeproducerande regionerna på planeten, och den har den högsta CAGR bland alla (44 % under de senaste 5 åren (!)). Det är inte förvånande att se en storleksordning öka på 6 år, och att döma av uttalanden från deras tjänstemän kommer de att fortsätta i samma veva. Den tidigare oljeministern i Saudiarabien varnade klokt sina OPEC-kollegor redan 2000: "Stenåldern tog inte slut eftersom det inte fanns några fler stenar", och det verkar som om de tog hänsyn till denna kloka tanke för 10 år sedan. CIS (CIS), som vi ser, ligger på sista plats. Tillväxttakten är dock ganska god. 

CAGR kan beräknas på olika sätt. Låt oss till exempel bygga CAGR för varje år sedan 1965, för de senaste 5 åren och för de senaste 10 åren. Du kommer att få denna intressanta bild (totalt för världen):

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer

Det kan tydligt ses att den exponentiella tillväxten i genomsnitt accelererade och sedan avtog. "Moskovsky Komsomolets" och andra gula medier i det här fallet brukar skriva något i stil med "Den kinesiska ekonomin faller", vilket betyder "den fantastiska tillväxttakten i den kinesiska ekonomin saktar ner" och taktfullt tyst om det faktum att de saktar ner till ett sådant tempo att andra bara kan berätta dröm. Allt är väldigt likt här.

Låt oss försöka förutsäga produktionen 2018 baserat på data fram till 2010, med CAGR'1965, CAGR'10Y, CAGR'5Y och en linjär prognos från 2010 i förhållande till 2009 och i förhållande till 2006. Vi får följande bild:

Linjär'1Y Linjär'4Y CAGR'1965  CAGR'10Y  CAGR'5Y 
Förnybar produktion 2018, prognos baserad på data fram till 2010 1697 1442  1465  2035  2429 
Attityd till det verkliga 2018 0,68  0,58  0,59  0,82  0,98 
Prognosfel 32%  42%  41%  18%  2% 

Karakteristiska punkter - ingen av prognoserna visade sig vara för optimistisk, d.v.s. underskott överallt. I det mest optimistiska scenariot med en CAGR på 15,7 % var underskottet 2 %. Linjära prognoser gav ett fel på 30-40 % (en period togs speciellt då, på grund av nedgången i tillväxttakten, deras fel var mindre). Tyvärr var det inte möjligt att lägga till Sechins modell, eftersom det inte är möjligt att återställa hans formel. 

Som läxa, prova backcasting genom att spela med olika CAGR. Slutsatsen kommer att vara uppenbar: exponentiella processer förutsägs bättre av exponentiella modeller.

Och som en körsbär på kakan, här är en prognos från samma BP, vars (”Varning, specialister arbetar!”) exponent ger vika för linjär tillväxt i prognosen: 

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Förnybara energikällors andel av elproduktionen per källa (från BP)

Observera att de inte räknar vattenkraft alls, vilket klassas som en klassisk förnybar energikälla. Därför är deras uppskattning ännu mer konservativ än Sechins, och de ger 12% bara för 2020. Men även om basen är underskattad och den exponentiella tillväxten upphör 2020, har de en andel på 2040 % 29. Det ser inte alls ut som Sechins 16 %... Det är bara något slags problem...

Det är tydligt att Sechin är en smart person. Jag är en tillämpad matematiker till yrket, inte en kraftingenjör, så jag kan inte ge ett kvalificerat svar på frågan om orsaken till ett så allvarligt fel i Sechins prognos. Sannolikt är faktum att denna situation verkligen luktar som en nedgång i oljepriserna. Och vårt stora oljefartyg (vem har inte lyssnat på den här låten av Semyon Slepakov, ta en titt) av en inte särskilt tydlig anledning finns det en stabil växelkurs för försäljning av råolja utomlands, och inte raffinerade petroleumprodukter. Och om du förvränger prognosen kraftigt, eliminerar detta (ett tag måste man tänka) obehagliga frågor. Men som matematiker skulle jag föredra att se ett systematiskt fel åtminstone på nivån för de herrar från BP som inte har hört talas om derivator. Jag bryr mig inte, jag är på samma skepp.

Totalt:

  • Som alla officerare vet, under krigstidsförhållanden når värdet av konstanten π (förhållandet mellan omkretsen av en cirkel och dess diameter) 4, och i speciella fall - upp till 5. Därför, när det verkligen är nödvändigt, prognosen för specialister visar ALLA värderingar som krävs av myndigheterna. Det är tillrådligt att komma ihåg detta.
  • Exponentiella processer förutsägs bättre med en sammansatt årlig tillväxthastighet, eller CAGR.
  • Sechins prognos vid St. Petersburg International Economic Forum kan bedömas som en extrem grad av respektlöshet mot publiken eller som grov manipulation. Att välja ifrån. Låt oss hoppas att det finns modiga människor som ställer några obehagliga frågor. Till exempel, varför är petrokemikalier över hela världen mycket lönsamma, men ryska statsägda företag investerar tiotals miljarder i "röret" och exporten av råvaror, och inte i det? 
  • Och till sist vill jag hoppas att någon av läsarna gör en sida om CAGR på ryska Wikipedia. Det är dags, tror jag.

Solenergi

Låt oss konsolidera ämnet exponentiella processer. Det senaste BP-diagrammet visar hur andelen "solen" hoppade kraftigt 2020, och även konservativa BP tror på dess framtid. Intressant nog observeras också en exponentiell process där, som, liksom Moores lag, har pågått i mer än 40 år och kallas Swensons lag:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: https://en.wikipedia.org/wiki/Swanson’s_law 

Den allmänna innebörden är enkel - priset på modulen faller exponentiellt och produktionen växer exponentiellt. Som ett resultat, om det för 40 år sedan var en teknik med kosmisk (i alla bemärkelser) kostnad för el, och den var främst lämplig för att driva satelliter, så har idag kostnaden per watt redan sjunkit med cirka 400 gånger och fortsätter att sjunka ( snart 3 beställningar). Den genomsnittliga CAGR i värde är cirka 16% med en ökning på upp till 25% under de senaste 10 åren, vilket inte händer ofta.

Som en konsekvens orsakar detta också exponentiell tillväxt i installerad kapacitet och produktion:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: https://en.wikipedia.org/wiki/Growth_of_photovoltaics 

Tillväxt med 10 gånger på 7–8 år är mycket allvarligt (beräkna CAGR själv, du får 33–38%(!)). Det är skrattretande, men om det inte stoppas så kommer bara solenergi att generera 100 % av världens elbehov om 12 år. Detta måste hanteras beslutsamt. För att på något sätt bromsa denna skam i USA införde Trump förra året en enorm (för andra marknader) tull på 30 % på import av solpaneler. Men i slutet av året sänkte de förbannade kineserna priserna med 34 % (under året!), vilket inte bara eliminerade tullarna utan också gjorde inköp från dem lönsamt igen. Och de fortsätter att bygga helt robotbaserade fabriker med produktion av tiotals gigawatt batterier per år, och om och om igen sänker priserna och ökar produktionsvolymerna. Det är typ av en mardröm, du håller med.

Den sjunkande kostnaden för batterier är sådan att de under de senaste åren inte bara har blivit konkurrenskraftiga utan subventioner, utan gränsen för deras kostnadseffektiva användning rör sig snabbt norrut på norra halvklotet och sträcker sig upp till hundratals kilometer per år. Dessutom var det igår viktigt att rikta batterierna i optimal vinkel och allt det där. Det går 3-4 år och för samma pris kan en större yta av batterier installeras helt enkelt på vertikala sydfasader. Ja, de är mindre effektiva, men de behöver tvättas mindre ofta och är lättare att installera. Och för samma installationspris är det viktigare att minska ägandekostnaderna. 

Återigen är solenergins akilleshäl ojämn elproduktion, särskilt under förhållanden där lagringseffektiviteten är långt ifrån 100 %. Och sedan visar det sig att med en sådan minskningstakt i kostnaden för att producera en megawatt täcks mycket snart inte bara den låga och genomsnittliga lagringseffektiviteten (det vill säga att den kan lagras på ett mindre effektivt, men billigare sätt) , men också kostnaden för att installera batterier (det vill säga för samma pengar kan vi installera inte bara så många megawatts generation, utan också så många megawatt lagring "gratis", vilket radikalt förändrar situationen).

Totalt:

  • Swensons lag är ungefär densamma som Moores lag när det gäller giltighet, även om CAGR är mindre. Men exakt under det kommande decenniet kommer dess effekt att bli mest märkbar.
  • Detta är ett helt separat ämne, men tack vare den snabba utvecklingen av sol och vind har några galna miljarder investerats i industriella energilagringssystem de senaste 3 åren. Naturligtvis är Tesla här i framkant med ditt PowerPack, som visade framgångsrika resultat i Australien. Gasarbetare orolig. Samtidigt har det roliga ännu inte börjat, eftersom flera tekniker hotar att gå om Li-Ion i fallande lagringskostnader. Detta är dock en helt annan historia, vi kommer att vara intresserade av deras CAGR om ett par år (nu är det fantastiskt, men det här låg baseffekt).

Elbilar

Seriösa experter skrev i den högt respekterade tidskriften Scientific American redan 1909: "Det faktum att bilen praktiskt taget har nått gränsen för sin utveckling bekräftas av det faktum att det under det senaste året inte har skett några förbättringar av radikal karaktär." Förra året skedde inga radikala förbättringar inom elfordon heller. Detta ger anledning att med all tillförsikt hävda att elbilen definitivt redan har nått toppen av sin utveckling. 

Mer allvarligt, det finns ett "kyckling och ägg"-problem i de flesta tekniker. Tills massproduktionen når en viss nivå är det extremt dyrt att införa ett antal innovationer, och tvärtom, tills de introduceras, bromsas försäljningen. De där. För att övervinna "barnsjukdomar" krävs en viss massproduktion. Och här är det bekvämt att utvärdera innovativ teknik efter nivån på den totala produktionen per capita:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Elbilar och "peak oil". Sanningen i modellen

Jag är ingen expert och vet inte hur elbilar kommer att förändras de närmaste 15 åren. Men det här är definitivt en mycket högteknologisk produkt, och de förändras snabbt. Och nivån på nuvarande elfordon är nivån på bilar med förbränningsmotorer 1910 och nivån på mobiltelefoner 1983. Förändringar till det bättre (för konsumenten) under de kommande 15 åren kommer att bli dramatiska. Och det är då det roliga börjar. 

Generellt sett drivs elbilar framåt av tre faktorer:

  • När du trampar på gasen flyger du framåt, som i en sportbil, och priset är märkbart lägre än på en sportbil. Och elbilar kör om dem på korta banor (Tesla X kör om Lamborghini, Tesla 3 kör om Ferrari, till exempel av denna anledning Tesla polisen köper) Vilken rysk-amerikansk polis gillar inte att köra fort?
  • Påfyllning är väldigt billig, om inte ingenting. Roman Naumov bor i Kanada (@sith) orsakar brännande irritation, och beskriver hur han, en infektion, körde 600 km utanför staden, spenderade 4 dollar på bränsle (eller kunde inte ha spenderat det alls). Elon Musk, jag minns, klagade över att många rika ägare av dyra Teslas kör den till en gratis Supercharger, en förbannad freebie. Kort sagt, bränsle är nästan eliminerat från förbrukningsartiklar.
  • Och alla ingenjörer säger unisont att när barnsjukdomar botas kommer elbilen att kosta märkbart mindre att underhålla. DET blir mycket billigare. Bara däcken, säger de, måste bytas oftare, de slits...

Och förstås det faktum att bilen i princip kan laddas var som helst där det finns ett uttag – det här är en revolution. Det vill säga, om elen nådde din mormor i byn kan du komma till henne och ladda, om än längre. Naturligtvis kommer du inte att kunna köra en landtrofé, men 99. (9) % av människorna kommer till byn, och då står bilen fortfarande kvar. Och i morgon kommer det inte bara att stå, utan förbruka el till en billig bytariff. 

Naturligtvis finns det fortfarande få laddare, speciellt snabba, men... låt oss titta på grafen:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Laddningsinfrastruktur för elbilar blir mainstream

Vad? Exponentiell process igen? Och som! Frågan ställs som följer: hur kommer situationen att förändras om antalet bensinstationer under de kommande 10 åren ökar 1000 gånger ("Tusen, Karl!")? (Detta är CAGR=100%, d.v.s. fördubblas årligen) Förlåt, jag hade fel. I nästa 8 år 1000 gånger! (Detta är en CAGR=137 %, dvs. snabbare än den årliga fördubblingen). Och två av dessa 8 år har nästan gått... Och folk från branschen säger att tillväxten under de kommande 8 åren inte kommer att vara 3 storleksordningar, utan snabbare, speciellt med den nya generationens gafflar. För att förstå hur det kommer att se ut måste du komma till Kina. Faktum är att det finns eluttag på de flesta parkeringsplatser och de växer som svampar efter regn i varmt väder. Och även invånare i höghus kommer att tanka för veckan på en söndagstur till biografen eller köpcentret (där bilen fortfarande står parkerad och väntar på dig i ett par timmar). Och köpcentrum med restauranger kommer att slåss om besökare med elbilar (de slåss redan i Kina).

Ja, priset på elfordon är högt nu. Men batteriet ger en stor andel där, och dess kostnad sjunker så här: 

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: A Bakom kulisserna Priser på litiumjonbatterier

Ja, de höll med! Detta är återigen en exponentiell process! Och den genomsnittliga CAGR är -20,8%, vilket, som vi vet, är MYCKET högt. Om 5 % är 2 gånger på 15 år, men 20 % är 10 gånger på 12 år ("Tio gånger, Karl!"):

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer

Det är roligt att i denna takt, om 3-4 år, istället för ett batteri till din bil, kan du köpa två för samma pris. Häng den andra i garaget så får du en personlig kompressor. Du kommer hem och tankar. Och till nattpris. Och hela huset kommer att matas till nattpriset. Och strömavbrott i stugbyn kommer inte längre att vara ett bekymmer. Och (kom ihåg CAGR för "solen") - det kommer att vara möjligt att installera solpaneler på taket. Det finns bra besparingar där, så många kommer att säga: "Coolt! Jag tar det! Linda upp den!" (mest i Europa и USA, Visst).

Det är en fantastisk sak, trots allt, dessa exponentiella processer. Under de kommande 10 åren kommer vi definitivt att se allvarliga framsteg inom elfordonsområdet och moderna elbilar kommer att uppfattas som fruktansvärt obekväma och usla. Ingen kraftreserv, ingen autopilot, du måste ha med dig en massa adaptrar... Tidiga modeller, kort sagt.

Totalt:

  • Elfordon såldes i Kina under första halvåret 2019 66 % mer än under första halvåret 2018. Under samma tid minskade försäljningen av bilar med förbränningsmotorer med 12 %. Det är inte en klocka, det är en gonggong. 
  • Den populäraste bland elbilarna är förstås Tesla. Men jag vill uppmärksamma er på kineserna BYD. Hon ser nog mest ut lovande.
  • I Kina är registreringsskyltar för elfordon gröna. Myndigheterna lovar att snart under dagarna av den "röda" nivån av smog kommer de att sluta släppa in alla bilar utom elektriska i Pekings centrum. Taxibolagen köper elfordon i tusental. Författaren åkte i en sådan taxi, det ser imponerande ut. 

Vad händer inom IT?

Moores lag blev välkänd eftersom den varade med en enorm CAGR på cirka 41 % i nästan 40 år. Vilka andra exempel på bra CAGR finns inom IT? Det finns många av dem, till exempel Googles intäktstillväxt med en CAGR på 43 % under 16 år:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa:  Googles annonsintäkter från 2001 till 2018 (i miljarder amerikanska dollar)

När man tittade på den här grafen kände sig vissa personer (särskilt de vars applikationer förbjöds från Google Play Butik) obekväma. Det finns mycket att tänka på här. Förra veckan, när jag körde bil, började smarttelefonen ihärdigt föreslå att byta till Google-navigering, trots att jag redan körde med Yandex.Navigator. De har förmodligen inte tillräckligt stor marknadsstorlek längre, men de måste öka intäkterna, tänkte jag. Och jag tänkte också på det.

Men det finns också mer optimistiska rent tekniska grafer, till exempel, visade på en logaritmisk skala, minskningen av priset på diskutrymme och ökningen av hastigheten på internetanslutningar till 2019:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Drastiska kostnadsfall driver ännu en datorrevolution 

Det är lätt att märka att det finns en tendens att nå en platå, d.v.s. tillväxttakten minskar. Ändå växte de bra i årtionden. Om du tittar på hårddiskarna mer i detalj kan du se att nästa återgång till exponenten vanligtvis säkerställs av följande teknik:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Lagringsteknik för idag och imorgon  

Så vi väntar på att SSD:er ska komma ikapp med hårddiskar och lämna dem långt bakom.

Dessutom, med en utmärkt CAGR på 59 %, sjönk kostnaden för pixlar för digitalkameror på en gång (Handys lag): 

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Hendys lag

De senaste 10 åren har också sett en exponentiell minskning av kamerans pixelstorlek.  

Dessutom, med en bra CAGR på cirka 25 % (10 gånger på 10 år), har kostnaden per pixel för en konventionell skärm sjunkit i cirka 40 år, medan ljusstyrkan och kontrasten för pixlarna också ökar (dvs högre kvalitet erbjuds till ett lägre pris). I stort sett vet tillverkarna inte längre var de ska placera pixlarna. 8K TV-apparater är redan ganska överkomliga, men vad man ska visa på dem är en bra fråga. Valfritt antal pixlar kan absorberas av autostereoskopi, men det finns olösta problem där. Detta är dock en annan historia. Hur som helst, den förtrollande minskningen av pixelkostnaden för autostereoskopin närmare.

Dessutom är den exponentiella spridningen av många programvarutjänster:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Teknikplattformar med en miljard användare 

Till exempel AppleTV eller Facebook. Och som nämnts ovan, tack vare särskilt sociala nätverk, ökar hastigheten för spridning av innovationer. 

Totalt: 

  • Till stor del på grund av exponentiella processer under de senaste 20 åren har IT-företag kraftigt förskjutit andra på listan över de största företagen i världen. Och de har ingen avsikt att sluta (vad det än betyder).
  • Förbättringar av de flesta teknologier inom IT är exponentiella. Klassikern är dessutom S-formade kurvor, när i samma område en teknologi ersätter en annan, varje gång orsakar en annan återgång till en exponentiell hastighet.

Neurala nätverk 

Neurala nätverk har blivit extremt populära på sistone. Låt oss titta på antalet patent på dem under de senaste åren:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Fan... Det ser ut som en utställare igen (fast tidsperioden är för kort). Men om vi tittar på startups över en längre period är bilden ungefär densamma (14 gånger på 15 år är en CAGR på 19% - mycket bra):

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: AI-index, november 2017 (ja, ja, jag vet vad som händer under de kommande 3 åren) 

Samtidigt visar neurala nätverk inom många områden enhälligt bättre resultat än den genomsnittliga personen:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Att mäta framstegen inom AI-forskning

Och okej, när resultatet finns på ImageNet (även om den direkta konsekvensen är en ny generation industrirobotar), men i taligenkänning samma bild:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: Att mäta framstegen inom AI-forskning

Faktum är att neurala nätverk precis har överträffat den genomsnittliga personen i taligenkänning och är på god väg att överträffa dem på alla vanliga språk. Vart i, som vi skrev är tillväxten i hastigheten för neurala nätverksacceleratorer sannolikt exponentiell

När de skämtade om det här ämnet tänkte vi för inte så länge sedan: ja, snart kommer robotar att kunna utföra trick på nivå med apor, och det antogs att det är mycket långt från nivån för en dum person, och ännu mer så Einstein:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: AI-revolutionen: vägen till superintelligens 

Men plötsligt visade det sig att nivån för en vanlig människa redan hade uppnåtts (och fortsätter att nås) på många områden), och till nivån av ett sällsynt geni (som tävlingar med en person i schack och Go visade) visade sig avståndet plötsligt vara mindre än förväntat:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer

Källa: Att mäta framstegen inom AI-forskning

Inom schack blev framstående människor omkörda för cirka 15 år sedan, i Go - tre år sedan, och trenden är uppenbar:

CAGR som en förbannelse av specialister, eller fel i att prognostisera exponentiella processer
Källa: AI-revolutionen: vägen till superintelligens 

Som den legendariske General Electrics vd Jack Welch sa en gång: "Om förändringshastigheten utanför är större än förändringshastigheten inuti, är slutet nära." De där. Om ett företag inte förändras snabbare än vad situationen runtomkring förändras är det stor risk. Tyvärr lämnade han kontoret för 18 år sedan, och GE:s förmögenheter har blivit värre sedan dess. GE hänger inte med i förändringar.

Jag minns förutsägelserna om telefonen från Western Unions specialister, Lord Kelvins prognoser, marknadsuppskattningar för hemdatorer med digital utrustning och Microsoft-smarttelefoner, mot bakgrund av Sechins prognoser, har jag berättigad oro. För historien upprepar sig. Och igen. Och igen. Och igen.

Många specialister, efter att ha studerat sitt område vid ett institut/universitet, slutar utvecklas vidare. Och prognoser görs med hjälp av teknik från förra seklet (i alla avseenden). De senaste åren har jag plågats av frågan: hur snabbt kommer neurala nätverk att ersätta experter som inte vet hur man tillämpar CAGR? Och jag vill bara göra en prognos, och jag är rädd för att ha fel. Mot underskottet, som ni förstår.

Men allvarligt talat, den snabba förändringen är som vinden. Om du vet hur du ställer in seglen rätt (och segelbåten följer det), så kommer inte ens motvind att hindra dig från att gå framåt, och även om det är medvind, och även med en stor CAGR!!!

Glad CAGR till alla som har läst klart!

UPD
Habraeffect fungerar fortfarande! Den dagen detta material publicerades dök det upp en artikel om CAGR på ryska Wikipedia! Exemplet är ännu inte översatt, men en start har redan gjorts. Dessutom kan du se det handlar om pengar eller här om teknologier med inslag av att lura investerare

KvitteringarJag vill uppriktigt tacka:

  • Laboratoriet för datorgrafik VMK Moscow State University. M.V. Lomonosov för hans bidrag till utvecklingen av datorgrafik i Ryssland och utanför,
  • personligen Konstantin Kozhemyakov, som gjorde mycket för att göra denna artikel bättre och tydligare,
  • och slutligen, stort tack till Kirill Malyshev, Egor Sklyarov, Ivan Molodetskikh, Nikolai Oplachko, Evgeny Lyapustin, Alexander Ploshkin, Andrey Moskalenko, Aidar Khatiullin, Dmitry Klepikov, Dmitry Konovalchuk, Maxim Velikanov, Alexander Yakovenko och Evgeny Kuptsov för ett stort antal praktiska kommentarer och redigeringar som gjorde den här texten mycket bättre!

Källa: will.com

Lägg en kommentar