Prognoza tehnologica

Prognoza tehnologica

1 Definire

Prognoza se defineste ca fiind evaluarea probabila, stabilita in mod stiintific, a evolutiei calitative si cantitative a unui domeniu intr-un interval de timp (numit orizontul prognozei) si stabilirea evolutiilor si starilor posibile ale domeniului, precum si probabilitatile asociate lor, cu scopul de a face fata in mod inteligent si eficient schimbarilor existente si a celor previzibile, de a permite aprecierea consecintelor de viitor ale deciziilor luate acum.

Dupa domeniul pe care il abordeaza prognoza, se deosebesc urmatoarele tipuri de prognoze:

prognoza tehnologica, cea care se ocupa de evolutia tehnologiilor si a produselor;

prognoza economica, cea care se ocupa de evolutia unei economii;

prognoza sociala, se ocupa de evolutia societatii in ansamblul ei.

Prognoza economica se face pe baza rezultatelor pe care i le ofera prognoza tehnologica, iar prognoza sociala se realizeaza pe baza rezultatelor prognozelor economice.

Sistemul are si feed-back, in sensul ca o anumita evolutie sociala va influenta si evolutia tehnologica.

Modul de interactivitate intre prognoze si modificarile de tehnologie sunt ilustrate in fig. 2.12.

Fig. 2.12 Corelatia intre prognoze si evolutia tehnologica

2 Tehnici de prognoza

Cea mai importanta clasificare imparte tehnicile de prognoza in:

cantitative;

calitative.

Tehnicile cantitative se fac, de regula, pe orizonturi scurte de timp si vizeaza evolutii strict cantitative (de exemplu: cu cat va creste productia si vanzarea autoturismelor Dacia Logan in urmatoarele 12 luni). Ele se bazeaza pe extrapolarea datelor din trecut spre viitor (de cele mai multe ori critica). Sunt folosite de majoritatea intreprinderilor (din tarile dezvoltate) si in mod deosebit de cele mici si mijlocii.

Tehnicile calitative se refera la orizonturi medii si lungi si vizeaza domenii de maximum interes ale unei firme sau chiar ale unui stat. Isi propun sa determine modificarile pe care le-ar suferi elementele unei situatii date sau chiar situatia in totalitate. Modificarile se vor exprima cantitativ cel putin sub forma unor probabilitati. Sunt folosite de marile corporatii, de Guvern, alaturi de cele cantitative.

Tehnicile calitative permit urmarirea evolutiei domeniilor tehnologice si a tehnologiilor, aparitiei "rupturilor" si modalitatilor de a face fata unor asemenea situatii.

Ambele categorii de tehnici s-au dezvoltat in paralel cu evolutia tehnicii de calcul, ele fiind extrem de laborioase.

Alegerea uneia dintre tehnicile de prognoza se face in functie de o serie de factori, cum ar fi:

orizontul de timp;

gradul de detaliere;

natura deciziei;

stabilitatea sistemului;

cost;

precizie;

usurinta de aplicare.

Orizontul de timp

Alegerea orizontului de timp se face in functie de scopul urmarit. Este cel mult egal cu cel pe care se resimt efectele deciziilor pe care le vom lua in momentul aflarii rezultatelor studiului de prognoza.

Se prefera orizonturile de timp scurte si medii in locul celor lungi.

Uneori viitorul ne intereseaza in cadrul unei perioade date de timp, alteori ca o succesiune de perioade mai scurte, asupra carora dorim informatii distincte.

Gradul de detaliere

Unele departamente vor fi interesate de evolutia viitoare a fiecarui produs in parte (de exemplu: serviciul de marketing), iar altele de evolutia pe ansamblu (serviciul de planificare strategica).

Natura deciziei

Pentru un manager, este important sa se evidentieze, cat mai repede posibil, momentul in care un proces isi schimba evolutia pentru a lua masurile corespunzatoare. In vederea adaptarii la schimbare cei de la planificare sunt interesati de a vedea cum variaza in timp tendintele domeniului si daca tendintele actuale pot fi extrapolate sau isi vor schimba natura.

Stabilitatea sistemului

Sistemele stabile evolueaza dupa alte legi decat cele turbulente, iar diferitele tehnici de prognoza raspund mai bine uneia sau celeilalte situatii.

Costul

Costul implicat de activitatea de prognoza depinde de metoda aleasa. Intre factorii de cost care se iau cel mai frecvent in considerare se evidentiaza:

costul de punere la punct a metodei;

costul de actualizare a metodei si a datelor;

costurile de realizare propriu-zisa a prognozei;

costurile de comparare a rezultatelor cu cele ale altor metode utilizate in paralel.

Precizia

Depinde de scopul urmarit, de metoda aleasa si de orizontul de timp. Uneori o eroare de 10% este mai mult decat satisfacatoare, alteori o eroare de 5% poate duce la rezultate catastrofale. Orizontul de timp influenteaza intotdeauna la fel precizia: cu cat orizontul creste, cu atat precizia scade. Precizia metodei mai depinde si de volumul de date cu care se incepe studiul. Este de dorit ca acesta sa fie cat mai mare, dar exigentele diferitelor metode nu sunt aceleasi.

Usurinta de aplicare

Raspunsurile oferite de tehnicile de prognoza sunt mai usor sau mai greu utilizate in functie de stilul de lucru, metodele proprii fiecarei intreprinderi si uneori chiar serviciul, de aceea se recomanda adoptarea acelor tehnici de prognoza care sa se apropie cel mai mult de metodele institutionalizate si acceptate in mediul respectiv. De asemenea, pentru o decizie care trebuie adoptata repede se alege o alta metoda decat pentru o decizie care nu este presanta.

3 Metode cantitative de previziune

Pentru a se realiza o prognoza cantitativa trebuie sa dispunem de un numar de valori masurate, care au fost culese la momente diferite din trecut. Se obtine astfel sirul X(t). Pe baza valorilor X(i) cu i=1..t, t fiind momentul prezent, se pot calcula valorile estimate pentru perioada sau perioadele urmatore, S(t+1), S(t+2),..,S(t+n). In tabelul 2.3 se prezinta schema de corespondenta a variabilelor.

Tabelul 2.3

Valorile masurate, valorile prognozate si perioada de raportare

Din cele prezentate rezulta:

(2.1),

tehnicile diferind una de alta prin modul in care se construieste functia F.

Un alt element interesant il reprezinta eroarea estimarii, care se poate stabili riguros atunci cand, odata cu scurgerea timpului, evenimentul prognozat a avut loc. Eroare se poate calcula cu o relatie de forma:

(2.2)

De cele mai multe ori, pentru a putea insuma erorile negative cu cele pozitive si a obtine o eroare medie avand o valoare proportionala cu marimea absoluta a erorilor, se lucreaza cu patratele acestora.

Prognoza cantitativa se realizeaza, de regula, fie cu ajutorul tehnicilor de regresie, fie cu metodele de prognoza prin filtraj adaptiv.

a)      Tehnicile de regresie

Tehnicile de regresie cauta sa gaseasca o ecuatie matematica pentru a descrie variatia,

X=f(t) (2.3).

Metoda cea mai cunoscuta este metoda celor mai mici patrate. Ideea de baza a metodei consta in a gasi o functie,

Y=f(t) (2.4)

astfel incat,

, (2.5)

insumarea fiind facuta pentru toate valorile "t" disponibile. Ca urmare este vorba de o functie continua, care, pe o reprezentare grafica X=f(t), sa treaca cat mai aproape de toate punctele.

Avand un sir de "n" puncte X(t) se poate deduce, relativ usor, functia care sa respecte conditia 2.5, cu remarca ca functia sa fie o dreapta de forma,

Y=a+bt (2.6)

in care coeficientii "a" si "b" se determina cu relatiile:

(2.7)

Problema este ca, foarte adesea, variatia in timp a fenomenului studiat nu este lineara. In acest caz se poate proceda in doua moduri diferite.

Se presupune ca functia care descrie fenomenul este o polinomiala, de tipul

(2.8)

coeficientii a, b, c, d,. fiind calculati cu ajutorul unor relatii similare cu este necesar ca numarul de puncte de care dispunem sa fie mai mare decat gradul maxim al polinomului. Se remarca faptul ca, pe masura ce gradul polinomului creste, curba calculata se asaza din ce in ce mai bine peste punctele experimentale, la limita reproducandu-le fidel.

Pentru studiile de prognoza aplicarea regresiei polinomiale este deosebit de riscanta, mult mai eficienta fiind cea de-a doua cale.

Se aleg mai multe functii care mai intai se "liniarizeaza", dupa care se calculeaza "a" si "b" cu relatiile

De exemplu: functia , se va liniariza prin schimbarea de variabila devenind .

Numarul functiilor ce se pot liniariza cu usurinta este in jur de 10. Se calculeaza pentru fiecare dintre functiile alese suma patratelor abaterilor si se alege functia pentru care se gaseste valoarea minima a acestei sume (criteriul lui Gauss). O alta maniera de alegere consta in a calcula indicele de concordanta intre multimea punctelor X(t) introduse si a punctelor Y(t) calculate cu functia aleasa, optand in final pentru functia care are indicele cel mai bun. Cele doua metode conduc la rezultate apropiate, dar nu intotdeauna identice.

b)      Metode de prognoza prin filtraj adaptiv

O prima metoda, foarte simpla, este cea a mediilor mobile. Fie "n" valori trecute pe baza carora se cauta valoarea pentru perioada imediat urmatoare:

(2.9)

Cand s-a ajuns la timpul (t+1) si se cauta noua valoare S(t+2) se va elimina din sir valoarea cea mai veche, care a servit la calcularea lui S(t+1), care se inlocuieste cu X(t+1) s.a.m.d.

Dezavantajul metodei consta in aceea ca toate valorile trecute influenteaza in mod egal prognoza, ceea ce nu este real. Se poate presupune ca evolutia in perioada imediat urmatoare va depinde de evolutiile din imediata apropiere decat de cele foarte vechi. De aceea, de regula, se prefera o metoda modificata, cunoscuta sub numele de metoda netezirii exponentiale, pe baza careia valoarea prognozata se determina cu o ecuatie de forma:

(2.10)

in care α este un coeficient cu valori intre 0 si 1.

O valoare mare pentru "α" va mari ponderea ultimelor date, iar o valoare mica va face, din contra, ca tot sirul X(i) sa intervina in mod aproape egal in estimarea lui S.

Problema care se ridica este de a calcula eroarea Δ, sau pentru cazul genera, in care,

(2.11)

pe W(i), care este ponderea afectata a lui X(i).

Metoda cea mai simpla de calcul a lui W(i) este cea a filtrajul adaptiv. Schema de principiu a metodei este prezentata in fig. 2.13

Fig. 2.13 Schema de principiu a calculului coeficientului W(i)

Exemplu

Fie o succesiune de 20 de date privind starile trecute ale sistemului. Ne propunem sa calculam starea urmatoare folosind un numar mai mic de date, cele din trecutul apropiat, fie ele in numar de cinci.

Rezulta, , unde valorile W(i) sunt necunoscute.

Ne propunem sa le calculam pornind mai intai de la calculul lui S(6) pe baza lui X(1)..X(5), luand pentru W(i), in lipsa a ceva mai bun, W(1)=W(2)=.W(5)=1/5. Se obtine un S(6) care va fi comparat cu X(6), iar eroarea de prognoza ne va permite sa-l recalculam pe W(i), introducand intotdeauna un "coeficient de adaptare", k. Reluand iteratia pana la sfarsitul sirului si apoi revenind la inceputul sau cu un nou k, se ajunge in final la un set de parametri care permit o previziune buna. Iteratiile succesive de-a lungul sirului si apoi din nou de la inceputul sirului nu sunt o problema pentru un calculator electronic si s-au creat programe specializate care realizeaza toate operatiile.

4 Metode calitative de previziune

Metodele calitative de previziune au o serie de caracteristici, cum ar fi:

fac apel la experti;

rezultatul prognozelor nu este o valoare numerica sau o descriere detaliata a situatiei noi, ci o conturare a tendintelor si a limitelor in care va evolua sistemul studiat.

Exista mai multe tehnici de prognoza tehnologica, dintre care cele mai importante sunt:

metoda curbelor logistice (curbe in S);

spatiul transferurilor de tehnologie;

metoda curbelor de substitutie si de progres tehnic;

metoda morfologica;

metoda Delphi;

metoda scenariilor.

a)      Metoda curbelor logistice

O tehnologie se naste atunci cand cunostintele stiintifice si tehnice o permit, se dezvolta in masura in care produsul ei raspunde unei nevoi sociale si dispare atunci cand o alta tehnologie mai performanta o elimina pe ea, ca atare, sau pe produsul pe care il fabrica.

Studiile au aratat ca evolutia unei tehnologii ca si a unui produs de altfel, urmeaza intotdeauna aceeasi traiectorie, descrisa matematic de o functie de tip logistic, vezi figura (2.14)

(2.12)

in care: p este plafonul (valoarea maxima a lui y spre care functia se apropie tangential cand x tinde spre infinit;

a,b - parametrii de care depinde inclinarea partii ascendente a logisticii fata de axa O_x si ordonata la origine:

, (2.12)

in care y₀ este valoarea initiala a lui y.

Fig. 2.14 Evolutia unei tehnologii dupa o curba logistica

In cazul unei tehnologii, y este constituit, fie din performantele tehnologiei (numar de unitati de produs in unitatea de timp pe plan national sau mondial, ponderea ocupata pe piata), fie a produselor ei (viteza in cazul mijloacelor de transport, memoria interna in cazul calculatoarelor), iar x este timpul.

Pe logistica (vezi figura 2.14) se disting urmatoarele zone:

OA = perioada de initiere, tehnologia este noua, inca nu este bine pusa la punct si nu s-a impus;

AB = perioada de dezvoltare, tehnologia este in plin avant si se impune;

BC = perioada de plafonare, tehnologia si-a atins limitele;

CD = perioada de extinctie, tehnologia este eliminata.

Pentru tehnologii, logistica corespunde tehnologiilor emergente, evolutive, mature si in declin.

Cateva elemente definitorii ale fiecareia din aceste categorii sunt prezentate in tabelul 2.4.

Tabelul 2.4

Caracteristicile tehnologiilor de pe logistica

Practic, evolutia dupa logistica este universala. Deosebirile apar dincolo de panta logisticii, in aceea ca unele tehnologii (produse) cunosc perioade foarte lungi de maturitate (procedeul SOLVAY de fabricare a sondei calcinate, care este neschimbat din 1860), iar altele nici nu ajung la maturitate din cauza aparitiei unor noutati la intervale foarte scurte de timp (calculatoarele electronice au cunoscut 4 generatii in mai putin de 40 de ani).

Sub aspect economic, cheltuielile de lansare a unei tehnologii devin foarte mari daca lansarea se face prematur. Se prezinta in fig. 2.15 o schita o efectelor economice ale unei noi tehnologii.

Fig. 2.15 Efectele economice ale unei tehnologiia) - evolutia unei tehnologii dupa o logistica tipica;b) - efectele economice.

Curba trasata continuu (1) reprezinta situatia "normala" a unei noi tehnologii lansate la timp. Eforturile financiare incep in momentul I, inainte de momentul 0 (fig. 2.15) cand se lanseaza noua tehnologie. In perioada I-F se fac cercetari fundamentate (care nu sunt foarte costisitoare) apoi, in F-G, studii in instalatii pilot si semi-industriale, care presupun eforturi financiare mult mai mari. In perioada G-A' eforturile financiare se materializeaza in investitii, care insa incep sa fie acoperite din productia tehnologiei noi. In domeniul A'-B'-C' beneficiile sunt substantiale, apoi in C'-D' ele scad. Cand beneficiile tind spre zero (punctul D), tehnologia nu mai este interesanta economic si se renunta la ea.

Eforturile financiare totale sunt reprezentate de suprafata cuprinsa intre curba I-F-G-A' si axa O_x, iar beneficiile totale intre curba A'-B'-C'-D' si axa O_x . o conditie de succes a tehnologiei este ca totalul beneficiilor sa depaseasca totalul cheltuielilor. Succesul este cu atat mai notabil cu cat diferenta intre suprafata de deasupra axei O_x si cea de sub axa O_x va fi mai mare

Daca se incearca o lansare prematura a tehnologiei, atunci cand conditiile nu sunt inca bine pregatite (curba 2), eforturile financiare sunt mult mai mari, pentru a suplini elementele inca nepuse la punct. In schimb beneficiile nu sunt mai mari. Un exemplu in acest sens a fost avionul franco-britanic Concorde in cazul caruia beneficiile nu au reusit sa acopere eforturile de cercetare-proiectare.

Daca tehnologia este lansata cu intarziere (curba 3) eforturile financiare sunt mai mici, deoarece o buna parte din problemele din sfera cercetarii au fost deja rezolvate, dar si beneficiile sunt mai mici, intrucat punctul D nu poate fi nicicand impins spre dreapta, el depinzand de urmatoarea tehnologie.

De regula, situatia se intalneste in cazul tehnologiilor pe care tarile puternic dezvoltate le vand tarilor din lumea a III-a, tehnologii care nu sunt vandute decat atunci cand, in tara de origine, au depasit punctul B de la logistica.

Concluzia este ca rezultatele economice bune se obtin doar daca activitatile legate de noua tehnologie sunt lansate la momentul oportun.

b)      Spatiul transferurilor de tehnologie

Se pune problema de a afla cand este momentul optim pentru a lansa noua tehnologie si care din directiile de evolutie a tehnologiei este cea mai probabila. Raspunsul este dat de o schema logica de rationament numita "spatiul transferurilor de tehnologie", care cuprinde 8 trepte:

resurse stiintifice - sunt cuprinse ultimele noutati din stiinta fundamentala, cunostinte inca neaplicate in practica. Orice tehnologie noua va trebui sa porneasca de aici;

resurse tehnologice - brevete de inventii, utilaje noi, tehnici de lucru noi;

tehnologii elementare - se elaboreaza in institutele de cercetari de inginerie tehnologica si in institutele de proiectari. Utilajele noi si tehnicile de lucru noi sunt "asamblate" astfel incat sa alcatuiasca un flux tehnologic principal nou;

sisteme tehnologice - noul flux tehnologic se integreaza intr-un proces complet de productie, atasandu-i-se fluxurile tehnologice corespunzatoare proceselor auxiliare si de deservire.

Treptele 1-4 corespund "nivelului tehnologic"; deasupra lui se plaseaza alte patru trepte care alcatuiesc "nivelul consecintelor":

aplicatii -vizeaza posibilitatile de a valorifica produsele noii tehnologii intrucat ele conditioneaza dezvoltarea viitoare a tehnologiei;

mediul ambiant - se studiaza consecintele aparitiei noii tehnologii asupra structurii ramurii industriale careia ii apartin, balantei intre subramuri;

sistemul social - se urmaresc efectele asupra economiei nationale si a balantei intre ramuri, a problemelor de aparare, sanatate, demografie;

societate - contine consecintele pe plan mondial.

Circulatia in spatiul transferurilor de tehnologie, de jos in sus, in scopul prognozarii evolutiilor viitoare ale tehnologiilor poarta numele de "prognoza explorativa". Urcand fiecare treapta se pot estima, atat timpul necesar, cat si eforturile umane si materiale necesare pentru atingerea treptei superioare.

Circulatia de sus in jos poarta numele de "prognoza normativa". Se pleaca de la necesitati si se stabilesc masurile ce trebuie luate, tehnologiile ce trebuie dezvoltate pentru ca necesitatile respective sa poata fi satisfacut, eventual tinand cont si de factorul timp.

In cazul celor 8 etape se va urmari:

8 - societate = obiective globale;

7 - sistemul social = obiective nationale;

6 - mediul ambiant = misiuni ce trebuie realizate;

5 - aplicatii = sarcini ce trebuie realizate;

4 - sisteme tehnologice = adaptarea sistemelor tehnologice la noile sarcini sau crearea de sisteme tehnologice noi (nevoi);

3 - tehnologii elementare = adaptarea tehnologiilor (subsisteme);

2 - resurse tehnologice = studiul posibilitatilor si limitelor tehnologice;

1 - resurse stiintifice = cunostinte stiintifice necesare (operatii unitare de cercetare).

In practica, cele doua metode de prognoza se imbina, in sensul ca in cadrul unei prognoze explorative de la un punct se poate cobori pe o scara "paralela" intr-o prognoza normativa s.a.m.d.