Teknoloji tahmini için yeni bir model önerisi

Abstract

Küreselleşmenin getirdiği zorlu ve rekabetçi çevresel koşullar, şirketleri hayatta kalmak için yeni yollar aramaya itmektedir. Ekonomik büyüme, organizasyonları ve ülkeleri yenilikçi stratejiler geliştirmeye ve teknolojik yetkinliklerini ilerletmeye yönlendiren itici bir güç konumundadır. Bu nedenle teknoloji gelişimini takip etmek ve teknolojik gelişimler karşısında güncel kalabilmek şirketler için hayati önem taşımaktadır. Son yıllarda artan önemi nedeniyle teknoloji gelişimi çok sayıda çalışmanın konusu olmuştur. Başarılı bilim teknoloji politikaları, teknoloji öngörüsü ve teknoloji tahmini çalışmalarına bağlıdır. Teknoloji tahmini, uzun dönemdeki teknolojik seviyeyi, teknolojinin performansının nasıl bir gelişim izleyeceğini ve bu teknolojinin muhtemel etkilerini incelemeyi amaçlamaktadır. Geleceği çevreleyen çok fazla bilinmeyen olduğundan, bir belirsizlik olmadan teknolojik gelişmeleri tahmin etmek imkansızdır. Doğru bir teknoloji tahmini belirsizlikleri en aza indirirken, karar verme kalitesini arttırmaktadır. İyi bir tahmin yapabilmek için öncelikle teknolojinin ve teknolojik ilerlemenin yapısının net bir şekilde anlaşılması gerekmektedir. Teknoloji insani bir amacı gerçekleştirmek için fiziksel bir olayın uygulamaya konulmasıdır. Bir ya da daha fazla olgunun bir çalışma prensibi doğrultusunda bir araya getirilmesiyle oluşmuş bir sistemdir. Ana amacın yerine getirilmesi için bir araya getirilmiş alt sistemlerden oluşur. Bu nedenle teknolojik gelişim, alt sistemlerdeki gelişmelerle birlikte takip edilmelidir. Önerilen hiyerarşik yapı, sistemin ana performansına katkıda bulunan kritik alt sistemlerden oluşmaktadır. Bu kritik alt sistemlerin sayısı ve ayrıştırmanın seviyesi, incelenen ana sistemin karmaşıklığına bağlıdır. Teknolojinin bu şekilde kritik alt sistemlerine ayrışmasından elde edilmiş bir hiyererarşik yapıyı kullanarak teknoloji tahmini yapmak, hem teknolojinin fiziksel limitlerini belirlemede, hem de ana sistemin performansının altında yatan nedenleri belirlemede faydalı olacaktır. İkinci önemli nokta ise teknolojik gelişmelerin neden kaynaklandığını anlamaktır. Literatürdeki çoğu uygulamanın aksine, teknolojik gelişimin sebebi zaman değil, "çaba" dır. Dolayısıyla gerçekçi bir teknoloji tahmininde girdi olarak "ortaya konulan çaba"ya ait değişkenler kullanılmalıdır. Bu değişkenlerin belirlenmesi, çalışmada geliştirilen modelin ARGE alt modeli bölümünde anlatılmaktadır. Diğer taraftan, harcanan her çabaya karşılık alınan sonuçlar teknolojik gelişmelerin takip edilebildiği göstergeler yaratır. Bu göstergeler ikiye ayrılmaktadır. Birincisi yenilik denemeleri olarak bilinen patentlerdir. Teknoloji çalışmalarında sıkça kaynak olarak başvurulan patentler, bilimsel ve teknolojik performans gelişimlerinin ilk göstergeleridir. Fakat her patent teknolojik gelişime yol açmaz, bazıları ticari değeri olmayan icatlarla sınırlıdır. Sonraki süreç yenilik fikirlerinin uygulamaya geçmesi ve bu fikirlerin ve patentlerin kullanımından doğan performans göstergeleridir. Bu da ikinci grubu oluşturmaktadır. Karmaşık bir sistem içinde performans göstergeleri birden fazla değişken ile karakterize edilebilmektedir. Modelde bu teknolojik gelişim göstergeleri sistem ve performans alt modellerinin içerisinde incelenecektir. Model oluştururken, girdi ve çıktıların doğru tayini, çalışmanın en önemli kısmını oluşturmaktadır. Bu tez çalışmasında amaç, teknolojilerin karmaşık yapısını kritik alt sistemlerine ayrıştırarak ve teknolojiyi çabanın bir fonksiyonu olarak modelleyerek bir tahmin üretmektir. Bu model; a) ARGE yatırımları, doğa bilimleri, teknoloji arasındaki bağlantıları ve bilgilerin akışını göstererek; b) sistem ve alt sistemler seviyesinde teknolojik gelişimlerin performans ölçülerini açıklayarak; c) sistemin kritik sistemlerine ayrılmasına ilişkin bir model sunarak; ve d) modelin bileşenlerini birbirine bağlayan ve tahmin üreten bir yapay sinir ağı kullanılarak tasarlanmıştır. Bu amacı gerçekleştirmek için üç ana alt modelden faydalanılmıştır. ARGE alt modeli, teknolojik gelişimlere neden olan değişkenlerin nasıl belirlenmesi gerektiğini ve neleri içerebileceğini; sistem alt modeli, ana sistemin kritik alt sistemlerine nasıl ayrılması gerektiğini; performans alt modeli ise ana sistem ve alt sistemlerdeki performans ölçülerinin nasıl belirlenmesi ve ne gibi değişkenler kullanılması gerektiğini içermektedir. Bu tezin akademik literatüre diğer bir katkısı da, teknoloji tahmininde ana sistemin kritik alt sistemlerine nasıl ayrıştırılabileceği ve ne amaçla kullanılabileceğinin açıklanmasıdır. Model, sistemin kritik teknolojilerindeki teknolojik ilerleme ve sistem düzeyinde performans nitelikleri arasındaki nedensel bağlantılar hakkında daha bilgilendirici bir tahmin yapabilmek için tasarlanmıştır. Geliştirilen bu yöntem, teknoloji stratejisi geliştirme, planlama, teknoloji yol haritaları ve kaynak tahsisi kararlarında pratik uygulama alanları bulacaktır. Tez kapsamında, ilk olarak teknolojik gelişimlerin takibi için bütün tanımlamalar yapılacaktır. Alt modellerin tasarımı tamamlandıktan sonra, hangi verilerin kullanılması gerektiği, her bir alt modelin içinde belirlenecek ve geçmiş veriler toplanacaktır. Daha sonraki adım teknoloji tahmininin elde edilmesidir. Alt modeller arasındaki bağlantılar yapay sinir ağları (YSA) ile kurulacaktır. Yapay sinir ağlarının tahmin, sınıflandırma ve ilişki tanımlama problemlerinde başarılı çözümler ürettiği bilinmektedir. Teknolojik gelişimlerin doğrusal olmayan doğası göz önüne alındığında girdi ve geri bildirimlerde zamansal gecikmeler içeren dinamik geri beslemeli zaman serisi NARX (harici girişli doğrusal olmayan otoregresif ağ) ağı teknoloji tahmini problemi için iyi bir çözüm olarak karşımıza çıkmaktadır. Son olarak model ev tipi buzdolabı teknolojilerinin tahmini için uygulanmıştır. Analiz kapsamında, uzmanlarla görüşülmüş ve delfi uygulaması, Türkiye'deki başarılı bir beyaz eşya üreticisi olan bir firmanın Ar-Ge bölümünde çalışan uzmanlara uygulanmıştır. Yapay sinir ağları MATLAB 2014b programı aracılığıyla kullanılmıştır. Çalışmada 1980 – 2014 yıllarına ait geçmiş veri toplanarak 2015-2040 yılları arası tahmin elde edilmiştir. Model, uygulamada başarılı sonuçlar vermiş ve önemli bilgiler elde edilmiştir. Ev tipi buzdolaplarının 2030 yılında olgunluk dönemine ulaşacağı görülse de önümüzdeki yıllarda hala performansında iyileştirme fırsatları mevcuttur. Alt sistemlerdeki gelişmeler incelendiğinde hangi teknolojilerin limitlerine yaklaştığı ve acil radikal değişimler yapılması gerektiği, hangi teknolojilerin geliştirilmeye açık teknolojiler olduğu açıkça görülmektedir. Yalıtım teknolojisinde yüksek performanslar elde edilememesi sebebiyle geliştirilmesi gereken bir teknoloji olduğu göze çarpmaktadır. Isı değiştiricilerin limitlerine yaklaştığı görülmekte ve kompresör teknolojilerinde enerji etkinliği açısından gelişmeler yaşanması beklenmektedir. Soğutucu akışkanlarda çevresel performanslar istenilen düzeylere gelmiş olsa da, bu seviyelerde fiziksel performansların önümüzdeki on yıl süresince daha iyi seviyelere ulaşması beklenmektedir. Son olarak vurgulamak gerekirse, önerilen modelde performans, ARGE değişkenlerinin bir fonksiyonu olarak kurulmuş olsa da, kullanılan verinin zaman serisi olması, zaman bazlı bir tahmin elde etme olanağı sağlamıştır. Çok mertebeli analiz sayesinde, ana sistem ile kritik alt sistemler arasında bağlantıların anlaşılması, teknolojik gelişmelerin alt seviyelere kadar takip edilebilmesi, teknoloji yatırımları üzerine alınacak kararların kalitesinin arttırılmasına olanak sağlayabilecektir. Ayrıca yapay sinir ağı tahmini sayesinde, teknolojik gelişime dair herhangi bir varsayıma dayanmadan tahmin üretebilme olanağı sunulmuştur.