Laajimmin tunnistettu epävarmuus sisältyy sekä lämpötila- että sadenennusteisiin ja niitä seurataan etenkin ennen juhlapäiviä ja loma-aikoja. Valitettavasti vaihteluvälit kasvavat, kun yritetään ennustaa yhä kauemmas nykyhetkestä. Sadekuurojen ennustamisen vaikeus näkyy varautumisena mahdollisiin sateisiin laajoilla alueilla. Ennusteiden osuvuus parantuu mittausten ja laskennallisten menetelmien kehittymisen myötä. Lisähaasteita tulee ilmastossa esiintyvien muutosilmiöiden kautta.
Epävarmuus on eriasteisena mukana myös koneissa ja teollisuuden prosesseissa. Toimintaolosuhteissa voi olla riskitekijöitä, joiden aktivoitumista pyritään tunnistamaan. Esimerkiksi paperikoneen paperirainan katkeamisen ajankohtaa ei voida ennustaa, mutta sen riskitaso voidaan laskennallisesti määrittää. Väsymisestä seuraavat koneiden rikkoutumiseen johtavat tekijät kumuloituvat toiminnan aikana, kun suurehkot rasitukset tuottavat toistuessaan säröjä. Hyvin suuri rasitus luonnollisesti johtaa vaurioon, mutta kohonneen riskitason yhteydessä viimeinen rasitustapahtuma voi olla myös varsin vähäinen.
Voimme käyttää aikaisempaan kokemukseen perustuvia todennäköisyystarkasteluja rikkoutumisen ennustamiseen. Laskennallisilla menetelmillä voidaan kuitenkin pureutua asiaan syvemmälle, vaikka paperirainan katkeamiselle, sillan romahtamiselle tai koneen rikkoutumiselle ei ole helposti nähtävissä välitöntä syytä. Vauriotapahtuman ennustamista tärkeämpää on kuitenkin arvioida tapahtuman riskitaso. Silloin tilanteeseen voidaan vielä vaikuttaa. Kemianteollisuudessa ja ydinvoimaloissa vaarallisia olosuhteet pyritään tiukasti välttämään prosessin pysäyttämisellä. Voidaan myös toimia pehmeämmin vähentämällä riskiä tai sen kasvua muuttamalla säädön avulla toimintaolosuhteita.
Mittausten ja mallintamisen avulla voidaan rakentaa dynaamisia malleja – digitaalisia kaksosia. Sekä mittauksiin että malleihin liittyy kuitenkin epävarmuutta. Mittaukset voivat perustua harvoin otettaviin näytteisiin, jolloin tapahtumia saattaa mennä ohi. Lisäksi näytteenotossa voi olla paikkaan ja toimintapaan liittyviä puutteita. Epävarmuuden käsittelyyn on kehitetty loogisia ratkaisumenetelmiä. Lotfi Zadeh esitti jo lähes 60 vuotta sitten sumean logiikan, jonka avulla epävarmuus pidetään mukana laskennassa. Vuosien myötä älykkäiden laskennallisten menetelmien valikoima on laajentunut ja monipuolistunut.
Riskitasojen kumuloituminen ja purkautuminen on kuluvan vuoden aikana tullut esille koronan etenemisen tarkasteluissa. Siinä ihmisten keskinäinen toiminta on tullut leviämisen kannalta olennaiseksi tekijäksi, jolla voidaan vaikuttaa pandemian etenemiseen.
Epävarmuudesta ei päästä irti, joten pohjimmiltaan on parempi olla suunnilleen oikeassa kuin täsmälleen väärässä. Matematiikka ja luonnontieteet tuovat työkaluja myös muutoksiin, vaihteluihin ja trendeihin liittyvän epävarmuuden käsittelyyn. Lisätään ne työkaluihimme. •
Esko Juuso