.,第四章物流需求預測方法與模型,.,第一節(jié)物流需求特征與需求預測方法第二節(jié)地區(qū)間的物流量需求預測方法第三節(jié)制造企業(yè)的物流需求預測方法第四節(jié)物流企業(yè)的市場需求預測方法與模型,.,一、物流需求的特征1派生性。即物的位移和儲存及其服務、信息的需要是社會經濟活動所產生的。2復雜性。即影響物流需求變化規(guī)律的因素是多樣、多變的；物流需求既有一定規(guī)律性，又有隨機性。3時效性。即物流需求是隨時間的移動而變化的，宏觀上與微觀上的階段與時間變化都會影響物流的品類、空間分布、對服務的要求、對費用的適應、對時機的要求。4地域性。即物流需求與空間環(huán)境有密切的關系，不同的自然環(huán)境、社會環(huán)境、經濟環(huán)境決定了不同的物流特征與規(guī)律。,第一節(jié)物流需求特征與需求預測的作用,.,二、各種情形的物流需求的特點,1城市及區(qū)域的物流需求城市及區(qū)域物流需求的產生與社會經濟活動（制造、消費）相關聯，其分布受生產力布局、生產資源分布、生產制造模式、消費者分布、運輸倉儲設施布局等影響，且呈現特定空間形態(tài)，同時物流需求與供給相互影響互相制約。,.,2制造企業(yè)的物流需求制造企業(yè)的物流需求與生產流程密切相關。傳統(tǒng)的制造業(yè)生產流程中，每個環(huán)節(jié)均保有庫存，制造流程周期長，物料需求隨機性大，難以控制。融入了電子商務技術、先進制造技術的生產流程，實現了生產的并行化、流程的簡化、需求的實時化，中間環(huán)節(jié)的庫存水平低，制造流程周期短，需求預測較為容易實現，面向訂單式的生產流程更是實現了物流需求的實時化。3物流企業(yè)的物流需求物流企業(yè)的物流需求與市場需求和企業(yè)發(fā)展目標關聯。物流市場需求主要由行業(yè)（產業(yè)）需求量、需求結構、需求種類等體現，企業(yè)發(fā)展目標決定著企業(yè)物流服務對象、物流服務范圍、物流服務水平與物流服務規(guī)模。,.,三、物流需求預測的意義,1物流需求預測是分析物流業(yè)發(fā)展變化規(guī)律的基礎2物流需求預測是制造企業(yè)及物流企業(yè)經營管理決策的依據3物流需求預測是物流規(guī)劃與設計的依據4物流需求預測是物流技術設備配置設計的依據,.,第二節(jié)地區(qū)間的物流量預測方法,一、物流量需求的基本概念,1、物流純流動與L-OD,物流純流動是單位物品從始發(fā)地（Origination，簡稱O點）到達目的地（Destination，簡稱D點）的流動過程，也可以簡稱L-OD。,地區(qū)間的物流量預測是揭示城市或區(qū)域內各個地區(qū)之間物流大小、方向、品類及使用方式的基本方法。,.,.,圖示為期望線圖，實線部分代表物流出行的期望線，線條的寬度代表起點i與迄點j間的物流交換量lij。1、2、n等代表小區(qū)號；其中n-1、n-2等代表外區(qū)號。,2、物流期望線與LOD表,.,下表所示為物流出行的矩陣表，簡稱LOD表。,（i1，2，3，n）,（j1，2，3，n）,.,二、基于L-OD的物流需求預測基本原理與過程,.,三物流分區(qū)劃分及物流調查,1、物流區(qū)劃分及物流分區(qū)原則所謂物流區(qū)劃是指將物流項目所在地區(qū)及其影響區(qū)域細分為小的區(qū)域的工作過程，其目的是為了更準確地確定物流（O點）與（D點）的位置。,物流區(qū)劃的原則如下：盡量按照行政區(qū)劃進行劃分，以利于調查資料的收集；必要的話，也可以將人工邊界（鐵路線、隧道等）、自然邊界（河流、山脈等）作為小區(qū)的邊界；小區(qū)數量要與規(guī)劃預測工作相協調，合理安排工作量；每個物流區(qū)的用地性質盡量一致；以調查區(qū)為研究重點，結合調查點的分布情況將物流分區(qū)細化，可分為直接與間接影響區(qū)，一般間接影響區(qū)得劃分可粗一些，盡量按方向合并成大一些的區(qū)域。,.,2、物流需求預測的調查（1）物流需求預測所需基礎資料自然環(huán)境資料社會經濟資料城市總體規(guī)劃或區(qū)域規(guī)劃資料土地利用規(guī)劃或土地規(guī)劃資料物流基礎設施狀況與物流相關企業(yè)的現狀及未來發(fā)展情況（2）全年物流量調查為了把握全年物流總輸入量和總輸送量，應以企業(yè)為單位對全年分種類的出入貨重量、輸送方式的使用比例、發(fā)貨的重量比例、月發(fā)貨的重量比例等進行逐一統(tǒng)計并匯總。（3）三日流動抽樣調查為了詳細把握貨物的流動情況，對近期某連續(xù)的3個平常日內的物流企業(yè)的發(fā)貨情況包括每件貨物的品名、收貨人企業(yè)種類、收貨地、發(fā)貨重量、運輸路線、發(fā)貨時間、在途時間、運輸費用等進行調查。,.,四、基于L-OD的物流需求預測主要模型,1、物流生成預測,物流生成預測是分析計算各分區(qū)的物流生成量，即根據當前各分區(qū)的物流發(fā)生量與吸引量、當前的社會經濟特征值等，找出它們之間的相互關系，然后根據未來各區(qū)的社會經濟發(fā)展值，預測出各分區(qū)的發(fā)生物流量、吸引物流量,物流生成量的影響因素示意圖,.,回歸分析法根據因變量和自變量的因果關系來預測事物未來的因變量。一元線性回歸模型。一元線性回歸是描述一個自變量與一個因變量之間線性關系的分析模型，又稱回歸方程或回歸直線。一般形式是：,其中：預測區(qū)的物流發(fā)生量或吸引量常數；回歸系數。影響貨源產生的因素。,.,其中：P.or.A預測區(qū)的物流發(fā)生量或吸引量；Xi影響物流產生的因素，如人口數、工廠建筑面積、倉庫面積、GDP、車輛數量、人均消費水平、人均收入水平等。確定參數k時，Xi取現值；預測P或A時，Xi取未來規(guī)劃值；Ki參數，根據資料由最小二乘法確定。,多元線性回歸模型。其模型如下：,.,彈性系數法彈性系數是物流量的增長率與國民經濟發(fā)展的增長率之間的比例，即：彈性系數物流量增長率國民經濟發(fā)展的增長率若已知及，則可知，未來的P或A就可計算，即：現狀的物流發(fā)生量或吸引量；預測年限,.,2、物流分布預測,物流分布預測是分析計算各分區(qū)之間的物流交換量，即根據各分區(qū)現狀的物流交換量以及未來的發(fā)生、吸引量，找出各分區(qū)未來的空間交換量。影響分區(qū)之間物流交換量的因素很多，如：兩個分區(qū)自身的經濟發(fā)展水平，生產與消費水平，兩個分區(qū)之間的資源、生產、消費的互補性，兩個分區(qū)之間的空間距離和物流通道的能力與費用等。物流分布預測常用的方法有增長系數法和重力模型。,.,常增長系數法增長系數法是在現狀分布量的基礎上按一定的增長率推算未來的分布量。此法簡單、方便，常見的有常系數法和平均系數法。當經濟發(fā)展、土地使用、物流源布局、物流設施等有較大變化時，此法誤差較大。常增長系數法利用全規(guī)劃區(qū)現狀物流發(fā)生總量或吸引總量與未來物流發(fā)生總量或吸引總量之間的增長率，計算分區(qū)之間的物流分布量，計算公式為：,式中：lij、loij分別是為未來及現狀i區(qū)到j區(qū)的物流分布量；Pi、Poi分別為未來及現狀分區(qū)物流發(fā)生總量；Ai、Aoi分別為未來及現狀分區(qū)物流發(fā)生總量。,.,平均增長系數法實際中，每個分區(qū)的發(fā)生率與吸引率不平衡，為了減少誤差，常采用平均增長系數法，計算公式為：,用上式計算出的一般不會滿足約束條件：、因此，需要進行反復迭代計算，在第次計算出之后，得出，新的增長系數：,則第次的計算公式為：,如此反復計算，直到、收斂到等于或接近1為止。,.,常用的重力模型如下：式中：分區(qū)i到j分區(qū)的物流分布量分區(qū)i的社會經濟、資源分布、生產力布局等情況分區(qū)j的社會經濟、生產力布局、消費分布等情況重力模型系數分區(qū)i與分區(qū)j之間的阻抗參數.,重力模型重力模型是運用物理學知識，模仿萬有引力定律構造的模擬模式，它是反映i區(qū)與j區(qū)的物流交換量與i區(qū)和j區(qū)的社會經濟活動的乘積成正比，而與i區(qū)及j區(qū)之間的阻抗成反比的一種空間模擬模型。,.,雙約束重力模型要求在每一次計算過程中向發(fā)生量趨近的同時也向吸引量趨近，目前在規(guī)劃中應用最廣泛、精度亦最好。,k1,k2重力模型系數，它們保證模型計算過程中預測值同時滿足等于發(fā)生總量及吸引總量；fiji區(qū)與j區(qū)之間的阻抗。,.,3、物流鏈選擇,物流鏈是指由主要物流通道和若干物流節(jié)點組成的物流服務體系，常見的物流鏈形式有單一鏈（如基于鐵路的物流鏈、基于公路的物流鏈、基于航空的物流鏈、基于水運的物流鏈）以及綜合鏈兩種基本形式。物流鏈的選擇會受到物品的自然屬性、經濟屬性的影響，也受到物流網絡線路與節(jié)點的技術特征、經濟特征的影響，有時候還受到地區(qū)的消費水平、服務水平、生產制造水平的影響。決策者選擇物流鏈是遵循效用最大化的行為假設來選擇的，事實上每個決策者選擇物流鏈的標準是不相同的。,.,式中：分區(qū)i到分區(qū)j，在l種物流鏈中選擇物流鏈m的比重，也稱為m鏈的分擔率；待定系數；自然對數的底,在物流鏈選擇的方法中有多種模型，如比例模型、分對數模型和概率模型。概率模型也稱為ProbitModel，是選擇決策中的一種比較常用的模型其函數形式可表達為：,.,分區(qū)i到分區(qū)j的第m個物流鏈的阻抗，也可以看成選擇m鏈所支付的廣義費用。,廣義費用通常由時間、費用、服務水平等因素構成，其計算公式可表達為：,式中：a、b、g為待定系數，可由調查所獲得的若干組測量數據按最小二乘法來確定；Tijm分區(qū)i到分區(qū)j，物流鏈m所消耗的時間；Pijm分區(qū)i到分區(qū)j，物流鏈m的費用；Sijm分區(qū)i到分區(qū)j，物流鏈m的服務水平，可以是該物流鏈在安全、可靠、準確、信息等方面的狀態(tài)。,.,4、物流網路分配,物流網絡分配是指確定物流網絡上的各線路與各節(jié)點的物流量。物流網絡的分配問題是一個復雜的動態(tài)的網絡優(yōu)化問題，理論上講有兩類分配方法，一類是利用數學規(guī)劃模型來尋找分配量，例如使用最大割最小權的多商品流模型（MCFP）來求解網絡上的物流分配量，另一類是網絡分配中常用的模擬方法，一般有最短路法、靜態(tài)多路徑法、概率分配法、動態(tài)多路徑法等，這里介紹最短路分配法。最短路分配是一種靜態(tài)的單一路徑的物流分配方法，在進行分配工作時，取兩節(jié)點間的廣義費用（出行時間或費用）為常數，即假設在兩節(jié)點間的速度不受網絡負荷的影響，運輸、裝卸和存儲費用保持不變。空間上的L-OD量被全部分配在連接該起點和終點的最少費用的路徑上，即最短路上，其他路徑分配不到L-OD，其分配計算的框圖如圖所示：,.,最短路分配法的計算框圖,.,實例說明最短路物流分配法下面以一個簡單示例說明最短路物流分配法的分配過程?！纠?-1】在圖4-10所示的物流網絡中，物流節(jié)點1，3，7，9為A，B，C，D四分區(qū)的質心，即代表各分區(qū)的中心點，四個分區(qū)的L-OD矩陣如表4-11所示?！窘狻浚?）確定兩物流節(jié)點間的廣義費用在用最短路分配物流量時，先確定兩物流節(jié)點間物流廣義費用c(i，j)，在該法中取c(i，j)為常數。本例廣義費用如圖4-11所示。,.,表4-11OD矩陣,（2）確定最短路線。網絡上兩點之間的最短路徑可用多種方法來尋求，如Dijkstra算法、Floyd算法等確定。通過標號法確定的最短路徑如表4-12所示。,表4-12最短路徑,.,（3）分配OD量將各起終點之間的L-OD量分配到該OD起終點相對應的最短路徑上并累加，得圖4-12所示的分配結果。,事實上，實際問題中，物流網絡的分配問題是一個動態(tài)的多路徑的問題，這樣就有靜態(tài)多路徑法、概率分配法、動態(tài)多路徑法等方法。得到物流往來上的各線路和各節(jié)點的物流量后，就能夠評判物流網絡與物流需求是否協調，為物流設施的布局、物流通道的布局、物流技術的改善提供依據。,.,制造企業(yè)的物流需求是指生產制造中各個環(huán)節(jié)與各流程上的采購量、運輸量、零部件及成品庫存量、配送量等的總稱，如下圖所示。以上這些需求量的預測主要依賴于生產計劃。,第三節(jié)制造企業(yè)的物流需求預測方法,一、制造企業(yè)的需求概述,制造企業(yè)物流需求構成圖,.,制造企業(yè)的物流需求可以分為分獨立需求和相關需求。,獨立需求和相關需求的區(qū)別與聯系,.,2、基于MRP原理的制造企業(yè)物流需求預測原理,MRP(制造資源計劃)是從整個制造流程最優(yōu)的角度出發(fā)，運用科學的方法，對企業(yè)的各種制造資源和企業(yè)生產經營各環(huán)節(jié)實行合理有效地計劃、組織、控制和協調的一種生產管理方法。它既能保持連續(xù)均衡生產，又能最大限度地降低各個環(huán)節(jié)上的物流成本。,MRP的計劃與執(zhí)行過程,.,MRP處理物流需求的基本原理,.,3、基于MRP原理的制造企業(yè)物流需求預測的三個步驟,通過制造企業(yè)的物流需求計算的流程圖可看出，利用MRP進行制造企業(yè)物流需求預測主要分為三個步驟：第一步：根據產品和市場計劃，確定生產計劃大綱及主產品計劃，確定產品及部件量，推算出銷售量及成品庫存量；第二步：在主產品結構清單及庫存狀態(tài)文件已知的前提下，推算出零部件庫存量；第三步：根據物料需求計劃的輸出，推算出零部件采購量、運輸量。,.,物流企業(yè)的市場需求主要是指企業(yè)所在地區(qū)或行業(yè)領域中的需求量和特征的總稱。其市場需求預測就是通過調查，推測物流市場的變化及其規(guī)律。,一、物流企業(yè)的市場需求預測概述,1、物流市場需求預測的一般思路及步驟（1）明確問題，制定預測目標與計劃（2）搜集并建立數據庫（3）選定方法和建立模型（4）檢驗模型，進行預測（5）分析誤差，評價結果（6）提交預測成果（7）預測結果的事后驗證,第四節(jié)物流企業(yè)的市場需求預測方法與模型,.,物流市場調查程序,.,1、定性分析德爾菲法（Delphi）2、定量分析按照時間特征分：趨勢外推法、因果分析法3、其他方法物流細分法ABC分析,二、物流市場需求的主要預測方法,.,定性分析定性預測技術又稱判斷預測技術，它是在一種特別的組織形式下，搜集多個人對預測對象所作的判斷，然后進行歸納的方法。這種方法簡單、易行、實用，適用于數據奇缺或難于作定量分析的情況。這類方法一般用于中長期預測，常用的效果較好的有德爾菲法、主觀概率法、市場調查法、部門負責人評判意見法、銷售人員估計法及歷史類比法等。,.,德爾菲法（Delphi）,選定專家：與預測問題有關的（10人-15人），建立聯系：采用信件、郵件、電話等方式，征求意見：與問題有關的意見，整理、綜合、歸納，反饋意見：再匿名反饋問題的意見給專家。按這種方式多次反復，直至使專家們的意見趨于一致為止，最后得出預測結論。,.,工作步驟：選擇專家。專家人數的確定依據鎖預測的問題的復雜性和所需知識面的寬窄，一般以10人15人為宜。所選擇的專家彼此不發(fā)生聯系，只用書信的方式與預測人員直接發(fā)生聯系。編制并郵寄“專家應答表”。首次交往需向專家介紹預測的目的，提供現有的相關資料，并郵寄“專家應答表”。分析整理“專家應答表”。收集專家的意見和反應，整理“專家應答表”，進行綜合、分析、歸納等工作。與專家反復交換意見。將整理、分析、歸納和綜合的結果反饋給各專家并進一步提供有關資料，讓專家修訂自己的意見，填寫“專家應答表”，如此反復進行直至得出預測結論。將最終預測結論函告各位專家并致謝。,.,德爾菲法的優(yōu)勢：可以消除召開專家討論會所出現的隨聲附和、崇拜專家、固持己見和有顧慮等弊病；可使意見迅速集中。這種方法是在假設預測項目的各因素之間無交互作用的前提下進行的，因此有一定的局限性。,.,定量分析趨勢分析時間序列分析由于事物的時間序列展示了事物在一定的時期內的發(fā)展變化過程,因而可以從事物的時間序列分析入手,尋找出事物的變化特征及變化趨勢,并通過選擇適當的模型形式和模型參數建立預測模型。趨勢分析是用事物過去的變化特征描述和預測未來的變化特征。這種方法適宜對各種事物進行中、短期預測。,趨勢外推分析示意圖,.,1、移動平均法,式中，時期的時間序列的移動平均值；時間序列的第個元素；參與平均的實際值個數。,移動平均預測使用預測對象的時間序列中最近一組實際值的算術平均值，參與平均的實際值隨預測期的推進而更新，并且每一個新的實際值參與到平均值時，都要剔除掉已參與平均值中最陳舊的一個實際值，以保證每次參與平均的實際值都有相同的個數，由此推出移動平均法的計算公式：,.,式中，時期的一次指數平滑值（時期的預測值）；時期的預測值；時期的實際值，=，時期的實際值；阿爾發(fā)因數或平滑指數（1）。,2、指數平滑法,指數平滑是根據以前的需求水平和預測水平的加權平均數估算的未來預測值為基礎的。它是在移動平均法的基礎上發(fā)展起來的一種預測方法，包括一次指數平滑法、二次指數平滑法和高次指數平滑法。一次指數平滑法利用時間序列中本期的實際值與本期的預測值加權平均作為下一次的預測值，該模型的基本公式為：,.,3.外延平滑法。外延平滑(ExtendedSmoothing)可以外延到包括趨勢值和季節(jié)波動等要考慮的因素。外延平滑的計算類似于基本指數平滑模型的計算，可用最低限度的記錄保存，迅速地計算新的預測。外延技術的主要特點是只考慮了直接趨勢值和季節(jié)因數成分，沒有正確地細分每一預測部分，因而過分敏感，影響預測精度。4.適應性平滑法。適應性平滑（AdaptiveSmoothing）提供了定期考察的有效方法?？梢栽诿恳淮晤A測結束時進行考察，以便確定能產生完美預測的精確數值。如果近期的實際值表現出很大的變化時，所增加的反應將會減少預測的誤差。隨著預測誤差的減少，跟蹤信號會自動地將平滑常數返回到其原始數值上去。,.,因果分析因果分析是就預測對象與其影響因素的聯系進行分析,建立預測對象與其所能觀察到的相關度強的變量間模型的方法。如圖所示，y表示預測因子；x表示預測對象有關的自變量；x1，x2，x3,xn為直接影響因素；xnn為間接影響因素。,因果分析示意圖,.,其它方法物流細分法物流細分就是分