1、Data, Model and Decisions數(shù)據(jù)、模型與決策Session 14Forecasting預(yù)測(cè)Session TopicsSome Forecasting Applications 一些預(yù)測(cè)實(shí)際應(yīng)用Types of Forecasting 預(yù)測(cè)的類(lèi)型Demand Management 需求管理Qualitative Forecasting Methods定性預(yù)測(cè)方法Quantitative Forecasting Methods定量預(yù)測(cè)方法 Sales Forecasting銷(xiāo)售預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用美力特黃銅制品公司（Merit Brass）是一個(gè)家族所有的公司，供應(yīng)管材、閥門(mén)及配

2、件領(lǐng)域的上千種產(chǎn)品。1990年，公司提出了一個(gè)強(qiáng)調(diào)將管理科學(xué)方法應(yīng)用于統(tǒng)計(jì)銷(xiāo)售預(yù)測(cè)和成品庫(kù)存管理（兩項(xiàng)十分關(guān)鍵的活動(dòng)）的現(xiàn)代化項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目使得顧客服務(wù)（以產(chǎn)品可獲得率衡量）得到改進(jìn)，同時(shí)費(fèi)用大幅降低 這不是我們所需要的嗎？想想看！Sales Forecasting銷(xiāo)售預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用西班牙電力企業(yè)，Hidroelctrica Espaol，開(kāi)發(fā)并采用了一套管理科學(xué)模型來(lái)輔助管理水力發(fā)電的水庫(kù)系統(tǒng)。這些模型是依靠對(duì)能源的需求（公司的銷(xiāo)售）和水庫(kù)流入量的預(yù)測(cè)來(lái)驅(qū)動(dòng)的。一個(gè)復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型被用來(lái)預(yù)測(cè)對(duì)能源的短期和長(zhǎng)期的需求。一個(gè)水文預(yù)測(cè)模型提供了對(duì)水庫(kù)流入量的預(yù)測(cè) Sales Forecastin

3、g銷(xiāo)售預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用航空公司現(xiàn)在非常依賴(lài)于在收取不看重價(jià)格的商務(wù)人員旅行支付的高額票價(jià)的同時(shí)向其他人提供折扣票價(jià)以填滿(mǎn)座位。座位的數(shù)目在不同的運(yùn)費(fèi)等級(jí)上如何分配的決策對(duì)利潤(rùn)最大化來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵的。美洲航空公司（American Airlines）使用對(duì)每一種票價(jià)需求的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)來(lái)做出這項(xiàng)決策的 Spare Parts Demand Forecasting備件需求的預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用美洲航空公司（American Airlines）使用一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)分配和計(jì)劃系統(tǒng)（Rotatable Allocation and Planning System，RAPS）的系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)對(duì)旋轉(zhuǎn)部件的需求，并幫助將這

4、些部件分送到各個(gè)機(jī)場(chǎng)。這個(gè)統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)使用了18個(gè)月的部件以及飛行小時(shí)的數(shù)據(jù)，以計(jì)劃飛行小時(shí)為基礎(chǔ)提前進(jìn)行項(xiàng)目編制。Forecasting Production Yields合格品率的預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用艾爾巴古微電子公司（Albuquerque Microelectronics Operation）是一個(gè)固定散熱（radiation-Hardened）芯片的專(zhuān)業(yè)制造商。生產(chǎn)芯片的第一個(gè)步驟晶片制造，有一個(gè)連續(xù)但不穩(wěn)定的合格品率。對(duì)于一件產(chǎn)品其合格品率在最初的幾批中會(huì)很?。?到40%），以后會(huì)逐步上升到較高水平（35%到75%）。于是一種針對(duì)于這種上升趨勢(shì)的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)方法就被使用來(lái)預(yù)測(cè)合格品率 Forec

5、asting Economic Trends經(jīng)濟(jì)趨勢(shì)預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用美國(guó)勞工部（US Department of Labor）與一家咨詢(xún)公司簽訂了一項(xiàng)協(xié)議，開(kāi)發(fā)失業(yè)保險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)模型（UIEFM），這個(gè)模型現(xiàn)在已經(jīng)被全國(guó)各州的就業(yè)安全機(jī)構(gòu)所使用。通過(guò)對(duì)基本經(jīng)濟(jì)因素如失業(yè)率、工資水平、失業(yè)保險(xiǎn)所覆蓋的勞動(dòng)力人數(shù)等的預(yù)計(jì)，UIEFM預(yù)測(cè)一個(gè)州要支付多少失業(yè)保險(xiǎn)金。通過(guò)對(duì)州失業(yè)保險(xiǎn)基金稅收收入的預(yù)計(jì)，UIEFM還能夠預(yù)測(cè)基金10年的收支 Forecasting Staffing Needs雇員需求預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用聯(lián)合航空公司（United Airlines）在它的11個(gè)預(yù)定處擁有超過(guò)4000名預(yù)定銷(xiāo)售代理

6、及支持人員，在10個(gè)最大的機(jī)場(chǎng)有大約1000名顧客服務(wù)代理人，一個(gè)計(jì)算機(jī)化的計(jì)劃系統(tǒng)已被用來(lái)為這些雇員設(shè)計(jì)工作計(jì)劃。盡管一些其他的管理科學(xué)技術(shù)（包括線性規(guī)劃）也被應(yīng)用于系統(tǒng)中，但是對(duì)雇員需求的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)仍是一個(gè)關(guān)鍵的部分。這個(gè)系統(tǒng)除了每年為公司節(jié)省超過(guò)600萬(wàn)美元的開(kāi)支以外，還改進(jìn)了顧客服務(wù)，減少了對(duì)直接人員的需求 Forecasting Staffing Needs雇員需求預(yù)測(cè) 實(shí)際應(yīng)用L.L.Bean是一家高檔戶(hù)外用品及服飾的主要零售商。超過(guò)70%的銷(xiāo)售是通過(guò)在公司的呼叫中心下達(dá)訂單后完成的。呼叫中心提供了兩個(gè)800號(hào)碼，一個(gè)用于下達(dá)訂單，另一個(gè)用于詢(xún)問(wèn)和反映問(wèn)題。每個(gè)公司的代理人都為應(yīng)答這

7、兩個(gè)800電話中的一個(gè)而接受了訓(xùn)練。因此，不同的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)模型被用于對(duì)兩個(gè)800號(hào)碼的人員周需求量進(jìn)行預(yù)測(cè)。經(jīng)過(guò)精確改進(jìn)的模型通過(guò)提高計(jì)劃有效性每年為L(zhǎng).L.Bean公司節(jié)約了30萬(wàn)美元 組織預(yù)測(cè)變量Interfaces 期號(hào)Merit Brass Co. 最終產(chǎn)品的銷(xiāo)售量1993, 1/2Hidroelctrica Espaol 能源需求1990, 1/2American Airlines 不同等級(jí)座位的需求量1992, 1/2American Airlines 維修飛機(jī)的備件需求量1989, 7/8Albuquerque Microelectronics 晶片的合格率1994, 3/4U.S

8、. Department of Labor 失業(yè)保險(xiǎn)支付額1988, 3/4United Airlines 代理處和機(jī)場(chǎng)的需求1986, 1/2L.L.Bean 呼叫中心的人員需求1995, 11/12Some Applications of Forecasting Methods預(yù)測(cè)方法的一些應(yīng)用 5Types of Forecasts預(yù)測(cè)的類(lèi)型定性預(yù)測(cè)（Qualitative）屬于主觀判斷（Judgmental)，基于估計(jì)和評(píng)價(jià)定量預(yù)測(cè)（Quantitative）時(shí)間序列分析（Time Series Analysis）因果分析（Causal Relationships）仿真模擬（Simul

9、ation） 6Components of Demand需求的構(gòu)成1234xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx年銷(xiāo)售量銷(xiāo)售趨勢(shì)是怎樣的？7Worth Noting Trends值得注意的趨勢(shì)一段時(shí)期內(nèi)的平均需求（Average Demand）需求趨勢(shì)（A Trend）季節(jié)因素（Seasonal Element）周期因素（Cyclical Element）隨機(jī)因素（Rand Variation）自相關(guān)（Autocorrelation）8Qualitative Methods定性方法一般預(yù)測(cè)（Grass Roots）市場(chǎng)調(diào)研（Market

10、Research）小組共識(shí)（Panel Consensus）歷史類(lèi)比（Historical Analogy）德?tīng)柗品ǎ―elphi Method）10Delphi Method德?tīng)柗品ㄟx擇具有不同知識(shí)背景的參與專(zhuān)家.通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查（或電子郵件）從專(zhuān)家處獲得預(yù)測(cè)信息匯總調(diào)查結(jié)果，附加新的問(wèn)題重新發(fā)給專(zhuān)家再次匯總，提煉預(yù)測(cè)結(jié)果和條件，再次形成新問(wèn)題如有必要，重復(fù)前一步驟，將最終結(jié)果發(fā)給所有專(zhuān)家12Judgmental Forecasting In Firms公司中的主觀預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)技術(shù)LowSales $500M經(jīng)理意見(jiàn)40.7%39.6%部門(mén)主管集體討論40.7%41.6%銷(xiāo)售人員意見(jiàn)匯集29.6%3

11、5.4%公司數(shù)目2748Source: Nada Sanders and Karl Mandrodt (1994) “Practitioners Continue to Rely on Judgmental Forecasting Methods Instead of Quantitative Methods,” Interfaces, vol. 24, no. 2, pp. 92-100.13Quantitative Forecasting In Firms公司中的定量預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)技術(shù)LowSales $500M移動(dòng)平均29.6%29.2%直線延展14.8%14.6%天真預(yù)測(cè)18.5%14.6%

12、指數(shù)平滑14.8%20.8%回歸22.2%27.1%仿真3.7%10.4%經(jīng)典分解3.7%8.3%Box-Jenkins3.7%6.3%公司數(shù)目2748Source: Nada Sanders and Karl Mandrodt (1994) “Practitioners Continue to Rely on Judgmental Forecasting Methods Instead of Quantitative Methods,” Interfaces, vol. 24, no. 2, pp. 92-100.14Time Series Analysis時(shí)間序列分析企業(yè)選用哪一種預(yù)測(cè)模型

13、取決于：預(yù)測(cè)的時(shí)間范圍能否獲得相關(guān)數(shù)據(jù)所需的預(yù)測(cè)精度預(yù)測(cè)預(yù)算的規(guī)模合適的預(yù)測(cè)人員企業(yè)的柔性程度15Simple Moving Average簡(jiǎn)單移動(dòng)平均Ft :對(duì)下一期的預(yù)測(cè)值N :移動(dòng)平均的時(shí)期個(gè)數(shù)At-I :前I期的實(shí)際值Simple Moving Average簡(jiǎn)單移動(dòng)平均Simple Moving Average簡(jiǎn)單移動(dòng)平均20Weighted Moving Average加權(quán)移動(dòng)平均在前三期需求值與各自權(quán)重的基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)第四期的需求權(quán)重: t-1.5t-2.3t-3.221Weighted Moving Average加權(quán)移動(dòng)平均24Exponential Smoothing指數(shù)平滑假

14、設(shè)：近期的數(shù)據(jù)比早期的數(shù)據(jù)更能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未，因此需要最近的數(shù)據(jù)的權(quán)重就要比以前的數(shù)據(jù)的權(quán)重要大Ft = Ft-1 + a(At-1 - Ft-1)25用 a=.10 和 a=.60. 求預(yù)測(cè)值令 F1=D1 Exponential Smoothing指數(shù)平滑Exponential Smoothing指數(shù)平滑27Effect of a on Forecast a 對(duì)預(yù)測(cè)的影響30Forecast Errors預(yù)測(cè)誤差誤差分為偏移誤差和隨機(jī)誤差偏移誤差來(lái)源：未包含正確變量、變量間關(guān)系定義錯(cuò)誤、趨勢(shì)曲線不正確、季節(jié)性需求偏離正常軌道、存在某些隱式趨勢(shì)隨機(jī)誤差是無(wú)法有預(yù)測(cè)模型解釋的誤差項(xiàng)Comput

15、er Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù)過(guò)去三年中每個(gè)季度CCW日接到的平均電話數(shù) 案例研究Computer Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù) 案例研究這個(gè)電子表格記錄了將25%規(guī)則應(yīng)用于過(guò)去三年來(lái)預(yù)測(cè)下一個(gè)季度的呼叫量 案例研究Computer Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù)通過(guò)實(shí)際日平均呼叫量除以相應(yīng)的季節(jié)性因子得到CCW問(wèn)題的季節(jié)調(diào)整時(shí)間序列 案例研究Computer Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù)季節(jié)調(diào)整時(shí)間序列 案例研究Computer Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù)有季節(jié)調(diào)整的移動(dòng)平均方法應(yīng)用 案例研究Com

16、puter Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù)有季節(jié)調(diào)整的指數(shù)平滑方法 案例研究Computer Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù)趨勢(shì)線顯示了這個(gè)數(shù)量基本的向上的趨勢(shì) 案例研究Computer Club Warehouse 計(jì)算機(jī)俱樂(lè)部倉(cāng)庫(kù)有季節(jié)調(diào)整的趨勢(shì)性指數(shù)平滑方法 組織預(yù)測(cè)變量預(yù)測(cè)方法Merit Brass Co.最終產(chǎn)品的銷(xiāo)售量指數(shù)平滑Hidroelectrica Espanol能源需求ARIMA（Box-Jenkins）American Airlines不同等級(jí)座位的需求指數(shù)平滑American Airlines維修飛機(jī)備件的需求線性回歸Albuquerque Microelectronics晶片的合格率指數(shù)平滑U.S.Department of Labor失業(yè)保險(xiǎn)支付額線性回歸United Airlines代表處和機(jī)場(chǎng)的需求 ARIMAL.L.Bean呼叫中心的人員需求ARIMAForecasting in Practice實(shí)踐