第六章 物流系统预测

1. 第六章 物流系统预测 主要内容 §6.1系统预测概述 §6.2 物流系统需求预测的特征 §6.3 物流系统需求预测的方法 §6.4 基于神经网络的物流系统预测法

2. §6.1系统预测概述 一、系统预测的概念及实质 二、系统预测方法的分类 三、系统预测的一般程序

3. 一、预测的概念 • 预测就是对未来一些不确定的或未知事件的推断或估计。 • 如社会预测、经济预测、科学预测、技术预测、军事预测…… • 物流预测是根据客观事物过去和现在的发展规律，借助科学的方法和手段，对物流管理发展趋势和状况进行分析、描述，形成科学的假设和判断的一种科学理论。 • 凡是影响物流系统活动的因素都是预测对象。例如，物流系统的人力、物力、财力、以及资源、销售、交通，国家的政策方针，经济发展的形势和自然条件等，都是预测的内容。 需求预测 供应预测 市场预测 原材料市场 生产厂家 配送中心 用户 订购预测 订单预测 需求信息 物流领域中的预测

4. 系统预测的实质 • 系统预测的实质 • 分析使系统变化的原因； • 探究系统发展变化的规律； • 从量的变化中找出因果关系； • 根据系统的过去和现在对未来进行判断。 预测就是要从变化中，找出使事物发生变化的固有规律，寻找和研究各种变化的背景及其演变的逻辑关系，去揭示事物未来的面貌，对事物的未来做出判断。 • 系统预测的作用 • 系统预测是编制系统计划的基础 物流系统的存储、运输等各项业务计划都是以预测资料为基础制定的。 • 系统预测是系统决策的依据 决策的前提是预测，正确的决策取决于可靠的预测。

5. 系统预测的概念模型 • 输入——需要处理的信息。（如市场的调研和收集的数据资料） • 扰动——各种主客观因素的影响。（随机因素与偶然因素的影响） • 输出——预测的结果，即对未来目标的判断。（该判断要经过主观努力的争取并接受客观实践的检验，如此不断循环，不断逼近） 系统预测概念模型

6. 系统预测的理论基础 1.惯性原理（连续性原理） • 惯性: 指事物发展变化主要受内因的作用，事物的过去，现在的状态会持续到将来。 • 事物的发展变化具有某种程度的持续性、连贯性。 • 利用这一原则掌握事物变化的内在原因，就能根据已知推测未知，根据过去、现在推测未来。 • 惯性原理: 事物在其发展变化过程中，总有维持或延续原状态的趋向，事物的某些基本特征和性质将随时间的延续而维持下去。 事物惯性的大小，取决于事物本身的动力和外界因素的作用。

7. 系统预测的理论基础 2．类推原理（因果关系原则） • 根据事物发展变化的因果关系，推测事物未来的发展变化规律。 • 事物的存在、发展和变化都受有关因素的影响和制约，事物的存在和变化都有—定的模式。 • 特性相近的事物，在其变化发展过程中，常常有相似之处。于是可以假设在有些情况下、事物之间的发展变化具有类似的地方，依此进行类比，可以由先发事物的变化进程与状况，推测后发类似事物的发展变化。

8. 二、系统预测方法的分类 • 预测技术的种类繁多，据统计有150多种。 • 所有的预测技术可以分为三类： • 判断预测技术 (定性预测) • 时间序列预测技术（定量预测） • 因果预测技术（定量预测） 预测方法详细分类见下图：

9. 预测方法分类图示

10. 三、系统预测的步骤 1. 预测的基本步骤

11. 三、系统预测的步骤 2. 各步骤说明 （1）确定预测目标 预测目的、对象和预测期间。 • 预测目的：明确为什么要预测； • 预测对象：对什么事物进行预测； • 预测期间：对哪个时期进行预测；（1年内为短期，2~5年为中期，5~10年为长期） （2）收集、分析有关资料 包括影响预测对象的各种资料，如预测对象本身发展的历史资料，对预测对象发展变化起作用的各种因素的资料，形成这些资料的历史背景，以及各种影响因素在未来可能出现的情况。 • 预测必须占有大量的、系统的、适用于预测目标的资料； • 预测资料可以分为两类： • 纵向资料（预测对象的历史数据资料） • 横向资料（作用于预测对象的各种影响因素的数据资料）

12. 三、系统预测的步骤 （3）选择预测方法进行预测 选择预测方法，建立预测模型、模型评估和利用模型进行预测。 选择预测方法要考虑以下几个因素： • 预测对象的特点； • 预测范围； • 预测期限的长短； • 预测要求精度； • 占有数据资料的多寡、适应性； • 企业愿为预测支付的费用的大小； • 企业要求得到预测结果所花时间的长短等。

13. 三、系统预测的步骤 （4）分析评价预测方法及预测结果 • 分析预测误差，对结果进行评估。 （5）修正预测结果 • 在误差计算的基础上，通过定性、定量分析，以及预测人员的知识和经验对结果进行修正，使之更加适用于实际情况。 （6）提交预测报告 预测报告的内容包括： • 预测的主要过程； • 预测目标、预测对象及预测要求； • 预测资料的收集方式、方法及其分析结果； • 阐述选择预测方法的原因及建立模型的过程； • 对预测结果进行评价与修正的过程及结论； • 预测结论。

14. §6.2 物流系统需求预测的特征 • 一、物流系统需求的特征 1.需求的时间特性和空间特性 ＊物流需求具有时间特性：即需求是随时间而变化的。 原因：由于销售的增长或下降、需求模式的季节性变化以及多种因素导致的一般性波动。 ＊物流具有空间维度：即需求量在何处发生或需求的空间位置如何。 2.需求的不规则性和规则性 物流需求的变动可能是规则性的，也可能是不规则的。 3.需求的派生性和独立性

15. 需求量 时间 需求规则性变动的几种情况： （1） 水平性发展的需求 随机性需求、无趋势或季节性因素

16. 需求量 时间 需求量 时间 （2） 上升变动趋势的需求 随机性需求，呈上升趋势，无季节性因素

17. 需求量 时间 需求量 时间 （3） 下降变动趋势的需求 随机性需求，呈下降趋势，无季节性因素

18. 需求量 需求量 时间 时间 （4） 季节性或周期性变动趋势的需求 随机性需求，有周期趋势和季节性因素

19. 需求水平 时间 不规则变动的需求

20. §6.2 物流系统需求预测的特征 二、物流系统需求预测的特殊问题 1.新需求预测 2.不规则需求预测 3.地区性预测 4.预测的误差问题

21. §6.3 物流系统需求预测的方法 一、定性预测方法 1.德尔菲法（Delphi） 2.主观概率法 3.领先指标法

22. 1. 德尔菲法（Delphi） • 德尔菲法（Delphi）简介 • 德尔菲法是由美国兰德公司最先提出的一种预测方法。 • 德尔菲法也叫专家调查法。 • 该方法的主要思想：依靠专家小组背靠背的独立判断，来代替面对面的会议，使不同专家意见分歧的幅度和理由都能够表达出来，经过客观的分析，达到符合客观规律的一致意见。 • 预测过程 • 确定预测课题并编制咨询表。 • 选择参与预测的专家（一般以10-50人为宜）。 • 进行四轮次左右的函询与反馈。 • 处理专家们的意见并给出预测结果。

23. 1. 德尔菲法（Delphi） • 德尔菲法的关键步骤 • 挑选专家。聘请企业内、外若干专家，对所需预测的问题组成技术专家小组，但组内成员一般没有人是整个问题的专家。 • 进行函询。向选定的专家组成员发放预测问卷和预测资料，要求专家们根据预测资料，针对预测目标，独立作出自己的回答，提出个人独立的预测结果。 • 函询修正。 • 将专家预测结果进行综合编辑，将不同的专家预测结果整理成新一轮预测的参考资料。 • 把新的参考资料和修改后的预测问卷提供给专家做新一轮的分析和预测。 • 经过多次的重复，直至问题能得到相对集中、意见能相对统一为止。 • 得出预测结果。根据专家们提供的预测结果作出最终的预测结果。 • 德尔菲法的特点 • 匿名性、反馈性、统计性

24. 2. 主观概率法 • 主观概率的概念 在一定条件下，人们对某一事件在未来发生或不发生可能性的估计，反映个人对未来事件的主观判断和信任程度。 简单地说，主观概率就是凭经验或预感而估算出来的概率。 主观概率同客观概率一样，必须符合概率论的基本公理： 主观概率与客观概率的根本区别在于，客观概率具有可检验性，主观概率则不具有这种可检验性。主观概率与个人知识、工作经验、判断能力等都有密切的关系。 • 主观概率法预测 主观概率法预测是指利用主观概率对各种预测意见进行集中整理，得出综合性预测结果的方法。 常用的主观概率法有主观概率加权平均法和累计概率中位数法。

25. 主观概率加权平均法 该方法以主观概率为权数，对各种预测意见进行加权平均，从而求得综合性预测结果。 1.确定主观概率 根据过去预测的准确程度确定各种可能情况的主观概率。 2.计算综合预测值 具体分两步进行： Step1 以主观概率为权重，计算个人预测的期望值； Step2 根据每人判断预测的准确程度确定每人的主观概率，以此为权数，计算各期望值的平均数。 3.计算平均偏差程度，校正预测结果 先将过去若干季度的实际数据和预测数据对比，计算比率、平均比率和平均偏差程度；然后校正预测结果。

26. 例1 某公司邀请甲、乙、丙三名统计员和另外两名计划员对公司明年第一季度的销售额进行预测，三名统计员的预测情况如下表所示；两名计划员预测的期望值分别为950万元、750万元。根据过去经验，三名统计员之间的判断能力不相上下，两名计划员之间的判断准确度也基本相当；但是总体上讲，统计部门比计划部门的判断准确性要更高一些。该公司明年第一季度的销售额预计是多少？

27. 求解：（1）以主观概率为权重，计算三名统计员的预测值：求解：（1）以主观概率为权重，计算三名统计员的预测值： 甲：1000×0.3+800×0.5+600×0.2=820（万元） 乙：1200×0.2+1000×0.6+800×0.2=1000（万元） 丙：900×0.2+700×0.5+500×0.3=680（万元） （2）计算三名统计员预测的平均销售额： （820+1000+680）÷0.3=833.33（万元） （3）计算两名计划员预测的平均销售额： 950×0.5+750×0.5=850（万元） （4）计算统计员和计划员预测的平均销售额： 833.33×0.6+850×0.4=840（万元） （5）校正预测结果： 840×0.98=823.2（万元）

28. 3. 领先指标法 领先指标法又称为先导指标法，就是将各种经济指标分为三种类型：领先指标、同步指标和滞后指标，通过领先指标预测同步指标或滞后指标。 领先指标法的特点：不但可以预测经济的发展趋势，而且可以预测其转折点。 领先指标法的预测步骤： （1）根据预测指标找出领先指标 （2）画出领先指标、同步指标和滞后指标的时间序列图，如图所示： （3）进行预测

29. 时间序列，指观测或记录到的一组按时间顺序排列的历史数据 。 时间序列的概念： §6.3 物流系统需求预测的方法 某企业产品销售资料（1月~8月） 按月排列的销量 某物流公司2001~2008年的货物运输量 按年排列的运输量

30. 时间序列预测 时间序列预测，根据预测对象的历史数据资料，按时间进程组成动态数列，进行分析，预测的方法。 时间序列预测的分类

31. 1. 移动平均预测法 • 以预测对象最近一组历史数据的平均值直接或间接地作为预测值。 • “平均”是取预测对象的时间序列中由远而近，按一定跨期的数据进行平均； • “移动”是指参与平均值计算的实际数据随预测期的推进而不断更新。增加一个新值，同时剔除掉已参与平均计算的最陈旧的一个实际值，保证每次参与计算的实际值个数相同。 某公司2003年1~8月的货物运输量

32. （1） 一次移动平均预测法以本期（t期）移动平均值作为下期（t+1期）的预测值。 式中：Mt(1) ____t时刻的移动平均值 ， 上标 （1）代表一次移动平均； xi ____时间序列代表的实际值； n ____参与平均值计算的实际值个数(跨期) 某公司2003年1~8月的货物运输量

33. 例题2 某物资企业统计了某年度1月至11月的钢材实际销售量，统计结果见表4—2，请用移动平均预测法预测其12月的钢材销售量。

34. 计算结果图表显示 从图上可以看出： （1）用移动平均法计算出的新数列的变化趋势与实际变化情况基本一致； （2）新数列数据波动的范围变小了，并且随参与平均值计算的n值的增加，平均值的波动范围越小。(修匀能力、抗干扰能力) （3）当n值增大，移动平均值对时间序列变化的敏感性降低。

35. 移动平均法对时间序列数据变化的抗干扰能力叫修匀能力。移动平均法对时间序列数据变化的抗干扰能力叫修匀能力。 移动平均法对时间序列数据变化的反应速度叫敏感性。 • 移动平均法的修匀能力与敏感性相互矛盾。 • 当n值增大，移动平均值的修匀能力增加，但同时移动平均值对时间序列变化的敏感性降低。 • 要根据时间序列的特点来确定n值的大小。 • n值的一般选择原则是： （1）由时间序列的数据点的多少而定。数据点多，n可以取得大一些； （2）由时间序列的趋势而定。趋势平稳并基本保持水平状态的，n可以取得大一些； （3）趋势平稳并保持阶梯性或周期性增长的n应该取得小一些；

36. （1）简便易于使用； （2）一次移动平均法能较好地适应水平型历史数据的预测，但不适应带有明显上升或下降的斜坡型历史数据的预测。 主要缺点：由于对分段内部的各数据同等对待，而没有强调近期数据对预测值的影响，如果近期内情况变化发展较快，利用一次移动平均预测会导致较大的误差。 实际上，近期数据对预测值的影响一般更大，为了减少这种误差，可以采取二次移动平均方法。

37. 从图上可以看出，一次移动平均值滞后于历史数据，而二次移动平均值又落后于一次移动平均值。从图上可以看出，一次移动平均值滞后于历史数据，而二次移动平均值又落后于一次移动平均值。 启示：根据历史数据、一次移动平均值、二次移动平均值三者间的滞后关系，可以先求出一次移动平均值与二次移动平均值之间的差值，然后将此差值加到一次移动平均值上，再考虑其趋势变动值，得到接近实际情况的预测值。（二次移动平均预测法的基本思想）

38. （2）二次移动平均预测法 二次移动平均预测法是在求得一次移动平均数、二次移动平均数的基础上，对有线性趋势的时间序列所作的预测。步骤如下： （1）计算一次移动平均值 （2）计算二次移动平均值 其中：Mt(1)—— t时刻的一次移动平均值 Mt(2)——t时刻的二次移动平均值； n：——参与二次平均计算的一次移动平均值的个数 （3）对有线性趋势的时间序列做预测 其中：

39. 例题 某物资企业某年度1月至11月的钢材实际销售量，用二次移动平均预测法预测其12月的钢材销售量。

40. 移动平均预测小结 （1）在外界环境变化较少的情况下，移动平均法是一种有效的预测方法； （2）短期预测效果很好。适用于需求、销售预测、库存管理预测等； （3）需要较多的历史数据，并且计算量较大。

41. 2. 指数平滑法 • 指数平滑预测法，是在移动平均预测法的基础上发展起来的一种特殊的加权平均预测法。 • 包括一次指数平滑预测法，二次指数平滑预测法和高次指数平滑法。 • 特点：计算简单，需要的历史数据较少 • 思路：对离预测期较近的历史数据给予较大的权数，离预测期较远的历史数据给予较小的权数。

42. 一次指数平滑法计算公式 式中：Ft+1(1)——在t+1时刻的一次指数平滑值 (t时刻的下期预测值)； Ft(1)——在t时刻的一次指数平滑值(t时刻预测值)； xt——在t时刻的实际值； ——平滑常数，规定0<<1；

43. 例题某企业对某年度l—11月某种物资的价格情况进行了统计，用一次指数平滑法对该年12月份该物资的市场价格进行预测例题某企业对某年度l—11月某种物资的价格情况进行了统计，用一次指数平滑法对该年12月份该物资的市场价格进行预测 解：设＝0.9，F1(1)＝x1 =200(假定) 依次代入公式得到：

44. （1）初始值F1(1)的确定方法 • 由历史数据得到（算术平均值、加权平均等）； • 定性预测估计。 （2）合理选取平滑系数 取值大小体现了不同时期数据在预测中所占的比例；

45. 例题 某物资企业2002年每月的物资运输量统计如下，用指数平滑法预测2003年一月份的运输量（用不同的平滑常数） 解：设 F1(1)=(x1+x2+x3)=38, =0.1, 0.5, 0.9, 计算结果见下表：

46. 由上图可知： 值越大，近期数据对预测值的影响越大，模型灵敏度越高； 值越小，近期数据对预测值的影响越小，消除了随机波动性，只反映长期的大致发展趋势。 合理确定值，是用指数平滑模型的进行预测的关键。

47. 下期预测值 ＝ 本期实际值的一部分 十 本期预测值的一部分 平滑系数的大小则表明了新、老数据在下期预测计算中的比重。 越大，实际值在预测中占的比重就越大，这就越能体现预测对象当前的变化趋势而忽视它的历史趋势。 越小，历史数据在预测中占的比重就越大，这就越能反映预测对象的历史演变趋势而忽视了当前的变化。 的一般取值原则： (1)初始值的准确性小时， 宜取大些，以强调重视现实状态； (2)初始数据中，只有一部分与预测值拟合较好而大部分不好时，说明历史状况不能较好地反映现实，宜取较大的数值。 (3)时间序列虽有不规则波动，但其长期趋势较为平稳时， 宜取小些，以强调重视总的演变趋势； (4)时间序列波动的频率和振幅都较大，取值要大一些，以强调重视近期实际的变化状态； (5)时间序列波动的频率和振幅较小，取值要小一些，以强调用历史发展趋势预测。

48. 无关系 特征提取 事物及其因素 确定性关系 变量 有关系 非确定性关系 3.回归分析预测法 • 事物之间或事物的各因素之间只处于两种状态：有关系或无关系。 • 如果把事物或事物的各因素用最能反映其本质特征的变量来表示，那么这些变量之间也只能存在两种状态：有关系或无关系。 确定性关系：指一个变量可以被一个或若干个其他变量按一定规律唯一确定，也就是说变量之间的关系能用确定的数学公式来反映，即函数关系。 非确定性关系：变量之间存在着某种关系，但这种关系具有不确定性，这种关系叫做非确定性关系，即相关关系。（大多数事物之间是这种关系）

49. 变量间非确定性的相关关系不能用精确的函数关系式唯一地表达，但在统计学意义上，它们之间的相关关系可以通过统计的方法给出某种函数表达方式，这种用统计方法处理变量间相关关系的方法就是回归分析方法。变量间非确定性的相关关系不能用精确的函数关系式唯一地表达，但在统计学意义上，它们之间的相关关系可以通过统计的方法给出某种函数表达方式，这种用统计方法处理变量间相关关系的方法就是回归分析方法。 • 回归分析预测法是通过收集统计数据，在分析变量间非确定性关系的基础上，找出变量间的统计规律性，并用数学方法把变量间的统计规律表现出来，并在此基础上进行预测。

50. （1） 一元线性回归预测法 例：为了预测汽车薄钢板的年需求量，有关物资企业研究并收集了发达国家汽车制造业近几年间的汽车产量与薄钢板消耗量的数据，见表： • 一元线性回归预测 • 变量间是线性相关关系。 • 只有一个自变量（影响因素），一个因变量。