第03章 需求预测

生产与运作管理山西大学管理学院范建平博士Production&OperationsManagement第3章需求预测3.1预测3.2定性预测方法3.3定量预测方法3.4预测误差及监控山西大学管理学院3.1.1预测及其分类3.1.2影响需求预测的因素3.1.3预测分类3.1.3预测的一般步骤3.1预测山西大学管理学院预测是对未来可能发生的情况的预计和推测.“凡事预则立，不预则废”。预测为人们提供了即将发生的情况的信息，增加了成功的机会。预测不是一门精确的科学，它是科学与艺术的结合。预测离不开科学测定的数据，也离不开人们的经验和判断。在组织内部，预测为各部门编制计划提供了依据。3.1.1预测及其分类什么是预测山西大学管理学院预测的基本假设：过去的发展状态要持续到将来对总量的预测要比对个体的预测精确如每天从武汉到北京旅客数量的预测，比预计某个人将到何处出差要准确预测精度随预测的时间范围增加而降低什么是预测3.1.1预测及其分类山西大学管理学院帮助管理者设计生产运作系统生产什么产品，提供何种服务在何处建立生产/服务设施采用什么样的流程供应链如何组织帮助管理者对系统的使用进行计划今年生产什么，生产多少如何利用现有设施提供满意服务预测的作用3.1.1预测及其分类山西大学管理学院科学预测科学预测就是对科学发展情况的预计和预测；技术预测对技术发展情况的预计和推测；经济预测对经济发展情况的预计和推测；需求预测需求预测是对企业未来一定时期内市场销售情况的预计和推测，也是企业生产计划控制和决策的依据；社会预测社会预测是对未来社会发展情况的预计和推测；预测的种类3.1.1预测及其分类山西大学管理学院

影响企业产品需求的因素很多，其中有些是可以控制的，而大部分的因素是企业无法控制的。在一般情况下，影响企业产品需求的主要因素有两个：一是市场容量二是市场占有率下图给出了影响需求的各种因素：3.1.2影响需求的因素山西大学管理学院产品需求生产系统输入广告、推销、商业信誉、信用政策产品质量输出反馈顾客偏好商业周期竞争者行为产品生命周期顾客的购买行为随机影响时间影响需求的因素企业可以控制的因素3.1.2影响需求的因素山西大学管理学院从复苏到高潮到衰退到萧条,周而复始。复苏高潮衰退萧条复苏3.1.2影响需求的因素（一）商业周期山西大学管理学院（二）产品生命周期引入期成长期成熟期衰退期年销售额年利润3.1.2影响需求的因素山西大学管理学院1.引入期:这段时间内，产品还未被顾客认识，销售量增长缓慢，生产投入所耗费的资金多。产品销售量小，成本偏高，利润低。2.成长期:这段时间内，销售量迅速增长，成本逐渐下降，利润大幅度增长。3.成熟期:这段时间内，销售量达到最大，盈利最多，但竞争趋于激烈。4.衰退期:产品在市场上趋于饱和，销售量迅速下降，竞争加剧，价格下跌，盈利迅速减少或出现亏损。3.1.2影响需求的因素产品寿命周期各阶段的特点：企业产品开发过程要坚持“生产一代，研制一代，设计一代，构想一代”山西大学管理学院产品寿命周期各阶段的经营特点与注重方面市场引入期成长期成熟期衰退期公司战略研究开发是关键扩大市场份额的有利时机市场销售是关键调整价格提高质量树立产品形象强化市场能力低成本变得更关键难以扩大市场份额促销成本控制是关键生产运营战略产品设计与开发是关键产品和工艺过程设计改动频繁生产能力富裕试生产阶段人员技能要求高生产成本较高产品规格有限设计改进迅速销售预测是关键重视产品和工艺流程可靠性选择与提高产品竞争优势增加生产能力开始批量化生产提高经营能力产品区域标准化产品更新速度减缓达到最佳市场能力生产过程趋于稳定人员技能要求不高大批量生产改进生产作业降低生产成本产品差异化小使成本最低行业生产能力过剩停业生产非盈利产品削减生产能力产品寿命周期与生产运营战略山西大学管理学院3.1.3预测的分类按时间分长期预测

:对5年或5年以上的需求前景的预测。它是企业长期发展规划的依据。中期预测

:是指对一个季度以上两年以下的需求前景的预测。它是制订年度生产计划、季度生产计划的依据。短期预测:是指以日、周、旬、月为单位，是对一个季度以下的需求前景的预测。它是调整生产能力、采购、安排生产作业计划等具体生产经营活动的依据。山西大学管理学院按照主客观因素在预测中所起的作用分类定性预测定性预测也称为主观预测法。预测的依据来源于不同的主观意见。定性的预测的方法有德尔菲法、部门主管讨论法、用户调查法、销售人员意见法。

定量预测定量预测也称为统计预测法，其特点是利用统计数据和数学模型进行预测。各种预测的方法见下图所示3.1.3预测的分类山西大学管理学院预测方法定性预测方法德尔菲法部门主管讨论法用户调查法销售人员意见法定量预测方法因果分析时间序列分析时间序列分解模型时间序列平滑模型移动平均法一次指数平滑法二次这指数平滑法乘法模型加法模型3.1.3预测的分类山西大学管理学院1决定预测的目的和用途2根据不同的产品性质进行预测分类3决定影响各类产品需求的因素及其重要性4收集资料,进行整理和分析5选择适当的预测方法和模型6计算并核实初步的预测报告7设定无法预测的内外因素8对6,7步进行综合考虑,判断并得出结论9将依次结果应用于生产计划的编制10根据实际需求对依次进行监控3.1.4预测的一般步骤山西大学管理学院

判断在预测中的作用选择预测方法、辨别信息、取舍预测结果基于销售的需求预测需要修正预测精度与成本预测的时间范围和更新频率稳定性与响应性稳定性：抗拒随机干扰、反映稳定需求的能力。适用于受随机因素影响大的预测问题响应性：迅速反映需求变化的能力.适用于受随机因素影响小的预测问题总费用预测成本经营费用费用预测精度预测精度与成本关系图3.1.5预测中应注意的几个问题山西大学管理学院3.2定性预测方法

3.2.1

德尔菲法法

3.2.2部门主管集体讨论法

3.2.3用户期望调查法

3.2.4销售人员意见汇集法山西大学管理学院3.2.1德尔菲法职位较高的人的意见或看法往往比职位较低的人的意见更受重视。更糟的是，职位较低的人经常因害怕而不敢表达自己的真实现点。为避免出现这种情况，德尔菲法建立了匿名性、反馈性和收敛性的原则。其操作过程是:由主持人设计调查问卷并发给每个参与者，各个成员的意见经汇总后以匿名方式和新一轮问卷一起再反馈给全组的每个成员。山西大学管理学院组织者各位专家定主题设计问卷综合整理统计归纳定预测题目独立答题填卷修改意见主题表事件表汇总表预测结果3.2.1德尔菲法山西大学管理学院德尔菲法的特点优点：简明直观，避免了专家会议的许多弊端。避免“群体压力”现象的特点。也是定性/专家评价的好方法。缺点：专家的选择、函询调查表的设计、答卷处理等难度较大。3.2.1德尔菲法山西大学管理学院3.2.2部门主管集体讨论法部门主管集体讨论法就是集合企业内供销、生产、财务与市场研究等部门的业务主管人员，在假定的市场环境和既定的销售策略下对一定时期内的销售期望值的预测。业务主管人员评判预测法的主观性较显著，需要进行不断的调整，以提高预测的准确性。业务主管人员评判预测法的优点是简单易行，适用于统计资料缺乏或者不完全的短期与中期市场预测。山西大学管理学院3.2.3用户调查法适用于新产品。销售人员通过信函、电话或拜访的方式对现有的或潜在的顾客进行调查，了解他们对与本企业产品相关的产品及其特性的期望，再考虑本企业可能的市场占有率，然后对各种信息进行综合处理，即可得到所需的预测结果。优点：较好地反应了市场需求情况，可以了解顾客对产品的看法，掌握产品需求信息缺点：很难获得顾客通力合作，顾客期望不等于实际购买，调查需要耗费较多人力和时间山西大学管理学院3.2.4销售人员意见汇集法销售人员意见综合法是集合销售人员的预测方案，加以归纳、分析、判断，确定企业的预测方案的一种预测方法。销售人员意见综合法首先由企业领导根据经营的需要，向全部销售人员介绍预测的市场形势，提供有关资料确定预测期限；然后销售人员根据企业要求提出各自的预测方案；最后进行综合分析判断，确定企业的销售预测值。销售人员意见综合法对短期市场预测效果较好。可能预测偏低。山西大学管理学院3.3定量预测方法时间序列模型：以时间为变量，利用过去随时间变化的需求资料来估计未来的需求。时间序列平滑模型时间序列分解模型因果关系模型：是利用与预测结果有关的各种变量之间的相关关系，来进行预测的山西大学管理学院时间序列：指按一定的时间间隔和事件发生的前后顺序排列起来的一系列数据构成的序列。每天、每周、每月的销售量按照时间的先后所构成的序列就是时间序列的典型例子。3.3.1时间序列的构成1、定义山西大学管理学院2、成份趋势因素季节成分周期成分随机波动Trend，长期变化趋势，如人口结构,顾客喜好,技术Season，1年内规则性的重复波动，起因是季节变化或风俗习惯Cycle,经济成长过程中景气和不景气交替重复发生。诱因有政治，经济的变动,战争Irregularity,短期的,不可预测的因素3.3.1时间序列的构成山西大学管理学院趋势成分：数据随时间的延续表现出一种明显的趋势，这种趋势按某种规则平稳的上升或下降，或停留在某一水平上；季节成分：在一年的时间里，数据按照一定的频率做上下有规则的波动；周期成分：在较长的时间里（一年以上）围绕着某种趋势做有规则的上下波动；随机成分：数据由于受多种不可控因素的影响，表现出没有任何规则的波动；各种序列的图形见下图3.3.1时间序列的构成山西大学管理学院趋势成分季节成分周期成分随机成分合成山西大学管理学院在以上四种成分中，我们只讨论趋势成分与季节成分

周期成分由于需要大量的数据才能找出其规律性，主要用于经济和技术预测，因此不作为企业生产运作讨论的主要对象随机成分由于其数据变动没有规律可循，不具有需求预测所要求的基本特征，所以也被排除。3.3.1时间序列的构成山西大学管理学院时间序列模型的应用前提：使用这种模型进行预测，仅仅依赖于过去所发生的资料，而其它变量无论价值大小，一概忽略不计。

时间序列模型应用于中短期预测3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院移动平均法简单移动平均（Simplemovingaverage，SMA）加权移动平均（Weightedmovingaverage，WMA）指数平滑法（Exponentialsmoothing）3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院简单移动平均法（３·１）3.3.2时间序列平滑模型式中：山西大学管理学院月份34567周期t12345销量X1X2X3X4X5预测值n=4,预测8月份销量（t=5）SMA6=（X2+X3+X4+X5）/4t+1-nt+1tn简单移动平均法实例13.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院

月份实际销量（百台）n=3n=412022132342421.3352522.6721.7562724.0023.3372625.3324.7582526.0025.5092626.0025.75102825.6726.00112726.3326.25122927.0026.503.3.2时间序列平滑模型差：21.33-24=2.67山西大学管理学院对于简单移动平均预测方法，关键是选择移动时间区间的大小，即n的大小。n的大小的选择与预测者要求的适应性有关。如果管理者追求稳定性n的值应该选择大一些，如果管理者的目标是体现响应性，则应选择小一点的n。3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院3.3.2时间序列平滑模型加权移动平均法含义：利用和预测期密切相关的近期实际数据资料，计算出其平均值作为下期预测值的方法。(适用于成熟期或成长后期)计算公式：山西大学管理学院3.3.2时间序列平滑模型加权移动平均法（３·２）式中：--第t期的加权移动平均值，也可作为t期的预测值山西大学管理学院月份实际销量（百台）三个月的加权移动平均预测值n=3120221323424(0.5×20+1.0×21+1.5×23)/3=21.83525(0.5×21+1.0×23+1.5×24)/3=23.1762724.3372625.8382526.1792625.67102825.67112726.83122927.173.3.2时间序列平滑模型差：21.83-24=-2.17表３-２山西大学管理学院从表3-2中看出，若对最近的数据赋与较大的权重，预测值与实际值的差别比简单移动平均的结果要小。n值取的越大，稳定性越好，响应性越差；近期α取值越大，预测的稳定性越差，响应性越好．在时间实践中，n、α的取值没有固定的模式，完全凭借经验．3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院

管理者的任务从不同的n值中找到使预测偏差估计值最小者；工具：注意：当n越大，丢失的信息越大，n越大曲线越平滑，很可能掩盖时间序列的某些变动特征，如果仅为了消除不规则性，n取3,4,5较为恰当。3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院指数平滑法（３·３）（３·４）预测公式为:◆一次指数平滑模型计算公式：3.3.2时间序列平滑模型t+1预测值为第t期的实际值和预测值的加权和At为t期实际值；SFt+1为（t+1）期一次指数平滑预测值；α为平滑系数（0≤α≤1）山西大学管理学院（续）：

（３·４）是一个递推公式，展开：……………………………3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院（续）（３·６）式中：或事先给定令：3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院20.1417.51F2

＝αA1

＋（1－α）

F1＝0.4×10.00＋（1－0.4）×11.00＝10.60各种α值的曲线见下图3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院123456789101112

3028262422201816141210销售量月份实际值α=0.4预测值α=0.7预测值3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院一次指数平滑法讨论AtSFt预测值是在上期预测值基础上对预测误差的修正山西大学管理学院用一次指数平滑法进行预测，当出现趋势时，预测值虽然可描述实际值的变化形态，但预测值总是滞后于实际值当出现趋势时，取较大α得到的预测值和实际值较接近。一般来说，α选得小一些，预测稳定性比较好；反之，其响应性就比较好。面对有上升或下降趋势的需求序列时，就要采取二次指数平滑法进行预测。对于出现趋势并有季节性波动的情况，则要用三次指数平滑法。一次指数平滑法讨论山西大学管理学院二次指数平滑法定义：二次指数平滑法是指对市场现象实际观察值计算两次平滑值，并在此基础上建立预测模型，对市场现象进行预测的方法。意义与优势：二次指数平滑法解决了一次指数平滑法不能解决的两个问题：一是解决了一次指数平滑不能用于有明显趋势变动的市场现象的预测；二是解决了一次指数平滑只能向未来预测一期的不足。山西大学管理学院它不能单独地进行预测，必须与一次指数平滑法配合，建立预测的数学模型，然后运用数学模型确定预测值。对于初始值的确定，一般来说，对于变化趋势较稳定的观察值可以直接用第一个数据作为初始值；如果观察值的变动趋势有起伏波动时，则应以n个数据的平均值为初始值，以减少初始值对平滑值的影响。二次指数平滑法注意事项：山西大学管理学院二次指数平滑法t期平滑平均值从t期计算，第p期的二次指数平滑预测值；趋势平滑系数（包含趋势预测＝平滑平均值＋趋势校正）t期平滑趋势值；3.3.2时间序列平滑模型山西大学管理学院1、提出背景企图从时间序列之中找出各种成分，并在对各种成分单独预测的基础上，综合处理各种成分的预测值，以得到最终的预测结果。2、假设前提各种成分单独地作用于实际需求，而且过去和现在起作用的机制持续到未来。3.3.3时间序列分解模型山西大学管理学院乘法模型比较通用,它是将各种成分(以比例的形式)相乘的方式来求出需求的估计值.

TF＝T·S·C·I加法模型是将各种成分相加来进行预测的.用这种方法进行预测的关键是求出线性趋势方程和季节系数.TF＝T＋S＋C＋I3.3.3时间序列分解模型3、模型山西大学管理学院求解步骤：利用历史数据确定趋势方程；利用趋势方程预测未来趋势值；确定季节系数；用季节系数乘以趋势预测值得综合预测值。4、有线性趋势、相等季节波动的时间序列分解模型3.3.3时间序列分解模型山西大学管理学院

实例4下表是一个服务业企业过去三个季度的销售资料,试预测未来一年的销售量.季度123456789101112夏秋冬春夏秋冬春夏秋冬春序号销售量一年总量

四个季度的移动平均值118001040489251060012285110099213112861335011270102661213841729422144281943170437934485845119461724702410432.310553.510704.810776.810948.311214.511279.81154311765山西大学管理学院移动平均值(续)求解分三步进行

1·求趋势直线方程

根据上表给出的数据绘制曲线图形141312111098123456789101112销售量季度序号趋势方程实际值山西大学管理学院

趋势方程为:

山西大学管理学院2

·估计季节系数季节系数是指实际值At与趋势值Tt的比值的平均值.计算过程如下表所示：t12345678

9

101112131.16

0.85

1.13

0.82

1.16

0.871.010.991.001.000.971.01例：山西大学管理学院(续)夏季的季节系数:()/3山西大学管理学院３·预测该公司未来一年的销售量为:

预测公式:山西大学管理学院1、两种定量预测模型比较（1）时间序列模型：在过去数据基础上预测未来需求模式；（2）因果模型：事物之间的相互关系可以分为确定的函数关系和不确定的相关关系两类，对具有相关关系的变量，可以通过数理统计方法建立变量间的回归方程，对变量间的相关程度进行描述，并实现对变量回归的估计和预测。例如产品价格。一般产品价格下降，需求量会上升。但我们不能用一个确切的函数关系式来表示价格与需求量之间的关系，而只能通过数理统计的方法来确定。回归模型、经济计量模型、投入产出模型3.3.4因果模型山西大学管理学院2、回归模型YT为一元线性回归预测值；α为截距,为X为自变量X=0时的预测值；b为斜率；n为变量数；X为自变量的取值；Y为因变量的取值；3.3.4因果模型模型中自变量个数：一元回归分析和多元回归分析；变量之间的关系：线性回归和非线性回归。一元线性回归模型：山西大学管理学院必须分析相关关系；确定关系类型。线性还是非线性；建立一元或多元的回归方程；求解回归系数，得到回归预测模型3.3.4因果模型3、回归模型的建立步骤：山西大学管理学院3.4.1预测精度的测量3.4.2预测监控3.4.3预测3.4预测监控山西大学管理学院预测误差是指预测值与实际值之间存在的差异。误差有正负之分,当实际值大于预测值时为正;相反为负。在实际应用中,最好的预测模型是无偏模型,既应用的模型正负误差出现的概率大致相等.预测精度的测量一般用平均误差来进行。平均误差是评价预测精度、计算预测误差的重要指标，同时也是用来检验数据资料与预测结果的吻合情况、判别所使用的模型是否具有再继续使用的价值的重要标准之一。