《系統(tǒng)工程》 教案 模塊三 系統(tǒng)需求預(yù)測

系統(tǒng)工程教案課程信息課程名稱系統(tǒng)工程授課專業(yè)交通運輸類課程類型必修課公共課（）；專業(yè)基礎(chǔ)課（）；專業(yè)課（√）；選修課限選課（）；任選課（）；專業(yè)拓展課（）授課方式講授（√）；實踐課（√）；其它（）考核方式考試（）；考查（√）課程教學(xué)總學(xué)時數(shù)32學(xué)時學(xué)分?jǐn)?shù)2學(xué)分教材名稱系統(tǒng)工程作者謝家貴、馬悅出版社西安電子科技大學(xué)出版社書號978-7-5606-6788-1出版時間2023.3（2023.4重印）班級課程名稱系統(tǒng)工程授課教師授課課時6學(xué)習(xí)課題系統(tǒng)需求預(yù)測教學(xué)基本要求（1）理解系統(tǒng)需求及預(yù)測的定義；（2）了解系統(tǒng)預(yù)測的步驟和預(yù)測方法的分類；（3）掌握定性預(yù)測方法；（4）掌握時間序列定量預(yù)測方法；（5）掌握因果關(guān)系定量預(yù)測方法；（6）掌握預(yù)測誤差分析。教學(xué)重點、難點（1）定性預(yù)測方法；（2）時間序列定量預(yù)測方法；（3）因果關(guān)系定量預(yù)測方法。教學(xué)方法、手段案例導(dǎo)入法、講授法、小組討論法教學(xué)過程設(shè)計導(dǎo)入——專題講解——問題分析討論——練習(xí)——歸納總結(jié)參考案例來自教材、相關(guān)參考書教具、教材教學(xué)課件PPT、教學(xué)錄像片

教師學(xué)期授課教案授課提綱及重難點分析教學(xué)方法設(shè)計時間分配及旁注案例引入約10min任務(wù)一系統(tǒng)需求的認(rèn)識一、系統(tǒng)需求的含義系統(tǒng)需求是所有部門（包括生產(chǎn)、銷售、物流、財務(wù)等）進(jìn)行規(guī)劃和運營管理的基礎(chǔ)，需求的水平和需求的時間影響生產(chǎn)能力、資金需求和經(jīng)營的總體框架。二、系統(tǒng)需求的特性（一)系統(tǒng)需求的時間特性和空間特性系統(tǒng)需求的時間特性包括兩層含義：一是指系統(tǒng)需求是一定時間段內(nèi)的需求累積，如日需求、周需求、月需求、年需求等；二是指需求是隨時間而變化的，如需求的季節(jié)性變化。系統(tǒng)需求的空間特性即需求來源于何處。進(jìn)行設(shè)施布局、網(wǎng)點規(guī)劃、運輸調(diào)度等都要知道需求的空間位置，所選擇的預(yù)測技術(shù)必須能反映影響需求模式的地理性差異。對需求的空間特性的處理方法有兩種：一種是先進(jìn)行總需求的預(yù)測，再按照地理位置分解，這是一種自上而下的預(yù)測方法；另一種是先對每個地點的需求單獨進(jìn)行預(yù)測，再根據(jù)需要進(jìn)行匯總，這是一種自下而上的預(yù)測方法。這兩種預(yù)測思路所需采取的預(yù)測技術(shù)是不同的。（二)系統(tǒng)需求的不規(guī)則性與規(guī)則性系統(tǒng)需求隨時間變化而不同，需求的變動可能是規(guī)則性的，也可能是不規(guī)則性的。其中，規(guī)則性的變動包括如下圖所示的三種情況。導(dǎo)致需求規(guī)則性變動的因素有長期趨勢（Trend）、季節(jié)性因素（seasonal）和隨機性因素（Random）三種。（三)系統(tǒng)需求的派生性與獨立性系統(tǒng)需求的獨立性是指需求來源于一個個獨立的客戶。消費者對于消費類產(chǎn)品的需求大多屬于獨立需求。例如，對家用小轎車、家電產(chǎn)品、服裝等商品的需求都屬于獨立需求。在另一種情況下，需求是由某一特定的生產(chǎn)計劃要求派生出來的，是一種從屬性需求，這就是需求的派生性。例如，汽車廠對輪胎的需求、對汽車玻璃的需求等，就屬于派生性需求，它們是由汽車的生產(chǎn)計劃派生的需求。對于獨立需求的預(yù)測，適合應(yīng)用統(tǒng)計預(yù)測方法。多數(shù)短期預(yù)測模型的基本條件都是需求獨立且隨機。對于派生需求，適合利用因果關(guān)系模型，因為這種需求模式有很強的傾向性，且不是隨機的，所以應(yīng)通過判斷系統(tǒng)呈現(xiàn)出的趨勢和規(guī)律來構(gòu)建預(yù)測模型實施預(yù)測。約40min任務(wù)二預(yù)測的認(rèn)識一、預(yù)測的含義預(yù)測（Forecast）是對尚未發(fā)生或目前還不確定的事物進(jìn)行預(yù)先估計、推斷和表述，是現(xiàn)時對將來時段里事物可能出現(xiàn)的狀況和產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行探討和研究，通過對客觀事實的歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行科學(xué)的調(diào)查和分析，由過去和現(xiàn)在去推測未來，由已知去推測未知，從而揭示客觀事件未來發(fā)展的趨勢和規(guī)律。簡而言之，預(yù)測就是把某一未來事件發(fā)生的不確定性極小化。預(yù)測理論作為通用的方法論，既能用于研究自然現(xiàn)象，也能用于研究社會現(xiàn)象。將預(yù)測理論、方法與實際問題結(jié)合，就產(chǎn)生了預(yù)測的各個分支，如社會預(yù)測、人口預(yù)測、經(jīng)濟(jì)預(yù)測、科技預(yù)測、氣象預(yù)測等。二、預(yù)測的基本原則（一)慣性原則所謂慣性，就是指由于事物發(fā)展變化主要受內(nèi)因的作用，一個事物的過去、現(xiàn)在的狀態(tài)會持續(xù)到將來。也就是說，隨著時間的推移，事物的發(fā)展變化具有某種程度的持續(xù)性、連貫性。盡管未來的經(jīng)濟(jì)事件與現(xiàn)在會有差別，但是有許多方面與現(xiàn)在是相似的。利用這一原則掌握事物內(nèi)在變化的規(guī)律，就能根據(jù)已知推測未知，根據(jù)過去和現(xiàn)在推測未來。社會和自然界中的大多數(shù)事物在其發(fā)展變化過程中總有維持或延續(xù)原狀態(tài)的趨向，事物的某些基本特征和性質(zhì)將隨時間的延續(xù)而維持下去，這就是慣性原理。事物慣性的大小取決于事物本身的動力和外界因素的作用。例如，某一材料的應(yīng)用前景首先取決于材料本身的技術(shù)性能及制造特性，但社會需求量及其他材料的替代也會起到激發(fā)或限制作用。（二)類推原則類推原則是事物發(fā)展變化的因果關(guān)系原則。一切事物的存在、發(fā)展和變化都受有關(guān)因素的影響和制約。因此，事物的存在結(jié)構(gòu)和變化都有一定的模式。就企業(yè)而論，勞動生產(chǎn)率提高，預(yù)示著產(chǎn)量可能提高；生產(chǎn)成本降低，預(yù)示著產(chǎn)品價格可能降低，或利潤增大；產(chǎn)品質(zhì)量提高，預(yù)示著銷售量可能增加。就市場來說，商品供過于求，預(yù)示著價格可能下跌；產(chǎn)品供不應(yīng)求，預(yù)示著價格可能上漲；新產(chǎn)品投入市場，預(yù)示著老產(chǎn)品開始滯銷或價格下跌。這些都是經(jīng)濟(jì)活動的模式，都存在一定相互制約的因果關(guān)系。掌握這種因果關(guān)系，就能揭示相互關(guān)聯(lián)的事物的發(fā)展變化，推斷出未來經(jīng)濟(jì)事件的性質(zhì)、狀況和規(guī)模。三、預(yù)測的作用預(yù)測的作用主要體現(xiàn)在以下5個方面：（1）預(yù)測為制訂一個切實可行的計劃提供科學(xué)依據(jù)；（2）預(yù)測是避免決策片面性和決策失誤的重要手段；（3）預(yù)測既是計劃的前提條件，又是計劃工作的重要組成部分；（4）預(yù)測是提高管理預(yù)見性的一種手段；（5）預(yù)測可以面向未來，提前做好準(zhǔn)備，一旦發(fā)現(xiàn)問題便可集中力量解決，在一定程度上決定了組織的成敗。預(yù)測是從變化的事物中找出使事物發(fā)生變化的固有規(guī)律，尋找和研究各種變化現(xiàn)象的背景及其演變的邏輯關(guān)系，從而揭示事物未來的面貌。預(yù)測的實踐基礎(chǔ)是調(diào)查研究。預(yù)測的方法是系統(tǒng)分析。預(yù)測的基本觀點與系統(tǒng)工程的基本觀點是完全一致的，具有全局性、關(guān)聯(lián)性、最優(yōu)性、綜合性和實踐性等特點。四、預(yù)測的步驟系統(tǒng)預(yù)測是對系統(tǒng)對象的發(fā)展、演變規(guī)律進(jìn)行認(rèn)識和分析的過程。雖然預(yù)測的過程隨著預(yù)測目的、預(yù)測對象及具體方法的不同而不同，但主要包括以下幾個步驟。（1）確定預(yù)測目的。系統(tǒng)預(yù)測是為系統(tǒng)決策服務(wù)的。因此，預(yù)測的第一步就是根據(jù)決策任務(wù)確定預(yù)測目的，包括預(yù)測指標(biāo)、預(yù)測對象和預(yù)測期限。只有目的明確，才能根據(jù)預(yù)測目的去收集數(shù)據(jù)，選擇預(yù)測方法和預(yù)測精度。這是系統(tǒng)預(yù)測極為重要的準(zhǔn)備階段。（2）收集資料和分析數(shù)據(jù)。根據(jù)預(yù)測目的和預(yù)測對象，分析影響預(yù)測目標(biāo)的各種因素，通過直接或間接方法，盡可能多地收集影響預(yù)測對象的各種資料和歷史數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理，去偽存真，填平補齊，形成合格的數(shù)據(jù)樣本。（3）選定預(yù)測方法，建立預(yù)測模型。根據(jù)預(yù)測目的及數(shù)據(jù)收集狀況，選定合適的預(yù)測方法。用相關(guān)變量和參數(shù)建立起能反映研究對象變化規(guī)律的數(shù)學(xué)模型；運用收集到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行模型參數(shù)估計，建立預(yù)測模型。（4）檢驗與修正模型。實際系統(tǒng)受多種確定因素和隨機因素的影響，而預(yù)測模型不可能考慮所有因素，故預(yù)測結(jié)果與實際值有一定差距（即預(yù)測誤差）。如果誤差太大，就失去了預(yù)測的意義。（5）實施預(yù)測與分析結(jié)果。預(yù)測實施就是運用通過檢驗的預(yù)測模型，對未來結(jié)果進(jìn)行預(yù)測和分析；必要時還可運用多種模型同時預(yù)測結(jié)果并加以分析或綜合對比，以便作出更可靠的預(yù)測判斷，為系統(tǒng)決策提供科學(xué)依據(jù)。五、預(yù)測方法的分類（一)按時間長短分類預(yù)測方法按時間長短可以分為短期預(yù)測、中期預(yù)測和長期預(yù)測三大類。1.短期預(yù)測一般地，企業(yè)以周、旬、月為預(yù)測的時間單位，根據(jù)企業(yè)內(nèi)部供應(yīng)鏈在觀察期內(nèi)物資流動的變化情況和資料，對未來一個季度或一年內(nèi)的發(fā)展變化做出預(yù)測，預(yù)測結(jié)果可用以編制月度、季度及年度生產(chǎn)或供應(yīng)計劃。短期預(yù)測必須做到及時、準(zhǔn)確，對預(yù)測目標(biāo)的各種變化要有敏感的反應(yīng)，使決策者能及時了解企業(yè)生產(chǎn)及市場需求發(fā)展變化，做出正確的決策。2.中期預(yù)測中期預(yù)測一般指5年內(nèi)的預(yù)測，預(yù)測結(jié)果為企業(yè)制訂3~5年的發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。同時，中期預(yù)測還常用于對影響市場的社會、政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等重要因素進(jìn)行預(yù)測，用于研究市場發(fā)展變化的規(guī)律，如發(fā)展趨勢。3.長期預(yù)測長期預(yù)測一般指5年以上的預(yù)測，可為制訂國民經(jīng)濟(jì)、各行業(yè)以及企業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。（二)按性質(zhì)分類預(yù)測方法按照性質(zhì)不同可分為定性預(yù)測和定量預(yù)測。它們又分別包括多種不同的預(yù)測方法。1.定性預(yù)測定性預(yù)測是預(yù)測者根據(jù)自己掌握的實際情況、實踐經(jīng)驗、專業(yè)水平，確定預(yù)測目標(biāo)未來發(fā)展的性質(zhì)、方向和程度。定性分析大多根據(jù)專業(yè)知識和實際經(jīng)驗進(jìn)行，對把握事物的本質(zhì)特征和大體程度有重要作用。這種預(yù)測主要利用主觀判斷、直覺、調(diào)查或比較分析，對未來做出定性估計。有時在定性分析的基礎(chǔ)上也可以提出數(shù)量估計。定性預(yù)測的特點是：需要的數(shù)據(jù)少，能考慮無法定量化的因素，簡便可行。通過定性預(yù)測，可提出有預(yù)見性的建議，為政府和企業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)決策、計劃管理、指導(dǎo)工作提供依據(jù)，因此，定性預(yù)測法是一種不可缺少的靈活的經(jīng)濟(jì)預(yù)測方法。定性預(yù)測的方法較多，主要有德爾菲預(yù)測法（簡稱德爾菲法）、主觀概率預(yù)測法、領(lǐng)先指標(biāo)法、專家調(diào)查預(yù)測法、市場調(diào)查預(yù)測法、預(yù)兆預(yù)測法、類推法等。2.定量預(yù)測定量預(yù)測是指根據(jù)準(zhǔn)確的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息，運用統(tǒng)計方法和數(shù)學(xué)模型，對事物未來的發(fā)展規(guī)模、水平、速度等進(jìn)行估算。定量預(yù)測與統(tǒng)計數(shù)據(jù)和統(tǒng)計方法有密切關(guān)系。常見的定量預(yù)測方法有時間序列預(yù)測法、因果關(guān)系預(yù)測法等。時間序列預(yù)測法是將預(yù)測目標(biāo)的歷史數(shù)據(jù)按照時間點順序排列成為時間序列，然后分析它隨時間的變化趨勢，預(yù)測目標(biāo)的未來值。實際上就是將影響事物變化的一切因素歸結(jié)為“時間”的影響，即只考慮時間變量對系統(tǒng)發(fā)展變化的影響。該方法的基本前提就是假設(shè)事物未來的變化模式會重復(fù)過去的模式。時間序列預(yù)測法很多，主要有移動平均法、指數(shù)平滑法、趨勢外推法、博克斯詹金斯（Box-Jenkins）方法等。約40min任務(wù)三定性預(yù)測一、德爾菲預(yù)測法（一)方法介紹1.德爾菲預(yù)測法的含義德爾菲預(yù)測法采用函詢調(diào)查，向與預(yù)測對象領(lǐng)域有關(guān)的專家分別提出問題，把他們的意見綜合、整理、歸納，再匿名反債給各位專家，再次征求意見，然后加以綜合、處理、反債。經(jīng)多輪反復(fù)，得到一個比較一致、可靠性較高的意見。這種方法集中專家的群體智慧，對問題分析得比較全面。2.德爾菲預(yù)測法的特點1）匿名函詢調(diào)查中，各應(yīng)答者互不相知，所以不受任何人的影響，可以充分發(fā)表各自的見解，而且應(yīng)答者可以不公開地改變自己的意見，使意見更易趨于集中。2）反績函詢調(diào)查要反復(fù)進(jìn)行多輪，參加應(yīng)答的各位專家從反債的調(diào)查表上得到上一輪結(jié)果，其中包括各種方案的理由，從而構(gòu)成專家間匿名的相互影響。3）收斂由于應(yīng)答者是參照上一輪結(jié)果來進(jìn)行新的判斷的，所以經(jīng)過多輪反復(fù)后意見就可以相對集中。這里應(yīng)當(dāng)注意，對少數(shù)與眾不同的意見不可輕易否定，必要時可專門增加一輪討論。3.德爾菲預(yù)測法成敗的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)1）合理選擇專家選擇專家時要注意以下幾點：（1）具有相關(guān)專業(yè)知識，在相關(guān)領(lǐng)域有較寬的知識面。（2）對預(yù)測抱有熱情。（3）要注意專家的結(jié)構(gòu)，包括知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、專業(yè)結(jié)構(gòu)、職務(wù)和職稱結(jié)構(gòu)等。2）正確擬定調(diào)查表擬定調(diào)查表時要注意以下幾點：調(diào)查表中提出的問題要清楚、準(zhǔn)確，以免由于對問題的理解不同而造成差異。調(diào)查表應(yīng)便于應(yīng)答。（3）調(diào)查表應(yīng)逐輪深入，引導(dǎo)應(yīng)答者思考問題。（4）寄送調(diào)查表時應(yīng)附必要的背景材料。德爾菲預(yù)測法的可信度較高，是長遠(yuǎn)規(guī)劃中的一種重要的預(yù)測方法。4.德爾菲法的優(yōu)缺點德爾菲法的優(yōu)點是適合于客觀材料不足或者用其他方法難以進(jìn)行的預(yù)測，如國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃、企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展規(guī)劃、技術(shù)發(fā)展趨勢預(yù)測等。該法集中了專家的智慧和經(jīng)驗，同時克服了專家個人判斷和專家會議預(yù)測的不足，預(yù)測結(jié)果的可信度較高。德爾菲法的缺點是整個過程需要的時間較長，工作量大，正確選定專家也有一定的難度，一般適用于中長期預(yù)測。在當(dāng)今的信息化時代，網(wǎng)絡(luò)工具為德爾菲法的應(yīng)用提供了更加廣闊的空間，其應(yīng)用效率也得到了大大提高。（二)步驟（1）明確預(yù)測課題及其范圍，擬出預(yù)測提綱，提出要求，明確預(yù)測目標(biāo)。（2）確定調(diào)查專家。要求專家總體的權(quán)威性較好，代表面較廣，人數(shù)一般為十幾人至幾十人，專家之間互不交流。（3）設(shè)計調(diào)查意見征詢表。表格簡明扼要，填寫方式簡單，每一項目都緊扣預(yù)測目標(biāo)。（4）征詢預(yù)測意見。向?qū)＜野l(fā)征詢表并將有關(guān)資料交給專家，要求專家根據(jù)征詢表中的各項內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測，也可提出增加或刪減某些預(yù)測項目的內(nèi)容，提出改進(jìn)預(yù)測的意見。（5）分析調(diào)查結(jié)果。將反債征詢表的結(jié)果進(jìn)行整理分類，列出專家意見的具體內(nèi)容及依據(jù)，將分歧較大的問題重新列表發(fā)給專家，進(jìn)行第二輪征詢。這項工作一般要反復(fù)多次，直到結(jié)果收斂為止。（6）將最后收斂的專家意見進(jìn)行綜合和歸納，提出預(yù)測結(jié)論，寫出預(yù)測報告。德爾菲法的主要工作流程如下圖所示。（三)舉例【例3-1】1988—1989年全國農(nóng)村農(nóng)機需求變化較大，為了更好地滿足市場需求，浙江省農(nóng)機公司在浙江工商大學(xué)杭州商學(xué)院教師的協(xié)助下，采用德爾菲法對浙江省1990年手扶拖拉機市場的變化趨勢進(jìn)行預(yù)測。求解過程：（1）明確問題。根據(jù)歷年農(nóng)機產(chǎn)品的銷售實績，手扶拖拉機是該公司的拳頭產(chǎn)品，因此，按照ABC分析法的原理，把手扶拖拉機作為主要預(yù)測對象。（2）選擇專家。對1990年手扶拖拉機需求趨勢做出預(yù)測，這要求預(yù)測參與者必須有豐富的業(yè)務(wù)經(jīng)驗，掌握大量的市場信息，同時要求有一定的表達(dá)能力。另一方面，為了取得比較全面的信息，確定由全省各地區(qū)、縣農(nóng)機公司的87位業(yè)務(wù)經(jīng)理組成預(yù)測專家小組。（3）擬定調(diào)查表。根據(jù)調(diào)查對象的要求進(jìn)行設(shè)計調(diào)查表，因預(yù)測主題較為單一，故咨詢表比較簡單。（4）準(zhǔn)備背景資料。（5）整理、分析調(diào)查表。（6）處理預(yù)測結(jié)果。二、主觀概率預(yù)測法（一)方法介紹1.主觀概率預(yù)測法的含義主觀概率預(yù)測法是指預(yù)測者利用自己的經(jīng)驗知識、現(xiàn)有資料,對預(yù)測對象幾種發(fā)展趨勢的可能性作出主觀估測的預(yù)測方法。2.主觀概率預(yù)測的條件主觀概率預(yù)測必須滿足概率論的基本原理。3.主觀概率預(yù)測法的特點（1）作為一種心理評價,判斷具有主觀性；（2）其測定因人而異,受人的心理影響較大；（3）某一判斷是否接近實際,主要取決于預(yù)測者的經(jīng)驗、知識水平和對預(yù)測對象的把握程度；（4）無法用實驗或統(tǒng)計的方法來檢驗它的正確性。4.主觀概率預(yù)測法的分類（1）主觀概率加權(quán)平均法：以主觀概率為權(quán)數(shù),對各種預(yù)測值進(jìn)行加權(quán)平均,計算最終預(yù)測值。（2）累積概率中位數(shù)法：根據(jù)累積概率,確定不同預(yù)測值的中位數(shù),對預(yù)測值進(jìn)行點估計和區(qū)間估計。（二)步驟（1）說明預(yù)測目的和要求,提供必要的資料。（2）制訂調(diào)查表,并發(fā)給每個被調(diào)查者填寫。（3）整理匯總主觀概率調(diào)查表。（4）根據(jù)需要可以重復(fù)步驟（2）、（3）。（5）根據(jù)需要對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正。（6）根據(jù)匯總結(jié)果進(jìn)行判斷預(yù)測。（三)舉例【例3-2】某城市機場位于人口稠密區(qū),飛機每次起飛和著陸對于城市都是一次潛在的危險,萬一發(fā)生事故將造成巨大的損失。因此市政當(dāng)局決定擇地另建新機場。但新機場要在2年后才能交付使用。為此,當(dāng)局要求專家預(yù)測在2年內(nèi)飛機發(fā)生事故的概率,據(jù)此來確定該機場是否應(yīng)立即關(guān)閉,以便在關(guān)閉機場后帶來的經(jīng)濟(jì)損失與飛機事故造成的巨大損失之間作出合理的扶擇。求解過程：（1）說明預(yù)測目的和要求,提供必要的資料。預(yù)測目的是從專家組得到對預(yù)測對象的一般看法。（2）制訂調(diào)查表,并發(fā)給每個被調(diào)查者填寫。共向10位專家發(fā)出征詢表（第一輪德爾菲征詢）,征詢表要求專家回答三個問題（事故發(fā)生時間從現(xiàn)在算起）：①最長不超過多少個月？②最短不少于多少個月？③最少發(fā)生在哪個月？“最可能發(fā)生事故的時間”的權(quán)重為另外兩個時間的4倍。整理匯總主觀概率調(diào)查表。（4）根據(jù)需要可以重復(fù)步驟（2）、（3）。第二輪德爾菲征詢要求專家從5個月到40個月按5個月為一個間距，對5個月內(nèi)、10個月內(nèi)、15個月內(nèi)的各種時間內(nèi)發(fā)生事故的可能性賦以一個希望值（或概率值，取值為0~1），希望值越大，表示可能性越大。（5）根據(jù)需要對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行修正。本案例利用貝葉斯公式對預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確度進(jìn)行修正。①調(diào)查歷史資料,得到條件概率。利用貝葉斯公式對專家作出的先驗概率進(jìn)行修正,首先要對過去發(fā)生的飛行事故進(jìn)行調(diào)查,對事故實際發(fā)生時間N和估計發(fā)生時間n之間的統(tǒng)計關(guān)系進(jìn)行比較,從而得到概率P（n/N）,即在發(fā)生N的條件下出現(xiàn)n的概率。（6）根據(jù)匯總結(jié)果進(jìn)行判斷預(yù)測。利用后驗概率與利用先驗概率所算得的N—25時的累積概率相差較大,這表明應(yīng)用貝葉斯公式修正后,新機場在建好（25個月）以前飛機發(fā)生事故的概率由專家原來預(yù)測的0.789提高為0.868。顯然,發(fā)生事故的可能性更大了,市政當(dāng)局應(yīng)根據(jù)這個預(yù)測值來進(jìn)行決策。約40min任務(wù)四時間序列定量預(yù)測一、移動平均預(yù)測法（一)方法介紹1.移動平均預(yù)測的含義移動平均預(yù)測法以預(yù)測對象最近一組歷史數(shù)據(jù)的平均值直接或間接地作為預(yù)測值。“平均”是取預(yù)測對象的時間序列中由遠(yuǎn)而近按一定跨期的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均?！耙苿印笔侵竻⑴c平均值計算的實際數(shù)據(jù)隨預(yù)測期的推進(jìn)而不斷更新，增加一個新值，同時剔除掉已參與平均計算的最陳舊的一個實際值，以保證每次參與計算的實際值個數(shù)相同。移動平均預(yù)測主要分為一次移動平均預(yù)測和二次移動平均預(yù)測。在市場較穩(wěn)定、外界環(huán)境變化較少的情況下，移動平均預(yù)測法是一種較有效的預(yù)測方法，其短期預(yù)測效果較佳。2.一次移動平均法的基本原理一次移動平均預(yù)測法使用起來比較簡單，但是由于受加入平均值之中的前面月份的銷售量的影響，因此預(yù)測結(jié)果會出現(xiàn)滯后偏差，這時如果近期內(nèi)變化發(fā)展較快，則利用一次移動平均預(yù)測法就不太適宜。這是由于一次移動平均預(yù)測法對分段內(nèi)部的各數(shù)據(jù)同等對待，而沒有特別強調(diào)近期數(shù)據(jù)對預(yù)測值的影響。3.二次移動平均法的基本原理為了解決一次移動平均法的滯后偏差問題，可以采取二次移動平均法。二次移動平均法能較好地解決滯后偏差問題，該方法由于在計算上較為便利，因此得到了廣泛的運用。4.n值的選取移動平均法對時間序列數(shù)據(jù)變化的抗干擾能力叫修勻能力。移動平均法對時間序列數(shù)據(jù)變化的反應(yīng)速度叫敏感性。隨著n的減小，移動平均法對時間序列數(shù)據(jù)變化的反應(yīng)敏感性增加，但修勻能力下降；隨著n的增大，移動平均法對時間序列數(shù)據(jù)變化的反應(yīng)敏感性減小，但對時間序列的修勻能力上升，所以移動平均法的修勻能力與時間序列數(shù)據(jù)變化的敏感性是矛盾的，兩者不可兼得，因此一定要根據(jù)時間序列的特點來確定n。n值的一般選取原則是：（1）由所需處理的時間序列數(shù)據(jù)點的多少而定，數(shù)據(jù)點多，n可以取大一些；（2）由已有的時間序列的趨勢而定，趨勢平穩(wěn)并基本保持水平狀態(tài)的，n可以取大一些；（3）趨勢平穩(wěn)并保持階梯性或周期性增長的，n應(yīng)該取小一些；（4）趨勢不平穩(wěn)并有脈沖式增減的，n應(yīng)該取大一些。（二)步驟（1）計算移動平均值。（2）建立移動平均預(yù)測模型。（3）對有線性趨勢的時間序列做預(yù)測。（三)舉例【例3-3】某物資企業(yè)統(tǒng)計了某年度1月至11月的鋼材實際銷售量，請分別用一次和二次移動平均預(yù)測法預(yù)測其12月的鋼材銷售量。求解過程：（1）實施一次移動平均預(yù)測。（2）實施二次移動平均預(yù)測。二、移動平均季節(jié)指數(shù)預(yù)測法（一)方法介紹季節(jié)性需求預(yù)測一般以季節(jié)性指數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行，時間序列的時間單位是季或月，其變動循環(huán)周期為4個月或12個月。利用季節(jié)指數(shù)預(yù)測法進(jìn)行需求預(yù)測，首先要利用統(tǒng)計方法計算出各季度的季節(jié)性指數(shù)，以測定需求季節(jié)變動的規(guī)律性；然后在已知月度或季度平均值條件下，預(yù)測未來某個月（季）的預(yù)測值。測定時間序列季節(jié)指數(shù)的方法很多。由于大部分市場現(xiàn)象的季節(jié)變動是與趨勢變動交織在一起的，因此，本書只介紹能處理趨勢變動的移動平均季節(jié)指數(shù)預(yù)測法。移動平均季節(jié)指數(shù)預(yù)測法的基本原理如下：利用移動平均法還原時間序列的趨勢變動、季節(jié)性變動和不規(guī)則變動因子；（2）計算消除長期趨勢變動和不規(guī)則變動后的反映季節(jié)變動情況的季節(jié)性指數(shù)；（3）應(yīng)用趨勢法預(yù)測時間序列的未來趨勢值；（4）應(yīng)用季節(jié)性指數(shù)對趨勢值進(jìn)行修正，得到考慮季節(jié)性變動的未來需求。（二)步驟根據(jù)移動平均季節(jié)指數(shù)預(yù)測法的基本原理，可以擬定出10個相對應(yīng)的步驟。（三)舉例移動平均季節(jié)移動平均季節(jié)指數(shù)預(yù)測法求解過程：（1）應(yīng)用移動平均法,計算四項移動平均值T。（2）計算二項移動平均值,得到中心化移動平均值Mt。（3）計算不規(guī)則因子的綜合系數(shù)SI。（4）計算每季度的平均值、總季度平均值、季節(jié)性指數(shù)S/。（5）計算分離季節(jié)成分。（6）列出時間序列。（7）以時間序列為x，以分離季節(jié)成分為y，建立散點圖，建立預(yù)測模型。（8）根據(jù)回歸模型，計算今年各季度銷售額的趨勢預(yù)測值。（9）計算季節(jié)性指數(shù)的調(diào)整系數(shù)K。（10）利用季節(jié)性指數(shù)調(diào)整值S修正趨勢預(yù)測值，求出各季度的預(yù)測值。三、指數(shù)平滑預(yù)測法（一)方法介紹1.指數(shù)平滑法的含義指數(shù)平滑法是在移動平均法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種方法，實質(zhì)上是一種特殊的加權(quán)移動平均法。指數(shù)平滑法是一種非常有效的短期預(yù)測法。該方法很簡單、易用，只要很少的數(shù)據(jù)就可以連續(xù)使用，當(dāng)預(yù)測數(shù)據(jù)發(fā)生根本變化時還可以進(jìn)行自我調(diào)整。指數(shù)平滑法包括一次指數(shù)平滑法、二次指數(shù)平滑法和高次指數(shù)平滑法。下面主要介紹一次指數(shù)平滑預(yù)測法、二次指數(shù)平滑預(yù)測法。2.一次指數(shù)平滑法的基本原理已知數(shù)據(jù)時間序列為x1，x2，…，xn，以F1）表示第t時刻的一次指數(shù)平滑值。3.二次指數(shù)平滑法的基本原理二次指數(shù)平滑法是指在一次指數(shù)平滑值的基礎(chǔ)上再作一次指數(shù)平滑，然后利用兩次指數(shù)平滑值建立預(yù)測模型，確定預(yù)測值的方法。二次指數(shù)平滑法解決了一次指數(shù)平滑法存在的兩個問題：一是一次指數(shù)平滑不能用于有明顯趨勢變動的市場現(xiàn)象的預(yù)測；二是一次指數(shù)平滑只能向未來預(yù)測一期的局限性。4.初始指數(shù)平滑值F1）的確定初始值F1）是不能直接得到的，應(yīng)該通過一定的方法選取。（1）當(dāng)收集到的時間序列數(shù)據(jù)個數(shù)較多且比較可靠時，可以把已有數(shù)據(jù)中的某一個或某一部分的算術(shù)平均值或加權(quán)平均值作為初始值F1）。（2）當(dāng)收集到的數(shù)據(jù)個數(shù)較少或者數(shù)據(jù)的可靠性較差時，可以采用定性預(yù)測的方法選取F1），一般常用專家評估的方法選取F1）。5.平滑系數(shù)d的確定d稱為平滑系數(shù)，其取值范圍是（0，1），d取值大小體現(xiàn)了不同時期數(shù)據(jù)在預(yù)測中所起的作用大小。平滑系數(shù)d的大小表明了新、老數(shù)據(jù)在下期預(yù)測計算中的比重。平滑系數(shù)d越大，現(xiàn)實測定值在預(yù)測中占的比重就越大，越能體現(xiàn)預(yù)測對象當(dāng)前的變化趨勢而忽視它的歷史趨勢。平滑系數(shù)d越小，歷史數(shù)據(jù)在預(yù)測中占的比重就越大，越能反映預(yù)測對象的歷史演變趨勢而忽視了當(dāng)前的變化。（二)步驟（1）計算指數(shù)平滑值。（2）建立指數(shù)平滑預(yù)測模型。（3）利用指數(shù)平滑預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測。（三）舉例約40min任務(wù)五因果關(guān)系定量預(yù)測一、回歸分析預(yù)測法（一)方法介紹1.回歸分析預(yù)測的含義客觀世界中變量之間有兩種關(guān)系:一種是確定關(guān)系,即變量之間的關(guān)系可以用函數(shù)關(guān)系表達(dá)；另一種是相關(guān)關(guān)系,即變量之間存在密切關(guān)系,因變量隨自變量的變化而變化,這種關(guān)系只存在統(tǒng)計規(guī)律性,不存在精確的函數(shù)關(guān)系。在實際工作中,我們往往知道一組變量之間存在某種統(tǒng)計關(guān)系,如施肥量與作物產(chǎn)量的關(guān)系、一組設(shè)計參數(shù)與機器性能之間的關(guān)系、交通流量與某種交通設(shè)施效果之間的關(guān)系,我們非常希望弄清楚這些關(guān)系,以便據(jù)此進(jìn)行相關(guān)設(shè)計或進(jìn)行相關(guān)預(yù)測?；貧w分析及回歸分析預(yù)測可以幫助我們解決此類問題?？偨Y(jié)起來,回歸分析預(yù)測要解決的問題包括:（1）根據(jù)變量的歷史數(shù)據(jù)確定變量之間的統(tǒng)計關(guān)系,即回歸方程。（2）根據(jù)自變量的已知值或預(yù)測值,獲得因變量的預(yù)測值。（3）確定預(yù)測精度。線性回歸在實際預(yù)測中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，這是因為很多相關(guān)關(guān)系為線性關(guān)系，同時非線性關(guān)系也可以通過一定形式的數(shù)學(xué)變換轉(zhuǎn)換為線性關(guān)系。因此，本節(jié)只介紹線性回歸預(yù)測方法。線性回歸預(yù)測的基本思路是：（1）假定兩個變量之間呈線性回歸關(guān)系；（2）根據(jù)一定的計算公式計算線性回歸方程中的各個系數(shù)，得到線性回歸預(yù)測模型；（3）檢驗線性假定是否合理，如合理，則可采用該線性回歸預(yù)測模型進(jìn)行實際預(yù)測。2.回歸分析預(yù)測的模型（1）一元線性回歸預(yù)測法。（2）多元線性回歸預(yù)測法。多元線性回歸預(yù)測法是一元線性回歸預(yù)測法的延伸。多元線性回歸預(yù)測法研究一個因變量和兩個或兩個以上自變量間的關(guān)系。因變量和每個自變量之間為線性關(guān)系。3.線性相關(guān)關(guān)系的檢驗（1）回歸方程不能直接使用?；貧w方程以變量間呈線性關(guān)系的假定為基礎(chǔ)，這意味著即使變量之間沒有線性關(guān)系，按照公式也可以得出一個線性回歸方程，但這種方程沒有實際意義。因此，需要討論變量之間究竟有無線性關(guān)系，即線性回歸預(yù)測模型能否反映出變量之間的真實函數(shù)關(guān)系。（2）相關(guān)程度的檢驗。相關(guān)系數(shù)不同范圍取值所表示的相關(guān)關(guān)系如下圖所示。4.線性相關(guān)關(guān)系的顯著性水平變量之間具有線性關(guān)系的程度，稱為變量之間的線性相關(guān)程度。線性相關(guān)程度越高，表示線性相關(guān)關(guān)系越顯著。如下圖所示，只有當(dāng)T大到一定程度時，才可以認(rèn)為x與y呈線性關(guān)系，這個程就是臨界值Td（d為顯著性水平，常用d=0.01和d=0.05，1—d稱為置信水平。Td通過查“相關(guān)系數(shù)檢驗表”即可得到）。其中，一元線性回歸模型中，Td的自由度dfT為n—2，n是樣本數(shù)量。5.線性回歸預(yù)測模型的置信區(qū)間有時候，實際值與回歸直線的距離比較均勻，這也將造成相關(guān)系數(shù)很高，如下圖所示。很明顯，其預(yù)測模型的精度很低。因此，需要了解一定置信水平下預(yù)測值的區(qū)間大小，即置信區(qū)間。（二)步驟多元線性回歸模型通常借助Excel來建模。因此，一元線性回歸預(yù)測模型的步驟如下：（1）繪制散點圖，初步判斷變量之間的線性關(guān)系。（2）計算回歸系數(shù)a和b。（3）根據(jù)回歸系數(shù)a和b，建立預(yù)測模型y—a+bx。（4）計算相關(guān)系數(shù)T，進(jìn)行線性相關(guān)關(guān)系的檢驗。（5）通過查“相關(guān)系數(shù)檢驗表”，進(jìn)行線性關(guān)系顯著性水平檢驗。（6）根據(jù)預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測值的計算，并得到置信區(qū)間。（三)舉例二、灰色系統(tǒng)預(yù)測法（一)方法介紹在控制論中常用顏色來形容系統(tǒng)的信息完備程度。一個內(nèi)部信息完全未知的系統(tǒng)稱為黑箱或黑色系統(tǒng)。相反，一個內(nèi)部特性已知的系統(tǒng)則稱為白色系統(tǒng)。例如研究一個港口的通過能力，若已知該港口的設(shè)施、設(shè)備、人員和技術(shù)條件，根據(jù)這些信息可推斷出該港口所具有的通過能力，則稱這個港口系統(tǒng)為白色系統(tǒng)。但是有些系統(tǒng)介于黑和白之間，即部分信息已知，部分信息未知，這樣的系統(tǒng)就命名為灰色系統(tǒng)（GreySystem）。比如，在研究交通運輸系統(tǒng)的運輸量時，影響運輸量的因素有來自社會方面的（如國家的投資及價格等方面的政策、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、外貿(mào)情況等），有來自技術(shù)方面的（運輸設(shè)施、管理水平、人員素質(zhì)等情況），也有來自自然方面的（如人口、氣候、季節(jié)等情況）。通常很難確定全部因素及其影響的程度，雖然知道這些因素對運輸量會有影響，但很難找出運輸量與這些因素之間確定的映射關(guān)系，這就是灰色系統(tǒng)。1.優(yōu)點（1）基于原始序列的累加建模。模型建模原理不需要原始樣本數(shù)據(jù)符合某種特定的分布信息,而是采用累加的方法使原始序列呈現(xiàn)出完整的灰色指數(shù)規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,構(gòu)造并求解灰色微分方程。（2）小數(shù)據(jù)建模。不需要大樣本數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行建模和預(yù)測,建模過程簡單,易于操作,在小樣本序列的短期預(yù)測中具有獨特的優(yōu)勢,適用于不確定系統(tǒng)。（3）采用“緩沖算子”數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù),確保模型預(yù)測結(jié)果的有效性和合理性。（4）建模過程相對簡單,不需要考慮樣本數(shù)據(jù)的概率分布規(guī)律和統(tǒng)計特征。2.缺點（1）模型只能用于正值。（2）時間序列必須具有與日、周、月或者年相同的頻率。（3）當(dāng)預(yù)測一個數(shù)據(jù)序列的長期趨勢、季節(jié)和周期模式時,無法獲得所需的測量精度,只能通過識別剩余數(shù)據(jù)進(jìn)行補償和矯正,需要引入其他因素對數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,直到得到適當(dāng)?shù)念A(yù)測結(jié)果。（二)步驟GM（1,1）模型是灰色系統(tǒng)理論中應(yīng)用最廣泛的一種灰色動態(tài)預(yù)測模型,該模型由一個單變量的一階微分方程構(gòu)成?；疑獹M（1,1）模型是累加生成的數(shù)列預(yù)測模型,主要應(yīng)用于旅游法規(guī)、電力需求、高科技產(chǎn)業(yè)、股市、醫(yī)療保健等領(lǐng)域。1.構(gòu)建原始序列x（0）2.構(gòu)造累加生成序列x（1）3.構(gòu)建緊鄰均值生成序列Z（1）4.計算參數(shù)向量5.構(gòu)建白化微分方程6.構(gòu)建預(yù)測模型7.模型的檢驗（三)舉例約40min任務(wù)六預(yù)測誤差分析一、誤差分析的認(rèn)識（一)誤差分析的含義在預(yù)測中，使預(yù)測結(jié)果能夠盡量與實際情況相符合，是所有預(yù)測方法的根本目的。預(yù)測結(jié)果與實際情況是否相符合是通過預(yù)測結(jié)果與實際情況相比較的偏差結(jié)果來衡量的。因此，應(yīng)分析偏差的多少及產(chǎn)生原因，并作為反債信號用以調(diào)整和改進(jìn)所使用的預(yù)測模型，使預(yù)測的結(jié)果與實際情況更符合。這里的偏差為預(yù)測誤差，這里的計算、分析、反債、調(diào)整過程為誤差分析。（二)預(yù)測誤差分析的作用（1）表明預(yù)測結(jié)果與實際情況的差異。（2）通過計算誤差和分析誤差產(chǎn)生的原因，從而檢驗、比較和評價預(yù)測方