需求預測是影響存貨的管理績效,而客戶需求的銷售預測更是所有需求的源頭,一 般企業常利用歷史資料來分析預測未來的需求狀況,一列數據資料隨著時間的變化又具 有隨機性觀測的數據,且此數據資料在時間的前後有著互相關聯性質,稱之為時間序列。
時間序列是根據日、週、月或季等時間單位作為基礎,蒐集的資料具有先後順序的時間 排列,該方法係決策者認為未來的現象會受到過去經驗所影響。決策者試著將時間序列 區分為數個構成要素,並將之作為預測未來趨勢的依據,這四個基本要素(劉明德、柳 克婷,2014):
1.長期趨勢:以長期觀點在觀察的這段期間內,數據資料隨著時間序列移動起伏,
顯現逐漸上升或是下降的趨勢。
2.週期性:通常是指一年以上的某一個時段,在每隔一個時段,時間序列週而復始 的呈現波浪循環,而週期的變動沒有一定時間長短,有的短如一、二年,也有長達數十 年。
3.季節性:在一年內的時間序列隨季節因素影響,依週、月或是季呈規則且連續性
的高峰期或者谷低期,許多企業的活動像是生產、銷售收入等在一年內隨著季節的不同 而變動,這些變動可能來自四季變化、假日節慶等。
4.隨機變動:隨機或是不正常狀態所產生的變動,沒有一定的模式可以辨別或遵循,
這隨機變動是去除上述三種要素後的殘差項,它主要是因為天災人禍、罷工或是戰爭等 事件所引起
。
分析時間數列資料時以時間為自變數,各個時間點所發生事件的數值則為依變數,
它具有幾個特性(林惠玲、陳正倉,2010):
1. 時間數列中的觀察數據是由四個影響因素所組成。即是長期趨勢、循環變動的週 期性、季節性變動及隨機的不規則變動。
2. 時間數列的各個觀察數據通常互相有關聯,唯有時間相隔越長,關聯性越小。
3. 不同時間單位的時間數列因分析上的需求,可以轉換為相同時間單位的時間數 列。
4. 時間數列有先後次序排列,應依照該次序排列不可任意變更。
5. 時間數列的時間單位可為年、季、月、周、日等。
時間數列主要是做預測,預測是否精確則有許多不同的方法可衡量,最常用的衡量 指標為均方誤差(MSE)及平均絕對誤差(MAD)。
時間數列資料的分析方法可分為時間數列的古典分析方法、迴歸分析法以及平滑法 等,而平滑法一般常用的有三種:移動平均法、加權移動平均法以及指數平滑法(圖 2-1)
。
本研究選擇了與時間序列相關的預測方法,整理說明如下(鄭榮郎,2014;陳修懷,2014;葉淑媚,2009;林惠玲、陳正倉,2010; 劉明德、柳克婷,2014):
(一) 移動平均法(Moving average method):
在時間序列上將最近的 t 期資料加以平均,求得的平均值用來做為下一期(t+1) 的預測值,適用於無明顯長期趨勢與季節循環變動的時間數列資料。移動平均的時段越 長,時間數列的不規則性越能清除,決策者在選擇移動平均時段的長短時,大都會經過 多次嘗試及評估比較後選定。計算式:
∑ :i 期的實際值
預測誤差為實際值和預測值的差, - 。 (二) 加權移動平均法(Weighted moving average):
加權移動平均法是依據各期的重要程度,給予不同的權數(weight)以求得 t 期的 移動平均數,做為下一期(t+1)的預測值。所以加權移動平均法是以各期的重要度作為權 數而求得的平均值。若是決策者認為參與移動的平均時段中各時間點,對預測期影響程 度不同時,則可以給予適當的權數,使得預測值更可以反映實際變動的趨勢。計算式:
. . .
:本期預測值
:t 期間實際值
:t 期間權重, . . . =1
移動平均法或是加權移動平均法,計算過程簡單、易於使用、快速及成本相對 較低是其優點,缺點是無法適度的反應時間數列的季節性或趨勢性,較適合做短期的預 測。
(三) 指數平滑法(Exponential smoothing):
指數平滑法亦是一種常用的預測方法,廣義而言是加權平均法的一種方法,所 不同的是在於指數平滑法僅需要利用少數資料即可進行預測。平滑指數α意指目前時間 點的觀察值對於下個時間點預測值的影響程度。α值愈大表示目前的時間點對於預測影 響的程度愈大,反之則愈小。所以隨著時間的消逝,重要性也隨指數下降,愈是近期的 資料權重則愈大。以指數平滑法做第一個時間點預測時,可以由決策者主觀的決定,或 是取前三期或四期時間點的平均觀察值作基準。例如最常用且簡單的一階指數平滑法 (first-order exponential smoothing method),計算式:
α 1
:本期預測值
:t 期間實際值
:t 期間預測值
α:平滑指數(0 ≦ α ≦ 1)
當資料的變化大而不規則現象時,平滑指數α 就需要下修,而資料是屬於穩定狀態 者,適用於較大的平滑指數α。
(四) 迴歸分析法(Regression analysis):
迴歸分析主要用途是「預測」,利用變數與變數之間的關聯性來建立彼此間的數 學函數關係,再藉由函數關係來做變數的預測。用來分析一個或是一個以上自變數與依 變數的數量關係,來了解當自變數在某一水準或數量時,依變數反應的水準或數量。在
此模式中對於要預測的變數稱之為依變數(Dependent variable),而用來預測的變數稱之 為自變數(Independent variable),如果只有一個自變數的分析方法稱為簡單迴歸(Simple regression),迴歸方程式中二個或是二個以上的自變數分析方法稱為多元迴歸(Multiple regression),又稱為複迴歸分析。
在研究的過程中,討論到二個變數資料時,需要考慮這二個變數之間,是否具 有某種程度的關係,其關係程度多大,即為相關係數(Coefficient of Correlation);另一個 問題是變數之間有何種關係,即為迴歸分析(Regression analysis)。所以進行迴歸分析之 前,應先檢視變數與變數之間是否有關係,如果無關係,就不需要進行迴歸分析,如果 有關係,再視其型態進行迴歸分析(薄喬萍,2012)。
1. 相關係數(Coefficient of Correlation)
對於X,Y 二個變數,蒐集 n 對的相對應資料(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),此 n 對 的數據之相關係數為r,計算式:
• Syy
Sxy:變數X,Y 之共變異 Sxx:變數X 之變異 Syy:變數Y 之變異
相關係數r 值介於-1 與 1 之間,若 0則 X 與 Y 為正相關,即當 X 值增加時,
Y 值也是增加而上升。若 0則 X 與 Y 為負相關,亦即當 X 值增加時,Y 值是減少而 下降。若是 1則 X 與 Y 為完全正相關,若是 1時 X 與 Y 則為完全負相關。
2. 迴歸分析(Regression analysis)
迴歸分析主要的用途是「預測」,由一組預測變數 X(或稱之獨立變數),對另 一依變數Y 進行預測。如果獨立變數 X 僅有一個預測依變數 Y,稱之為簡單線性迴歸;
若是以多個自變數X1,X2,…,Xn,對依變數Y 的預測模式,則稱為複線性迴歸。
2.1 建立迴歸分析步驟:
1.計算 X 及 Y 平均值X,Y 2.計算 Sxy=∑ X Y 3.計算 Sxx=∑ X
4.參數估計: , Y X
少的解釋
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