趋势外推预测方法 (2).ppt

1 2012 by Shao Jianlil e c t u r e FORECASTING METHODS FOR MANAGEMENT管理预测方法管理预测方法主讲：上海财经大学主讲：上海财经大学 邵建利博士邵建利博士2 2012 by Shao Jianli授授课内内容容预测预测与决策方法与决策方法与决策方法与决策方法 定性定性定性定性预测预测方法方法方法方法 定量定量定量定量预测预测方法方法方法方法 确定性方法确定性方法确定性方法确定性方法回回回回归归分析分析分析分析预测预测方法方法方法方法时间时间序列平滑序列平滑序列平滑序列平滑预测预测方法方法方法方法趋势趋势外推外推外推外推预测预测方法方法方法方法马尔马尔可夫可夫可夫可夫预测预测与决策法与决策法与决策法与决策法 不确定性方法不确定性方法不确定性方法不确定性方法灰色系灰色系灰色系灰色系统预测统预测随机性决策分析随机性决策分析随机性决策分析随机性决策分析模糊决策模糊决策模糊决策模糊决策粗糙集理粗糙集理粗糙集理粗糙集理论论管理中的典型管理中的典型管理中的典型管理中的典型预测问题预测问题 财务预测财务预测 需求需求需求需求预测预测 市市市市场预测场预测阅读阅读文献：文献：文献：文献：Volume 5-8Volume 5-8 Advances in Business Advances in Business and Management and Management ForecastingForecasting主要工作：主要工作：主要工作：主要工作：1 1、翻译、翻译、翻译、翻译2 2、PPTPPT报告报告报告报告考核：考核：考核：考核：平时：平时：平时：平时：30%30%，考试：，考试：，考试：，考试：70%70%3 2012 by Shao Jianlil e c t u r e 趋势外推预测方法趋势外推预测方法5TREND EXTRAPOLATION PREDICTION METHOD4 2012 by Shao Jianli 统计资统计资料表明，大量社会料表明，大量社会料表明，大量社会料表明，大量社会经济现经济现象的象的象的象的发发展主要是展主要是展主要是展主要是渐进渐进型型型型的，其的，其的，其的，其发发展相展相展相展相对对于于于于时间时间具有一定的具有一定的具有一定的具有一定的规规律性。律性。律性。律性。趋势趋势外推外推外推外推预预测测方法是根据事物的方法是根据事物的方法是根据事物的方法是根据事物的历历史和史和史和史和现实现实数据，数据，数据，数据，寻寻求事物随求事物随求事物随求事物随时间时间推移而推移而推移而推移而发发展展展展变变化的化的化的化的规规律，从而推律，从而推律，从而推律，从而推测测其未来状况的一种常其未来状况的一种常其未来状况的一种常其未来状况的一种常用的用的用的用的预测预测方法。当方法。当方法。当方法。当预测对预测对象依象依象依象依时间变时间变化呈化呈化呈化呈现现某种上升或某种上升或某种上升或某种上升或下降的下降的下降的下降的趋趋向，且无明向，且无明向，且无明向，且无明显显的季的季的季的季节节波波波波动时动时，若能找到，若能找到，若能找到，若能找到条合条合条合条合适的函数曲适的函数曲适的函数曲适的函数曲线线反映反映反映反映这这种种种种变变化化化化趋势趋势，就可用，就可用，就可用，就可用时间时间t t为为自自自自变变量，量，量，量，时时序数序数序数序数值值y y为为因因因因变变量建立量建立量建立量建立趋势趋势模型模型模型模型y yf(tf(t)（5.15.1）如果有理由相信如果有理由相信如果有理由相信如果有理由相信这这种种种种趋势趋势能能能能够够延伸到未来，在式（延伸到未来，在式（延伸到未来，在式（延伸到未来，在式（5.15.1）中中中中赋赋予予予予变变量量量量t t在未来在未来在未来在未来时时刻的一个具体数刻的一个具体数刻的一个具体数刻的一个具体数值值，可以得到相，可以得到相，可以得到相，可以得到相应应时时刻的刻的刻的刻的时间时间序列未来序列未来序列未来序列未来值值。这这就是就是就是就是趋势趋势外推法。外推法。外推法。外推法。第五章第五章 趋势外推预测方法趋势外推预测方法5 2012 by Shao Jianli 趋势外推法的假外推法的假设条件是：条件是：(1)(1)假假假假设设事物事物事物事物发发展展展展过过程没有跳程没有跳程没有跳程没有跳跃跃式式式式变变化，即事物的化，即事物的化，即事物的化，即事物的发发展展展展变变化是化是化是化是渐进渐进型的。型的。型的。型的。(2)(2)假假假假设设所研究系所研究系所研究系所研究系统统的的的的结结构、功能等基本保持不构、功能等基本保持不构、功能等基本保持不构、功能等基本保持不变变，即假定根据即假定根据即假定根据即假定根据过过去去去去资资料建立的料建立的料建立的料建立的趋势趋势外推模型能适合未外推模型能适合未外推模型能适合未外推模型能适合未来，能代表未来来，能代表未来来，能代表未来来，能代表未来趋势变趋势变化的情况。化的情况。化的情况。化的情况。6 2012 by Shao Jianli基本思想基本思想模型库模型库模型库模型库模型识别模型识别模型识别模型识别参数估计参数估计参数估计参数估计预测预测预测预测确定模型确定模型确定模型确定模型属何种类型属何种类型属何种类型属何种类型类型、特征类型、特征类型、特征类型、特征7 2012 by Shao Jianli第第5.1 指数曲线法指数曲线法 1.1.指数曲线模型及其应用指数曲线模型及其应用指数曲线模型及其应用指数曲线模型及其应用8 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法 许多系统特征数据序列，如反映技术进步或经济增许多系统特征数据序列，如反映技术进步或经济增许多系统特征数据序列，如反映技术进步或经济增许多系统特征数据序列，如反映技术进步或经济增长的时间序列数据，在其未达到饱和状态之前的成长期长的时间序列数据，在其未达到饱和状态之前的成长期长的时间序列数据，在其未达到饱和状态之前的成长期长的时间序列数据，在其未达到饱和状态之前的成长期内，往往遵循指数曲线增长规律。因此，对发展中的事内，往往遵循指数曲线增长规律。因此，对发展中的事内，往往遵循指数曲线增长规律。因此，对发展中的事内，往往遵循指数曲线增长规律。因此，对发展中的事物，可以考虑用指数曲线进行预测。物，可以考虑用指数曲线进行预测。物，可以考虑用指数曲线进行预测。物，可以考虑用指数曲线进行预测。采用指数曲线外推预测，存在预测值随着时间推移采用指数曲线外推预测，存在预测值随着时间推移采用指数曲线外推预测，存在预测值随着时间推移采用指数曲线外推预测，存在预测值随着时间推移无限增大的问题。这与客观实际是不一致的，因为任何无限增大的问题。这与客观实际是不一致的，因为任何无限增大的问题。这与客观实际是不一致的，因为任何无限增大的问题。这与客观实际是不一致的，因为任何事物的发展都有其一定的限度，不可能无限增长。例如事物的发展都有其一定的限度，不可能无限增长。例如事物的发展都有其一定的限度，不可能无限增长。例如事物的发展都有其一定的限度，不可能无限增长。例如一种商品的销售量，在其市场成长期内可能会按指数曲一种商品的销售量，在其市场成长期内可能会按指数曲一种商品的销售量，在其市场成长期内可能会按指数曲一种商品的销售量，在其市场成长期内可能会按指数曲线增长。但随着时间的推移，其增长的趋势可能会减缓线增长。但随着时间的推移，其增长的趋势可能会减缓线增长。但随着时间的推移，其增长的趋势可能会减缓线增长。但随着时间的推移，其增长的趋势可能会减缓以至于停滞。对于这种情况，可以考虑改用修正指数曲以至于停滞。对于这种情况，可以考虑改用修正指数曲以至于停滞。对于这种情况，可以考虑改用修正指数曲以至于停滞。对于这种情况，可以考虑改用修正指数曲线进行预测。线进行预测。线进行预测。线进行预测。9 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法 10 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法11 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法12 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法注意：并不是任何一组数据都可以用修正指注意：并不是任何一组数据都可以用修正指注意：并不是任何一组数据都可以用修正指注意：并不是任何一组数据都可以用修正指数曲线拟合。采用前应对数据检验，检验方数曲线拟合。采用前应对数据检验，检验方数曲线拟合。采用前应对数据检验，检验方数曲线拟合。采用前应对数据检验，检验方法是看给定数据的逐年增长量的比率是否接法是看给定数据的逐年增长量的比率是否接法是看给定数据的逐年增长量的比率是否接法是看给定数据的逐年增长量的比率是否接近某一常数近某一常数近某一常数近某一常数e e-K K，即即即即13 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法例题修正指数曲线法例题例：根据统计例：根据统计例：根据统计例：根据统计资料，某厂收资料，某厂收资料，某厂收资料，某厂收音机连续音机连续音机连续音机连续1515年年年年的销售量如下的销售量如下的销售量如下的销售量如下表所示，试用表所示，试用表所示，试用表所示，试用修正指数曲线修正指数曲线修正指数曲线修正指数曲线预测预测预测预测19861986年年年年的销售量的销售量的销售量的销售量14 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法例题修正指数曲线法例题解：经计算可得解：经计算可得解：经计算可得解：经计算可得15 2012 by Shao Jianli现将数据分为三组，每组现将数据分为三组，每组5个数据，即个数据，即N=5，并以，并以1969年为开始年份，年为开始年份，t69=0。5.2 修正指数曲线法例题修正指数曲线法例题16 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法将将3组数据分别代入组数据分别代入(5.2)式式17 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法(另一种形式另一种形式)18 2012 by Shao Jianli描述对象在发展的初期和中期增长速度较快，随后增长速描述对象在发展的初期和中期增长速度较快，随后增长速描述对象在发展的初期和中期增长速度较快，随后增长速描述对象在发展的初期和中期增长速度较快，随后增长速度逐渐下降，其图形接近于渐近线。其中度逐渐下降，其图形接近于渐近线。其中度逐渐下降，其图形接近于渐近线。其中度逐渐下降，其图形接近于渐近线。其中a a为饱和值。为饱和值。为饱和值。为饱和值。的的的的渐近线渐近线渐近线渐近线特征：特征：特征：特征：b0b00c10c1b0b1c119 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法(另一种形式另一种形式)20 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法(另一种形式另一种形式)21 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法将将将将3 3组数据分别代入组数据分别代入组数据分别代入组数据分别代入(5.2)(5.2)式，经整理得式，经整理得式，经整理得式，经整理得22 2012 by Shao Jianli5.2 修正指数曲线法修正指数曲线法b0下方渐近线b0上方渐近线23 2012 by Shao Jianli例题修正指数曲线法例题修正指数曲线法24 2012 by Shao Jianli5.3 生长曲线法生长曲线法 生物的生长过程一般经历发生、发展、成熟到衰老生物的生长过程一般经历发生、发展、成熟到衰老生物的生长过程一般经历发生、发展、成熟到衰老生物的生长过程一般经历发生、发展、成熟到衰老几个阶段，在不同的生长阶段，生物生长的速度也不一几个阶段，在不同的生长阶段，生物生长的速度也不一几个阶段，在不同的生长阶段，生物生长的速度也不一几个阶段，在不同的生长阶段，生物生长的速度也不一样。发生初期成长速度较慢，由慢到快；发展时期生长样。发生初期成长速度较慢，由慢到快；发展时期生长样。发生初期成长速度较慢，由慢到快；发展时期生长样。发生初期成长速度较慢，由慢到快；发展时期生长速度则较快；成熟时期，生长速度由达到最快而后逐渐速度则较快；成熟时期，生长速度由达到最快而后逐渐速度则较快；成熟时期，生长速度由达到最快而后逐渐速度则较快；成熟时期，生长速度由达到最快而后逐渐变慢，到衰老期则几乎停止生长。指数曲线模型不能预变慢，到衰老期则几乎停止生长。指数曲线模型不能预变慢，到衰老期则几乎停止生长。指数曲线模型不能预变慢，到衰老期则几乎停止生长。指数曲线模型不能预测接近极限值时生物生长的特性值，因为趋近极限值时，测接近极限值时生物生长的特性值，因为趋近极限值时，测接近极限值时生物生长的特性值，因为趋近极限值时，测接近极限值时生物生长的特性值，因为趋近极限值时，生物生长特性值已不按指数规律增长。描述生物生长过生物生长特性值已不按指数规律增长。描述生物生长过生物生长特性值已不按指数规律增长。描述生物生长过生物生长特性值已不按指数规律增长。描述生物生长过程可以考虑运用形状近似于程可以考虑运用形状近似于程可以考虑运用形状近似于程可以考虑运用形状近似于S S型的曲线（称为型的曲线（称为型的曲线（称为型的曲线（称为S S曲线）。曲线）。曲线）。曲线）。本节主要介绍两种最为常用的生长曲线龚珀兹曲线和皮本节主要介绍两种最为常用的生长曲线龚珀兹曲线和皮本节主要介绍两种最为常用的生长曲线龚珀兹曲线和皮本节主要介绍两种最为常用的生长曲线龚珀兹曲线和皮尔曲线。尔曲线。尔曲线。尔曲线。25 2012 by Shao Jianli1.1.龚珀兹曲线模型龚珀兹曲线模型龚珀兹曲线模型龚珀兹曲线模型5.3 生长曲线法生长曲线法 26 2012 by Shao Jianli1.龚帕兹（Compertz）模型取对数，修正指数曲线。特征：27 2012 by Shao Jianli28 2012 by Shao Jianli2.2.皮尔曲线模型皮尔曲线模型皮尔曲线模型皮尔曲线模型5.3 生长曲线法生长曲线法 29 2012 by Shao Jianlik k缓慢缓慢缓慢缓慢快速增长快速增长快速增长快速增长平稳发展平稳发展平稳发展平稳发展饱和状态饱和状态饱和状态饱和状态企业集团形成发展行为，技术创企业集团形成发展行为，技术创企业集团形成发展行为，技术创企业集团形成发展行为，技术创新扩散的基本规律，手机普及率等。新扩散的基本规律，手机普及率等。新扩散的基本规律，手机普及率等。新扩散的基本规律，手机普及率等。特征：特征：特征：特征：30 2012 by Shao Jianli5.4 包络曲线法包络曲线法 分析和预测复杂的技术系统，特别是从事分析和预测复杂的技术系统，特别是从事分析和预测复杂的技术系统，特别是从事分析和预测复杂的技术系统，特别是从事长远预测时，不仅要预测技术发展的量变过程，长远预测时，不仅要预测技术发展的量变过程，长远预测时，不仅要预测技术发展的量变过程，长远预测时，不仅要预测技术发展的量变过程，同时要预测技术发展的质变过程。若用一条相同时要预测技术发展的质变过程。若用一条相同时要预测技术发展的质变过程。若用一条相同时要预测技术发展的质变过程。若用一条相切于这些切于这些切于这些切于这些S S形生长曲线的平滑的包络线来描述形生长曲线的平滑的包络线来描述形生长曲线的平滑的包络线来描述形生长曲线的平滑的包络线来描述这一过程，则可以得到表示一种技术特性发展这一过程，则可以得到表示一种技术特性发展这一过程，则可以得到表示一种技术特性发展这一过程，则可以得到表示一种技术特性发展总体趋势的曲线，这就是包络曲线法。总体趋势的曲线，这就是包络曲线法。总体趋势的曲线，这就是包络曲线法。总体趋势的曲线，这就是包络曲线法。R Ryresyres在科学技术预测和长远规划一书中，列举在科学技术预测和长远规划一书中，列举在科学技术预测和长远规划一书中，列举在科学技术预测和长远规划一书中，列举了许多实例用以说明很多整体技术系统是符合了许多实例用以说明很多整体技术系统是符合了许多实例用以说明很多整体技术系统是符合了许多实例用以说明很多整体技术系统是符合包络曲线发展规律的。包络曲线发展规律的。包络曲线发展规律的。包络曲线发展规律的。31 2012 by Shao Jianli包络曲线有可能揭示预测变量的总趋势，估计预测变量的可能包络曲线有可能揭示预测变量的总趋势，估计预测变量的可能包络曲线有可能揭示预测变量的总趋势，估计预测变量的可能包络曲线有可能揭示预测变量的总趋势，估计预测变量的可能极限，描述其极限的性质。同时包络曲线往往要越过现有技术极限，描述其极限的性质。同时包络曲线往往要越过现有技术极限，描述其极限的性质。同时包络曲线往往要越过现有技术极限，描述其极限的性质。同时包络曲线往往要越过现有技术的极限参数，预见或揭示即将出现的新技术。因此，它不仅可的极限参数，预见或揭示即将出现的新技术。因此，它不仅可的极限参数，预见或揭示即将出现的新技术。因此，它不仅可的极限参数，预见或揭示即将出现的新技术。因此，它不仅可以用于预测渐变过程，更主要的是用来预测科学和技术发展的以用于预测渐变过程，更主要的是用来预测科学和技术发展的以用于预测渐变过程，更主要的是用来预测科学和技术发展的以用于预测渐变过程，更主要的是用来预测科学和技术发展的突变，即跳跃式发展过程，揭示原理上新的发明等等。所有这突变，即跳跃式发展过程，揭示原理上新的发明等等。所有这突变，即跳跃式发展过程，揭示原理上新的发明等等。所有这突变，即跳跃式发展过程，揭示原理上新的发明等等。所有这些都是技术预测中最重要和最困难的任务。些都是技术预测中最重要和最困难的任务。些都是技术预测中最重要和最困难的任务。些都是技术预测中最重要和最困难的任务。在利用包络曲线预测时，首先要建立包络曲线。在利用包络曲线预测时，首先要建立包络曲线。在利用包络曲线预测时，首先要建立包络曲线。在利用包络曲线预测时，首先要建立包络曲线。包络曲线建立的步骤包络曲线建立的步骤包络曲线建立的步骤包络曲线建立的步骤 5.4 包络曲线法包络曲线法32 2012 by Shao Jianli2.2.应用范围应用范围应用范围应用范围（1 1）某项技术发展的前期阶段，采用包络曲线对技术发展进）某项技术发展的前期阶段，采用包络曲线对技术发展进）某项技术发展的前期阶段，采用包络曲线对技术发展进）某项技术发展的前期阶段，采用包络曲线对技术发展进行深入研究，可以外推出新的远景技术，从而可以未雨绸行深入研究，可以外推出新的远景技术，从而可以未雨绸行深入研究，可以外推出新的远景技术，从而可以未雨绸行深入研究，可以外推出新的远景技术，从而可以未雨绸缪，提前完成技术贮备，以便及时进行技术更新。缪，提前完成技术贮备，以便及时进行技术更新。缪，提前完成技术贮备，以便及时进行技术更新。缪，提前完成技术贮备，以便及时进行技术更新。（）当某一技术的发展趋于极限时，采用包络曲线外推可（）当某一技术的发展趋于极限时，采用包络曲线外推可（）当某一技术的发展趋于极限时，采用包络曲线外推可（）当某一技术的发展趋于极限时，采用包络曲线外推可能出现的新技术。能出现的新技术。能出现的新技术。能出现的新技术。（）用包络曲线外推未来某一时刻的特性参数水平，借以（）用包络曲线外推未来某一时刻的特性参数水平，借以（）用包络曲线外推未来某一时刻的特性参数水平，借以（）用包络曲线外推未来某一时刻的特性参数水平，借以推测将会出现那种新技术。推测将会出现那种新技术。推测将会出现那种新技术。推测将会出现那种新技术。（）验证决策中制定的技术参数是否合理。如果拟定的参（）验证决策中制定的技术参数是否合理。如果拟定的参（）验证决策中制定的技术参数是否合理。如果拟定的参（）验证决策中制定的技术参数是否合理。如果拟定的参数在包络曲线之上，则可能有些冒进，如在其下则可能偏数在包络曲线之上，则可能有些冒进，如在其下则可能偏数在包络曲线之上，则可能有些冒进，如在其下则可能偏数在包络曲线之上，则可能有些冒进，如在其下则可能偏于保守。合理的技术参数应与包络曲线相吻合，偏高偏低于保守。合理的技术参数应与包络曲线相吻合，偏高偏低于保守。合理的技术参数应与包络曲线相吻合，偏高偏低于保守。合理的技术参数应与包络曲线相吻合，偏高偏低皆需调整。皆需调整。皆需调整。皆需调整。5.4 包络曲线法包络曲线法33 2012 by Shao Jianli5.4 包络曲线法包络曲线法34 2012 by Shao Jianli谢谢提出宝贵意见！谢谢提出宝贵意见！