（管理科学与工程专业论文）物流量预测方法研究.pdf

中文摘要 随希我国现代化的发展，经济结构正从传统的计划经济转向市场经济，现 代化物流在我国已经从概念炒作阶段过渡到了实际操作阶段，在这一形势下， 物流量的预测对于物流企业的战略化发展就显得更为蘑要。但是，由于我国物 流企业还处于起步阶段，对于预测所需要的历史数据的统计还很不完整，也很 不科学。在这种情况下，如何提高物流量预测的精度，就显得尤为重要。 目前，关于预测方法的研究有很多，发展也很迅速，至少有一百多种，除 了经典的预测方法之外，预测者们还提出了许多新的方法，比如模糊数学预测 法、神经网络预测法等。但是，并不是定预测方法越复杂，其预测效果就越 好，由于预测方法本身的局限性以及受预测者自身的知识、经验所限制，在许 多实际预测中，预测结果往往不能使人满意。因此，选择合适的预测方法来对 预测目标进行预测是保证预测能够准确的先决条件。对于物流量的预测来说， 山于历史数据少而且不完整，这尤其给预测者应用需要大量历史数据作为依托 的预测模型带来了很大的困难。在这种情况下，提出一种对物流量预测行之有 效的方法，就显得更为重要。 本文是以在某一个机场所做的客货运市场调研与预测的经验为基础而 撰写的。笔者先介绍了国内外关于物流量预测方法的研究状况，使读者能知道 目前物流量预测方法研究是处于一个什么样的情况：接着说明了撰写此文的目 的意义；然后介绍了本文研究的内容与方法，使读者能够对本文的研究思路以 及研究内容有大致的了解；接下来阐述了物流量预测的特点以及存在的问题， 以为下文做铺垫；之后，笔者结合物流量预测的特点以及现状，介绍了一些合 适的经典预测方法，并重点介绍了组合预测方法以及定量与定性相结合的方法， 使读者在理论上能对物流量预测的常用方法能有所认识；接下来，笔者以前面 介绍的预测方法为理论，结合实例介绍了一种行之有效物流量预测方法；在最 后，笔者对此物流量预测方法进行了总结，并对全文的结论做了说明，以便大 家能有所参考。 关键词：物流量，预测，组合预测 a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n t o fm o d e r n i z a t i o ni nc h i n a ，e c o n o m i cs t r u c t u r ei s c h a n g i n g f r o mt r a d i t i o n a l p l a n n e de c o n o m y t om a r k e t e c o n o m y , m o d e r n i z e d l o g i s t i c sa l r e a d yt r a n s i t e d t op r a c t i c a lh a n d l i n gm o m e n tf r o mc o n c e p tm o m e n t ，s o t h e p r e d i c t i o n a b o u tt h e f r e i g h t v o l u m ei s v e r yi m p o r t a n t f o rt h e s t r a t e g y d e v e l o p m e n t o f l o g i s t i c se n t e r p r i s e b u t t h e l o g i s t i c se n t e r p r i s e l i e u n d e r w a y m o m e n t ，t h es t a t i s t i co fh i s t o r i c a ld a t ai sn o ti n t e g r a la n ds c i e n t i f i c ，s o i ti s f a i r l y i m p o r t a n ta b o u th o w t oi m p r o v et h e p r e d i c t i v ep r e c i s i o na b o u t t h ef r e i g h tv o l u m e t h e r ea r em a n y p r e d i c t i v em e t h o d sn o w , m o r et h a nh u n d r e d b e s i d e sc l a s s i c a l p r e d i c t i v em e t h o d s ，t h e r ea r em a n yn e wm e t h o d s ，s u c ha si l l e g i b i l i t y m a t h e m a t i c p r e d i c t i o n 、n e u r a l n e t w o r kp r e d i c t i o n b e c a u s et h el o c a l i z a t i o no ft h e p r e d i c t i v e m e t h o di t s e l fa n dt h ec o n f i n eo ft h ep r e d i c t i v ep e r s o n sk n o w l e d g e 、e x p e r i e n c e ，t h e p r e d i c t i v e r e s u l ti sn o ts a t i s f i e di n m a n yp r a c t i c a lp r e d i c t i o n s oc h o o s i n g t h e a p p r o p r i a t ep r e d i c t i v em e t h o d sw i l la s s u r ep r e d i c t i v en i c e t y e s p e c i a l l yt h es c a r c i t y o fh i s t o r i c a ld a t aw i l lb r i n gt r e m e n d o u sd i f f i c u l tf o ru s i n gt h ep r e d i c t i v em o d e l s w h i c hn e e dl a r g en u m b e r so fh i s t o r i c a ld a t a i nt h ei n s t a n c e ，i ti sv e r yi m p o r t a n tt h a t p u tf o r w a r d ak i n do fe f f i c i e n tp r e d i c t i v em e t h o da b o u tt h ef r e i g h tv o l u m e t h et h e s i si sb a s e dt h ee x p e r i e n c eo fo n ea i r p o r t s t h es u r v e ya n dp r e d i c t i o n o ft h em a r k e ta b o u tp a s s e n g e r sa n dc a r g o s ) ) f i r s t l yw r i t e ri n t r o d u c et h ed o m e s t i c a n do v e r s e a ss t a t u sa b o u tt h e p r e d i c t i v e m e t h o d so ft h e f r e i g h tv o l u m e ，t h e n i l l u m i n a t et h ep u r p o s ea n dm e a n i n ga b o u tw r i t i n gt h et h e s i s ，a f t e r w a r di n t r o d u c et h e i n v e s t i g a t i v ec o n t e n ta n dm e t h o d ，t h e n w r i t e rd i s c o u r s eu p o nt h ep r e d i c t i v ec h a r a c t e r a n d p r o b l e m a b o u tt h e f r e i g h tv o l u m e ，w h e r e a f t e ri n t r o d u c es o m ec l a s s i c a l p r e d i c t i v em e t h o d s ，f i n a l l yw r i t e rc o m b i n eap r a c t i c a le x a m p l et ob r i n gf o r w a r da k i n do fe f f i c i e n tp r e d i c t i v em e t h o da b o u tt h ef r e i ：g h tv o l u m e ，a n ds u m m a r i z et h e t h e s i s k e y w o r d s ：t h ef r e i g h tv o l u m e ，p r e d i c t i o n ，c o m b i n a t i o nf o r e c a s t i r 武汉理： 大学硕士学位论文 1 1 选题的目的意义 1 1 1 国内外发展现状 第1 章绪论 目前，我国的物流规模持续迅速增长，但其发展还处于起步阶段，尤其关 于物流量预测方面的研究还很不成熟，也不够系统化。( 我们这里所指的物流量， 是第三方物流企业物资的运输流量。) 当前我国对于物流需求预测的方法有两 种，一种是将物流企业所处经济区内的总的货运需求预测量作为预测对象来进 行预测，我们所预测的物流量只是该物流企业的货运需求预测量的一部分。这 种方法虽然比较简便，但其预测结果往往与实际情况相差很大，因为这种方法 是通过确定该企业物流量在整个经济区域内所占的比例来确定该企业的预测量 的，但物流系统是开放式的系统，易受各种因素的影响，在整个经济区内还有 其它的物流企业在与其竞争，吸引货源，各种因素的变化都可能会导致这一比 例的变化。另一种方法是利用该物流企业以往的历史数据进行预测。这种方法 在供大于求的情况下误差较小，然而在供不应求的情况下，由于潜在的货运需 求并没有得到满足，所以预测出来的结果将会出现较大的失误。 国外关于物流量预测模型方面的研究比较多，其理论及实际经验要远比国 内成熟，尤其是关于组合预测研究方面。早在1 9 8 3 年，m a k r i d a k i s 和w i n k l e r 在对1 1 1 个时间序列的外推研究中发现，有两种方法组合时，其误差降低了7 2 ， 当组合的方法增加到5 种时，其误差降低了1 6 3 。用经济计量模型进行平均时， 也有类似的结论。根据实践研究的结果表明，将一个经济计量模型与一个时间序 列模型进行组合，其组合预测值的拟合精度比二者各自的预测值的拟合精度平 均要好5 1 ，比两者中最好的预测值的拟合精度要好4 4 。目前国外对物流量预 测的方法研究也主要集中在组合预测模型方面，尤其是对时变权重的研究，方 法讨论的重点仍然主要集中在定量预测方面。如何把宏观形势与其定量预测， 定性预测结合起来运用，从而使预测结果更为准确，这方面鲜有涉及。 国内外物流企业对物流量的预测有很多，其中为企业的近期发展以及生产 计划提供依据的短期预测比较容易，因为它们往往依靠经验以及较为简单的预 测技术就可以达到很好的效果。但对于长期预测，由于考虑因素的不确定性以 及多样性，往往显得较为复杂，大大增加了预测的难度及准确度，使得企业的 长期规划以及战略发展带有一定的盲目性。 武汉理：大学硕+ 学位论文 1 1 2 选题的目的意义 预测是企业制订战略规划、生产安排、销售计划，尤其是物流管理计划的 重要依据，是企业物流管理中最重要的环节，也是进行物流工作的首先所必需 开展的。 一、物流量预测是物流管理的重要手段 在物流管理活动中，我们如果能通过预测了解和把握市场的未来需求变化， 我们就能采取有效的战略战术。比如我们如果预测到下个月某种商品的市场需 求量将有大幅度上扬，我们就可以事先调整库存策略，以免到时会因为供不应 求而失去市场机会。法国的展望与预测中心学者马塞尔巴扬指出：“在任何时 候，我们都要先于竞争对手捕捉到未来技术的发展前景和消费者的要求。同时 要有足够的勇气利用预测结果作出决策。许多企业家遭受失败是没有预测 或预测错误。”这充分说明了预测在物流管理中的重要作用。 二、物流量预测是制定物流发展战略目标的依据 通过物流需求预测，可以揭示和描述市场需求的变动趋势，勾画未来物流 需求发展的轮廓，并对物流需求发展可能出现的种种情况一有利方面和不利方 面，成功的机会和失败的风险，进行全面的系统的分析和预见，从而为制定物 流发展战略目标和方向提供依据，避免决策的片面性和局限性，就能“运筹与 帷幄之中，决胜与千里之外”。 三、物流量预测是物流管理的重要环节 物流管理按一般的意义说，就是对物流活动的计划、组织、指挥、协调、 控制，就是作决策。无论是计划还是决策，首先要做到的是对物流发展中的诸 因素心中有数，而要心中有数就必须依靠预测。因此，一切物流管理活动，首 先都是从对信息的了解分析和预测入手，对物流量的预测是物流管理的重要环 节，但并不是最终目的。物流量预测的作用和真正价值在于指导和调节人们的 物流管理活动，以便采取适当的策略和措施，谋求更大的利益。 随着经济结构和经济形势的发展变化，我国正从计划经济向市场经济过渡， 物流企业的现代化运作才刚刚开始，普遍存在历史数据少而且不完整，统计口 径不统一等问题，这给建立物流预测模型带来了很大的困难，针对我国物流企 业的实际情况。如何能对物流量进行比较精确的预铡。已经成为物流系统预测 中研究的重要内容。 目前关于预测的方法有很多，定量的方法就有一百多种，但是由于预测本 身的特性以及预测方法的局限性，在实际的预测中，预测结果往往不能让人满 意。如何能以宏观背景条件为参考，考虑到各种因素的影响，使定量预测与定 性预测更好地结合起束运用，仍然是预测上的一个难点。而物流系统是个丌 2 武汉理一l ：大学硕士学位论文 放式系统，对于我国来说，按照现代物流业发展的特点衡量，尚处于起步阶段， 它的发展受到的各种制约条件非常多，受外界的干扰而引起的变化比成熟期要 大。在这种情况下，提出一些行之有效的方法来保证物流量预测的准确性以及 提高预测的精确性，从而提高物流的效率以及降低物流成本，是具有非常重要 的现实意义的。 1 2 本文研究的内容与方法 本文是以在某个机场所做的客货运市场调研与预测的经验为基础而撰 写的。笔者先介绍了国内外关于物流量预测方法的研究状况，使读者知道目前 物流量预测方法研究处于怎样的阶段：接着说明了撰写此文的目的意义，使读 者了解到撰写此文的作用；接下来阐述了物流量预测的特点以及存在的问题， 以此来为下文做铺垫；之后，笔者结合物流量预测的特点以及现状，介绍了一 些较常用的预测方法，并重点介绍了组合预测方法以及定量与定性相结合的方 法，使读者在理论上对物流量预测的常用方法有所认识：接下来，笔者以前面 介绍的预测方法为理论，结合实例提出了一种行之有效的物流量预测方法；在 最后，笔者对此物流量预测方法进行了总结，并对全文的结论做了说明，以供 大家参考。 武汉理：r 人学硕士学位论文 第2 章物流量预测方法概述 2 1 物流量预测的特点与存在的问题 物流量预测，就是利用历史的资料和市场信息，对未来的物流量的发展状况 进行科学地分析、估算和推断，以便指导和调节人们的物流管理活动，从而采取适 当的策略和措施，谋求最大的利益。 由于物流系统是一个开放式的系统，与传统的预测方法相比，物流量预测 有着自己的特点。 一、我们对预测目标的历史数据进行分析，目的是为了找出该预测目标的 运动轨迹，以判断它的发展趋势。若近似于线性轨迹，用传统的预测方法就能 使偏差保证在很小的范围内，但物流量的趋势图形往往是一条非线性的曲线， 并有噪声和奇异数据存在，它的发展趋势往往呈现出非线性、随机性的特征， 因此在模型的选择以及数据的处理上就会比较复杂。 二、由于我国绝大多数物流企业正从“类物流企业”向现代物流企业转型， 或者为新组建的物流企业，企业的组织结构、经营理念、服务项目等在不断地 进行调整，因此，历史数据所描述的发展趋势不能完全代表未来的发展趋势， 直接应用趋势预测法其预测精度难以保证。 三、对于物流系统来说，不同的运作模式和服务水平将会吸引不同的客户 群，同时也会影响到该物流系统物流量的多少，而物流量的增加或者减少又会 直接影响到该物流系统的运作模式和服务水平，它们之间表现出了一种双向的 关系。因此，企业的经营策略将会直接导致物流量预测的结果。 四、对物流量进行预测，必需要更全面地考虑各种相关影响因素。由于物 流系统牵涉面很广，从国内到国外，从工农业到商业都需要物流的服务，政府 通过法律、法规对经济进行调控，都会直接或者间接影响到物流系统内物流量 的多少。并且，国家以及地区物流基础设旌环境、工商业的现代物流意识和观 念、国内国际的经济形势、同行业的竞争、人们消费观念的变化等也都会对物 流量的多少产生影响。由于企业的生产是由市场的需求所决定的，而市场的需 求是由外部环境等因素决定的，所以，物流量预测一定要反映各种因素对它的 影响。 五、在物流量的影响因素中，有的因素可以量化有的因素只能做定性分 析这就需要将定量与定性方法结合起来运用。特别是当外部环境或者企业经 营策略发生变化时，更需要注意到这一点。 4 武汉理t 大学硕： 学位论文 目前对j 二物流量预测的方法主要存在以下问题： 1 、预测方法过分强调的是与历史数据的拟合，而忽视系统未来发展是否符 合历史发展所确定的轨迹。 2 、传统的预测方法对历史数据的依赖性较高。 3 、组合预测模型是目前用的较多的预测方法，但是如何将各种预测方法进 行有机整合却没从理论上给出科学的指导。 4 、对预测量的未来发展过程中，其随机影响因素突变的量化问题还没有解 决。 2 2 物流量预测的基本方法 2 2 1 物流量预测的基本原则 预测的任务是研究预测对象发展变化的规律，这涉及个十分重要的问题， 即预测的理论依据是什么? 虽然预测的应用领域很多，研究对象的特性各不相 同，方法手段种类繁多，但综观预测的思维方式，总是遵循着一些基本原则。 物流量预测作为预测的一部分，也遵循着这些基本原则： 一、惯性原则 任何事物的发展都与其过去的行为有着一定的联系。过去的行为不仅影响 到现在，还影响到未来，这表明，任何事物的发展都带有一定的延续性，即惯 性。惯性越大表明过去对未来的影响越大，反之亦然。惯性原则的存在，不仅 为预测方法提供了思路，也为预测的可行性提供了一定的理论基础。 二、类推原则 所谓预测的类推原则，即许多事物的发展规律有着相似之处，用一个事物 的变化规律来类推另外一个事物的变化规律。应用这一原则可使我们的预测工 作大大简化，在预测中常常采用经验曲线来进行预测，这就是以类推原则作为 理论依据的。 三、相关原则 相关原则是研究事物发展复杂性的一个必不可少的原则。任何事物的发展 变化都不是孤立的，都是与其它事物发展变化相互联系、相互影响而确定其运 动轨迹的。相关性有多种表达形式，其中最为广泛的是因果关系。即任何事物 的发展变化都是有原因的，其变化状况是原因的结果，相关回归预测模型就是 以这一原则为前提的。 四、概率推断原则 由于各种因素的l j 忧，常常使事物的各个方面的变化呈现出随机形式。随 武汉理i ：人学硕十学位论文 机变化的不确定性往往给预测工作带来很大的困难，这时就需要应用随机方法 对一些不确定的问题进行研究，并探讨预测方法。这种依据概率进行推断的原 则就是概率推断原则。 五、质、量分析相结合原则 质、量分析相结合是指预测中要把量的分析( 定量预测法) 与质的分析法 ( 定性预测法) 相结合起来使用，才能取得良好的效果。 预测方法的选择和预测模型的建立都是以预测的原则为依据的。在实际预 测过程中往往是根据预测对象的特点，选择相应的预测原则而构造预测模型。 当然，预测原则的使用是有一定的条件。因此，对预测原则的掌握是预测模型 建立的基础。 2 2 2 预测的基本步骤 预测，并非只是简单的指根据资料作出预计推测的这一行动，而应看作是 一个科学的过程。我们对于物流量进行预测，应遵循一定的步骤来进行，从而 使预测过程更为科学、合理，一般地说，预测过程包括以下几个步骤： 一、根据预测的任务确定预测的目标 具体地说，就是按照计划、决策的需要，确定预测对象、规定预测的时间 期限和希望预测结果达到的精确度等。 二、搜集和分析有关资料和情报 资料和情报是预测的基础，可以从中分析得到反映预测对象特性和变动倾 向的信息。原始资料必须经过加工整理，以便去伪存真，去粗取精。对资料和 情报的一般要求是准确、及时、完整和精简实用。 三、选择预测方法并进行预测 预测者经分析研究了解预测对象的特性，同时根据各种预测方法的适用条 件和性能，选择出合适的预测方法。预测方法是否选用得当，将直接影响预测 的精确度和可靠性。 运用预测方法的核心，是建立描述、概括研究对象特征和变化规律的模型。 定性预测的模型是指逻辑推理的程式。定量预测的模型通常是以数学关系式表 示的数学模型。根据预测模型，输入有关资料、数据，即可得到初步的预测结 果。 四、分析评价 分析评价就是对预测结果的准确性和可靠性进行验证。预测结果受到资料 的质量、预测人员的分析判断能力、预测方法本身的局限性等因素的影响未 必能精确地估计预测对象的未来状态。此外，各种影响预测对象的外部因素在 武汉理工大学硕+ 学位论文 预测期限内也可能出现新的变化。因而要分析各种影响预测精度的因素，研究 这些因素的影响程度和范围，进而估计预测误差的大小，评价原来预测的结果。 在分析评价的基础上，通常还要对原来的预测值进行修正，得到最终的预测结 果。 五、提交预测报告 预测报告应概括预测研究的主要活动过程，列出预测的目标、预测对象及 有关因素的分析结论，主要资料和数据、预测方法的选择和模型的建立，以及 模型预测值的评价和修正等内容。 预测过程般可以分为准备、实施、验证和交付决策四个阶段，具体过程 如下( 图2 - 1 ) ： 压习 i 堕垦i 网 i 坠垦f 提出预测课题 上 明确预测目的 上 落实组织工作 0 选定预测方法 上 预测模型构思 上 收集预测资料 上 确定预测模型 上 运算与预测 上 模型修正、验证评价 1 l 模型结果验证 上 提交预测报告 图2 - 1 预测过程 7 厂ili、il厂fli、fl厂弋l( 圆圈 武汉理工大学硕士学位论文 2 2 3 定性预测方法 定性预测在人们的社会活动中应用最为广泛，在科学技术还不发达的时代， 人们就是靠着定性预测的方法来预测事物的未来，从而指导人们的生产活动。 所谓定性预测就是人们根据自己掌握的实际情况、实践经验、专业水平，利用 判断、直觉、调查或比较分析等方法，对经济发展前景的性质、方向和程度作 出的判断，有时在对事物分析的基础上也可以给出数量估计。 1 、定性预测方法的优势 需要的数据少，能考虑无法定量的因素、简便易行，在缺乏足够统计数据 和原始资料的情况下，可以根据经验作出一些定性估计和得到从资料上不能直 接得到的信息，这种预测方法很大程度上取决于政策和专家的努力，而不是技 术基础，因此，它是一种不可缺少的灵活的经济预测方法。 2 、定性预测方法的劣势 人的主观因素影响太大，方法很难标准化，准确性很难把握。 3 、实用范围 在掌握的数据不多、不够准确或主要影响因素是难以量化的，模糊的，主 观的，这时常采用定性预测方法。 当经济环境、系统结构发生大的变化，或建立新的系统时，如：新产品需 求预测、新技术的影响等，这是无法用定量预测方法进行预测的，而这时定性 预测却是一种行之有效的方法。 系统中一些无法定量的因素，只能通过判断，进行定性分析及预测。如： 党和国家方针政策的变化，消费者心理的变化对市场供需变化影响等。 另外，在进行定量预测时也需要进行定性分析及定性预测。如：确定预测 问题的影响因素、对预测值的修正、对突变因素影响的预测等。 由于物流量预测本身的特点，在物流量预测中定性预测更是在整个预测工 作中是不可缺少的预测方法。 4 、应用时必须注意如下问题 1 ) 由于定性预测的特点，其受人的主观因素的影响大，因此，在预测时专 家的选择是非常重要的。 2 ) 在进行市场调查研究及收集资料时，应尽量使定性分析的结果数量化。 3 ) 要提高经济预测的质量，应注重定性预测和定量预测相结合。 定性预测的方法很多，应根据预测的内容和特点来进行选择。常i l j 的几种 定性预测方法有： 一、头脑风暴法 头脑风暴法又叫钾暴法( b r a i ns t o r m i n gm e t h o d ) ，是由o s b o mn 1 9 5 7 年 8 武汉理i ! 大学硕士学位论文 提出的，很快就得到了广泛的应用。在我国是在改革开放以后才引入的，但很 快就得到了重视。它应用的基本原理是通过一组专家共同开会讨论，进行信息 交流和互相启发，从而诱发专家们发挥其创造性思维，促进他们产生“思维共 振”，以达到互相补充，并产生“组合效应”的预测方法。它既可以获取所要预 测事件的未来信息，也可以是弄清问题，形成方案，搞清影响，特别是一些交 叉事件的相互影响。 头脑风暴法分为创业头脑风暴和质疑头脑风暴两种。前者是组织专家对所 要解决的问题开会讨论，各持己见地、自由地发表意见，集思广益，提出所要 解决问题的具体方案；后者是对已经制定的某种计划方案或工作文件，召开专 家会议，由专家提出质疑，去掉不合理的或者不科学的部分，补充不具体或不 全面的部门，使报告或计划趋于完善。 它应用的原则是： ( 一) 专家的选择要与预测的对象一致，而且要有一些知识渊博，对问题 理解较深的专家参加。一般地，要有以下几个方面的专家参加会议，即方法论 学者，也就是预测专家；设想产生者，也就是专业领域内的专家：分析者，指 专业领域内的高级专家；演绎者，指有较高思维推断思维能力的专家。 ( 二) 被挑选的专家最好彼此不认识。如果是彼此相识，应从同一职称或 级别中挑选。在会议上不公布专家所在的单位、年龄、职称或职务，让专家们 认识到与会者一律平等、一视同仁。 ( 三) 要为头脑风暴法创造良好的环境条件，以便专家高度集中注意所讨 论的问题。就是要有一个真正自由发言的环境，会议主持者要说明政策，使专 家没有顾虑，做到知无不言，言无不尽。如果没有这种环境，就难以产生共振。 ( 四) 顾虑参加者对已经提出的设想进行改进和综合，为修改自己设想的 专家提供优先发言的机会。 ( 五) 主持会议者在会议开始时要有诱发性发言，尽量启发专家的思维， 引导专家产生思维共振。 ( 六) 对头脑风暴会议的领导工作，最好委托预测专家负责。预测专家不 仅熟悉预测程序和处理方法，而且对所提的问题和科学辩论均有充足的经验。 二、特尔菲法 特尔菲法( d e l p h im e t h o d ) 又称为专家调查法，是由美国兰德公司的达尔 基( n d a l k e y ) 和赫尔默( o h e l m e r ) 于1 9 6 4 年正式提出的。在正式提出此 法后，很快就在世界上盛行起来。在初始阶段，大多数预测案例都是科技预测 的内容，因而许多人误解为只是科技预测的一种方法，实际上并非如此。现在， 此法的应用遍及社会、经济、科技等各个领域，而且应用频率较高。 武汉理一i ：_ 人学硕士学位论文 特尔菲法的应用过程是出主持预测的机构确定预测的课题并选定专家，人 数多少视具体情况而定，一般是1 0 5 0 人。预测机构与专家联系的主要方式是 函咖，专家之间彼此匿名，不发生任何横向联系。通过函询收集专家意见，加 以综合、整理后，再反馈给各位专家，征求意见。这样反复经过四至五轮，尽 管每个专家发表的意见各有差异，但由于参加讨论的专家人数较多，会出现一 种统计的稳定性，使专家的意见趋于一致，作为最后预测的根据。它主要步骤 为： ( 一) 第一轮函询调查，一方面向专家寄去预测目标的背景材料，另一方 面提出所需预测的具体项目。这轮调查，任凭专家回答，完全没有框框。专家 可以以各种形式回答有关问题，也可向预测单位索取更详细的统计材料。预测 单位对专家的各种回答进行综台整理，把相同的事件、结论统一起来，剔除次 要的、分散的事件，用准确的术语，进行统一的描述，然后反馈给各位专家， 进行第二轮函询。 ( 二) 第二轮函询，要求专家对与所预测目标有关的各种事件发生的时间、 空间、规模大小等提出具体的预测，并说明理出。预测单位对专家的意见进行 处理，统计出每件事可能发生日期的中位数，再次反馈给有关专家。 ( 三) 第三轮是各位专家再次得到函询综合统计报告后，对预测单位提出 的综合意见和论据进行评价，重新修正原先各自的预测值，对预测目标重新进 行预测。 上述步骤，一般通过四轮，预测的主持者应要求各位专家根据提供的全部 预测资料，提出最后的预测意见。若这些意见收敛或者基本一致，即可以此为 根据进行预测。 挑选的专家必须要对预测目标比较了解，并有丰富的实践经验或较高的理 论水平，对预测目标有一定的见解。专家既可以是教授、理论研究人员或工程 师，也可以是有定工龄的工人或管理人员。选者专家可以由本单位专家推荐， 也可以从报刊杂志上视其研究成果来挑选，还可以通过上级部门介绍、查询专 家档案数据库等方法来进行挑选。 特别需要注意的是专家函询调查表的设计。应该根据预测目标，设计出合 适的调查表。不同的课题应该有与之对应的函询表，设计表格时应该遵守一些 菇同的原则。首先，要把调查预测的问题讲清楚，尽量避免模糊语言，时间、 数髓的指标都要清二楚，不要含糊不清、模棱两可：其次，表格要力求简明， 提 1 _ ；的问题不能太多，使填表者不致因填表而厌烦：提出的问题不要脱离预测 l | 标，也不要对专家的回答提出任何附加条件，耍让专家自由、心情舒畅地回 斡问题；表中要明确专家寄回表格的最晚时自j 。 1 0 武汉理t 大学硕士学位论文 随着我国社会、经济、科技的进一步发展，特尔菲法的应用也越来越广泛。 我国结合自己的具体情况，对它做了一些改进，进一步拓广了特尔菲法的应用 范围。例如，采用书面调查与会议调查相结合的方法，部分取消匿名性，部分 考虑专家的权威性，对专家的答卷数据采取加权处理：根据课题的难易和经费、 时间的充足性程度，适当减少反馈的次数，有时又可以在专家反馈一至二次后， 再召集一小批专家面对面进行讨论，做出预测结果。这种方法我们称为广义的 特尔非法。 除以上常用的方法之外，此外还有市场调查法、专家评估法、主观概率法、 交叉影响法等等，这些方法的应用要根据具体的预测问题，灵活的进行。 2 2 4 定量预测方法 定量预测的方法有很多，具统计，至少有一百多种，比如：指数平滑预测 模型、灰色预测模型、回归预测模型等。前二者属于时间序列预测模型。由于 物流量预测自身的特点，在运用到这些具体定量预测方法的时候，尤其要注意 预测目标的历史数据应如何进行处理，如何选择适当的预测模型。 1 、时间序列预测模型 时间序列预测法是利用预测目标的历史数据的统计规律来进行预测。 1 ) 时间序列预测方法的优点在于： ( 1 ) 不需要了解预测目标的影响因素，它认为所有的影响因素都归在时间 序列数据的波动之中。这样对历史数据的要求仅仅局限在预测目标上，而不必 考虑其他影响因素的历史数据。也就是说，历史数据的收集和整理的工作量远 远小于回归模型 ( 2 ) 预测模型的建立较回归模型容易。时间序列预测模型的建立只需要考 虑一组数据的变化趋势，这样比考虑多个因素、多组数据要容易得多。 ( 3 ) 短期预测精度较高 2 ) 时间序列预测模型的劣势 无法揭示系统内各因素之间的关系，它仅仅将时问作为预测目标的影响因 素。当预测的目的是在了解未来的基础上，对系统进行规划和控制。物流系统 的发展必须了解影响系统发展的主要因素。而时间序列预测方法并不具备此项 功能。 3 ) 适用范围 ( 1 ) 当预测目标的相关因素的历史数据难以收集。 ( 2 ) 仅需要了解预测目标的发展趋势。 ( 3 ) 预测h 标的历史数据较完整。 1 l 武汉理工大学硕士学位论文 4 ) 应用时必须注意如f 问题 时间序列预测模型有许多种，由于每一种时间序列预测模型都有它的针对 性和适用范围。在采用时间序列预测模型进行预测时应对每一种模型的特点有 一定的了解，否则盲目的选择某一种预测方法，很难保证预测精度。 2 、回归预测方法 1 ) 回归预测模型优势 建立回归模型，必须进行系统中各主要因素的相关分析，通过系统的相关 分析能了解系统中各要素之间相互依存紧密程度的定量描述，通过系统的回归 分析揭示预测目标在发展过程中与其主要影响因素之间的定量关系，一旦回归 模型建立，只要知道预测目标的影响因素( 自变量) 的值就能通过模型直接得 到预测目标( 因变量) 的值。因此，回归模型既可以作为预测模型，又能对系 统的结构进行描述和分析，使决策者能从模型中了解到影响预测目标值的主要 原因，从而能做出更为科学的决策。 2 ) 用回归分析方法存在以下缺陷 ( 1 ) 历史数据质量要求高。由于系统因素之间的相关分析及回归预测模型 的建立需要充分而完整的数据，如果没有足够的历史数据作为基础就无法有效 地建立回归模型。 ( 2 ) 系统结构要求稳定。由于因素之间的数量关系是由系统的结构所决定 的，一旦进行技术改造等影响系统结构的环境发生变化，则系统中的各因素之 间的数量关系就会发生变化，仅靠历史数据建立起来的回归模型的预测精度就 会受到很大的影响。 ( 3 ) 回归模型的建立难度较大。回归模型的理论模型的建立往往是首先描 绘历史数据因素之间关系的散点图，分析散点图曲线与什么理论函数接近。然 后对其进行检验，选择描述这些变量之间关系的较理想的函数形式来近似表示 历史数据所描述的因素之间的关系。由于影响因素可能很多，并且随机因素对 系统的影响往往很难用一个确定的函数来描述或者是多个函数的叠加和组合。 这需要有较强的数学建模水平。人们往往为了计算简单，常常采用线性回归来 进行预测。但是，真正的实际问题，因素之间的关系往往是非线性的关系，那 么用线性模型代表非线性的问题，其误差可想而知。非线性问题的复杂性给建 模带来了很大的难度。 3 ) 回归预测模型的适用范围 由回归模型的优劣势的分析可知，当系统及预测内容具有下述特性可采用 相关回归预测模型进行预测： ( 1 ) 当系统预测所需要的历史数据较完整时。 武汉理工人学硕士学位论文 ( 2 ) 需要了解各因素之间的关系时。 ( 3 ) 系统较稳定的情况下。 4 ) 应用时必须注意的问题 ( 1 ) 对回归模型中的自变量和因变量必须作相关分析。了解其因素之间的 相关程度到底有多大，因为回归分析是对具有因果关系的影响因素( 自变量) 和预测目标( 因变量) 所进行的数理统计分析。自变量与因变量的相关程度， 影响到预测值的有效性的大小。实际上，只有在分析了自变量与因变量之问的 相关性以后，我们才能最终确定因变量的主要影响因素。并进行回归分析。 ( 2 ) 回归模型的函数形式一定要符合历史数据的规律。也就是自变量与因 变量之间的函数关系描述得是否准确直接影响预测的精度。 ( 3 ) 模型参数估计的方法选择。对于回归模型的参数估计的方法有多种， 特别是非线性的回归模型的参数估计的方法的选择是否恰当直接影响预测结 果。在选择参数估计方法时要了解该方法所产生的误差特性。 2 2 5 组合预测方法 人们对于组合预测方法的研究范围很广，有关于各种定量预测方法结合起 来运用的组合预测方法，也有关于将定性预测方法与定量预测方法结合起来运 用的组合预测方法。我们这里的组合预测方法是指前者。 在做预测时，对同一预测对象常采用不同的预测方法。不同的预测方法由于 所运用到的数据、信息不同，或者由于其本身预测特性的不同，其预测精度往往 也会不尽相同。如果简单地根据各种预测方法的误差将预测误差较大的一些方 法舍弃掉，将会造成预测方法的片面化、单一化，其预测结果可能会出现较大的 偏差。目前流行的一种较为科学的做法是：将不同的预测方法进行适当的组合， 利用各种方法不同的预测特性，尽可能地提高预测精度。 目前对组合预测方法的研究主要集中在关于各单个预测方法的权重的确定 上。一般地，把组合权重分为两种，一种是定常权重，一种是时变权重。定常 权重研究较早，确定方法较为成熟，但由此构成的组合预测方法的权重不随着时 间的变化而变化，所以预测精度较差；时变权重的研究虽然起步较晚，确定方法 仍处于探讨阶段。但由此构成的组合预测方法的权重会随着时间改变，所以预测 精度明显高于定常权熏组台预测方法但是因为变权函数是随时间的变化而变 化的函数，所以它的确定比较困难。 目前关于定量预测的模型有很多估计多达1 0 0 多种，常用的模型主要有 指数平滑模型、灰色系统模型、回归模型以及神经网络模型等等。根据这些预 测模型得出各个预测值之后，就要根据组合预测来确定预测目标的最终预测值。 武汉理工人学硕十学位论文 一、定常权重的确定 如果某预测问题在时刻l 到时刻n 的实际观察值分别为y ，至y 。，记为 y j ( i = 1 ，2 ，n ) ，而对此预测问题有1 1 1 种预测精度较好的预测方法，其预测值分 别记为- | ( i = 1 ，2 ，n ：j = 1 。2 ，m ) 。设对这m 种预测方法的加权系数分别为 w ( j = l ，2 ，m ) ，萝。为该预测问题在时刻i 的预测值，由此我们可以把这一组 合预测模型描述为 或2 善 m 荟w ， 厶 i 2 l ，2 ，n w ，应该满足归一化的条件，而它的计算方法有多种，对于定常权重的确定 我们有如下方法 1 、算术平均法 这种方法也称为等权平均法，它不考虑各模型预测效果好坏的差别，直接 对各个模型的预测值进行算术平均。由于这种方法的计算比较简单，所以是一 种比较常用的计算权重的方法。如果有m 个预测模型，那么各个预测模型的权 重w ；都为1 m 。 2 、方差倒数法 这种方法是根据各个模型的方差的大小来确定权重的，方差越大，那么权 重越小。我们设第j 个预测模型的方差为d ，则d 寺蓦一厶) 2 ，进行归 一化处理，那么此模型的权重w j d j l 艺d 尹a 3 、均方差倒数法 顾名思义，这种方法是与上面的方差倒数法类似，以各个模型均方差的大 小来确定权重，第j 个模型的权重叶= d 产芝d 产。 4 、专家确定法 由于受外界多种因素的影响，有些模型虽然预测的拟合度不如另外一些模 型好，但它更能准确地反映预测对象的发展规律，但这些因素的影响是无法从 数学上直接计算出来的。那么我们可以咨询专家意见或者运用特尔菲法来确定 各种预测模型的权重。 除以| ：这些方法之外，还有二项式系数法，简单加权法等确定权重的方法。 二、时变权重的确定 对于时变权重的确定我们有如下的方法： 首先我i f j 彳j 一些必要的符号说明： r，cl 璺坚型土丛堂塑主堂堡笙茎 设对于同一预测问题，我们有n 种预测模型，并假设 y ( t ) ：第t 期的实际观察值( t = l ，2 ，n ) ： 歹( f ) ：第i 个预测模型预测的第t 期的值； m ( f ) ：第i 个预测模型在第t 期的加权值； 满足 ，三哗( ，) a 1 ( t = 1 ，2 ，n ) lz p ) ：o ( i 气，。) p f t ) 2 艺雌( f ) 觅( f ) ，变权组合预测模型的第t 期预测值。 我们记巧= 掣( 1 t n ) ，z 毒m a x ( j 巧d ，基于决策论中极大极小原 y i f ) ”一、1 “j m 、 则，即要使z 的值达到最小。其中如) t 喜m ( f ) 允：妻w l o ) = 1 ；t = 1 ，2 ， n ：m ( f ) 0 。 ” 然后我们可以用啊- 也粤旦，u ：垃喜：! l ( 当巳o 时，q 。q ，一；o ； 当( o 时，n ，- 0 ，v ，一e ，来替换q ，则有j ej = “，+ u ，巴：“。一u ，从而可建 立如f 的线性规划模型： m i n7 i z u 。一0 f e - , 一雎，+ 一0 1 薹h m l 芗三o ；“，毒o ；v t 苫o ；m o ) of 1 ，n ；f 。1 ， 这里亏。菩响驾铲a 菩喇鬻一， _ ( 鬻，静( 喘- 哪) ) r - 1 我们令霉一瞳( f ) y ( f ) ，坟( f ) y ( f ) ) 彬。( h ( f ) ，p ) ) r r ? “r 叫r 卸 jz m h ，+ 咋1 1 薹啊o ) - l z 芑0 ；“f 芑o ；v r 毫o ；h ( r ) 己o i = l ，n ；t = l ，n 以上线性规划模型台有n n + 2 n + 1 个未知量，有3 n 个约束条件，可以通 过其对偶问题求得其最优解，从而得到最佳的变权重系数w j ( f ) ，i = 1 ，n ； 1 = 1 ，n 。( 以上公式来源j 。史献4 ) 武汉理工人学硕士学位论文 除了这种方法以外，计算时变权重的方法还有以绝对误差和达到最小法、 以误差平方和达到最小的方法以及模糊组合预测方法等等。 三、评价指标 任何预测都必须以一定的标准来检验它的预测效果，即预测精度。我们可 以用以下指标来评价组合预测方法的好坏： l 、平方和误差 s s e = 罗( 萝一y i ) 2 筒 2 、平均绝对误差 m , 4 e = 砉渺一岁 3 、均方误差 脱2 i 1 j 黔唱) 2 4 、平均绝对百分比误差 m a p e ，三专区二型 i l 留y j 5 、均方百分比误差 删一n ，y 多, 舒芦y 边1 ) 2 四、存在的问题 由于组合预测方法的研究起步比较晚，参考有关的文献资料以及分析，笔 者认为目前关于组合预测的研究主要存在以下问题： l 、对于负权重的看法 目前预测界对于负权重问题还存在着一些争议。有人提出了一种最优组合 预测方法，它根据过去