第四节从历史出发:时间序列法

时间序列法是很常用的方法,它是根据过去的历史信息,识别当中的规律,并认为规律在未来进程上同样适用,以此为基础对未来预测其趋势变化。时间序列法使用到的预测模型,往往建立在四个重要的因素上,分别是水平(Level), 趋势(Trend),季节性(Season)和噪声(Noise)。

水平是销售历史数据的自然反映,它是没有呈现趋势特征,也没有受到季节性影响和噪音情况下的销售状态。水平状态下,尽管每一期的需求数据都会略有差异,不过差异不是很大,那么总体来说,这些连续的需求数据会呈现“水平”的分布,徘徊在平均值附近。

图4-2 水平示例

趋势是指销售历史数据呈现连续的上升或者下降的状态,既可以是直线的,又可以是曲线的,当然这一种状态并非必然每一个节点时期都是相同,可以呈现轻微的反复,从而偶然的反向,不过总体上都是向着某一个势头发展(上升或者下降),这种发展通常是线性的,也可以是指数的。在某些场合下,趋势意味着“转换方向“。

图4-3 趋势示例

季节性是在一个时段内,每个相同周期内都会不断重复地出现增减变化。比如年度数据,过去十年的销售历史数据中,每年的三月就会处于销售的高峰,年年如此,那么这就是季节性的一种表现。一个典型的例子就是雪糕总是在夏季销量大增。季节性只是一个称呼,并非说特定季节,必然用于年数据上。同样,一年52周的销售数据中,每周的周三销售数据都是处于低谷的,这个也可以称为受到季节性的影响。这种影响既可以是自然的,也可以是人为力量造成的。

图4-4 季节性示例

噪声是统计学专门的用语。它是指无法解释的随机波动,是没有特征可寻的纯随机过程。时间序列的模型下,一般很难对其进行解释。在实践上,一般可认为实际值和预测值之间的差异,都是噪声。这些随机波动,即在历史需求数据中那些无法解释的部分,当然其中的某部分或许通过一些方法诸如回归分析能够得到解释,但是这些随机并非连续性的,都是偶发,间歇,因此无法以一个连续规律性的因素应用到未来的预测中,也就是说,无法把噪声因素应用在时间序列技术上而对未来进行预测。它多是不规则,不可预测的变化。

图4-5 噪声示例

图4-5中的第3期预测值是5040,但是实际值是5120,两者之间差异的为80,这个可以视为噪声,即不能解释得随机因素造成实际和预测的差异。