background image

 

1

Prognozowanie popytu 
 
1.Wstęp  

 

Analizę profilu popytu należy rozpocząć od stworzenia rozkładu częstości występowania 

poszczególnych wartości popytu. Następnie znajduje się maksymalną 

max

x

oraz minimalną 

min

x

wartość 

popytu występującą w analizowanym okresie. Przedział  (

min

x

,

max

x

) dzieli się na określoną liczbę 

przedziałów  . Dla określonej liczebności zbiorowości   liczba przedziałów powinna spełniać jeden z 

poniższych warunków: 

• 

N

k

log

5

• 

N

k

log

322

,

3

1

+

=

Rozpiętość przedziału, tzw. interwał można wyznaczyć ze wzoru: 

• 

k

x

x

i

min

max

=

Liczność poszczególnych przedziałów przedstawia się w formie graficznej w postaci tzw. 

histogramu. Otrzymany wykres jest wyznaczonym empirycznie profilem popytu. Do przeprowadzania 

obliczeń związanych z zarządzaniem zapasami niezbędne jest dobranie odpowiedniego rozkładu 

teoretycznego.  

Najczęściej stosowanymi, do analizy popytu, rozkładami teoretycznymi są:  

•  rozkład Poissona, 
•  rozkład Normalny, 
•  rozkład Wykładniczy. 

Jako kryterium wyboru stosuje się porównanie wartości  średniej (oczekiwanej) popytu   oraz 

odchylenia standardowego 

σ . Odchylenie standardowe dla wartości popytu ze zbioru 

{

}

n

x

x

x

x

,...,

,

,

3

2

1

wyznacza się ze wzoru: 

(

)

1

1

2

=

=

n

x

x

n

i

i

σ

, gdzie: 

i

x

- wartości popytu w kolejnych okresach, 

n

- liczba okresów. 

Jeżeli: 

• 

2

σ

x

 - rozkład Poissona,  

background image

 

2

• 

2

σ

>

x

 - rozkład Normalny, 

• 

σ

=

x

 - rozkład Wykładniczy. 

Odchylenie standardowe mówi o tym, jaki jest rozrzut wartości cechy od wartości  średniej.  

Do porównania zróżnicowania kilku zbiorowości stosuje się tzw. współczynnik zmienności. 

Współczynnik zmienności pozwala na identyfikację rozkładu. Wyraża się wzorem: 

x

v

σ

=

 

2.Prognozowanie popytu 

 

Wykonanie dokładnej prognozy popytu pozwala przedsiębiorstwom na utrzymywanie mniejszego 

zapasu bezpieczeństwa, przy zachowaniu odpowiedniego poziomu realizacji zleceń. Metody 

prognozowania popytu mogą zostać podzielone na: 

1.  metody szeregów czasowych, które są funkcją wcześniejszych wartości popytu, 

2.  metody przyczynowo skutkowe, które uwzględniają wpływ czynników zewnętrznych np. 

zmian pogody. 

Do prognozowania stosuje się najczęściej metody szeregów czasowych. Nie wymagają 

pozyskiwania danych zewnętrznych. Metody te oparte są na opracowanych modelach matematycznych. 

Można je podzielić na: 

1.  Metody prognozowania krótkoterminowego dla szeregów czasowych, które 

 

nie charakteryzuje zmienność trendu. Wyróżnia się tu: 

•  średnią arytmetyczną, 
•  średnią arytmetyczną ruchomą, 
•  wygładzenie wykładnicze wg modelu Browna. 

2.  Metody prognozowania krótkoterminowego, przy występowaniu zmian trendu: 

•  wygładzenie wykładnicze wg modelu Holta. 

3.  Metody prognozowania długoterminowego, przy braku sezonowości: 

•  regresja liniowa. 

4.  Metody prognozowania długoterminowego popytu, który charakteryzuje się zmiennością 

sezonową: 

•  metoda Wintera, 
•  metody współczynników sezonowości. 

 
 

background image

 

3

2.1.Modele prognozowania krótkoterminowego bez wahań popytu 
 
2.1.1.Średnia arytmetyczna  
 

Do wyznaczenia prognozy 

1

+

n

P

 dla okresu 

1

+

n

, za pomocą  średniej arytmetycznej, 

 

wykorzystuje się wartości od 1 do 

n

.  

n

x

P

n

i

i

n

=

+

=

1

1

 

 

2.1.2.Średnia arytmetyczna ruchoma 
 

Do wyznaczenia prognozy 

1

+

n

P

 dla okresu 

1

+

n

, za pomocą  średniej arytmetycznej ruchomej 

obejmującej  okresów wykorzystuje się wartości popytu z okresów: 

(

) ( )

n

k

n

,...,

1

+

k

x

P

n

k

n

i

i

n

+

=

+

=

1

1

 

2.1.3.Wygładzenie wykładnicze według modelu Browna 
 

Do wyznaczenia prognozy 

1

+

n

P

 dla okresu 

1

+

n

, za pomocą wygładzenia wykładniczego  

wg modelu Browna wykorzystuje się następujący wzór: 

(

)

n

n

n

n

P

x

P

P

+

=

+

α

1

, gdzie: 

• 

n

P

- prognoza na okres „n” 

• 

n

x

- wartość popytu w okresie „n” 

• 

α - stała wygładzenia z przedziału 

1

;

0

  

Dla wartości  α = 0,5 takie same wagi są zarówno dla obserwacji historycznych jak 

i teraźniejszych. Im α bliższe 1, tym większa waga przykładana jest do najnowszych obserwacji 

rzeczywistych wielkości popytu,  a budowana prognoza będzie uwzględniała w bardzo wysokim stopniu 

błędy ex post prognoz poprzednich. Jeżeli parametr wygładzania α jest bliższe 0, wówczas ważniejsze są 

obserwacje wcześniejsze, a budowana prognoza będzie uwzględniała w małym stopniu błędy ex post 

prognoz poprzednich.  

2.2.Modele prognozowania krótkoterminowego z wahaniami popytu 
 

Model Holta umożliwia wyznaczenie przyrostu średniej. Prognozę 

j

n

P

+

 na okres 

j

n

+ wyznacza 

się ze wzoru: 

j

b

a

P

n

n

j

n

+

=

+

, gdzie: 

• 

(

) (

)

1

1

1

+

+

=

n

n

n

n

b

a

x

a

α

α

background image

 

4

• 

(

) (

)

1

1

1

+

=

n

n

n

n

b

a

a

b

β

β

• 

n

x

- wartość popytu w okresie „n”, 

• 

α - stała wygładzenia z przedziału 

1

;

0

• 

β

- stała wygładzenia trendu z przedziału 

1

;

0

 

2.3.Prognozowanie długoterminowe 
 

Do prawidłowego zarządzania zapasami przedsiębiorstwa niezbędne jest tworzenie prognoz 

długoterminowych. Jeżeli nie występuje zróżnicowanie sezonowe popytu, to wystarczającą metodą jest 

regresja liniowa oraz nieliniowa. Kryterium doboru odpowiedniego modelu stanowi wartość 

współczynnika determinacji 

2

R

, którego pierwiastek kwadratowy jest równy współczynnikowi korelacji. 

Im większa wartość współczynnika

2

R

tym lepszy jest wybrany model. Do wyznaczenia prognozy 

n

P

gdzie 

n

jest numerem okresu, można wybrać następujące modele regresji: 

•  model liniowy, dla którego 

,

b

n

a

P

n

+

=

 

•  model wykładniczy, dla którego 

bn

n

e

a

P

=

•  model logarytmiczny, dla którego 

( )

b

n

Ln

a

P

n

+

=

•  model wykładniczy, dla którego 

c

n

b

n

a

P

n

+

+

=

2

•  model potęgowy, dla którego 

b

n

n

a

P

=

2.4.Błędy prognozy 
 

Błąd prognozy wyraża się wzorem: 

i

i

i

P

x

e

=

, dla 

.

,...,

2

,

1

n

i

=

 

Do całościowej oceny prognozowania dla 

m

 prognoz stosuje się: 

•  średni błąd prognozy 

(

)

m

P

x

e

m

i

i

i

sr

=

=

1

•  średni bezwzględny błąd prognozy 

m

P

x

d

m

i

i

i

=

=

1

•  standardowy błąd prognozy 

(

)

1

2

1

=

=

n

P

x

s

m

i

i

i

 

background image

 

5

Do szybkiej oceny doboru modelu prognostycznego służy tzw. sygnał  śledzący, umożliwiający 

kontrolowanie procesu prognozowania. Wartość sygnału  śledzącego 

TS

 wyznacza się z następującego 

wzoru: 

j

j

sr

j

d

e

TS

=

 
2.5.Odchylenie standardowe prognozy popytu 
 

Wyznaczenie odchylenia standardowego prognozy popytu jest niezbędne do obliczenia zapasu 

zabezpieczającego.  

n

p

P

v

=

σ

 

W celu uproszczenia obliczeń można założyć, że współczynnik zmienności 

v

jest wartością stałą. 

 

2.6.Przebieg zajęć 
 

Grupy otrzymały dane o popycie, na wybrany produkt, z ostatnich 24 tygodni. W trakcie zajęć 

należy przeprowadzić prognozę ex-post popytu dla wybranego produktu na podstawie danych z 

pierwszych 20 tygodni. Na zajęciach należy przeprowadzić prognozę krótkoterminową z założeniem 

braku istotnych wahań wartości popytu. Należy wykorzystać metodę  średniej arytmetycznej, średniej 

arytmetycznej ruchomej oraz metodę opartą na modelu Browna. Porównać metody wykorzystując błędy 

prognozy oraz wybrać najlepszą.  

Do raportu końcowego należy przeprowadzić dodatkowo prognozę długoterminową na kolejne 6 

miesięcy, korzystając z metod regresji liniowej oraz nieliniowej. Wybrać najlepszy model. Należy 

również wykonać empiryczny rozkład popytu oraz dopasować do niego odpowiedni rozkład teoretyczny. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

6

Tabela 1 Tabela z obliczeniami 

Średnie Model 

Browna 

i

 

i

x

 

arytmetyczna

ruchoma 

=

α  

=

α  

=

α  

1    

       

2    

       

3    

       

4    

       

5    

       

6    

       

7    

       

8    

       

9    

       

10    

       

11    

       

12    

       

13    

       

14    

       

15    

       

16    

       

17    

       

18    

       

19    

       

20    

       

21    

       

22    

       

23    

       

24