統(tǒng)計預測與決策統(tǒng)計預測概述

統(tǒng)計預測和決策

普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材徐國祥主編

上海財經大學出版社

2023/2/51LSXIESBASCUT李世烜

主講

華南理工大學

工管學院

工業(yè)工程系

目錄1統(tǒng)計預測概述2定性預測法

3回歸預測法

4趨勢外推法5時間序列平滑預測法6自適應過濾法7平穩(wěn)時間序列預測法8干預分析模型預測法9景氣預測法10灰色預測法

11狀態(tài)空間模型和卡爾曼濾波12預測精度測定與預測評價13統(tǒng)計決策概述14風險型決策方法15貝葉斯決策方法16不確定型決策方法17多目標決策法2023/2/52LSXIESBASCUT1統(tǒng)計預測概述

1.2統(tǒng)計預測方法的分類及其選擇

1.3統(tǒng)計預測的原則和步驟

1.1統(tǒng)計預測的概念和作用

回總目錄2023/2/53LSXIESBASCUT1.1統(tǒng)計預測的概念和作用

一、統(tǒng)計預測的概念

概念:

預測就是根據過去和現在估計未來，預測未來。預測者根據有關的歷史資料、數據，運用適當的理論和方法，對預測對象的未來狀態(tài)進行分析、估計和推斷，并對預測結果進行評價和應用的過程。

統(tǒng)計預測屬于預測方法研究范疇，即如何利用科學的統(tǒng)計方法對事物的未來發(fā)展進行定量推測，并計算概率置信區(qū)間。

回總目錄回本章目錄2023/2/54LSXIESBASCUT實際資料是預測的依據；經濟理論是預測的基礎；數學模型是預測的手段。預測結果要能夠應用統(tǒng)計預測的幾個要素：統(tǒng)計預測方法是一種具有通用性的方法?；乜偰夸浕乇菊履夸?023/2/55LSXIESBASCUT二、預測的基本功能基本功能：為決策系統(tǒng)提供制定決策所必須的未來信息。應用舉例：

產品銷售：產品銷售額、市場占有份額、價格變動趨勢等。

生產：產品的市場需求、庫存量、原材料需求量等。人力資源規(guī)劃：每類員工所需人數、人才流失狀況預測等。2023/2/56LSXIESBASCUT二、統(tǒng)計預測、經濟預測的聯系和區(qū)別

兩者的主要聯系是：它們都以經濟現象的數值作為其研究的對象；它們都直接或間接地為宏觀和微觀的市場預測、管理決策、制定政策和檢查政策等提供信息；統(tǒng)計預測為經濟定量預測提供所需的統(tǒng)計方法論。回總目錄回本章目錄2023/2/57LSXIESBASCUT從研究的角度看，統(tǒng)計預測和經濟預測都以經濟現象的數值作為其研究對象，但著眼點不同。前者屬于方法論研究，其研究的結果表現為預測方法的完善程度；后者則是對實際經濟現象進行預測，是一種實質性預測，其結果表現為對某種經濟現象的未來發(fā)展做出判斷。從研究的領域來看，經濟預測是研究經濟領域中的問題，而統(tǒng)計預測則被廣泛地應用于人類活動的各個領域。

兩者的主要區(qū)別是：回總目錄回本章目錄2023/2/58LSXIESBASCUT三、統(tǒng)計預測的作用

在市場經濟條件下，預測的作用是通過各個企業(yè)或行業(yè)內部的行動計劃和決策來實現的;

統(tǒng)計預測作用的大小取決于預測結果所產生的效益的多少?；乜偰夸浕乇菊履夸?023/2/59LSXIESBASCUT

影響預測作用大小的因素主要有：預測費用的高低；預測方法的難易程度；預測結果的精確程度?；乜偰夸浕乇菊履夸?023/2/510LSXIESBASCUT1.2統(tǒng)計預測方法的分類和選擇統(tǒng)計預測方法可歸納分為定性預測方法和定量預測方法兩類，其中定量預測法又可大致分為回歸預測法和時間序列預測法;按預測時間長短，分為近期預測、短期預測、中期預測和長期預測;按預測是否重復，分為一次性預測和反復預測。一、統(tǒng)計預測方法的分類回總目錄回本章目錄2023/2/511LSXIESBASCUT預測方法定性預測是指依靠人的觀察分析能力，借助于經驗和判斷能力進行預測的方法。定量預測主要依靠歷史統(tǒng)計數據，在定性分析的基礎上，運用數學方法構造數學模型進行預測的方法。2023/2/512LSXIESBASCUT二、統(tǒng)計預測方法的選擇回總目錄回本章目錄1.預測的目標特性預測目標用于戰(zhàn)略性決策，要求采用適于中長期預測的方法，但對其精度要求較低。用于戰(zhàn)術性決策，要求適于中期和近期預測的方法，對其精度要求較高。用于業(yè)務性決策，要求采用適于近期和短期預測的方法，且要求預測精度高。2.預測的時間期限適用于近期與短期的預測方法：有移動平均法、指數平滑法、季節(jié)指數預測法、直觀判斷法等。適用于１年以上的短期與中期的預測方法有：趨勢外推法、回歸分析法、經濟計量模型預測法。適用于５年以上長期預測的方法有：經驗判斷預測法、趨勢分析預測法。3.預測的精度要求滿足較高精度要求的預測方法有：回歸分析預測法、經濟計量模型預測法等。精度要求較低的預測方法有：經驗判斷預測法、移動平均預測法、趨勢外推預測法等。2023/2/513LSXIESBASCUT二、統(tǒng)計預測方法的選擇回總目錄回本章目錄1.預測的目標特性2.預測的時間期限3.預測的精度要求4.預測的費用預算預測方法的選擇，既要達到精度的要求，滿足預測的目標需要，還要盡可能節(jié)省費用。即：既要有高的經濟效率，也要實現高的經濟效益。用于預測的費用包括調研費用、數據處理費用、程序編制費用、專家咨詢費用等。費用預算較低的方法有：經驗判斷預測法、時間序列分析預測法有及其他較簡單的預測模型法。費用預算較高的方法有：經濟計量模型預測法及大型的復雜的預測模型方法。5.資料的完備程度與模型的難易程度1）資料的完備程度在諸多預測方法中，凡是需要建立數學模型的方法，對資料的完備程度要求較高，當資料不夠完備時，可采用專家調查法等經驗判斷類預測方法。2023/2/514LSXIESBASCUT二、統(tǒng)計預測方法的選擇回總目錄回本章目錄1.預測的目標特性2.預測的時間期限3.預測的精度要求4.預測的費用預算5.資料的完備程度與模型的難易程度2）模型的難易程度在預測方法中，因果分析方法都需建立模型，其中有些方法的建模要求預測者有較堅實的預測基礎理論和嫻熟的數學應用技巧。因此，預測人員的水平難以勝任復雜模型的預測方法時，則應選擇較為簡易的方法。6.歷史數據的變動趨勢在定量預測方法的選擇中，必須以歷史數據的變動趨勢為依據。在實際的應用中，通常使用的曲線預測模型有指數曲線（修正指數曲線）、線性模型、拋物曲線、龔珀茲曲線等。2023/2/515LSXIESBASCUT方法章時間范圍

適用情況計算機硬件最低要求應做工作定性預測法2短、中、長期對缺乏歷史統(tǒng)計資料或趨勢面臨轉折的事件進行預測計算器需做大量的調查研究工作一元線性回歸預測法3短、中期自變量與因變量之間存在線性關系計算器為兩個變量收集歷史數據，此項工作是此預測中最費時的多元線性回歸預測法3短、中期因變量與兩個或兩個以上自變量之間存在線性關系在兩個自變量情況下可用計算器，多于兩個自變量的情況下用計算機為所有變量收集歷史數據是此預測中最費時的非線性回歸預測法3短、中期因變量與一個自變量或多個其它自變量之間存在某種非線性關系在兩個變量情況下可用計算器，多于兩個變量的情況下用計算機必須收集歷史數據，并用幾個非線性模型試驗趨勢外推法4中期到長期當被預測項目的有關變量用時間表示時，用非線性回歸與非線性回歸預測法相同只需要因變量的歷史資料，但用趨勢圖做試探時很費時回總目錄回本章目錄P42023/2/516LSXIESBASCUT方法章時間范圍

適用情況計算機硬件最低要求應做工作分解分析法4短期適用于一次性的短期預測或在使用其他預測方法前消除季節(jié)變動的因素計算器

只需要序列的歷史資料移動平均法5短期不帶季節(jié)變動的反復預測計算器只需要因變量的歷史資料，但初次選擇權數時很費時間指數平滑法5短期具有或不具有季節(jié)變動的反復預測在用計算機建立模型后進行預測時，只需計算器就行了只需要因變量的歷史資料，是一切反復預測中最簡易的方法，但建立模型所費的時間與自適應過濾法不相上下自適應過濾法6短期適用于趨勢型態(tài)的性質隨時間而變化，而且沒有季節(jié)變動的反復預測計算機只需要因變量的歷史資料，但制定并檢查模型規(guī)格很費時間平穩(wěn)時間序列預測法7短期適用于任何序列的發(fā)展型態(tài)的一種高級預測方法計算機計算過程復雜、繁瑣回總目錄回本章目錄2023/2/517LSXIESBASCUT方法章時間范圍

適用情況

計算機硬件最低要求應做工作干預分析模型預測法8短期適用于當時間序列受到政策干預或突發(fā)事件影響的預測計算機

收集歷史數據及影響時間景氣預測法9短、中期適用于時間趨勢延續(xù)及轉折預測計算機收集大量歷史資料和數據，并需大量計算灰色預測法10短、中期適用于時間序列的發(fā)展呈指數型趨勢計算機收集對象的歷史數據狀態(tài)空間模型和卡爾曼濾波11短、中期適用于各類時間序列的預測計算機收集對象的歷史數據，并建立狀態(tài)空間模型回總目錄回本章目錄2023/2/518LSXIESBASCUT

選擇統(tǒng)計預測方法時，主要考慮下列三個問題：

合適性費用精確性回總目錄回本章目錄2023/2/519LSXIESBASCUT預測技術的發(fā)展歷史指數法1878“連續(xù)指數”對經濟前景預測統(tǒng)計圖示法1888彩色條形圖，市場、行情報告時間序列預測法1915剔除長期趨勢，求得循環(huán)變動指數領先指標法1937經時序分析，把經濟指標分為領先指標、同步指標、滯后指標等專家判斷法40年代美國蘭德公司Delph法經濟計量模型法1939博克思－詹金斯法1970組合預測法1979灰色系統(tǒng)預測法1982神經網絡技術預測法19872023/2/520LSXIESBASCUT

在統(tǒng)計預測中的定量預測要使用模型外推

法，使用這種方法有以下重要的原則：1.3統(tǒng)計預測的原則和步驟

一、統(tǒng)計預測的原則（預測的基本原理）回總目錄回本章目錄2023/2/521LSXIESBASCUT

連貫原則，指事物的發(fā)展是按一定規(guī)律進行的，在其發(fā)展過程中，這種規(guī)律貫徹始終，不應受到破壞，它的未來發(fā)展與其過去和現在的發(fā)展沒有什么根本的不同。回總目錄回本章目錄（趨勢外推的理論依據）事物的發(fā)展變化與其過去的行為總有或大或小的聯系，過去的行為影響現在，也影響未來，這種現象稱之為“慣性現象”。2023/2/522LSXIESBASCUT

類推原則，指事物必須有某種結構，其

升降起伏變動不是雜亂無章的，而是有章

可循的。事物變動的這種結構性可用數學

方法加以模擬，根據所測定的模型，類比

現在，預測未來?；乜偰夸浕乇菊履夸浭菑囊阎I域過渡到未知領域的探索，是一種重要的創(chuàng)造性方法。類比物之間的相似特征越多，類比越可靠。2023/2/523LSXIESBASCUT類---------比2023/2/524LSXIESBASCUT

相關原則，就是研究預測對象與其相關事

物間的相關性，利用相關事物的特性來推斷

預測對象的未來狀態(tài)。

回總目錄回本章目錄同步相關

氣候變化—>空調銷量

異步相關

工資調整—>物價變化

主要表現形式：因果關系2023/2/525LSXIESBASCUT

概率推斷原則，就是當預測結果以較大概

率出現時，認為這個結果可以成立。

回總目錄回本章目錄降雨概率產品銷售市場自然狀態(tài)發(fā)生可能性大小2023/2/526LSXIESBASCUT

確定預測目的搜索和審核資料分析預測誤差，改進預測模型選擇預測模型和方法提出預測報告二、統(tǒng)計預測的步驟簡圖回總目錄回本章目錄2023/2/527LSXIESBASCUT預測的基本程序

1）確定預測目標——預測對象，目的，時間等2）收集、整理有關資料－資料內容：分析與預測目標相關的因素；市場調查、資料收集與整理3）選擇預測方法——各種預測方法；人、財、物的限制4）建立預測模型——主要是數學模型5）評價預測模型——從邏輯上、數學理論上進行檢驗。檢驗后方可用于預測6）預測——輸入數據，預測計算7）分析、評價預測結果——如根據經驗判斷可信，采用。否則，尋找原因，改進預測。也可用多種預測方法驗證預測結果。2023/2/528LSXIESBASCUT預測資料的收集與整理

1．資料收集數據類型：縱向資料——依時間順序排列橫向資料——某個時期或時點的多視角資料例觀察某種樹木的生長過程?？v向：從幼苗破土到長成參天大樹，再走向死亡。橫向：森林中觀察幼苗、小樹、大樹、老樹的生長特點，作為其生長時間序列。2023/2/529LSXIESBASCUT2.數據分析與預處理

未經整理與加工的原始資料一般較為雜亂，需加工整理后才能用于預測。分析目的：真實性、完整性、準確性、可用性？預處理的步驟：

第一步，審查所收集的資料是否完整，詳細程度是否合乎要求，是否合理，是否有虛假成分。第二步，判斷是否有異常數據。鑒別方法：圖形觀察法、統(tǒng)計濾波法某企業(yè)2009年的產品銷售量如下表

2023/2/530LSXIESBASCUT異常數據？原因分析？設備故障；外銷

2023/2/531LSXIESBASCUT2023/2/532LSXIESBASCUT2.數據分析與預處理

預處理的步驟：

第三步對有缺陷的資料進行適當加工以滿足預測要求。（包括異常數據、殘缺數據）剔除法插補法（平均值、算術平均值、幾何平均值、計算方法中的插值法，等等）KEY：針對具體問題分析，選取合適的方法。2023/2/533LSXIESBASCUT三、統(tǒng)計預測的評價回總目錄回本章目錄準確性與預測對象的變化與復雜程度成反向變化人們的認識能力有限

隨機現象可以用概率統(tǒng)計研究，但不能消除隨機性

預測活動本身也在“干擾”未來預測對象的未來特性具有測不準性。標準：準確性？2023/2/534LSXIESBASCUT預測的類型區(qū)分從預測活動對預測結果的影響考慮，可以將預測分為三類：

決策者無法控制，也難以影響預測結果能否實現的預測。

天氣預報

決策者能部分影響或控制結果是否實現

諸葛亮：三分天下

決策者可以完全控制預測結果能否實現的預測如：自成功預測自失敗預測絕大多數技術預測屬于第二類預測。能否預期實現只能作為第一類預測的標準。

2023/2/535LSXIESBASCUT預測的評價預測結果的評價主要看其是否可信、有效。是否可信，至少要考慮如下幾個方面：1）

預測結果應該是歷史與現實的合理延伸。例：抗日戰(zhàn)爭，持久戰(zhàn)2）

預測應具有可檢驗性。

預測資料來源及真實性、預測模型的合理性、預測結果的邏輯性都可檢驗。無論由誰來預測，結果