通信行業(yè)工程建設(shè)物資需求預(yù)測研究

唐勇　胡劍煒

【摘 要】在通信行業(yè)中對工程建設(shè)中所需工程物資的需求進(jìn)行預(yù)測的方法的研究。基于工程物資在歷年工程建設(shè)使用過程中的歷史數(shù)據(jù)，利用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的預(yù)測算法，進(jìn)行需求預(yù)測。并以此預(yù)測結(jié)果，對工程計(jì)劃、賬務(wù)資金、采購任務(wù)、物流作業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)和控制，從而為工程建設(shè)提供更好服務(wù)，并降低整體供應(yīng)鏈成本。

【關(guān)鍵詞】通信行業(yè)；工程建設(shè)；物資需求預(yù)測

中圖分類號： J905 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）20-0021-003

Research on the Prediction of the Demand for Construction Materials in Communications Industry

TANG Yong HU Jian-wei

（China Mobile Communications Group Hunan Co.， Ltd， ChangshaHunan， 410004，China）

【Abstract】Research on the prediction of the demand for construction materials in communications industry. This project is based on the historical data of construction materialsduring the construction process of the past years，Using the prediction algorithm in statistics to forecast demand. Using this result，Supervise and control the construction projects， accounting funds， purchasing tasks and logistics operations. So as to provide better service for construction and reduce the whole supply chain cost.

【Key words】Communications industry；Construction；The demand prediction

0 項(xiàng)目背景

中國移動作為通信行業(yè)的標(biāo)桿企業(yè)，每年承擔(dān)大量的工程建設(shè)項(xiàng)目，為中國移動通信的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。由于工程項(xiàng)目在建設(shè)過程中，受環(huán)境、市場影響比較大，因此工程項(xiàng)目建設(shè)并不能夠完全按計(jì)劃完成，所以出現(xiàn)對工程物資需求的波動性。為保證工程建設(shè)項(xiàng)目的進(jìn)度和質(zhì)量要求，移動公司長期以來，以“不缺貨”做為物資供應(yīng)的服務(wù)要求，因此造成工程物資庫存居高不下為解決上述問題，本項(xiàng)目提出了依據(jù)工程物資在歷年工程建設(shè)過程中，所使用的物資數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)中的預(yù)測算法，進(jìn)行工程物資需求預(yù)測，利用預(yù)測的需求數(shù)據(jù)與計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)誤差率大小來指導(dǎo)工程物資需求的計(jì)劃數(shù)據(jù)，從而提高工程計(jì)劃的準(zhǔn)確性，從整體上降低需求波動性，減少庫存水平，節(jié)約供應(yīng)鏈整體成本。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本項(xiàng)目用于預(yù)測的物資主要是工程建設(shè)物資，并且屬于具有通用性，使用范圍廣，使用量較大，價值較高的物資。如天線、光纜、電纜、交接箱、空調(diào)、饋線、Pon等。利用工程建設(shè)項(xiàng)目中所使用工程物資的歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合工程建設(shè)的項(xiàng)目特征，利用移動平均線法、溫特斯指數(shù)平滑法、一元線性回歸法等統(tǒng)計(jì)學(xué)預(yù)測算法，計(jì)算預(yù)測年度、半年度、季度等工程物資需求，并以此調(diào)控工程物資需求計(jì)劃，并指導(dǎo)工程建設(shè)進(jìn)度安排、采購訂貨作業(yè)、倉儲運(yùn)輸資源配置、流動資金調(diào)配等。

1.2 具體的方法和步驟如下：

步驟1：

從供應(yīng)鏈系統(tǒng)中獲取n年內(nèi)（2015-2016年）工程物資領(lǐng)用記錄。本方案從供應(yīng)鏈系統(tǒng)中獲取需要進(jìn)行預(yù)測的工程物資的領(lǐng)用記錄。領(lǐng)用記錄的時間范圍根據(jù)可為2-5年。一般情況，歷史數(shù)據(jù)時間越長，可參考的數(shù)據(jù)越多，對預(yù)測準(zhǔn)確性影響越大。因此，取數(shù)的時間由可獲取的數(shù)據(jù)而定。

工程物資領(lǐng)用記錄包括物料編號、物料名稱、物料規(guī)格、物料單位、領(lǐng)用時間、項(xiàng)目編號、項(xiàng)目名稱、站點(diǎn)編號、站點(diǎn)名稱、領(lǐng)用數(shù)量、物料單價、領(lǐng)用機(jī)構(gòu)等。

步驟2：

從本方案系統(tǒng)中獲取預(yù)測算法相關(guān)參數(shù)；

預(yù)測算法的相關(guān)參數(shù)包括：

（1）歷史數(shù)據(jù)取值范圍m：m按月計(jì)算，如12個月、24個月，用于計(jì)算平均趨勢值。

（2）溫特斯指數(shù)平滑法指數(shù)α：用于溫特斯指數(shù)平滑法計(jì)算。

（3）預(yù)測目標(biāo)參數(shù)：年度、半年度、季度、月度

（4）預(yù)測物料：物料編號、物料名稱、物料規(guī)格、物料單位

步驟3：

本方案預(yù)設(shè)在系統(tǒng)的預(yù)測算法，預(yù)測算法包括：

（1）移動平均線法

移動平均線法的符號：

xt=t周期里的實(shí)際值，可以是需求量、銷售量、利率等；

mat=在第t周期末計(jì)算出的移動平均值；

m=在平均計(jì)算中用到的周期數(shù)；

Ftj=在t周期末為t+j周期計(jì)算出的預(yù)測值；

公式構(gòu)成方式：

一個m個周期的移動平均數(shù)是根據(jù)m個最近期的時間段的平均值計(jì)算出來的。這意味著在t周期末計(jì)算出來的移動平均值是t周期的平均需求量，對t1周期也是這樣的，一直到t-m+1周期都是這樣的。這個數(shù)字是用來預(yù)測t+1周期的，并且預(yù)測將來的需求量需要多少周期就有多少。

移動平均線法的公式：endprint

在沒有趨勢和季節(jié)影響的前提下，用移動平均線來預(yù)測可能隨時間變化的總需求。如果當(dāng)前的移動平均線對于市場的隨機(jī)因素反應(yīng)過于敏感，則應(yīng)該增大m。相應(yīng)的，如果當(dāng)前的移動平均線不能很好地反應(yīng)市場需求的變化，那么應(yīng)該減小m的值。

（2）溫特斯指數(shù)平滑法

溫特斯指數(shù)平滑法的符號：

Xt=t周期里的實(shí)際值，可以是需求量、銷售量、利率等；

st=第t期的平均需求指數(shù)平滑預(yù)測值，在第t期末計(jì)算得出；

α=st的平滑指數(shù)，α∈[0，1]；

bt=第t趨勢因素的平滑預(yù)測值，在第t期末計(jì)算得出；bt的值是除去季節(jié)性影響之后，對每一期數(shù)量的增加或減少的總數(shù)的估計(jì)值；

β=bt的平滑指數(shù)，β∈[0，1]；

Mt=第t期季節(jié)因子的平滑預(yù)測值，在第t期末計(jì)算得出；對于某一個季節(jié)，其季節(jié)因子為“該季節(jié)的平均需求/所有季節(jié)的平均需求”；比如1月的季節(jié)因子是1.20，那么1月的平均需求應(yīng)比平均每月需求高出20%；

γ=Mt的平滑指數(shù)，γ∈[0，1]；

L=在一個周期中的季節(jié)數(shù)；

Ftj=第t期末計(jì)算的第t+j期的預(yù)測值。

（3）基礎(chǔ)指數(shù)平滑法：

基礎(chǔ)指數(shù)平滑法是除掉趨勢和季節(jié)因素的溫特斯指數(shù)平滑法，它應(yīng)用在沒有趨勢和季節(jié)因素影響的預(yù)測中。St的值代表在第t期末計(jì)算出的代表平均需求的平滑預(yù)測，就像Mat在滑動平均分析法中代表平均需求的預(yù)測值一樣。平均需求的預(yù)測值St在每一期的期末更新。

基礎(chǔ)指數(shù)平滑法的公式：

從這些公式中可以看出，要得到新一期的指數(shù)平滑預(yù)測值st，需要的是上一期的指數(shù)平滑預(yù)測值st-1以及最新一期的實(shí)際需求值xt。一旦得到了st，它就成為之后每一期的預(yù)測值，至少要到下一期過去，預(yù)測值才可能得到更新。

（4）有趨勢因素影響的指數(shù)平滑法：

帶有趨勢因素的指數(shù)平滑法是不考慮季節(jié)因素的溫特斯指數(shù)平滑法。它以第t期對于平均值的估計(jì)st以及對每一期趨勢變化的估計(jì)bt為基礎(chǔ)。在現(xiàn)在的第t期末，計(jì)算出平均值的平滑估計(jì)st以及變化率或趨勢的平滑估計(jì)bt。從這兩個估計(jì)值中就可能計(jì)算出將來任何一期的預(yù)測值。

有趨勢因素影響的指數(shù)平滑法的公式：

（5）有季節(jié)因素影響的指數(shù)平滑法：

帶有季節(jié)因素的指數(shù)平滑法，即沒有趨勢因素的溫特斯指數(shù)平滑法。它基于平均需求估計(jì)和一個周期中各季節(jié)的指數(shù)估計(jì)。在每一期的結(jié)束，我們更新平均值的估計(jì)st和符合剛剛結(jié)束的這個季節(jié)的季節(jié)指數(shù)的估計(jì)。通過這些估計(jì)，我們可以預(yù)測將來任何一個時期的需求。

有季節(jié)因素影響的指數(shù)平滑法的公式：

在注釋中，L代表的是在一個周期中的期間數(shù)。J對L取余數(shù)即為j除以L后的余數(shù)。下列公式可以包括任何時期的需求。

帶有趨勢和季節(jié)因子影響的指數(shù)平滑法：

帶有趨勢和季節(jié)因子的指數(shù)平滑法，即所謂的溫特斯指數(shù)平滑法。它集合了之前介紹的方法。

帶有趨勢和季節(jié)因素影響的指數(shù)平滑法的公式：

溫特斯指數(shù)平滑法可以被應(yīng)用到多個季節(jié)循環(huán)中（比如，以周、月、年為周期的循環(huán)中）。它也可被用在各種類型的趨勢預(yù)測中。

（6）一元線性回歸分析法

該辦法是一種比較精確的需求預(yù)測方法。它是根據(jù)若干期的需求資料，利用最小二乘法的原理，分析需求在一定條件下增減變動的趨勢和基本規(guī)律，確定需求預(yù)測方程式，據(jù)以進(jìn)行需求預(yù)測的方法。

首先確定自變量x和因變量y之間是否線性相關(guān)及相關(guān)程度，判斷的方法主要有“散布圖法”和“相關(guān)系數(shù)法”。所謂散布圖法，就是將有關(guān)的數(shù)據(jù)繪制成散布圖，然后依據(jù)散布圖的分布狀況判斷x和y之間是否存在線性關(guān)系；所為相關(guān)系數(shù)法，就是計(jì)算線性相關(guān)系數(shù)r判斷x和y之間的關(guān)系，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相關(guān)關(guān)系判斷時，判斷標(biāo)準(zhǔn)如下表所示：

在確認(rèn)因變量與自變量之間存在線性關(guān)系之后，便可建立回歸直線方程：y=a+bx，它的常數(shù)項(xiàng)a與系數(shù)b的值可按下列公式計(jì)算：

步驟4：

利用本方案系統(tǒng)中預(yù)設(shè)的預(yù)測算法，根據(jù)設(shè)置的相關(guān)參數(shù)，利用n年內(nèi)工程物資領(lǐng)用記錄，計(jì)算下一周期的預(yù)測數(shù)；

根據(jù)預(yù)測目標(biāo)參數(shù)，利用預(yù)設(shè)的預(yù)測算法，計(jì)算預(yù)測值。例如：

目標(biāo)參數(shù)選擇年度，則利用n年歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算指定年分的年度需求預(yù)測數(shù)據(jù)，如利用2012-2016年歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算2017年年度需求數(shù)據(jù)。

目標(biāo)參數(shù)選擇半年度，則利用n年半年度歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算指定半年度的需求預(yù)測數(shù)據(jù)，如利用2014-2017年上半年每半年歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算2017年下半年需求數(shù)據(jù)。

目標(biāo)參數(shù)選擇季度，則利用n年每季度歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算指定年分某季度的需求預(yù)測數(shù)據(jù)，如利用2015-2017年三季度歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算2017年四季度需求數(shù)據(jù)。

目標(biāo)參數(shù)選擇月份，則利用m月份歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算指定月份的需求預(yù)測數(shù)據(jù)，如利用2015年10月份到2017年9月份，共24個月度歷史數(shù)據(jù)，計(jì)算2017年10月份需求數(shù)據(jù)。

步驟5：

計(jì)算所得預(yù)測數(shù)據(jù)與工程物資需求計(jì)劃中，同類物資的計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算誤差率；

誤差率=（（計(jì)劃數(shù)-預(yù)測數(shù)）/計(jì)劃數(shù)）×100%

由誤差率來判斷計(jì)劃數(shù)是否合理，是否需要進(jìn)行調(diào)整。

2 項(xiàng)目的應(yīng)用目標(biāo)

（1）不同周期需求預(yù)測數(shù)據(jù)與需求計(jì)劃進(jìn)行比較，通過對比，分析需求計(jì)劃合理性

通過預(yù)測結(jié)果輸出數(shù)據(jù)與需求計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，例如將年度需求預(yù)測數(shù)據(jù)與年度需求計(jì)劃數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，可得出兩者之間的差異度，可預(yù)先設(shè)定差異度范圍，如差異度在范圍內(nèi)則表示需求計(jì)劃是合理的，如不在范圍內(nèi)，則表示需求計(jì)劃存在一定不合理性，當(dāng)出現(xiàn)需求計(jì)劃不合理時，則可將需求預(yù)測數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)之一進(jìn)行需求計(jì)劃的調(diào)整。

（2）需求預(yù)測數(shù)據(jù)為通用產(chǎn)品補(bǔ)貨計(jì)劃提供依據(jù)

需求預(yù)測主要針對通用產(chǎn)品進(jìn)行月度、季度、年度滾動需求預(yù)測，預(yù)測結(jié)果可作為通用產(chǎn)品補(bǔ)貨依據(jù)，通過需求預(yù)測數(shù)據(jù)與通用產(chǎn)品現(xiàn)有庫存進(jìn)行對比分析，得出差異度，從而分析現(xiàn)有通用產(chǎn)品庫存是否能滿足未來需求，從而為通用產(chǎn)品補(bǔ)貨計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支撐。

（3）需求預(yù)測數(shù)據(jù)用于指導(dǎo)財(cái)務(wù)付款（財(cái)務(wù)資金管理）、物流作業(yè)（倉儲資源管理）

需求預(yù)測是對未來采購物料進(jìn)行需求量的預(yù)測，財(cái)務(wù)部門可將需求預(yù)測數(shù)據(jù)作為依據(jù)，用于指導(dǎo)財(cái)務(wù)付款資金調(diào)配；同時倉儲物流部門可根據(jù)需求預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行到貨量的預(yù)測，進(jìn)行倉庫資源預(yù)測，保證作業(yè)效率。

3 項(xiàng)目應(yīng)用成果

本項(xiàng)目在中國移動湖南公司部分通用性產(chǎn)品中得以應(yīng)用，經(jīng)過近1年的滾動預(yù)測計(jì)算，修正了需求計(jì)劃數(shù)據(jù)，使需求數(shù)與計(jì)劃數(shù)誤差減少到30%以下，大量減少在庫庫存水平，取得一定的經(jīng)濟(jì)效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]唐納德·活爾特斯著.《庫存控制與管理》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：138-161.

[2]杜文主編.《物流運(yùn)輸與配送管理》[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：290-298.endprint