现代物流系统工程与技术第七章物流系统预测与控制

第七章物流系统预测与控制本章重点介绍预测技术在物流领域的应用以及物流系统控制的相关内容。2007.5物流系统预测与控制第一节物流系统预测概述一、物流系统预测概念与原理1．物流系统预测概念物流系统预测是根据物流系统的过去和现在的发展规律，借助科学的方法和手段，对物流管理发展趋势和现状进行描述、分析，形成科学的假设和判断的一种科学理论。物流预测的手段和方法总称为物流预测技术。物流系统预测与控制2．物流系统预测的原理（1）可知性原理（2）可能性原理（3）可控性原理（4）系统性原理（5）连续性原理（6）类推性原理（7）因果性原理（8）相关原理（9）反馈性原理（10）可检性原理（11）经济性原理物流系统预测与控制3．物流预测的分类物流预测的范围较广，根据预测的角度、目的、内容和其它特性，可以将物流预测分为不同的类别。物流预测包括宏观预测与微观预测。从物流服务的供求关系看，物流预测的内容包括物流服务的需求预测和物流服务的供给预测。从预测的时间长度来看，物流预测可分为短期预测、中期预测和长期预测。从预测的内容项目看，物流预测又可分为单项预测和综合预测。物流系统预测与控制4．物流预测方法现有的各类预测方法多达百种。但总体上看，预测方法可分为：定性预测方法定量预测方法递推型模型（如移动平均数法、指数平滑法等）连续模型（如增长率计算法、灰色预测法等）统计学模型（如回归分析法、马尔可夫预测法等）物流系统预测与控制二、物流系统定性预测方法定性预测是指建立在经验、逻辑思维和推理的基础上的预测。定性预测主要通过社会调查，采用少量的数据和直观材料结合人们的经验加以综合分析，对预测对象作出判断和预测。定性预测的方法主要包括：一般调查法、集体意见法、头脑风暴法、德尔菲法、情景分析法、类推法、主观概率法和关系树法等。物流系统预测与控制（一）直观归纳法为了做好调查和预测工作，正式的调查预测通常按以下工作程序进行：调查准备阶段，首先要确立调查目的和指导思想，然后成立调查课题小组或领导小组，在此基础上，确定调查方法并制定相应的调查问题和相关表格；调查实施阶段，在实地调查时，及时处理调查中的新情况；调查总结阶段，整理调查资料，提交调查报告。在整个调查工作中应注意调查工作的工作质量。物流系统预测与控制（二）集体意见法集体意见法是把预测者的个人预测通过加权平均而汇集成集体预测的方法。（1）要求每一位预测者就预测结果的最高限、最低限和最可能的值加以判断，并对这三种情况出现的概率进行估计。（2）根据预测者对预测结果最高限、最可能值和最底限的估计，以及对3种情况出现概率的估计，计算每一位预测者的意见平均值。（3）根据每位预测者个人意见的重要程度Wi，通过加权平均，得出集体的意见。物流系统预测与控制（三）头脑风暴法头脑风暴法又称专家会议法、集思广益法，是指预测者邀请有关专家以开讨论会的方式，向专家获取有关预测对象的信息，经归纳、分析、判断和推算，预测事物未来发展变化趋势的一种预测方法。采用头脑风暴法进行预测时，邀请的专家通常包括：①方法论学者，即预测领域的专家；②设想产生者，即所讨论问题的专家；③分析者，即讨论问题领域的高级专家；④演绎者，即具有发达的思维推断能力的专家。物流系统预测与控制（四）德尔菲法德尔菲法是以匿名的方式，通过轮番征求专家意见，最终得出预测结果的一种经验意见综合预测方法。德尔菲法是定性预测方法中最重要、最有效的一种方法，它不仅可用于短期预测，而且也可用于中、长期预测，尤其是当预测中缺乏必要的历史数据，应用其它预测方法有困难时，采用德尔菲法预测能得到较好的效果。物流系统预测与控制德尔菲法一般按下列步骤实施：（1）准备阶段：该阶段主要完成两方面的工作：拟定征询意见表和选定征询对象。（2）轮番征询阶段：通过反复地征询专家意见来实现的。（3）做出预测结论阶段：常用的统计处理方法有：中位数和上下四分位数法、算术平均统计处理法等。物流系统预测与控制【例7—1】下面通过一个实例说明德尔菲法的应用。某公路部门准备将原有的一段普通公路改造为高速公路，为进行该工程的经济评价，需要对该公路今后若干年的车流量作预测。采用德尔菲法进行预测，具体过程如下。（1）提出问题：用德尔菲法预测该公路今后第五年的日均车流量。（2）邀请专家：邀请了4位经济学家、3位研究人员、4位领导人员、6位业务管理人员、3位用户代表，发放意见征询表，要求每个人对该公路今后第五年的日均车流量进行预测。（3）意见汇总、整理、计算、分析，经过三轮的意见反馈，得到该公路车辆流量的预测统计情况如表7—1所示。（4）根据统计表，采用适当的计算方法得出预测结果。物流系统预测与控制表7—1公路车流量的预测统计表（百辆）专家第一轮意见第二轮意见第三轮意见经济学家A240280300经济学家B200200200经济学家C240200280经济学家D4888164研究人员A220200200研究人员B220180140研究人员C100140140领导人员A180176180领导人员B88112112领导人员C120136136领导人员D88100148业务管理人员A140140180业务管理人员B140140200业务管理人员C130140140业务管理人员D140130130业务管理人员E160160160业务管理人员F150140150用户代表A70100110用户代表B250220220用户代表C140150150合计3440物流系统预测与控制解：方法一：用平均数计算。公路车流量预测结果=3440/20=172（百辆）=17200辆方法二：用中位数计算。首先把20位专家的第三轮预测意见从小到大依次排列，从而得以下数列：110，112，130，136，140，140，140，148，150，150，160，164，180，180，200，200，200，220，280，300。则中位数为第十个数和第十一个数的平均数=（150+160）/2=155（百辆），即公路车流量预测结果为15500辆。物流系统预测与控制（五）情景分析法该方法是根据事物发展趋势的多样性，通过对预测对象系统内外相关问题的系统分析，设计出多种可能的未来前景，然后，用像撰写电影剧本一样的手法，对事物发展态势做出自始至终的情景和画面的描述。对事物所有可能的未来趋势的描述，其分析结果主要包括3部分内容：事物未来可能发生态势的确定；各态势特点及其发生可能性的描述；各态势发展路径分析。物流系统预测与控制第二节物流系统定量预测方法定量预测方法是依据必要的统计资料，借用一定的数学模型，对预测对象的未来状态和性质进行定量测算等方法的总称。根据所采用的数学模型的差别，定量预测方法又可分为递推型模型（如移动平均数法、指数平滑法等）、连续模型（如增长率计算法、灰色预测法等）、统计学模型（如回归分析法、马尔可夫预测法等）。物流系统预测与控制一、指数平滑法指数平滑预测法实质上是一种加权移动平均法，它给近期观察值以较大的权数，给远期观察值以较小权数。能提供良好的短期预测精度。设预测值对象第期的观察值为，并设原始时间序列为{，，…，}，令第期的一次指数平滑值为。则一次指数平滑值的递推计算公式为：（为平滑常数，一般取0.1~0.3）tty1y2ynyt)1(tS)1(1)1()1(tttSyS物流系统预测与控制一次指数平滑值可直接作为下一期的预测值，但也存在滞后现象。二次指数平滑是指对一次指数平滑所得结果再进行一次指数平滑，令第期的二次指数平滑值为，则二次指数平滑值的递推计算公式为：t)2(tS)2(1)1()2()1(tttSSS物流系统预测与控制二次指数平滑预测模型的形式为：其中：TbaynnTnˆ)2()1(2nnnSSa)(1)2()1(nnnSSb物流系统预测与控制二、回归分析预测模型回归分析预测法是利用因素之间的因果关系，通过建立回归方程进行预测。该方法具有预测精度较高、使用方便、可以进行长期预测的特点，适用于货运量预测。回归预测方法的步骤如下：①分析预测变量的影响因素，并找出主要影响因素；②利用历史数据建立预测变量与主要影响因素的回归方程，式中，为预测变量；为主要影响因素；③利用历史数据对模型进行精度检验。利用预测期各影响因素的指标值，代入回归方程进行预测。回归分析预测法包括一元线性回归预测法、多元线性回归预测法和非线性回归预测法等。),,(21XXfYY,,21XX物流系统预测与控制三、基于神经网络的物流系统预测法（一）神经网络预测的数学模型三层BP网络的拓扑结构物流系统预测与控制网络的输入、输出向量分别为：在各层神经元个数确定、各层神经元间权重及阈值确定的情况下，对给定的输入向量X，按下面的公式分别计算隐层和输出层的神经元的输出值：TmxxxX),,,(21TnyyyT),,,(21mijiijjljXWfO1)2,1(,,2,1)(ljkjjkknjOWfy1)3,2(,,2,1)(物流系统预测与控制（二）神经网络预测的学习过程（1）正向计算第一步，确定初始参数：各神经元节点数目、学习精度、迭代次数，初始权重及阈值。第二步，对任一输入向量X，计算隐层输出值，此即为输出层的输入。第三步，计算输出层的输出值),,2,1(ljOj),,2,1(nkyk物流系统预测与控制（2）误差反向传播计算用网络输出值与样本目标值的误差平方和作为预测评价值，即权值及阈值调整的迭代的计算公式：piiiGYpE12)(21))(1()()1()()1()3,2()3,2(kkkkkkkkjkjkjkygyybbttObtWtW(1,2)(1,2)(1,2)1(1)()(1)()(1)ijijjijjjnjjjkijkWtWtextteeOObW物流系统预测与控制第三节物流系统控制一、物流系统控制的基本概念物流系统控制其实就是系统控制理论在物流系统中的具体应用，所以物流系统控制具有系统控制的一般特征。物流系统控制内容一般会随系统的大小而发生相应变化，但基本上都会涉及到以下几个方面：（1）成本控制（2）质量控制（3）流程控制物流系统预测与控制物流系统控制基本上属于三类：事前控制事中控制事后控制。物流系统预测与控制综合示意图物流系统预测与控制二、物流系统存储控制（一）基本概念1．库存控制系统的组成输入输出库存控制机制物流系统预测与控制2．库存控制系统的任务（1）保证获得足够的货物和物料。（2）鉴别出超储物品、畅销物品和滞销物品。（3）向管理部门提供准确、简洁和适时的报告。（4）花费最低的成本金额完成上述任务。物流系统预测与控制3．库存控制系统的内容（1）展开需求预测和处理预测误差。（2）选择库存控制模型。（3）测定存货成本（存储成本、订货成本和缺货成本）。（4）用以记录和盘点物品的方法。（5）验收、搬运、保管和发放物品的方法。（6）用以报告库存情况的信息系统。物流系统预测与控制4．库存控制的关键问题（1）定购点RP的确定（2）订购量（3）存量基准物流系统预测与控制（二）库存补给策略确定进货量和进货时间的策略称为库存补给策略。最基本的策略有4种：1）连续性检查的固定订货量、固定订购点策略，即（Q，R）策略；2）连续性检查的固定订购点，最大库存策略，即（R，S）策略；3）周期性检查策略，即（t，S）策略；4）综合库存策略，即（t，R，S）策略。物流系统预测与控制1．（Q，R）策略连续性检查（Q，R）策略2．（R，S）策略物流系统预测与控制3．（t，S）策略定期补给（t，S）策略物流系统预测与控制4．（t，R，S）策略（t，R，S）补给策略物流系统预测与控制5．物流系统存储控制标准在存储系统中，通常要考虑以下4个方面：存储资金周转率服务水平缺货率平均供货费用物流系统存储控制的费用构成：订货费用保管费用缺货费用