误差通常指预测值与实际结果的偏差。统计学中的误差也称残差。只要预测值位于置信区间内,它就不算是真正的误差。但我们通常将偏差当作误差。
产品需求是很多因素共同作用的结果,这些因素复杂得难以用模型精确描述。因此,所有预测都肯定会有误差。在讨论预测误差时为方便起见,最好区分开误差来源和误差测量。
一、误差来源
误差可能有多种来源,一种常见的来源是将过去的趋势外推至未来的过程,而很多预测人员却往往没有意识到这一点。例如,当我们谈到回归分析中的统计误差时,指的是观测值对回归曲线的偏移量。为减少不可解释误差,通常为回归曲线附上一个置信区间(如统计控制限)。但当我们将回归曲线外推至未来,并以之作为预测手段时,预测误差不一定能被外推后的置信区间正确定义。这是因为置信区间的确立建立在历史数据之上,它对外推后的数据点也许适用,也许不适用,因此不能用相同的置信度。经验表明,实际误差大于预测模型误差。
误差可分为偏移误差和随机误差。偏移误差出现在连续产生错误之时,其来源有:未包含正确变量;变量间关系定义错误;趋势曲线不正确;季节性需求偏离正常轨迹;存在某些隐式趋势等。随机误差可定义为无法由预测模型解释的误差项。
二、误差测量
用来描述误差程度的常用术语有标准差、均方差(或方差)和平均绝对偏差。此外,跟踪信号可用于显示预测中偏倚误差的政府。由于标准差是个平方根,因此,用该平方数本身更为方便。这个平方数称为均方差或方差。
平均绝对偏差(MAD)曾经一度流行,但由于人们对标准差和方差的偏好而逐渐被忽略了。近几年来,由于它简单明了并且可以获得跟踪信号值,MAD又再度受宠。MAD是预测误差的平均值,用绝对值表示。与标准偏差一样,MAD的优点在于它度量了观测值与期望值的离差。
在不考虑符号的情况下,MAD由实际需求和预测需求间的差异计算而得。它等于用绝对偏差总和除以数据点个数,以等式形式给出为:

其中,RSFE表示考虑误差性质后的预测误差总和(例如,副误差项抵消正误差项,反之亦然);MAD表示全部预测误差的平均值(不考虑偏差为正或为负),它是绝对偏差的平均值。
跟踪信号的允许限度不仅取决于所预测需求量的规模(对于产量大,对收入影响大的项目应经常地加以监督检查),也取决于现有的人力(允许限度过窄会导致更多的预测值超出控制界限,从而需要更多时间进行调查研究)。下面表1是一个范围从1至4倍MADs的控制界限。
表1 在MAD为0~4的控制限内所包括的百分数控制限

对于理想预测模型,累计实际预测误差应为零,高估的误差应由低估的误差全部抵消。此时跟踪信号也应为零,说明这是个无偏模型,不超前也不滞后于实际需求。
一般用MAD来预测误差。若使得MAD对近期数据的反应更为敏感则再好不过。对此,一种有效的方法是以指数平滑MAD作为对下一期误差范围的预测。MAD预测值提供了一个误差范围。在库存控制的例子中,用它来确定安全库存水平很有用。

式中,MAD--t期的MAD预测值;
α--平滑常数(通常在0.05~0.20之间);
At-1--t-1时期的实际需求量;
Ft-1--t-1时期的需求预测量。
----摘自《生产与运作管理》(Richard.B.Chase等著,宋国防等译)
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