第 3章 需求管理与预测
Demand Management and Forecasting
第 1节 需求管理 (Demand Management)
1.1 需求管理的重要性
? Speed to compliance
? Lower inventory
? Cross-docking
? Value-added services
? Higher number of SKUs
? Direct-to-consumer
? Configure-to-order
? Customer / retailer
satisfaction
? Operational
productivity
? Transportation
efficiency
? Improved in-stock
positions
? Lower inventory
? Flexible business
practices
Customer Requirements Supplier Requirements
Imperfect
Information
1.2 生产 /运作管理的计划与控制系统
(Production Planning and Control System,PPC)
生产 /运作管理的主要工作之一，就是要把来自
市场（用户）的需求，转换成企业组织制造资源
的最优（最起码应是满意）的生产计划。
因此，市场的需求是最优利用企业制造资源的
前提之一，是企业任何运作的“驱动源”。
为此，我们可先了解生产计划与控制系统的构
成情况，看其与需求管理的关系。
生产运作管理的计划与控制系统构成
Inventory
status data Bill of Material
能力需
求计划
资源计划
Resource Planning
生产计划
Production
Planning
需求管理
Demand
Management
主生产计划
Master Production
Scheduling
详细物料需求计划
Detailed Materials
Requirement planning
时间分段的物料需求计划
Time-phased requirement
Planning
物料与能力计划
Material and Capacity Planning
供应商系统
Vender Systems
车间生产系统
Shop-floor systems
需求市场
采购市场
1.3 需求管理 (Demand Management)的含义
? 需求管理的含义
所谓需求管理,是对包括预测、接受定货决策、交货期设置、用
户订货、服务、物流管理及其他与用户交往活动的总称,
? 需求管理是将市场上（企业外部）的需求信息转化为企
业生产系统所能接受的特定信息，是生产系统的计划与
控制的出发点和依据。
? 本章所讨论的需求管理,主要涉及一个企业日常的生产管
理中，用户需求与企业生产活动之间的交互关系，目的
是通过对需求的管理,最大限度地运用企业的能力满足用
户需求。
2.1 需求的主要内容
? 需求管理与生产计划（ Production Planning）
需求管理的工作做好了,企业可以从中得到许多好处,
尤其是与生产管理相关的问题，例如,
· 可以较好地使用和控制生产能力；
· 可以恰如其分地设置用户的交货期,得用户的信任；
· 可以改进物流的运输和库存,等等,
第 2节 需求的内容和方法
? 需求管理与主生产进度计划（ MPS）
需求管理与 MPS之间的交往非常频繁、内容非常详细。
对 MTS,ATO和 MTO三种类型，需求管理的内容也有
很大不同。
– MTS是考虑库存的变化而不是根据与用户签定的销售
合同,MPS的任务是通过补充消耗掉的库存来满足需
求。
– ATO(Assembly-to-order)考虑短期内的订单，按订单的
交货期下达装配生产计划。
– MTO很难通过预测获得需求信息。
需求管理的任务之一，就是把每天的用户订单处理成
MPS。
? 不同生产类型企业的 MPS时间栅栏 (Time fence)
需求栅栏 计划栅栏
Make-to-
Stock Assembly- to-Order
Make-to-
Order
用户订货
冻结 半固定 (雪 ) 可变动 (水 ) 当前时间
企业
能力 预测订货
2.2 需求管理的方法
? 产品与零部件需求预测
? MTS的需求管理
? ATO的需求管理
? MTO的需求管理
2.3 电子商务环境下的需求管理
电子商务环境下用户需求信息传递的特性,
? 信息发生频率高
? 需求品种和需求量随机变化
? 用户要求能即时反馈
?, 7?24”的服务能力
? 对需求管理提出了更高的要求
– 自动处理机制
– 小订单处理模式 (优先准则 )
– 生产能力状态的实时反映
– 与合作伙伴的结盟
– 物流状态跟踪
– 供应链运行的评价
第 3节 需求预测
(Demand Forecasting)
3.1 预测的概念与分类
? 预测是对未来事件发展的预计与推测。
? 预测的种类
社会预测、经济预测、技术预测、企业预测 (Business
forecasting)
? 预测的作用
– Plan the system,long term planning,concerning the product & service
provided,what facilities and equipment to have,where to locate,and so
on,
– Plan the use of the system,short-term or intermediate-term planning,
involve planning inventory,work force level,planning purchasing and
production,budgeting,and scheduling,
3.2 预测方法
·定性预测方法
·定量预测方法：时间序列预测模型；因果关系预测模型
定性预测方法 (qualitative method)
基于主观判断的预测方法,
Delphi method
Executive Opinions
Sales Force Composite
Customer Surveys
3.3 定量预测方法 (quantitative method)
时间序列预测模型 (Forecasting based on time series data)
T 时间
平均值
趋势值
季节值
销售量
时间序列模型的重点, 趋势值和季节值
1）,移动平均值 (Moving Average)
简单移动平均 (Simple Moving Average)
MA
A
ni
i
i
n
? ?
?
1
式中,i-----”Age” of the data,n----number of period in moving average,Ai----Actual
value in,age” i,
对于简单滑动平均预测方法，关键是选择移动时间区间的大小，即 n的大小。
n的大小的选择与预测者要求的适应性有关。如果管理者追求稳定性,n的值
应该选择大一些，如果管理着的目标是体现响应性，则应选择小一点的 n。
MA5
MA3
2）,指数平滑法 (Exponential smoothing)
一次值数平滑法
F F A Ft t t t? ? ?? ? ?1 1 1? ( )
Ft----第 t期的预测值,Ft-1----第 t-1期的预测值,At-1----第 t期的实际值,?----平滑指数
例如，上期预测值可卖出 42个产品，实际卖出 40个，取 ?=0.10,则下一期的预测值为,
F F A Ft t t t? ? ? ? ? ? ?? ? ?1 1 1 42 0 10 40 42 41 8? ( ), ( ),
与上面的问题的类似，预测的关键是选择 ?的大小。如果管理者追求稳定性,?的
值应该选择小一些，如果管理着的目标是体现响应性，则应选择大一点的 ?。
?=0.4
?=0.1
实际值
3.4 时间分解预测模型 ------解决季节性预测问题 (Seasonal
variations)
常用季节性预测模型
加法模型 (Additive Model)
乘法模型 (Multiplicative model)
基于乘法模型的预测方法
时间序列分解模型计算示例,
有一个公司记录了 1997和 1998两年的销售数据，见下表。
请根据这些数据预测 1999年的销售情况。
时间 销售额 (万元 ) 时间 销售额 (万元 )
1997年 1季度 300
2季度 200
3季度 220
4季度 530
1998年 1季度 520
2季度 420
3季度 400
4季度 700
Step 1,求出趋势值的直线方程。
趋势值
用最小二乘法，求出,Tt=170+55*t
Step 2,计算季节因子
时间 实际值 趋势值 实际值 /趋势值 季节因子
97年 1季度
2季度
3季度
4季度
300
200
220
530
225
280
335
390
(300/225)=1.33
0.71
0.66
1.36
(1.33+1.17)/2 =1.25
(0.71+0.84)/2=0.78
98年 1季度
2季度
3季度
4季度
520
420
400
700
445
500
555
610
1.17
0.84
0.72
1.15
(0.66+0.72)/2= 0.69
(1.36+1.15)/2 =1.25
Step 3,计算 1999年的预测值
1999年 1季度, (170+55× 9)× 1.25=831
2季度, (170+55× 10)× 0.78=562
3季度, (170+55× 11)× 0.69=535
4季度, (170+55× 12)× 1.25=1038
第 4节 预测误差与监控
(Accuracy and Control of Forecasts)
预测精度（误差的大小）与控制是预测中的重要环节。如果不注意预
测环境的变化，原来使用的预测模型可能会由于种种原因产生较大的偏
差，从而影响预测结果的精度，使管理人员产生错觉，导致某些决策错
误。
4.１预测误差的度量 (Measurement of forecast error)
预测误差是指预测值与实际值之间的偏差。其计算方法是,
M A D A Fnt t? ?? | |
M S E A Fnt t? ?? ( )
2
平均绝对偏差
平均平方误差
平均预测误差
n
FAM F E tt? ?? )(
MAD和 MSE用于度量预测误差的大小
MFE用于度量预测的无偏性
预测值
实际值
实际值中线
4.2 预测监控 (Monitoring Forecasting)
较多的场合是采用跟踪信号法 (Tracking signal)
T ra c k i n g s i g n a l = (A c t u a l - F o re c a s t )? M A D
可接受
误差范
围
上限
下限
控制界限
MAD数 标准偏差相关数 落在控制界内点数的百分比
?1 0.798 57.048
?2 1.596 88.946
?3 2.394 98.334
例,
月份 需求预测 实际值 偏差 ?(A-F) |A-F| ?|A-F| MAD TS
1 1000 950 -50 -50 50 50 50 -1.00
2 1000 1070 70 20 70 120 60 0.33
3 1000 1100 100 120 100 220 73.3 1.64
4 1000 960 -40 80 40 260 65 1.20
5 1000 1090 90 170 90 350 70 2.40
6 1000 1050 50 220 50 400 66.7 3.30
3MAD
2MAD
1MAD
TS 0
-1MAD
-2MAD
-3MAD
Demand Management and Forecasting
第 1节 需求管理 (Demand Management)
1.1 需求管理的重要性
? Speed to compliance
? Lower inventory
? Cross-docking
? Value-added services
? Higher number of SKUs
? Direct-to-consumer
? Configure-to-order
? Customer / retailer
satisfaction
? Operational
productivity
? Transportation
efficiency
? Improved in-stock
positions
? Lower inventory
? Flexible business
practices
Customer Requirements Supplier Requirements
Imperfect
Information
1.2 生产 /运作管理的计划与控制系统
(Production Planning and Control System,PPC)
生产 /运作管理的主要工作之一，就是要把来自
市场（用户）的需求，转换成企业组织制造资源
的最优（最起码应是满意）的生产计划。
因此，市场的需求是最优利用企业制造资源的
前提之一，是企业任何运作的“驱动源”。
为此，我们可先了解生产计划与控制系统的构
成情况，看其与需求管理的关系。
生产运作管理的计划与控制系统构成
Inventory
status data Bill of Material
能力需
求计划
资源计划
Resource Planning
生产计划
Production
Planning
需求管理
Demand
Management
主生产计划
Master Production
Scheduling
详细物料需求计划
Detailed Materials
Requirement planning
时间分段的物料需求计划
Time-phased requirement
Planning
物料与能力计划
Material and Capacity Planning
供应商系统
Vender Systems
车间生产系统
Shop-floor systems
需求市场
采购市场
1.3 需求管理 (Demand Management)的含义
? 需求管理的含义
所谓需求管理,是对包括预测、接受定货决策、交货期设置、用
户订货、服务、物流管理及其他与用户交往活动的总称,
? 需求管理是将市场上（企业外部）的需求信息转化为企
业生产系统所能接受的特定信息，是生产系统的计划与
控制的出发点和依据。
? 本章所讨论的需求管理,主要涉及一个企业日常的生产管
理中，用户需求与企业生产活动之间的交互关系，目的
是通过对需求的管理,最大限度地运用企业的能力满足用
户需求。
2.1 需求的主要内容
? 需求管理与生产计划（ Production Planning）
需求管理的工作做好了,企业可以从中得到许多好处,
尤其是与生产管理相关的问题，例如,
· 可以较好地使用和控制生产能力；
· 可以恰如其分地设置用户的交货期,得用户的信任；
· 可以改进物流的运输和库存,等等,
第 2节 需求的内容和方法
? 需求管理与主生产进度计划（ MPS）
需求管理与 MPS之间的交往非常频繁、内容非常详细。
对 MTS,ATO和 MTO三种类型，需求管理的内容也有
很大不同。
– MTS是考虑库存的变化而不是根据与用户签定的销售
合同,MPS的任务是通过补充消耗掉的库存来满足需
求。
– ATO(Assembly-to-order)考虑短期内的订单，按订单的
交货期下达装配生产计划。
– MTO很难通过预测获得需求信息。
需求管理的任务之一，就是把每天的用户订单处理成
MPS。
? 不同生产类型企业的 MPS时间栅栏 (Time fence)
需求栅栏 计划栅栏
Make-to-
Stock Assembly- to-Order
Make-to-
Order
用户订货
冻结 半固定 (雪 ) 可变动 (水 ) 当前时间
企业
能力 预测订货
2.2 需求管理的方法
? 产品与零部件需求预测
? MTS的需求管理
? ATO的需求管理
? MTO的需求管理
2.3 电子商务环境下的需求管理
电子商务环境下用户需求信息传递的特性,
? 信息发生频率高
? 需求品种和需求量随机变化
? 用户要求能即时反馈
?, 7?24”的服务能力
? 对需求管理提出了更高的要求
– 自动处理机制
– 小订单处理模式 (优先准则 )
– 生产能力状态的实时反映
– 与合作伙伴的结盟
– 物流状态跟踪
– 供应链运行的评价
第 3节 需求预测
(Demand Forecasting)
3.1 预测的概念与分类
? 预测是对未来事件发展的预计与推测。
? 预测的种类
社会预测、经济预测、技术预测、企业预测 (Business
forecasting)
? 预测的作用
– Plan the system,long term planning,concerning the product & service
provided,what facilities and equipment to have,where to locate,and so
on,
– Plan the use of the system,short-term or intermediate-term planning,
involve planning inventory,work force level,planning purchasing and
production,budgeting,and scheduling,
3.2 预测方法
·定性预测方法
·定量预测方法：时间序列预测模型；因果关系预测模型
定性预测方法 (qualitative method)
基于主观判断的预测方法,
Delphi method
Executive Opinions
Sales Force Composite
Customer Surveys
3.3 定量预测方法 (quantitative method)
时间序列预测模型 (Forecasting based on time series data)
T 时间
平均值
趋势值
季节值
销售量
时间序列模型的重点, 趋势值和季节值
1）,移动平均值 (Moving Average)
简单移动平均 (Simple Moving Average)
MA
A
ni
i
i
n
? ?
?
1
式中,i-----”Age” of the data,n----number of period in moving average,Ai----Actual
value in,age” i,
对于简单滑动平均预测方法，关键是选择移动时间区间的大小，即 n的大小。
n的大小的选择与预测者要求的适应性有关。如果管理者追求稳定性,n的值
应该选择大一些，如果管理着的目标是体现响应性，则应选择小一点的 n。
MA5
MA3
2）,指数平滑法 (Exponential smoothing)
一次值数平滑法
F F A Ft t t t? ? ?? ? ?1 1 1? ( )
Ft----第 t期的预测值,Ft-1----第 t-1期的预测值,At-1----第 t期的实际值,?----平滑指数
例如，上期预测值可卖出 42个产品，实际卖出 40个，取 ?=0.10,则下一期的预测值为,
F F A Ft t t t? ? ? ? ? ? ?? ? ?1 1 1 42 0 10 40 42 41 8? ( ), ( ),
与上面的问题的类似，预测的关键是选择 ?的大小。如果管理者追求稳定性,?的
值应该选择小一些，如果管理着的目标是体现响应性，则应选择大一点的 ?。
?=0.4
?=0.1
实际值
3.4 时间分解预测模型 ------解决季节性预测问题 (Seasonal
variations)
常用季节性预测模型
加法模型 (Additive Model)
乘法模型 (Multiplicative model)
基于乘法模型的预测方法
时间序列分解模型计算示例,
有一个公司记录了 1997和 1998两年的销售数据，见下表。
请根据这些数据预测 1999年的销售情况。
时间 销售额 (万元 ) 时间 销售额 (万元 )
1997年 1季度 300
2季度 200
3季度 220
4季度 530
1998年 1季度 520
2季度 420
3季度 400
4季度 700
Step 1,求出趋势值的直线方程。
趋势值
用最小二乘法，求出,Tt=170+55*t
Step 2,计算季节因子
时间 实际值 趋势值 实际值 /趋势值 季节因子
97年 1季度
2季度
3季度
4季度
300
200
220
530
225
280
335
390
(300/225)=1.33
0.71
0.66
1.36
(1.33+1.17)/2 =1.25
(0.71+0.84)/2=0.78
98年 1季度
2季度
3季度
4季度
520
420
400
700
445
500
555
610
1.17
0.84
0.72
1.15
(0.66+0.72)/2= 0.69
(1.36+1.15)/2 =1.25
Step 3,计算 1999年的预测值
1999年 1季度, (170+55× 9)× 1.25=831
2季度, (170+55× 10)× 0.78=562
3季度, (170+55× 11)× 0.69=535
4季度, (170+55× 12)× 1.25=1038
第 4节 预测误差与监控
(Accuracy and Control of Forecasts)
预测精度（误差的大小）与控制是预测中的重要环节。如果不注意预
测环境的变化，原来使用的预测模型可能会由于种种原因产生较大的偏
差，从而影响预测结果的精度，使管理人员产生错觉，导致某些决策错
误。
4.１预测误差的度量 (Measurement of forecast error)
预测误差是指预测值与实际值之间的偏差。其计算方法是,
M A D A Fnt t? ?? | |
M S E A Fnt t? ?? ( )
2
平均绝对偏差
平均平方误差
平均预测误差
n
FAM F E tt? ?? )(
MAD和 MSE用于度量预测误差的大小
MFE用于度量预测的无偏性
预测值
实际值
实际值中线
4.2 预测监控 (Monitoring Forecasting)
较多的场合是采用跟踪信号法 (Tracking signal)
T ra c k i n g s i g n a l = (A c t u a l - F o re c a s t )? M A D
可接受
误差范
围
上限
下限
控制界限
MAD数 标准偏差相关数 落在控制界内点数的百分比
?1 0.798 57.048
?2 1.596 88.946
?3 2.394 98.334
例,
月份 需求预测 实际值 偏差 ?(A-F) |A-F| ?|A-F| MAD TS
1 1000 950 -50 -50 50 50 50 -1.00
2 1000 1070 70 20 70 120 60 0.33
3 1000 1100 100 120 100 220 73.3 1.64
4 1000 960 -40 80 40 260 65 1.20
5 1000 1090 90 170 90 350 70 2.40
6 1000 1050 50 220 50 400 66.7 3.30
3MAD
2MAD
1MAD
TS 0
-1MAD
-2MAD
-3MAD
