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需求预测:管理时间序列、季节性和不确定性

收益:

  • 能够理解时间序列、趋势、季节性和活动影响的概念,并使用人工智能通过正确的问题和干净的数据进行需求预测。
  • 能够解释预测准确性(MAPE、偏差)和不确定性(置信区间、情景)并根据范围而不是单个数字进行规划
  • 能够区分人工智能预测是基于历史数据,而专家判断在新产品、促销或供应危机等突发事件中脱颖而出。

供应链中的每一项决策都基于一个问题:会有多少需求?你对这个问题的回答越准确,你持有的股票就越少,你远离的股票也就越少,你占用的钱也就越少。需求预测是供应链的引擎;库存、采购、生产和运输计划都从这里提供。人工智能在这个领域非常强大,因为它比人类更快地扫描数千种产品的历史并提取模式。但其力量的来源也是其局限性:人工智能从过去学习;如果未来与过去不同,那就是错误的。在本单元中,我们将学习预测语言、测量准确性、管理不确定性以及人工智能应该在哪些方面向您屈服。

预测语言:时间序列、趋势、季节性

需求数据通常是一个时间序列——一系列按时间排序的数字,例如产品每天的销量。将这个序列分为三部分是预测的基础:

趋势、长期方向:销售额逐年增加还是减少?季节性,定期波动:夏天卖冰淇淋,冬天卖取暖器;周五和周六市场很繁忙。噪音、无法解释的随机播放。良好的预测能够捕捉趋势和季节性,并且不会被噪音所迷惑。最重要的是,事件堆积如山:活动、促销、公共假期、天气、竞争对手的举动。当你让人工智能预测时,你必须告诉它这些事件;如果你不告诉他,他会认为在竞选当天跳槽是“正常的”,并对未来产生错误的认识。

提示:在向 AI 提供原始销售数据时,标记活动、假期和缺货日。无货的日子很重要:那天销量看似很低,但实际需求很高,只是没有货。如果不指定这一点,AI就会低估实际需求。

测量精度:MAPE 和偏差

“预测准吗?”这个问题的答案来自测量,而不是感觉。最常见的指标是 MAPE(平均绝对百分比误差 - 预测平均偏离现实多少个百分点)。如果 MAPE 为 10%,则意味着您的预测平均偏离真实值 10%; MAPE 越低越好。第二个重要概念是偏差:您的预测是否始终高于(库存过剩)或库存不足(库存不足)现实?即使预测的 MAPE 较低,但如果它始终朝同一方向偏离,则存在系统性问题。

你可以给人工智能一部分历史作为“训练”,一部分作为“测试”,并将其预测与现实进行比较。这是建立信任的诚实方法:用未见过的数据测试模型。只有当预测在过去被证明是一致的时,才值得应用于未来。

注意:没有任何预测是 100% 准确的;预计不会发生这种情况。目标不是产生一个完美的单一数字,而是产生一个可管理的范围,知道偏差。 “预测成真/它没有起作用”的二元思想是错误的;正确的问题是“它偏离了多少,我相应地保留了多少缓冲?”

管理不确定性:范围,而不是单一数字

规划者最危险的习惯是将预测视为一个单一的硬数字。事实上,每个预测都有一个置信区间——比如“下个月的需求很可能在 900 到 1,100 之间”。这个范围越宽,不确定性就越高。了解范围直接影响您的库存决策:窄范围需要较少的安全库存,宽范围需要更多的缓冲。

因此,请务必向人工智能询问场景:悲观(如果需求低)、预期和乐观(如果需求高)。考虑到三种情况,该计划不是基于单一假设,而是基于一系列可能的可能性。这是摆脱“锁定单一号码”陷阱的最实用方法。

一步一步:利用人工智能进行需求预测研究

  1. 清除数据。标记缺失天数、缺货天数、打开错误记录;使用匿名产品代码。
  2. 标记事件。将活动、假期和促销日添加到数据中。
  3. 减去图案。要求人工智能总结趋势、季节性和值得注意的事件。
  4. 测试一下。存储历史的最后一部分,让AI预测,与现实进行比较(MAPE和偏差方向)。
  5. 创建一个场景。要求三个预测,悲观/预期/乐观,以及每个预测的置信区间。
  6. 专家过滤器。人工智能不知道即将发生的已知干扰(新产品、供应危机、立法);手动添加它们。最终的计划是你的。

三个迷你箱子

案例 1 — 捕捉季节性。一位饮料经销商抱怨说,他在夏季经常缺货,而在冬季则缺货。规划者向 YZ 提供了 3 年的匿名日销售额,并消除了季节性:6 月至 8 月的需求是冬季平均水平的 2.4 倍,并且每年从 5 月中旬开始跳跃。按照这个模式,他提前3周建立了夏季库存;夏季滞销库存减少70%,冬季滞销库存下降。人工智能显示了这种模式;规划者做出了库存决定。

案例2——屈服于新产品。一家公司要推出一款全新产品;没有历史销售数据。规划者问AI:“前三个月的需求是多少?”他问道。人工智能产生了一个看似合理的数字——但规划者知道这是没有根据的:没有数据。相反,AI 会问“过去类似细分市场发布的产品的前 3 个月模式是什么?”分析并设定为预测区间,谨慎入手。专家判断推翻了人工智能的虚假信心。

案例 3 — 无库存是当今的陷阱。一位分析师得出结论,该产品的需求已经下降,并建议减少库存。他的资深同事注意到,数据中销量低的日子实际上是缺货的日子:需求没有下降,没有货。当用此注释修正数据并重新提供给人工智能时,可以看到实际需求增加了。清理不当的数据会产生错误的预测。

四个可复制模板

1)模式提取:

您的角色:助理需求规划分析师。下面是某产品(匿名代码:PRODUCT-X)过去36个月的月度销售数据。促销月份[月份列表],无货月份[月份列表]。任务:总结 (1) 趋势,(2) 季节性模式,(3) 值得注意的事件。考虑到没有库存的月份隐藏了真正的需求。我没有提供数据的月份是捏造的。

2)准确度测试:

使用下面 36 个月中的前 30 个月来预测过去 6 个月。然后将我的预测与过去 6 个月的实际情况进行比较;计算每个月的偏差和总 MAPE。告诉我您的估计是否始终存在偏差。显示公式。

3)情景预测:

在 3 种情况下估计下季度该产品的月度需求:悲观/预期/乐观。为每种情况给出一个置信区间,并写下它所基于的假设。请注意,这不是确定的,而是规划的一个间隔。

4)破损控制:

列出我根据历史数据提供的预测如何因以下即将发生的事件而失效:[新产品/促销/供应危机/监管变化]。建议我如何手动调整每个的预测。

弱提示/强提示

弱提示:

下个月我能卖多少钱?

没有数据,没有产品,没有背景。 AI要么拒绝,要么和好;这两种结果都不起作用。

强力提示:

您的角色:需求计划助理。以下是过去 24 个月 PRODUCT-X 的销售额;活动月份和无货月份均已标记。给出未来 3 个月的悲观/预期/乐观预测,为每个预测添加置信区间,显示过去测试的 MAPE。假设我有最终的股票决定。

方法

击中

不确定性管理

风险

依赖单一数字

误导性的

高——计划失败

场景+范围

现实的

只是直觉

变量

中高

盲目服从人工智能

变量

常见错误

  • 将缺货日误认为是真正的需求低迷。当商品缺货时,销量就会显得很低;这并不意味着需求下降。
  • 锁定单个数字。将预测视为绝对真理就是忽视不确定性。始终询问范围和场景。
  • 不标记活动。认为促销反弹是“正常”的模型扭曲了未来。
  • 对没有历史记录的新产品的预测。对于没有数据的产品来说,看似安全的人工智能数量是没有根据的。
  • 将突破留给人工智能。人工智能不知道流行病、供应危机和立法等结构性断裂;必须进行专家干预。
注意:无论预测看起来多么好,它都不能比它所基于的数据的质量更好。 “垃圾进来,垃圾出去。”花费大部分时间清理数据;模型部分完成其余的工作。

总之

需求预测是供应链的引擎,人工智能是加速这个引擎的有力助手。但人工智能会从过去学习;当未来与过去不同时,就会犯错误。捕捉趋势和季节性,标记事件,使用 MAPE 和漂移方向测量准确性,将预测设置为场景和范围,而不是单个数字。在新产品和结构突破方面,专家判断是第一位的。数据清洗是一切的基础;最终的计划是你的。

应用任务

获取您自己的一种产品(或假设的产品)过去 12-24 个月的销售数据,标记活动月份和缺货月份。使用“场景预测”模板向 AI 询问三种场景。然后使用“准确性测试”模板存储一些历史记录,并将预测与现实进行比较。写下你找到的MAPE和你选择的场景,连同其原因,共5项;还要指定您要添加的安全缓冲区。

清单

  • [ ] 我是否已清除数据、标记缺货和活动日期?
  • [ ] 我是否通过回测验证了 MAPE 和偏差方向的预测?
  • [ ] 我是否要求提供场景和置信区间而不是单个数字?
  • [ ] 如果出现新产品/破损,我是否优先考虑专家判断?
  • [ ] 最终的股票计划是否经过我自己的批准?