- •Математическое моделирование в машиностроении
- •Предисловие
- •Конспект лекции
- •Раздел 1. Задачи и объекты математического моделирования в машиностроительном производстве
- •1.1 Задачи моделирования. Виды моделей
- •1.2 Классификация математических моделей
- •1.3 Требования к математическим моделям
- •4. Наглядность, т.Е. Удобное визуальное восприятие модели.
- •Раздел 2. Моделирование дискретных объектов и процессов
- •2.1. Использование множеств для моделирования технических систем
- •2.2 Операции над множествами.
- •Пример. Сборочная единица представляет собой объединение некоторого множества т-систем « деталь»
- •Раздел 3. Графы. Использование графов для моделирования технических систем
- •3.1. Элементы теории графов.
- •Раздел 4. Моделирование с использованием элементов теории вероятностей
- •4.1 Статистические исследования в задачах оценки точности
- •4.2 Теория вероятности при оценке надежности технических систем
- •4.3. Планирование эксперимента
- •Раздел 5. Моделирования процесса принятия решений
- •5.1.Логические модели представления знаний
- •Основные свойства логических операций
- •1 Ассоциативность:
- •5.2. Исчисление предикатов
- •5.3 Элементы теории принятия решений. Таблицы соответствий. Алгоритмы поиска решений
- •Раздел 6. Моделирование экономических процессов
- •6.1 Линейная и нелинейная регрессия
- •Множественная линейная корреляционная зависимость
- •Нелинейная регрессия
- •6.2 Прогнозирование экономических процессов
- •Временные ряды
- •Применение моделей кривых роста в экономическом прогнозировании
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Раздел 2. Моделирование дискретных объектов и процессов 21
- •2.1. Использование множеств для моделирования технических систем 21
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
6.2 Прогнозирование экономических процессов
Каким бы видом производства или бизнеса ни занималась организация, ей приходится планировать предпринимательскую деятельность на будущий период. При разработке краткосрочных и долгосрочных планов менеджеры вынуждены прогнозировать будущие значения таких важнейших показателей, как, например, объем продаж, издержки производства, ставки процента и т. д. Широкому внедрению методов прогнозирования способствовало развитие персональных компьютеров и статистических программных пакетов.
Под прогнозом понимается научно обоснованное описание возможных состояний системы в будущем и сроков достижения этих состояний, а процесс разработки прогнозов называют прогнозированием.
В зависимости от объектов прогнозирования прогнозы разделяют на научно-технические, экономические, социальные и т. д. В зависимости от масштабности объекта прогнозирования экономические прогнозы охватывают все уровни: от прогнозов отдельных предприятий и производств (микроуровни) до прогнозов развития отрасли в масштабе страны (макроуровень) или закономерностей мирового масштаба (глобальный уровень).
Временем упреждения при прогнозировании называют отрезок времени от момента, для которого имеются последние данные об изучаемом объекте, до момента, к которому относится прогноз. По длительности времени упреждения различают следующие виды прогнозов:
оперативные — с периодом упреждения до одного месяца;
краткосрочные — до одного года;
среднесрочные — от одного года до пяти лет;
долгосрочные — с периодом упреждения более пяти лет.
Наибольший практический интерес представляют оперативные и краткосрочные прогнозы.
Прогнозирование экономических процессов состоит из следующих этапов:
постановка задачи и сбор необходимой для прогнозирования информации;
первичная обработка исходной информации;
определение возможных моделей прогнозирования;
оценка параметров рассматриваемых моделей;
проверка адекватности выбранных моделей;
расчет характеристик моделей;
• анализ полученных результатов прогноза.
Временные ряды
Происходящие в экономических системах процессы в основном проявляются как ряд расположенных в хронологическом порядке значений определенного показателя, который в своем изменении несет определенную информацию о динамике изучаемого явления.
Ряд наблюдений за значениями определенного показателя, упорядоченный в зависимости от возрастающих или убывающих значений другого показателя, называют динамическим рядом, временным рядом или рядом динамики.
Отдельные наблюдения временного ряда называются уровнями временного ряда.
Временные ряды бывают моментные, интервальные и производные. Моментные ряды характеризуют значения показателя на определенные моменты времени; пример такого ряда представлен в таблице.
Численность работников предприятия
Дата |
1.01 |
1.02 |
1.03 |
1.04 |
1.05 |
1.06 |
Численность работников, чел. |
283 |
287 |
295 |
298 |
308 |
312 |
Интервальные ряды характеризуют значения показателя за определенные интервалы времени.
Фонд заработной платы работников предприятия
Месяц |
Январь |
Февраль |
Март |
Апрель |
Май |
Июнь |
Фонд заработной платы, ден. ед. |
1520 |
1590 |
1650 |
1710 |
1780 |
1890 |
Производные ряды получаются из средних или относительных величин показателя.
Среднемесячная заработная плата работников предприятия
Месяц |
Январь |
Февраль |
Март |
Апрель |
Май |
Июнь |
Среднемесячная заработная плата, ден. ед. |
5400 |
5440 |
5430 |
5470 |
5475 |
5500 |
Уровни ряда могут иметь детерминированные или случайные значения. Ряд последовательных данных о количестве дней в месяце, квартале являются примерами рядов с детерминированными значениями.
Прогнозированию подвергаются ряды со случайными значениями уровней. Большое значение для прогнозирования имеет выбор интервалов между соседними значениями ряда. При слишком большом интервале времени могут быть упущены некоторые закономерности в динамике изучаемого показателя. При слишком малом – увеличивается объем вычислений.
Важным условием правильного отражения временным рядом реального процесса развития является сопоставимость уровней ряда. Несопоставимость чаще всего встречается в стоимостных характеристиках, изменениях цен, территориальных изменениях и др. Для несопоставимых величин показателя неправомерно проводить его прогнозирование.
Если во временном ряду проявляется длительная тенденция изменения экономического показателя, то в этом случае говорят, что имеет место тренд. Под трендом понимают изменение, определяющее общее направления развития или основную тенденцию временного ряда.
В экономических исследованиях и расчетах в большинстве случаев в качестве функции, аппроксимирующей заданный ряд, используют полиномы не выше третьего порядка.
Полином первой степени
yt = a0 + а1· t
применяется для описания процессов, развивающихся равномерно во времени.
Полином второй степени
yt = a0 + а1· t + а1· t2
применяется в тех случаях, когда процесс развивается равноускоренно.
Оценки параметров полиномов определяются методом наименьших квадратов. Так, уравнения для определения коэффициентов полинома первой степени имеют вид
Σ yt = a0· n + a1 ·Σ t
Σ yt · t = a0 ·Σ t + a1·Σ t2
Систему уравнений можно упростить и уменьшить абсолютные значения величин, если перенести начала координат в середину ряда. Если в исходном ряду t равно 1,2,3,…, то после переноса получим:
- для четного ряда t = …, -5, -3, -1, 1, 3, 5,…
- для нечетного ряда t = …,-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3,…
Для расчета линейного тренда вычисляются коэффициенты:
a0 = Σ yt / n
a1 = Σ yt · t / Σ (t|)2
Необходимые вычисления занесем в таблицу
t |
t| |
yt |
(t|)2 |
yt · t| |
1 |
-7 |
3423 |
49 |
-23961 |
2 |
-5 |
3321 |
25 |
-16605 |
3 |
-3 |
3210 |
9 |
-9630 |
4 |
-1 |
3122 |
1 |
-3122 |
5 |
1 |
3034 |
1 |
3034 |
6 |
3 |
2940 |
9 |
8820 |
7 |
5 |
2845 |
25 |
14225 |
8 |
7 |
2739 |
49 |
19173 |
итого |
0 |
24634 |
168 |
-8066 |
Уравнение линейного тренда будет иметь вид
yt = 3079,25 – 48,01· t|.
Прогноз на следующий 9-й месяц составит yt = 3079,25 – 48,01· 9 = 2647.
Коэффициенты полинома второй степени после переноса начала координат в середину ряда вычисляются по формулам:
a0 = Σ yt / n - Σ (t|)2 / n·{( n· Σ yt· (t|)2 - Σ (t|)2· Σ yt) / [n· Σ (t|)4 – (Σ (t|)2)2]};
a1 = Σ yt ·t| / Σ (t|)2;
a2 = (n· Σ yt· (t|)2 - Σ (t|)2· Σ yt) / [n· Σ (t|)4 – (Σ (t|)2)2]
Вычислим коэффициенты и промежуточные значения занесем в таблицу
t |
t| |
yt |
(t|)2 |
yt · t| |
(t|)3 |
(t|)4 |
yt · (t|)2 |
1 |
-7 |
3423 |
49 |
-23961 |
-343 |
2401 |
167727 |
2 |
-5 |
3321 |
25 |
-16605 |
-125 |
625 |
83025 |
3 |
-3 |
3210 |
9 |
-9630 |
-27 |
81 |
28890 |
4 |
-1 |
3122 |
1 |
-3122 |
-1 |
1 |
3122 |
5 |
1 |
3034 |
1 |
3034 |
1 |
1 |
3034 |
6 |
3 |
2940 |
9 |
8820 |
27 |
81 |
26460 |
7 |
5 |
2845 |
25 |
14225 |
125 |
625 |
71125 |
8 |
7 |
2739 |
49 |
19173 |
343 |
2401 |
134211 |
итого |
0 |
24634 |
168 |
-8066 |
0 |
6216 |
517594 |
a0 = 3077,05; a1 = - 48,01; a2 = 0,105.
Уравнение параболического тренда будет иметь вид:
yt = 3077,05 – 48,01· t| + 0,105·( t|)2.
Прогноз на следующий 9-й месяц составит yt = 3077,05 – 48,01· 9 + 0,105· 92 = 2653.
