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需求与供给预测

Demand and Supply Forecasting

先用看不见未来的回测比较基线,再把误差放回供给约束与损失。

精编方法 · 方法 · 通行术语

01 · 场景

下周备多少,判断错了要付出什么?

把历史曲线拟合得很漂亮,不代表下周预测得准。周末的高需求若被平均数抹平,备货会在最忙时不足。反过来,预测正确也可能因产能不足而缺货。先分开模型误差和执行约束,才能知道该改模型还是补供给。

构造场景,用于解释方法。

02 · 原理

一张图看懂它怎么运转

FIG. 原理图需求与供给预测

本页把需求预测和供给约束分开。交互只给定每日供给上限,未预测供应商交期或产能波动。真实补货还需核对库存结转与提前期。

03 · 实验

改变条件,观察结果

预测误差,与供给不足分开算

交互实验 · 构造示例

全部为构造数据。第 1–14 天训练,第 15–21 天留出检验;两条基线都只读取前 14 天。需求完整可见,无缺货截断。每天按预测向上取整备货,再受供给上限约束;剩余不结转。缺口和剩余单价为条件代价,未计其他收入成本,不求最优备货量。供给上限不是供给预测,未模拟交期与波动。

预测基线 · 第 14 天一次预测未来 7 天

横向滚动查看完整明细

MAE = 平均绝对预测误差;日备货 = min(供给上限,预测向上取整);损失 = 缺口 × 缺口单价 + 剩余 × 剩余单价

04 · 分析交付

先给主判断,再展示依据

  • 主判断:先回答当前问题,给出有证据的首选解释、方案或行动。确实并列时写明比较结果及下一项区分证据,不用罗列可能性代替判断。
  • 判断依据:把关键原始记录、计算和推断连到结论。说明方法实际改变了哪项判断;来源不足时缩小结论范围,仍交付已能成立的部分。
  • 量化口径:按方法原有公式、单位和分母计算。材料编码须去重并单列未知;没有量化依据则给理由明确的定性比较,不编统一分数或未经校准的概率。
  • 反证与改判:指出最强的相反证据、替代解释或敏感变量。写清什么新事实或阈值变化会使首选改变;未经对照的相关性不写成因果。
  • 实际用途:把主判断转成当前可执行的动作、停止条件或下一项验证。负责人、预算和期限按已知材料填写;不为完成模板发明业务事实。
  • 适用范围:保留各方法自己的产出与失效条件。表达教程不承担业务结论;未核定资料不自动推荐;临床条目按其专项范围交付知识、行为应对或就诊准备。

05 · 准备

开始前,准备什么

最小输入

  • 预测对象、时间颗粒度与未来跨度
  • 截至预测起点的可比历史及可用特征
  • 缺货、促销、节假日与口径变更记录
  • 供给上限、交期、现有库存及决策损失

应留下的产出

  • 带起点与跨度的基线预测、回测误差与偏差、供给约束下的资源情景;如报告区间,另附估计方法与覆盖检验。

06 · 用法

按顺序完成 5 步

  1. 先固定预测对象、颗粒度、未来跨度与补货提前期。核对缺货、促销、节假日和口径变更;销量受供给限制时不能直接当需求。
  2. 保留时间顺序,用季节性朴素等简单基线起步。每个预测起点只能使用当时已知的信息,验证跨度须匹配实际决策。
  3. 分别报告平均绝对误差、带符号偏差及逐期误差。用多个历史起点复查;零销量时不要直接用百分比误差。
  4. 将需求预测与供给容量、交期、现有库存及缺货/剩余代价结合。预测准确度与补货决策损失分别计算。
  5. 锁定模型后评估未参与选择的测试期,再按固定节奏滚动更新。对结构变化保留情景,不把单点当保证。

07 · 案例

M5:在真实零售数据上比较预测方法

真实公开案例 · 竞赛组织者研究

任务

M5 使用 Walmart 的实际销量,涉及 3,049 个产品、12 个聚合层级,共 42,840 条序列。预测跨度为 28 天。

检验

比赛区分验证期与最终测试期,并用 WRMSSE 评分。其分层加权尺度与本页教学 MAE 不同,不能直接比较数值。

可借鉴

把未来留出来;使用与业务跨度一致的检验任务;在不同产品和聚合层级检查误差。

证据边界

公开论文报告预测竞赛结果,没有据此证明 Walmart 上线后降低了缺货、库存或提高了利润。本页小样本也不能替代正式回测。

案例来源:Makridakis、Spiliotis、Assimakopoulos:M5 accuracy competition(2022)

08 · 示例

把它放进一个具体场景

构造示例,非真实业务记录。

问题

构造 21 天需求。第 1–14 天用于预测,第 15–21 天留作检验;预测时不能读取后 7 天。

已有材料

上周同日基线预测 12、13、12、14、18、27、25 件。留出期需求为 13、15、14、15、20、30、28 件。

目前能判断

七天平均绝对误差为 2 件/天,平均偏差为 −2 件/天,表示低估。供给充足且按预测备货时,累计缺口 14 件。

下一步核对

把每日供给上限改成 20 件后,缺口增至 26 件。MAE 仍是 2 件/天;产能约束改变的是执行损失,不应改写预测误差。

09 · 边界

什么情况下,不宜直接套用

  • 缺货销量不等于完整需求;把截断销量直接用于拟合会系统性低估。
  • 训练拟合或已参与选型的验证误差不能冒充独立测试效果;特征不得含当时未知的信息。
  • 结构变化会使历史失效。情景是条件假设,不是概率预测;短测试期不证明长期稳定。
  • 平均误差相近时,缺货和剩余代价仍可能不同。零需求上的百分比误差可能无定义。
  • 本页实验未模拟库存结转、供应提前期及供给波动;真实补货不能只照抄每日预测。

10 · 计算

计算关系

MAE = 平均 |预测量 − 实际量|

偏差 = 平均(预测量 − 实际量);负值表示平均低估

构造日损失 = 缺口件数 × 缺口单价 + 剩余件数 × 剩余单价

11 · 练习

用一道题检查理解

用下周真实销量选出“最佳模型”,再报告该周误差,能说明未来预测效果吗?

12 · 实作

把判断写成可复查的记录

选一个有完整记录的品类,为未来一周备货建立可复核的简单基线。先决定哪种错误更贵,再看模型。

  • 固定每天/每周颗粒度与补货提前期,标出缺货、促销和不可比日期。
  • 选择多个历史起点;每次只用起点前数据,统一预测未来 7 天。
  • 比较季节性朴素与均值基线,列 MAE、偏差和逐日缺口;用另一个未参与选择的时间段作最终检验。
  • 把容量、交期和剩余处理条件另列,交付补货建议及最容易使建议失效的条件。

记录字段:预测对象与跨度|可用历史|数据缺口|基线|预测起点|留出结果|误差与偏差|供给上限|缺口/剩余代价|下次复查日。

完成后,核对参考要点

本页上周同日预测误差为 −1、−2、−2、−1、−2、−3、−3 件,MAE = 14/7 = 2 件/天。供给上限 20 件时,缺口为 1、2、2、1、2、10、8 件,合计 26 件。按 4 元/缺口件演算为 104 元。这是条件损失,不是已发生亏损或最优备货解。

13 · 应用

把这个方法交给 Agent

写下当前问题,生成包含方法编号、材料清单和边界的请求。内容只在当前页面处理。

查看 Agent 接口 →

15 · 出处

出处与证据范围

教材约束时间验证与基线。M5 是真实数据上的公开预测竞赛,不是经营收益试验。实验用自造的 21 天完整需求,只演示 7 天留出回测及供给上限;没有估计概率区间。

  1. Hyndman & Athanasopoulos:Forecasting — The forecaster’s toolbox

    基准模型、误差评估与预测区间;不能从预测图得出确定未来。

    本轮查阅公开正文/原始文件

  2. Makridakis、Spiliotis、Assimakopoulos:M5 accuracy competition(2022)

    支持 Walmart 销量数据、分层序列、28 天预测与独立测试。比赛成绩不等于上线后的库存或利润改善。

    2026-10-24 查阅公开原始正文

本地材料定位

ice-main-s102

材料中可定位;具体方法步骤是本轮操作化整理,非原文逐字复述

名称与整理说明

使用可追溯参考中的通行术语;不主张存在唯一提出者或唯一中文译法。

操作化整理;原始来源用于约束,不声称逐字复述或已验证效果

登记版本 2026-10-25.3。来源状态沿用登记表,不表示所有来源均在本次重新核验。