魏東濤，張軍凱，朱倩，劉玉超，羅廣旭

（空軍勤務(wù)學(xué)院，江蘇徐州221000）

用組合模型預(yù)測(cè)備件消耗量

魏東濤，張軍凱，朱倩，劉玉超，羅廣旭

（空軍勤務(wù)學(xué)院，江蘇徐州221000）

科學(xué)預(yù)測(cè)備件消耗是有效實(shí)施備件保障各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)。結(jié)合指數(shù)平滑法及灰色模型的特點(diǎn)，建立組合模型，解決了小樣本條件下備件的消耗預(yù)測(cè)問(wèn)題。實(shí)例分析表明，組合模型比單項(xiàng)模型具有更高的預(yù)測(cè)精度。

組合模型，指數(shù)平滑法，灰色模型，備件消耗

0　引言

備件消耗［1］是指在一定時(shí)間內(nèi)、一定條件下，一定數(shù)量裝備，使裝備保持規(guī)定狀態(tài)所使用的備件的品種和數(shù)量。備件的籌措、儲(chǔ)存、供應(yīng)和管理等各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開(kāi)對(duì)備件消耗情況的準(zhǔn)確把握。只有掌握了備件的消耗規(guī)律，才能夠制訂合理備件保障計(jì)劃，提高備件保障工作的科學(xué)性。目前在備件消耗預(yù)測(cè)實(shí)際工作中，由于各種不同原因，往往缺乏充足的歷史數(shù)據(jù)，只能獲取備件消耗小樣本數(shù)據(jù)。針對(duì)小樣本數(shù)據(jù)，一般統(tǒng)計(jì)方法難以取得較好的預(yù)測(cè)效果。本文為了規(guī)避單一模型的局限性，并綜合利用各種方法提供的信息，從而提高備件消耗預(yù)測(cè)的精度，提出了基于指數(shù)平滑法和灰色模型和組合預(yù)測(cè)方法，可以在小樣本條件下對(duì)備件消耗量進(jìn)行預(yù)計(jì)。

1　模型建立

1.1指數(shù)平滑法

指數(shù)平滑法［2-4］主要包括一次平滑法、二次平滑法和三次平滑法。當(dāng)時(shí)間序列比較穩(wěn)定，并呈現(xiàn)水平趨勢(shì)的變化時(shí)，可使用一次平滑法進(jìn)行描述；當(dāng)時(shí)間序列呈現(xiàn)線性趨勢(shì)的變化時(shí)，可使用二次平滑法進(jìn)行描述；當(dāng)時(shí)間序列呈現(xiàn)非線性變化趨勢(shì)時(shí)，可使用三次平滑法進(jìn)行描述。

1.2灰色模型

灰色模型［5-6］的適用范圍是備件消耗數(shù)據(jù)近似為指數(shù)曲線變化規(guī)律。根據(jù)收集到的備件消耗數(shù)據(jù)，構(gòu)造時(shí)間序列

進(jìn)行累加后，得到新的時(shí)間序列

灰色模型的相對(duì)誤差、均方差比值、小誤差概率等幾項(xiàng)精度指標(biāo)的參考值，如表1所示。

表1　灰色模型的指標(biāo)精度檢驗(yàn)等級(jí)

當(dāng)檢驗(yàn)等級(jí)為2級(jí)以上時(shí)，可直接運(yùn)用該模型進(jìn)行預(yù)測(cè)；當(dāng)檢驗(yàn)等級(jí)低于2級(jí)時(shí)，需要先對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)［8-9］，待檢驗(yàn)等級(jí)合格以后再對(duì)備件消耗進(jìn)行預(yù)測(cè)。

1.3組合模型

將指數(shù)平滑法與灰色模型進(jìn)行組合后，得到組合預(yù)測(cè)模型為

w1、w2為權(quán)重系數(shù)，ft1、ft2和分別表示運(yùn)用指數(shù)平滑法、灰色模型和組合模型的預(yù)測(cè)值。假定預(yù)測(cè)誤差在某一固定值上下浮動(dòng)，那么可以用常數(shù)a來(lái)表示，故，。實(shí)際上a是各單項(xiàng)模型的預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行加權(quán)平均后的數(shù)值。

2　應(yīng)用分析

已知2009年～2013年某修理機(jī)構(gòu)維修某型裝備消耗某種備件的數(shù)量，見(jiàn)表2。假設(shè)該型裝備的數(shù)量保持不變，預(yù)測(cè)2014年裝備產(chǎn)生的備件消耗量。

表2　2009年～2013年某種備件消耗量

（1）通過(guò)表2可以看出，備件消耗數(shù)據(jù)圍繞某一固定值作隨機(jī)變化，可采用一次指數(shù)平滑法進(jìn)行預(yù)測(cè)。平滑系數(shù)α的值決定模型的預(yù)測(cè)結(jié)果，經(jīng)驗(yàn)證，當(dāng)α=0.3時(shí)，平均相對(duì)誤差較小。因此，備件消耗預(yù)測(cè)模型為

作累減還原后，得到原始序列x（0）的模擬值為x?（0）（1）=98，x?（0）（2）=101，x?（0）（3）=102，x?（0）（4）=103，x?（0）（5）=104。故灰色模型GM（1，1）的平均相對(duì)誤差Δ=0.007 8＜0.01，方差比C=0.468 1＜0.5，小概率誤差p=0.8，可知模型精度為二級(jí)，可對(duì)下一年裝備產(chǎn)生的備件消耗進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（3）將指數(shù)平滑法與灰色模型進(jìn)行組合，得到指數(shù)平滑法預(yù)測(cè)值權(quán)重系數(shù)w1=-0.07，灰色模型權(quán)重系數(shù)w2=1.07，a=-0.03。各種預(yù)測(cè)模型的對(duì)比分析結(jié)果，如表3所示。

表3　各種預(yù)測(cè)模型的綜合對(duì)比

從表3中可以看出，組合模型的均方根誤差最低。因此，本文應(yīng)用組合模型預(yù)測(cè)下一年的備件消耗，能夠取得較高的預(yù)測(cè)精度。經(jīng)組合預(yù)測(cè)，得到2014年該種備件消耗量為106。

3　結(jié)論

綜合運(yùn)用指數(shù)平滑模型和灰色模型的有用信息，取長(zhǎng)補(bǔ)短，建立了合理的組合預(yù)測(cè)模型，應(yīng)用于備件的短期消耗預(yù)測(cè)，有效地提高了模型的預(yù)測(cè)精度。本文提出的組合預(yù)測(cè)方法，可推廣應(yīng)用于備件的長(zhǎng)期消耗預(yù)測(cè)，針對(duì)不同的數(shù)據(jù)種類，可以使用不同的單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行組合。同時(shí)，也為解決其他相關(guān)領(lǐng)域的預(yù)測(cè)問(wèn)題提供了理論依據(jù)。

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A Combined M odel to Prediction Spare PartsConsum ption

WEIDong-tao，ZHANG Jun-kai，ZHUQian，LIUYu-chao，LUOGuang-xu
（Air Force Logistics College，Xuzhou 221000，China）

Spare parts consumption prediction lays a foundation for spare parts support.This paper combines the exponential smoothingmethod with a grey model，and establishes a combinationalmodel. The combinational model solves the problem of spare parts consumption prediction.The example indicates that the combinationalmodel ismuchmore accurate than a singlemodel.

combinationalmodel，exponentialsmoothingmethod，greymodel，sparepartsconsumption

E075

A

1002-0640（2016）09-0170-03

2015-07-05

2015-08-07

魏東濤（1985-），男，甘肅西峰人，碩士。研究方向：軍事裝備學(xué)。