Semplice Mobile Media Stata

Moving medie mobili medie Con set di dati convenzionali il valore medio è spesso il primo, e uno dei più utili, statistiche di riepilogo per calcolare. Quando i dati sono in forma di una serie temporale, serie significano è una misura utile, ma non riflette la natura dinamica dei dati. I valori medi calcolati su periodi di cortocircuito, sia che precede il periodo corrente o incentrate sul periodo attuale, sono spesso più utili. Poiché tali valori medi variano, o spostare, come le mosse del periodo corrente da tempo t 2, t 3. ecc sono conosciuti come le medie mobili (MAS). Una media mobile semplice è (in genere) la media non ponderata dei k valori precedenti. Una media mobile ponderata esponenzialmente è essenzialmente lo stesso come semplice media mobile, ma con contributi alla media ponderata per la loro vicinanza al tempo corrente. Perché non ce n'è uno, ma tutta una serie di medie per ogni serie in movimento, l'insieme di Mas può si essere tracciata su grafici, ha analizzato come una serie, e utilizzato nella modellazione e previsione. Una gamma di modelli può essere costruito utilizzando medie mobili, e questi sono conosciuti come modelli MA. Se tali modelli sono combinati con autoregressivo (AR) modelli modelli compositi risultanti sono noti come modelli ARMA o ARIMA (l'io è per integrato). Semplici media mobile Da una serie temporale possono essere considerate come un insieme di valori,, t 1,2,3,4, n la media di questi valori possono essere calcolati. Se assumiamo che n è abbastanza grande, e selezionare un intero k che è molto più piccolo di n. possiamo calcolare un insieme di calze blocco, o semplici medie mobili (dell'ordine k): Ogni misura rappresenta la media dei valori dei dati in un intervallo di k osservazioni. Si noti che la prima possibile MA di ordine k GT0 è che per t k. Più in generale possiamo cadere il pedice in più nelle espressioni sopra e scrivere: Questo si afferma che la media stimata al tempo t è la media semplice del valore osservato al tempo t e le precedenti fasi k -1 tempo. Se i pesi vengono applicate che diminuire il contributo di osservazioni che sono più lontani nel tempo, la media mobile si dice che sia in modo esponenziale levigata. Le medie mobili sono spesso utilizzati come forma di previsione, per cui il valore stimato di una serie al tempo t 1, S t1. è presa come MA per il periodo fino al tempo t. per esempio. oggi stima si basa su una media di precedenti valori registrati fino ad includere ieri (per i dati di tutti i giorni). Semplici medie mobili può essere visto come una forma di lisciatura. Nell'esempio illustrato di seguito, il set di dati di inquinamento atmosferico mostrato nella introduzione a questo argomento è stato aumentato da un movimento linea 7 giorni di media (MA), mostrato qui in rosso. Come si può vedere, la linea MA appiana i picchi e depressioni nei dati e può essere molto utile per identificare tendenze. L'attaccante-calcolo della formula standard significa che i primi punti k -1 di dati non hanno alcun valore MA, ma da allora in poi i calcoli estendersi al punto di dati finale della serie. PM10 valori medi al giorno, Greenwich fonte: London Air Quality Network, londonair. org. uk Uno dei motivi per il calcolo semplici medie mobili nel modo descritto è che consente valori da calcolare per tutte le fasce orarie da tempo tk fino ad oggi, e come si ottiene una nuova misurazione per il tempo t 1, il MA per il tempo t 1 può essere aggiunto al set già calcolato. Questo fornisce una semplice procedura per set di dati dinamici. Tuttavia, ci sono alcuni problemi con questo approccio. È ragionevole sostenere che il valore medio degli ultimi 3 periodi, per esempio, deve essere posizionato al tempo t -1, non il tempo t. e per un MA su un numero pari di periodi forse dovrebbe essere posizionata a metà punto tra due intervalli di tempo. Una soluzione a questo problema è quello di utilizzare i calcoli MA centrato, in cui il MA al tempo t è la media di un insieme di valori simmetrica intorno t. Nonostante i suoi evidenti meriti, questo approccio non è generalmente utilizzato perché richiede che i dati sono disponibili per gli eventi futuri, che potrebbero non essere il caso. Nei casi in cui l'analisi è interamente di una serie esistente, l'uso di centrata Mas può essere preferibile. medie mobili semplici possono essere considerati come una forma di smoothing eliminando alcune componenti ad alta frequenza di una serie temporale ed evidenziando (ma non rimozione) tendenze in modo simile alla nozione generale di filtraggio digitale. Infatti, le medie mobili sono una forma di filtro lineare. E 'possibile applicare un calcolo media mobile ad una serie già levigata, cioè l'attenuazione o il filtraggio di una serie già levigata. Ad esempio, con una media mobile di ordine 2, possiamo considerare come siano calcolate utilizzando pesi, in modo che il MA in x 2 x 0,5 1 0,5 x 2. Analogamente, il MA in x 3 0,5 x 2 x 0,5 3. Se applicare un secondo livello di finitura o di filtraggio, abbiamo 0,5 x 2 0,5 x 3 0,5 (0,5 x 1 0,5 x 2) 0,5 (0,5 x 2 0,5 x 3) 0.25 x 1 0,5 x 2 0,25 x 3 cioè il filtraggio a 2 stadi processo (o la convoluzione) ha prodotto una simmetrica variabile ponderata media mobile, con i pesi. circonvoluzioni multipli possono produrre abbastanza complessi medie mobili ponderate, alcuni dei quali sono stati trovati di particolare utilità nei settori specializzati, come ad esempio nei calcoli di assicurazione sulla vita. Le medie mobili possono essere utilizzati per rimuovere gli effetti periodici se calcolata con la lunghezza della periodicità come noto. Ad esempio, con dati mensili variazioni stagionali spesso possono essere rimossi (se questo è l'obiettivo) si applicano con una media mobile di 12 mesi simmetrica con tutti i mesi ponderati allo stesso modo, tranne il primo e l'ultimo, che sono ponderati in base 12. Questo perché non ci sarà di 13 mesi nel modello simmetrico (ora corrente, t -. 6 mesi). Il totale è diviso per 12. Procedure simili può essere adottato alcuna periodicità ben definita. medie mobili ponderate in modo esponenziale (EWMA) con la semplice formula media mobile: tutte le osservazioni sono ugualmente ponderato. Se abbiamo chiamato questi pesi uguali, alfa t. ciascuno dei pesi k sarebbe uguale 1 k. quindi la somma dei pesi sarebbe 1, e la formula sarebbe: Abbiamo già visto che più applicazioni di questo risultato processo nei pesi diversi. Con medie mobili esponenziale ponderata il contributo al valore medio dalle osservazioni che sono più rimossi in tempo è deliberata ridotta, sottolineando in tal modo gli eventi più recenti (locali). Essenzialmente un parametro smoothing, 0LT alfa LT1, viene introdotto, e la formula rivisto per: Una versione simmetrica di questa formula sarebbe la forma: Se i pesi nel modello simmetrico vengono selezionati come i termini dei termini di espansione binomiale, (1212) 2q. che si somma a 1, e come q diventa grande, si approssimare la distribuzione normale. Questa è una forma di ponderazione kernel, con la recitazione Binominale come funzione del kernel. La convoluzione due fasi descritta nel paragrafo precedente, è proprio questa disposizione, con q 1, cedendo i pesi. In livellamento esponenziale è necessario utilizzare un insieme di pesi che somma a 1 e che riducono dimensioni geometricamente. I pesi utilizzati sono in genere di forma: Per dimostrare che questi pesi sommano a 1, prendere in considerazione l'espansione di 1 come una serie. Siamo in grado di scrivere e ampliare l'espressione tra parentesi con la formula binomiale (1- x) p. dove x (1-) e p -1, che assicura: Questo fornisce quindi una forma di ponderata media mobile della forma: Questa somma può essere scritta come una relazione di ricorrenza: il che semplifica notevolmente il calcolo, ed evita il problema che il regime ponderazione va rigorosamente infinito per i pesi sommano a 1 (per piccoli valori di alfa. questo non è tipicamente il caso). La notazione usata da diversi autori varia. Alcuni usano la lettera S per indicare che la formula è essenzialmente una variabile levigato, e scrivere: considerando che la letteratura teoria del controllo utilizza spesso Z invece di S per i valori in modo esponenziale ponderata o levigate (vedi, per esempio, Lucas e Saccucci 1990, luc1 , e il sito web del NIST per maggiori dettagli e lavorato esempi). Le formule sopra citati derivano dal lavoro di Roberts (1959, Rob1), ma Hunter (1986, HUN1) utilizza un'espressione della forma: che può essere più appropriato per l'uso in alcune procedure di controllo. Con alpha 1 la stima media è semplicemente il valore misurato (o il valore del dato precedente). Con 0,5 la stima è la media mobile semplice delle misure attuali e precedenti. In previsione modelli il valore, S t. viene spesso utilizzato come stima o un valore meteo per il periodo di tempo successivo, cioè come la stima per x al tempo t 1. Così abbiamo: Questo mostra che il valore di previsione al tempo t 1 è una combinazione della media mobile ponderata esponenzialmente precedente più un componente che rappresenta la pesata errore di predizione, epsilon. al tempo t. Assumendo una serie temporale è dato e si richiede una previsione, è richiesto un valore per alfa. Questo può essere definita sulla base dei dati esistenti, valutando la somma degli errori di previsione quadrati ottenere con diversi valori di alfa per ogni t 2,3. modificando la prima stima di essere il primo valore di dati osservati, x 1. In applicazioni di controllo il valore di alfa è importante che viene utilizzato per la determinazione dei limiti di controllo superiore e inferiore, e colpisce la tiratura media (ARL) previsto prima che questi limiti di controllo sono rotti (sotto l'ipotesi che la serie temporale rappresenta un insieme di casuale, identicamente distribuite variabili indipendenti con varianza comune). In queste circostanze la varianza della statistica di controllo: è (Lucas e Saccucci, 1990): Controllo limiti sono di solito impostati come multipli fissi di questa varianza asintotica, per esempio - 3 volte la deviazione standard. Se alfa 0,25, per esempio, ed i dati monitorati si assume di avere una distribuzione normale, N (0,1), quando nel controllo, i limiti di controllo saranno - 1.134 e il processo raggiungerà uno o altro limite in 500 passi in media. Lucas e Saccucci (1990 luc1) derivano le ARLS per una vasta gamma di valori alfa e sotto diverse ipotesi utilizzando le procedure di Markov Chain. Essi tabulare i risultati, compresa la fornitura ARLS quando la media del processo di controllo è stato spostato da un multiplo della deviazione standard. Ad esempio, con uno spostamento di 0,5 con alpha 0.25 l'ARL è inferiore a 50 fasi temporali. Gli approcci sopra descritti è noto come singolo livellamento esponenziale. le procedure sono applicate una volta alla serie tempo e poi analisi o processi di controllo vengono effettuate sul dataset lisciato risultante. Se il set di dati include una tendenza Andor componenti stagionali, a due o tre stadi di livellamento esponenziale può essere applicato come un mezzo per rimuovere (esplicitamente modellazione) questi effetti (vedi più avanti, la sezione sulle previsioni. Di seguito, e il NIST ha lavorato esempio). CHA1 Chatfield C (1975) L'analisi dei tempi della serie: teoria e pratica. Chapman and Hall, London HUN1 Hunter J S (1986) La media mobile esponenziale ponderata. J of Technology Qualità, 18, 203-210 luc1 Lucas J M, Saccucci M S (1990) esponenziale mobile ponderata sistemi basati sulla media di controllo: Proprietà e miglioramenti. Technometrics, 32 (1), 1-12 Rob1 Roberts S W (1959) controllo grafico test basati su medie mobili geometriche. Technometrics, 1, 239-250What039s la differenza tra media mobile e ponderata media mobile a 5 periodo di media mobile, sulla base dei prezzi di cui sopra, sarebbe stato calcolato con la seguente formula: Sulla base della suddetta equazione, il prezzo medio per il periodo indicato sopra era 90.66. Utilizzando medie mobili è un metodo efficace per l'eliminazione di forti fluttuazioni dei prezzi. La limitazione chiave è che i punti dati dai dati precedenti non sono ponderati in modo diverso rispetto ai dati punti vicino l'inizio del set di dati. Questo è dove le medie mobili ponderate entrano in gioco. medie ponderate assegnare una ponderazione più pesante a più punti di dati attuali dal momento che sono più rilevanti di punti dati in un lontano passato. La somma della ponderazione deve aggiungere fino a 1 (o 100). Nel caso della media mobile semplice, i coefficienti sono equamente distribuiti, ed è per questo che non sono riportati nella tabella sopra riportata. Prezzo di chiusura di metodi serie AAPLTime Serie Metodi di tempo sono tecniche statistiche che fanno uso di dati storici accumulati in un periodo di tempo. metodi di serie storiche per scontato che ciò che è accaduto in passato, continueranno a verificarsi in futuro. Come suggerisce il nome della serie di tempo, questi metodi si riferiscono alla previsione di un solo fattore - il tempo. Essi comprendono la media mobile, livellamento esponenziale, e la linea di tendenza lineare e sono tra i metodi più diffusi per la previsione a corto raggio tra le società di servizi e di produzione. Questi metodi presuppongono che i modelli storici identificabili o tendenze della domanda nel corso del tempo si ripetono. Moving previsione media un tempo di serie può essere semplice come utilizzando domanda nel periodo in corso a prevedere la domanda nel prossimo periodo. Questo è talvolta chiamato una previsione ingenuo o intuitivo. 4 Per esempio, se la domanda è di 100 unità di questa settimana, la previsione per settimane la prossima domanda è di 100 unità se la domanda risulta essere invece 90 unità, quindi la seguente domanda settimane è di 90 unità, e così via. Questo tipo di metodo di previsione non tiene in considerazione il comportamento storico domanda si basa solo su richiesta nel periodo corrente. Esso reagisce direttamente ai normali movimenti casuali della domanda. Il metodo semplice media mobile utilizza diversi valori medi durante il recente passato per sviluppare una previsione. Ciò tende a smorzare o appianare, gli aumenti e diminuzioni casuali di una previsione che utilizza un solo periodo. La media mobile semplice è utile per la previsione della domanda che è stabile e non mostra alcun comportamento domanda pronunciata, come ad esempio una tendenza o andamento stagionale. Le medie mobili vengono calcolati per determinati periodi, come ad esempio tre mesi o cinque mesi, a seconda di quanto il previsore desideri per lisciare i dati relativi alla domanda. Più lungo è il periodo di media mobile, più uniforme sarà. La formula per il calcolo della media mobile semplice è calcolare una media mobile semplice La carta istantanea clip Office Supply Company vende e distribuisce forniture per ufficio per aziende, scuole e agenzie entro un raggio di 50 miglia del suo magazzino. L'azienda di forniture per ufficio è competitivo, e la capacità di consegnare gli ordini prontamente è un fattore di ottenere nuovi clienti e mantenere quelli vecchi. (Uffici in genere non ordine quando corrono a corto di rifornimenti, ma quando sono completamente esauriti. Di conseguenza, hanno bisogno immediatamente i loro ordini.) Il manager della società vuole essere determinati driver abbastanza e veicoli sono a disposizione per consegnare gli ordini prontamente e sono dotati di adeguate scorte in magazzino. Pertanto, il manager vuole essere in grado di prevedere il numero di ordini che si verificheranno nel corso del mese successivo (cioè a prevedere la domanda di fornitura). Da record di ordini di consegna, gestione ha accumulato i seguenti dati per gli ultimi 10 mesi, da cui si vuole calcolare a 3 e 5 mesi medie mobili. Supponiamo che è la fine di ottobre. La previsione derivante sia dal 3- o la media mobile 5 mesi è tipicamente per il mese successivo nella sequenza, che in questo caso è novembre. La media mobile è calcolata dalla domanda di ordini per la prima 3 mesi in sequenza secondo la seguente formula: La media mobile 5 mesi viene calcolato dai precedenti 5 mesi di dati domanda come segue: Il 3 e 5 mesi spostando previsioni medie per tutti i mesi di dati domanda sono riportati nella tabella seguente. In realtà, solo le previsioni per novembre in base alla più recente domanda mensile sarebbe stato utilizzato dal gestore. Tuttavia, le previsioni precedenti per mesi precedenti ci permettono di confrontare le previsioni con la domanda effettiva per vedere come precisa il metodo di previsione è - che è, quanto bene lo fa. Tre e cinque mesi Medie Entrambi spostando le previsioni medie nella tabella precedente tendono ad appianare la variabilità che si verificano nei dati effettivi. Questo effetto lisciatura può essere osservato nella figura seguente in cui le medie di 3 mesi e 5 mesi sono state sovrapposte su un grafico dei dati originali: La media mobile 5 mesi nella figura precedente appiana fluttuazioni in misura maggiore la media mobile a 3 mesi. Tuttavia, la media a 3 mesi riflette più da vicino i dati più recenti disponibili al gestore di forniture per ufficio. In generale, le previsioni che utilizzano il più lungo periodo di media mobile sono più lenti a reagire ai recenti cambiamenti della domanda rispetto a quella che quelle fatte usando più breve periodo medie mobili. I periodi supplementari di dati smorzare la velocità con cui la previsione risponde. Stabilire il numero appropriato di periodi da utilizzare in una previsione media mobile spesso richiede una certa quantità di sperimentazione per tentativi ed errori. Lo svantaggio del metodo della media mobile è che non reagisce alle variazioni che si verificano per un motivo, come cicli e effetti stagionali. I fattori che causano i cambiamenti sono generalmente ignorati. Si tratta essenzialmente di un metodo meccanico, che riflette i dati storici in modo coerente. Tuttavia, il metodo della media mobile ha il vantaggio di essere facile da usare, veloce e relativamente economico. In generale, questo metodo può fornire una buona meteo per il breve periodo, ma non dovrebbe essere spinta troppo lontano nel futuro. Ponderata media mobile Il metodo della media mobile può essere regolata a più riflettere da vicino le fluttuazioni nei dati. Nella ponderata metodo della media mobile, i pesi sono assegnati ai dati più recenti, secondo la seguente formula: I dati domanda di PM Servizi computer (mostrato nella tabella per l'Esempio 10.3) sembra seguire un andamento lineare crescente. L'azienda vuole calcolare una linea di tendenza lineare per vedere se è più preciso del livellamento esponenziale e le previsioni di livellamento esponenziale corretti sviluppati negli esempi 10.3 e 10.4. I valori necessari per i meno calcoli quadrati sono i seguenti: L'utilizzo di questi valori, i parametri per la linea di tendenza lineare sono calcolati come segue: Pertanto, l'equazione linea di tendenza lineare è quello di calcolare una previsione per il periodo 13, siano x 13 nel lineari linea di tendenza: il grafico seguente mostra la linea di tendenza lineare rispetto ai dati effettivi. La linea di tendenza sembra riflettere molto attentamente i dati effettivi - che è, di essere una buona misura - e sarebbe quindi un buon modello di previsione per questo problema. Tuttavia, uno svantaggio della linea di tendenza lineare è che non adattarsi ad un cambiamento di tendenza, come i metodi di lisciatura previsione esponenziali sarà cioè, si presume che tutte le previsioni future seguire una linea retta. Questo limita l'uso di questo metodo per un breve lasso di tempo in cui si può essere relativamente certi che la tendenza non cambierà. Le rettifiche di stagione un andamento stagionale è un aumento ripetitivo e diminuzione della domanda. Molti poste a vista mostrano un comportamento stagionale. le vendite di abbigliamento seguono modelli annuali di stagione, con la domanda di vestiti caldi aumentare in autunno e in inverno e in calo in primavera e in estate, come la richiesta di più freddi aumenta di abbigliamento. La domanda di molti articoli al dettaglio, compresi i giocattoli, attrezzature sportive, abbigliamento, apparecchi elettronici, prosciutti, tacchini, vino e frutta, aumento durante la stagione estiva. Augurali domanda carta aumenta in concomitanza con giornate speciali come San Valentino e la Festa della Mamma. i modelli stagionali possono verificarsi anche su base mensile, settimanale o addirittura giornaliera. Alcuni ristoranti hanno una maggiore domanda di sera che a pranzo o durante il fine settimana in contrasto con i giorni feriali. Traffic - quindi le vendite - a centri commerciali raccoglie il Venerdì e Sabato. Ci sono diversi metodi per riflettere i modelli stagionali in una previsione di serie temporali. Descriveremo uno dei metodi più semplici che utilizzano un fattore stagionale. Un fattore stagionale è un valore numerico che viene moltiplicato per il tempo normale per ottenere una previsione destagionalizzato. Un metodo per sviluppare una domanda di fattori stagionali è di dividere la domanda di ciascun periodo stagionale dalla domanda annua totale, secondo la seguente formula: I fattori stagionali derivano tra 0 e 1.0 sono, in effetti, la porzione di domanda annuale totale assegnati ogni stagione. Questi fattori stagionali vengono moltiplicati per la domanda annua prevista per produrre previsioni adattate per ogni stagione. Calcolo di una previsione con aggiustamenti stagionali Wishbone Farms cresce tacchini di vendere ad una società di lavorazione della carne durante tutto l'anno. Tuttavia, la sua stagione è ovviamente nel corso del quarto trimestre dell'anno, da ottobre a dicembre. Wishbone Farms ha sperimentato la domanda per i tacchini per gli ultimi tre anni indicati nella tabella seguente: Perché abbiamo tre anni di dati relativi alla domanda, siamo in grado di calcolare i fattori stagionali dividendo domanda trimestrale complessivo per i tre anni dalla domanda totale in tutti i tre anni : Avanti, vogliamo moltiplicare la domanda prevista per il prossimo anno, 2000, da ciascuno dei fattori stagionali per ottenere la domanda prevista per ogni trimestre. Per fare questo, abbiamo bisogno di una domanda prevista per il 2000. In questo caso, dal momento che i dati relativi alla domanda della tabella sembrano mostrare una tendenza generalmente in aumento, si calcola una linea di tendenza lineare per i tre anni di dati nella tabella per ottenere un ruvido stima del tempo: Così, la previsione per il 2000 è 58.17, o di 58.170 tacchini. Utilizzando questa previsione annuale della domanda, le previsioni destagionalizzati, SF io, per il 2000 stanno confrontando queste previsioni trimestrali con i valori medi attuali nella tabella, che sembrerebbe essere relativamente buone stime di previsione, che riflette sia le variazioni stagionali dei dati e la tendenza al rialzo generale. 10-12. Come è il metodo della media mobile simile a esponenziale 10-13. Che effetto sul modello di livellamento esponenziale aumentando il costante livellamento hanno 10-14. Come funziona regolato livellamento esponenziale diverso dal esponenziale 10-15. Che cosa determina la scelta della costante di smoothing per trend in rettificato esponenziale modello di livellamento 10-16. Negli esempi del capitolo per i metodi di serie temporali, la previsione di partenza è sempre stato ipotizzato essere la stessa come domanda effettiva nel primo periodo. Suggerire altri modi che la previsione di partenza potrebbe essere derivato nell'uso reale. 10-17. Come funziona il modello di previsione linea di tendenza lineare differisce da un modello di regressione lineare per la previsione 10-18. Del tempo modelli della serie presentate in questo capitolo, tra cui la media mobile media ponderata e in movimento, livellamento esponenziale e regolato livellamento esponenziale, e la linea di tendenza lineare, che si consideri la migliore Perché 10-19. Quali sono i vantaggi regolata livellamento esponenziale avere su una linea di tendenza lineare per domanda prevista che presenta un trend 4 K. B. Kahn e J. T. Mentzer, Previsione di consumo e industriale, The Journal of Business Forecasting 14, n. 2 (estate 1995): 21-28.