Продажа удобрений (в тыс. тонн) составила:
Годы Кварталы
I II III IV
1 60 58 20 44
2 72 60 30 45
3 95 65 35 60
Задание.
1. Постройте график временного ряда. Выскажите предположения о структуре уровня ряда и виде его модели.
2. Выявите тенденцию динамического ряда, используя скользящие средние.
3. В предположении существования мультипликативной модели определите значение периодической компоненты для каждого квартала.
4. Проведите аналитическое выравнивание ряда динамики по прямой, устранив влияние периодической составляющей;
5. Постройте модель с фиктивными переменными соответствующей функциональной формы. Определите по ней точечный прогноз ожидаемого значения объема продаж на первый и второй кварталы четвертого года.
Решение
1. График временного ряда представлен на рис. 3.1.
Рис. 3.1. График временного ряда продажи удобрений
Из рис. видно, что продажа удобрений подвержена сезонным колебаниям, в начале каждого года до 3-го квартал объем продаж уменьшается, а в 4-м квартале и в начале следующего года увеличивается. Амплитуда колебаний постепенно увеличивается, поэтому, можно сделать предположение, что данный временной ряд описывается мультипликативной моделью вида:
yt=Tt∙St∙Et,
где yt – исходный уровень ряда; Tt трендовая составляющая; St периодическая составляющая; Et случайная составляющая; t номер момента времени.
2. В рядах с периодической колеблемостью для её устранения можно применить сглаживание с помощью, скользящей средней. Для этого необходимо высказать предположение о периоде колебаний Р, в рассматриваемом ряду он равен 4 кварталам.
Расчет скользящей средней начинают с первых Р уровней ряда, находя их среднее и относя его к середине периода. Далее находят среднее для уровней со второго по (Р+1), затем – с третьего по (Р+2) и т.д. Расчет скользящей средней заканчивают, когда средняя по Р слагаемым включает в себя последний уровень ряда.
Для периода с четным Р середина периода не может быть отнесена к какому-либо моменту времени, поэтому нужно провести процедуру центрирования. Она заключается в нахождении полусуммы соседних скользящих средних и отнесении её к моменту времени между ними.
Полученные скользящие средние и центрированные скользящие средние представлены в графах 4 и 5 таблицы 3.1.
Таблица 3.1
Определение скользящих средних и оценок сезонных компонентов
Период Номер квартала, t Продажа удобрений, тыс. т.
Скользящая средняя за 4 квартала
Центрированная скользящая средняя
ytcc
Оценка сезонной компоненты
Stk=yt/ytcc
1 2 3 4 5 6
1 год 1 кв
1 60 - - -
1 год 2 кв
2 58 45,5 - -
1 год 3 кв
3 20 48,5 47 0,4255
1 год 4 кв
4 44 49 48,75 0,9026
2 год 1 кв
5 72 51,5 50,25 1,4328
2 год 2 кв
6 60 51,75 51,625 1,1622
2 год 3 кв
7 30 57,5 54,625 0,5492
2 год 4 кв
8 45 58,75 58,125 0,7742
3 год 1 кв
9 95 60 59,375 1,6000
3 год 2 кв
10 65 63,75 61,875 1,0505
3 год 3 кв
11 35 - - -
3 год 4 кв
12 60 - - -
Из графы 5 таблицы 3.1 (после выравнивания с помощью скользящей средней) видна устойчивая тенденция роста продажи удобрений.
3
. Выделение периодической составляющей по мультипликативной модели предполагает выполнение следующих действий:
1) расчет деления фактического уровня ряда (yt) и скользящей средней (ytcc):
Stk=yt/ytcc;.
2) усреднение оценки периодической составляющей для каждой точки внутри периода. Обозначим полученные величины Sk;
3) в мультипликативной модели сумма периодических составляющих Sk равна Р:
k=1PSk=4.
Необходимо проверить это свойство для найденных Sk. Если оно выполняется, то оценка периодических составляющих Sk=Sk. В противном случае каждая Sk корректируется на одну и ту же величину, что дает окончательную оценку периодической составляющей:
Sk=Sk/k=1PSkP.
Расчет сезонной компоненты представлен в таблице 3.2.
Таблица 3.2
Расчет сезонной компоненты
Показатели Год Номера кварталов, i
1 2 3 4
Оценка сезонной компоненты 1 - - 0,4255 0,9026
2 1,4328 1,1622 0,5492 0,7742
3 1,6000 1,0505 - -
Итого
3,0328 2,2127 0,9747 1,6768
Средняя оценка сезонной компоненты
Sk
1,5164 1,1064 0,4874 0,8384
Скорректированное значение сезонной компоненты
Sk
1,5362 1,1208 0,4937 0,8493
Сумма средних значений сезонной компоненты равна:
Sk = 1,5164 + 1,1064 + 0,4874 + 0,8384 = 3,9485
Следовательно, необходимо значения сезонной компоненты необходимо скорректировать на величину: 3,9485 / 4 = 0,9871.
По полученным сезонным оценкам видно, что максимальные продажи удобрений осуществляются в 1-м квартале, их значения в 1,5 превышают трендовые значения. А минимальные продажи приходятся на 3-й квартал, значения которого в 2 раза ниже трендовых.
4. После нахождения периодической составляющей для проведения аналитического выравнивания с помощью уравнения тренда необходимо провести исключение из уровней ряда периодической составляющей. В мультипликативной модели на неё делят исходный уровень ряда. Полученные значения представлены в графе 4 таблицы 3.3.
Вне зависимости от вида модели (аддитивная или мультипликативная), параметры тренда для Yt находят с помощью МНК. Используя опцию «Данные» / «Анализ данных» / «Регрессия» MC Excel определим параметры линейного тренда (рис. 3.2.), который имеет вид:
Yt=38,572+2,510∙t+et
Значения трендовой составляющей модели представлены в графе 5 таблицы 3.3.
Таблица 3.3
Расчет составляющих модели временного ряда
t Sk
/ Sk
Yt=a+b∙t+et
Yt∙St
Et=ytYt∙St
1 2 3 4 5 6 7
1 60 1,5362 39,0578 41,0816 63,1090 0,9507
2 58 1,1208 51,7493 43,5917 48,8571 1,1871
3 20 0,4937 40,5089 46,1018 22,7613 0,8787
4 44 0,8493 51,8069 48,6119 41,2865 1,0657
5 72 1,5362 46,8693 51,1220 78,5329 0,9168
6 60 1,1208 53,5337 53,6322 60,1103 0,9982
7 30 0,4937 60,7634 56,1423 27,7185 1,0823
8 45 0,8493 52,9843 58,6524 49,8139 0,9034
9 95 1,5362 61,8415 61,1625 93,9569 1,0111
10 65 1,1208 57,9949 63,6726 71,3635 0,9108
11 35 0,4937 70,8906 66,1827 32,6756 1,0711
12 60 0,8493 70,6458 68,6928 58,3413 1,0284
Рис