基于ARIMA模型的JG钢铁原料库存量预测研究


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摘 要:库存量是减少原料的损失及成本的浪费是节约企业成本的关键。文章基于时间序列自回归滑动平均(ARIMA)预测模型,对JG钢铁原料库存量资料进行建模拟合。利用DPS软件,建立ARIMA预测模型,利用AIC准则法并考虑相关系数R的值以及拟合度C的大小定阶,通过拟合建模,ARIMA(1,l,1)模型较为合理。应用模型对2015年4月1日至4月5日库存量进行了预测,实现了JG钢铁原料库存量的短期预报。

关键词:库存量;ARIMA模型;时序残差图

中图分类号:TF089 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2015)23-0147-01

1 背景概述

目前我国钢铁企业库存成本占产品总成本的32%~36%,超过钢铁生产的直接成本。通过对钢铁企业原料库存量的准确预测,可以防止原料库存积压引起的成本的制约问题,同时避免产生因为原料库存量过小,影响正常生产的问题。

原料库存量值之间有一定的依赖性和相关性,是有时间意义的动态序列。目前对时间序列数据进行预测通常采用博克思-詹金斯(Box.Jenkins)方法,包括:

①自回归模型AR,滑动平均模型MR,自回归滑动平均模型ARMA。

②累积式自回归滑动平均模型ARIMA(p,d,q)。

平稳时间序列通常采取AR,MR和ARMA这三种模型。

由于原料库存量的时间序列属于非平稳序列,因此本文选取ARIMA(p,d,q)模型对库存量进行预测。

2 资料与方法

2.1 资料来源

本文选取JG钢铁2015年1月到2015年2月每天原料库存量统计数据。

2.2 ARIMA建模方法

2.2.1 数据序列的检验和处理。

首先,需要确定数据是不是符合正态分布,DPS软件通常采用X2检验,如果不符合,需要对数据进行正态化处理。其次,检验数据是不是存在平稳性,如果不稳定,需要进行差分处理。

2.2.2 模型定阶

根据赤池信息量准则(AIC)准则确定p值和q值,运用DPS运算出相对应的AIC值,值越小说明越好。

2.2.3 模型诊断

通过白噪声序列检验残差序列,检验是不是属于白噪声序列。

3 JG钢铁原料库存量的ARIMA模型建立过程

3.1 JG钢铁原料库存量数据的平稳化

原料库存量实际值,如图1所示,首先利用DPS数据统计软件对JG钢铁原料库存量数据进行数据初步处理。

首先,DPS软件通常采用X2检验,结果显示卡方值的显著水平为p=0.004<0.05,检验数据处于非正态分布。

其次,通过Daniel检验数据平稳性,数据为p=0.0001

对库存量原始数据进行平方根转换和一阶差分处理之后,卡方值显著水平为p=0.48>0.05,说明数据属于正态分布,同时Daniel检验结果为p=0.17>0.05,说明数据处于平稳状态。

3.2 ARIMA模型p和q的确定

DPS理系统采用赤池信息量准则法,同时根据相关系数值以及拟合度的大小来进一步定阶。通常当AIC的值较小且R的值及拟合度C的值较大,说明模型的预测性越好。

因此,取d=1,从低阶到高阶一次对p,q的不同值分别进行拟合建模,比较各个模型所对应的值,见表1,选取拟合最优模型。

利用ARIMA(1,1,1)模型对JG钢铁原料库存量进行拟合,并将拟合值与库存量实测值进行残差分析,如图2所示。库存量残差图中的点位于时间线的带状区域附近,说明ARIMA(1,1,1)模型具有适应性。另外,观测值和拟合值的序列曲线保持方向大体一致,说明ARIMA模型对库存的短期预测能力较好。

5 结 语

应用ARIMA(1,1,1)模型对JG钢铁原料库存量的预测是切实可行的预测是切实可行的,应用上述对JG钢铁原料库存量进行了预测,得到4月1日至4月5日的库存量分别为:17.69、 17.55、17.48、17.41。研究结果对JG钢铁原料库存量的研究具有一定的价值。

参考文献:

[1] 刘国莉,唐立新,张明.钢铁原料库存问题研究[J].东北大学学报,2007,(2).

[2] 郑鹏辉.基于ARIMA模型的组合模型研究[D].秦皇岛:燕山大学,2008.

[3] 唐启义.DPS数据处理系统一实验设计、统计分析及模型优化[M].北京:科学出版社,2006.