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【摘 要】 为满足电力物资需求管理的发展要求，针对电力物资需求种类繁多、需求趋势多变的特点，构建出与之相适应的物资需求预测模型，实现差异化物资需求预测模型体系构建。本文以物资管理的源头物资品类作为切入点，通过分析电力物资需求管理现状以及国内外物资管理需求预测的经验方法，进行科学合理的物资需求预测，整理差异化模型体系构建的思路与方法，分别在电网公司不同层次进行模型的验证。
【关键词】 物资需求；物资品类；差异化；需求预测模型
一、绪论
物资需求作为物资管理流程的信息起始点，是提升集约化管理水平的关键环节。物资需求的合理预测，对物资计划管理、差异化物资供应管理及仓储管理水平提升具有重要意义。国家电网公司ERP系统为电力物资的需求预测提供了数据支撑，如电压等级、线路长度、变电容量等，构建合理有效的模型进行物资需求预测成为可能。电力物资需求影响因素复杂多变，所需物资种类繁多，需求趋势多变，因此，建立差异化模型体系构建的思路与方法，构建物资需求预测模型，为科学合理的安排采购计划、规范物资采购方式、实现物资采购申请精益化管理提供依据。
二、电力物资需求预测发展趋势分析
（一）电力物资需求预测发展趋势分析
1.物力集约化对物资需求预测的影响分析
物力集约化管理是物力资源从分段管理向系统管控的转变的要求，物资需求预测是物力资源协同运作的源头，准确的物资需求预测能力是优化物力资源配置、提升物资计划管控水平、实现物资需求快速响应的重要保障。
2.物资需求预测管理现状研究
1）物资需求预测方法和准确度有待提升。目前电力物资年度需求计划编制模式多样且主要侧重于报告框架，需要建立一套标准的具有多级适用性的物资需求预测模型体系对物资需求进行合理预测。
2）物资需求管理前置性有待提高。由于物资管理部门无法在电网项目初期及时获取项目物资信息，造成无法参照物资采购提前期准确预测并采购物资。
3.电力物资需求预测管理特征分析
1）物资需求种类繁杂
电力物资品类繁多复杂，就国家电网公司物资品类数据来看，物资品类包含20个大类、251个中类、4820个小类、80775条物料编码，且物资应用于电网建设、大修、技改、运维、日常消耗等多类型需求场景中，需求特性存在很大差异，这就要求开展分品类分应用类型的差异化预测。
2）物资需求趋势多变
因为物资使用于电网建设、大修、技改、运维、日常消耗等多类业务类型中，其需求在时间序列上存在波动性，物资需求变化呈现出季节性或非季节性变化趋势，针对不同的时间序列趋势应该选择不同的模型进行预测，以保证物资预测的准确性。
3）物资需求预测维度较多
当前电力物资需求预测维度涉及项目、资金、电压等级、物资品类等多个维度，容易产生预测标准不统一造成的预测复杂且交叉重复。
4）物资需求预测条件约束
从供应链全链条管理角度来看，物资需求预测的准确性还受到综合计划、初步设计、库存管理、物资需求计划等业务的约束，为了提高物资预测的准确性，应不断优化业务间的协同机制。
（二）物资需求预测先进经验借鉴
当前关于物资需求预测的实践已经很多，最为典型的是美军装备备件需求预测方法。美军作为现今军事装备最复杂丰富的军队，高度重视备件需求预测方法和模型的研究，在理论研究的基础上开发了专门的备件需求预测系统，为美军的装备保障发挥重要作用。
1.不同军种、部门用不同预测方法。美军采取不同军种、部门的差异化预测方法，对维修率、更换率、需求率等需求特性进行预测确定初始供应标准，提出著名的METRIC（可修件控制的多级技术）模型，对库存和备品备件需求进行控制。在正常供应阶段，应用八季度加权滑动平均法、四季度滑动平均模型、一阶指数平滑模型和相关信息系统进行需求预测。
2.建立物资需求预测改善机制。建立集“工具、评估、响应、协作”于一体的物资需求预测改善方法持续提升需求预测准确性。
美军装备备件物资需求预测管理案例可借鉴经验：一是物资需求预测应高度重视物资消耗数据的收集工作；二是通过对物资需求特性进行分类管理开展差异化预测；三是开发物资需求预测系统来形成决策支持工具；四是建立物资需求预测持续优化机制。
三、差异化物资需求预测模型体系
物资需求预测模型用于预测下一年的物资需求，采取差异化的需求预测模型构建物资需求预测模型体系，以资金总额为约束条件，修正预测数据，优化预测模型提高预测准确性。
（一）研究思路
首先从统计学角度出发，研究预测方法的适用特征和条件；其次结合需求特点选取具有代表性的物资大类、中类物资作为分析对象，研究其需求数据趋势特征与预测模型的匹配程度；然后利用历史数据和预测模型计算每种预测模型的偏差度，从而确定每类物资适用的预测模型，构建出物资需求预测模型体系。最后应用Excel、Matlab等工具设计差异化物资需求预测程序，不同物资种类应用不同的物资需求程序或设定不同的预测参数，从而提高需求预测的准确性。
（二）模型构建
1.约束条件分析
根据供应链管理流程，从现存问题、物资需求预测约束、改进建议三方面查找影响物资需求预测准确性的约束条件。
2.预测方法研究与分析
分析物资需求历史数据表现出的需求特性，結合预测方法的适用条件进行预测模型初选，最终确定了下表的七类预测模型。同时收集物资数量、物资金额的历史数据，共计收集10个季度的数据来开展研究及预测。
3.物资需求预测物资分类
本研究采用国家电网公司2011年、2012年、2013年上半年间ERP系统中物资需求数据，进行研究分析。 1）预测物资范围
根据电力物资需求金额以及需求数量特点，物资需求分为两大类，电网建设主要设备物资以及大宗通用物资。本次物资需求预测研究基于公司级及省级公司层面的研究，针对实体物资，包括电网项目设备物资和大宗通用物资，不考虑指数单位物资、服务类及购电物资。
2）物资类别的选择
根据各类物资需求特点，结合专家意見筛选出典型的需开展年度需求预测物资大类。同时，采用“二八原则”对每个大类中的中类类别进行分析，以中类的资金和数量比例为依据进行ABC分类，将A、B类物资中的中类和年度需求分析中的关键中类类别作为所要预测的中类类别。
（三）模型体系验证
1.物资需求预测模型体系验证
物资需求预测模型体系是基于公司层面的大、中类物资数据分析构建的，对体系的验证从物资两个维度进行，一是公司级和省级层面，一是物资类别颗粒度（增加物资小类）层面。
研究提出偏差度指标（|预测值-实际值|/实际值）对模型的预测结果进行验证。按照国网公司ERP系统中的数据，以年度为预测周期，选取2012年、2013年作为模型验证时间段，结合专家建议选取大类、中类、小类物资2011-2013年实际交货数据，运用预测模型体系的预测结果与真实数据相比较，偏差度基本小于10%，以交流断路器为例对2012年、2013年物资需求预测结果进行验证，得到预测结果的偏差度为0.21%和0.69%（见下图2所示），物资需求预测模型的准确率较高。
2.预测结果分析
以大类物资为例对预测模型体系的预测结果进行说明，如图3所示。图中为大类物资实际值与预测值偏差度曲线分布，其中横坐标表示不同的物资品类，纵坐标表示预测偏差度。由图可看出，在多数情况下，偏差度在10%左右，预测值较为准确，但也有个别预测值与实际值相差较大，如物资7（金属材料）和物资8（燃料化工）。
这种个别物资类别需求随机而多变的原因，一方面此类物资涉及的小类物资类别繁杂而且需求规律并不明显；同时，由于电网建设项目的个体性和设计方案的灵活性、电网规划的影响等，是否使用此类物资或大量推广新技术物资都将称为影响预测精准的因素。在某种程度上，预测结果只要能够满足总体使用性能即可，而不必对预测精度本身要求过高。
通过不同层面电力物资需求预测结果表明，除个别受到特定政策、特定使用条件等影响的少数物资不具备预测条件外，大多数物资可以得到满足使用要求的预测值，物资需求预测准确率较高。
（四）物资需求预测模型工具构建
运用Excel、Matlab编写程序实现物资需求预测模型的工具化（见下图4所示），通过工具开展数据甄别、操作步骤、运行环境和输入输出，编写工具应用说明手册以供下一步实用化。
四、结论与建议
物力集约化发展要求提升物资需求预测的准确性，为物资计划管理、供应管理、采购管理提供前置的管理依据。基于不同种类物资的需求特性，采用差异化的物资需求预测模型，能够较为准确预测物资需求时点和数量。随着ERP系统和物资信息数据积累，电网规划的逐步明确以及电力物资管理水平的日益提升，不断利用历史数据对需求预测工具进行优化、修正，将提高物资需求预测的准确度。
随着物资管理历史数据的积累，应持续完善差异化物资需求预测管理模型及工具，不同不断加强适应性调整、优化及应用，各省公司、地市公司应借鉴本研究成果结合自身物资管理实际，应用各自历史数据对其进行调整、优化及应用。随着物资需求预测模型的成熟，建议早日在现有的物资信息系统中实现物资需求预测的在线化与信息化，加强物资需求预测管理与物资其他业务的信息交换，使物资需求预测模型向信息系统转化。
参考文献：
[1] 宋斌，卜涛，张洪青.电网建设项目物资需求预测研究[J].技术与方法，2013，23（3）：319-321.
[2] 傅志妍，陈坚.灾害应急物资需求预测模型研究[J].物流科技.2009，（10）：11-13.
[3] 郭金芬，周刚.大型地震应急物资需求预测方法研究[J].价值工程，2011，（22）：27-29.
【关键词】 物资需求；物资品类；差异化；需求预测模型
一、绪论
物资需求作为物资管理流程的信息起始点，是提升集约化管理水平的关键环节。物资需求的合理预测，对物资计划管理、差异化物资供应管理及仓储管理水平提升具有重要意义。国家电网公司ERP系统为电力物资的需求预测提供了数据支撑，如电压等级、线路长度、变电容量等，构建合理有效的模型进行物资需求预测成为可能。电力物资需求影响因素复杂多变，所需物资种类繁多，需求趋势多变，因此，建立差异化模型体系构建的思路与方法，构建物资需求预测模型，为科学合理的安排采购计划、规范物资采购方式、实现物资采购申请精益化管理提供依据。
二、电力物资需求预测发展趋势分析
（一）电力物资需求预测发展趋势分析
1.物力集约化对物资需求预测的影响分析
物力集约化管理是物力资源从分段管理向系统管控的转变的要求，物资需求预测是物力资源协同运作的源头，准确的物资需求预测能力是优化物力资源配置、提升物资计划管控水平、实现物资需求快速响应的重要保障。
2.物资需求预测管理现状研究
1）物资需求预测方法和准确度有待提升。目前电力物资年度需求计划编制模式多样且主要侧重于报告框架，需要建立一套标准的具有多级适用性的物资需求预测模型体系对物资需求进行合理预测。
2）物资需求管理前置性有待提高。由于物资管理部门无法在电网项目初期及时获取项目物资信息，造成无法参照物资采购提前期准确预测并采购物资。
3.电力物资需求预测管理特征分析
1）物资需求种类繁杂
电力物资品类繁多复杂，就国家电网公司物资品类数据来看，物资品类包含20个大类、251个中类、4820个小类、80775条物料编码，且物资应用于电网建设、大修、技改、运维、日常消耗等多类型需求场景中，需求特性存在很大差异，这就要求开展分品类分应用类型的差异化预测。
2）物资需求趋势多变
因为物资使用于电网建设、大修、技改、运维、日常消耗等多类业务类型中，其需求在时间序列上存在波动性，物资需求变化呈现出季节性或非季节性变化趋势，针对不同的时间序列趋势应该选择不同的模型进行预测，以保证物资预测的准确性。
3）物资需求预测维度较多
当前电力物资需求预测维度涉及项目、资金、电压等级、物资品类等多个维度，容易产生预测标准不统一造成的预测复杂且交叉重复。
4）物资需求预测条件约束
从供应链全链条管理角度来看，物资需求预测的准确性还受到综合计划、初步设计、库存管理、物资需求计划等业务的约束，为了提高物资预测的准确性，应不断优化业务间的协同机制。
（二）物资需求预测先进经验借鉴
当前关于物资需求预测的实践已经很多，最为典型的是美军装备备件需求预测方法。美军作为现今军事装备最复杂丰富的军队，高度重视备件需求预测方法和模型的研究，在理论研究的基础上开发了专门的备件需求预测系统，为美军的装备保障发挥重要作用。
1.不同军种、部门用不同预测方法。美军采取不同军种、部门的差异化预测方法，对维修率、更换率、需求率等需求特性进行预测确定初始供应标准，提出著名的METRIC（可修件控制的多级技术）模型，对库存和备品备件需求进行控制。在正常供应阶段，应用八季度加权滑动平均法、四季度滑动平均模型、一阶指数平滑模型和相关信息系统进行需求预测。
2.建立物资需求预测改善机制。建立集“工具、评估、响应、协作”于一体的物资需求预测改善方法持续提升需求预测准确性。
美军装备备件物资需求预测管理案例可借鉴经验：一是物资需求预测应高度重视物资消耗数据的收集工作；二是通过对物资需求特性进行分类管理开展差异化预测；三是开发物资需求预测系统来形成决策支持工具；四是建立物资需求预测持续优化机制。
三、差异化物资需求预测模型体系
物资需求预测模型用于预测下一年的物资需求，采取差异化的需求预测模型构建物资需求预测模型体系，以资金总额为约束条件，修正预测数据，优化预测模型提高预测准确性。
（一）研究思路
首先从统计学角度出发，研究预测方法的适用特征和条件；其次结合需求特点选取具有代表性的物资大类、中类物资作为分析对象，研究其需求数据趋势特征与预测模型的匹配程度；然后利用历史数据和预测模型计算每种预测模型的偏差度，从而确定每类物资适用的预测模型，构建出物资需求预测模型体系。最后应用Excel、Matlab等工具设计差异化物资需求预测程序，不同物资种类应用不同的物资需求程序或设定不同的预测参数，从而提高需求预测的准确性。
（二）模型构建
1.约束条件分析
根据供应链管理流程，从现存问题、物资需求预测约束、改进建议三方面查找影响物资需求预测准确性的约束条件。
2.预测方法研究与分析
分析物资需求历史数据表现出的需求特性，結合预测方法的适用条件进行预测模型初选，最终确定了下表的七类预测模型。同时收集物资数量、物资金额的历史数据，共计收集10个季度的数据来开展研究及预测。
3.物资需求预测物资分类
本研究采用国家电网公司2011年、2012年、2013年上半年间ERP系统中物资需求数据，进行研究分析。 1）预测物资范围
根据电力物资需求金额以及需求数量特点，物资需求分为两大类，电网建设主要设备物资以及大宗通用物资。本次物资需求预测研究基于公司级及省级公司层面的研究，针对实体物资，包括电网项目设备物资和大宗通用物资，不考虑指数单位物资、服务类及购电物资。
2）物资类别的选择
根据各类物资需求特点，结合专家意見筛选出典型的需开展年度需求预测物资大类。同时，采用“二八原则”对每个大类中的中类类别进行分析，以中类的资金和数量比例为依据进行ABC分类，将A、B类物资中的中类和年度需求分析中的关键中类类别作为所要预测的中类类别。
（三）模型体系验证
1.物资需求预测模型体系验证
物资需求预测模型体系是基于公司层面的大、中类物资数据分析构建的，对体系的验证从物资两个维度进行，一是公司级和省级层面，一是物资类别颗粒度（增加物资小类）层面。
研究提出偏差度指标（|预测值-实际值|/实际值）对模型的预测结果进行验证。按照国网公司ERP系统中的数据，以年度为预测周期，选取2012年、2013年作为模型验证时间段，结合专家建议选取大类、中类、小类物资2011-2013年实际交货数据，运用预测模型体系的预测结果与真实数据相比较，偏差度基本小于10%，以交流断路器为例对2012年、2013年物资需求预测结果进行验证，得到预测结果的偏差度为0.21%和0.69%（见下图2所示），物资需求预测模型的准确率较高。
2.预测结果分析
以大类物资为例对预测模型体系的预测结果进行说明，如图3所示。图中为大类物资实际值与预测值偏差度曲线分布，其中横坐标表示不同的物资品类，纵坐标表示预测偏差度。由图可看出，在多数情况下，偏差度在10%左右，预测值较为准确，但也有个别预测值与实际值相差较大，如物资7（金属材料）和物资8（燃料化工）。
这种个别物资类别需求随机而多变的原因，一方面此类物资涉及的小类物资类别繁杂而且需求规律并不明显；同时，由于电网建设项目的个体性和设计方案的灵活性、电网规划的影响等，是否使用此类物资或大量推广新技术物资都将称为影响预测精准的因素。在某种程度上，预测结果只要能够满足总体使用性能即可，而不必对预测精度本身要求过高。
通过不同层面电力物资需求预测结果表明，除个别受到特定政策、特定使用条件等影响的少数物资不具备预测条件外，大多数物资可以得到满足使用要求的预测值，物资需求预测准确率较高。
（四）物资需求预测模型工具构建
运用Excel、Matlab编写程序实现物资需求预测模型的工具化（见下图4所示），通过工具开展数据甄别、操作步骤、运行环境和输入输出，编写工具应用说明手册以供下一步实用化。
四、结论与建议
物力集约化发展要求提升物资需求预测的准确性，为物资计划管理、供应管理、采购管理提供前置的管理依据。基于不同种类物资的需求特性，采用差异化的物资需求预测模型，能够较为准确预测物资需求时点和数量。随着ERP系统和物资信息数据积累，电网规划的逐步明确以及电力物资管理水平的日益提升，不断利用历史数据对需求预测工具进行优化、修正，将提高物资需求预测的准确度。
随着物资管理历史数据的积累，应持续完善差异化物资需求预测管理模型及工具，不同不断加强适应性调整、优化及应用，各省公司、地市公司应借鉴本研究成果结合自身物资管理实际，应用各自历史数据对其进行调整、优化及应用。随着物资需求预测模型的成熟，建议早日在现有的物资信息系统中实现物资需求预测的在线化与信息化，加强物资需求预测管理与物资其他业务的信息交换，使物资需求预测模型向信息系统转化。
参考文献：
[1] 宋斌，卜涛，张洪青.电网建设项目物资需求预测研究[J].技术与方法，2013，23（3）：319-321.
[2] 傅志妍，陈坚.灾害应急物资需求预测模型研究[J].物流科技.2009，（10）：11-13.
[3] 郭金芬，周刚.大型地震应急物资需求预测方法研究[J].价值工程，2011，（22）：27-29.