Ине. № дубликата № изм. 1 2

Инв. № подлинника 4000 № изв. 9070 9339


Группа Т51

УДК 658.562.014:65.011.56

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

ОТРАСЛЕВАЯ 0СТ 1 00320-78

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ.

ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ На 18 стратв

Методика прогнозирования показателей

Введен впервые

Проверено в 1982 г.

Распоряжением Министерства от 26 декабря 1978 г. Ns 087-16

срок введения установлен с 1 июля 1979 г.

Настоящий стандарт распространяется на теоретические методы прогнозирования показателей, закладываемых в отраслевой автоматизированной системе управления (ОАСУ).

Стандарт устанавливает способ определения значений показателей, представ­ленных в виде временных рядов.

Издание официальное ГР 8113658 от 07.02.79 Перепечатка воспрещен

а



  1. О

    Hui. X; дубликата Jfe изм.

    Ии. Jfe подлинника 4000 № язв.

    БЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
    1. Временные ряды показателей строятся по результатам контроля изделий на этапах производства и эксплуатации. При этом считается, что временные ряды являются случайными реализациями процессов изменения показателей.

    2. Стандарт позволяет осуществлять прогноз как стационарных, так и неста­ционарных со стационарными П. -ми приращениями временных рядов.

    3. Методы, используемые при прогнозировании, инвариантны к видам пока­зателей и этапам "жизненного цикла" изделий.

    4. Процесс прогнозирования включает:

  • вычисление прогнозируемых значений;

  • корректирование прогноза;

  • определение доверительных интервалов прогнозируемых значений.

  1. МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ

    1. Прогнозирование будущих значений временных рядов осуществляется на основании представления их в виде параметрических моделей:

- для стационарных временных рядов

Ф (В ) Р± = 9 (B)cxt , (1)

где ф - параметры авторегрессии;

9 - параметры скользящего среднего;

- отклонение значений временного ряда от его среднего значения yU ;

CL^ - импульсы "белого шума";

В - оператор сдвига назад.

В Р^ = Pf-ц ■> К - 0,1}L t п ;

- для нестационарных временных рядов

ф(В)(1-В^Р±^9(В)а± 7 (2)

где cL - число процедур взятия разностей временного ряда для приведения его к стационарному виду.

  1. Определение вида модели и значений ее параметров осуществляется согласно ОСТ 1 00321-78.

  2. Представление модели в виде разностного уравнения осуществляется сле­дующим образом:

если обобщенный оператор авторегрессии обозначить

У (В), (3)


-




















ж

<*9

ЭС £

OD

Ж £

го получается


2

ф (В)^1-фіВ-ф2В


Тогда общая модель представляется в виде


где 7і - число параметров авторегрессии;


OCT 1 00320-78 Стр. з


(4)


(5)


- число параметров скользящего среднего.

Такое представление модели называется разностным уравнением и используется


для прогнозирования временных рядов


t+L t+L~1


где Д - упреждение прогноза в момент t




(6)


2.4. Корректирование прогноза производится с помощью оператора авторегрессии


Р ~Ф Р + Ф„Р + ...+ Ф Р
t Ч І-І
^2 ±-2 t


(7)


значение может быть, в свою очередь, выражено как

Р -фр +ф Р +...+ ф р 4-а i-i І-2 ^2 t-5 t-r-1


і-Г


(8)


Исключая таким же образом Р,_ итл„ получаем бесконечный ряд из им-


пульсов а. , т.е. модель


принимает вид


при у (в) =ф~*(в) .


(9)


(Ю)



4000

Такое представление модели через текущее и предшествующие значения импуль­сов а. используется для корректирования прогноза. На основании того, что прог-


нозы и будущего значения /5

(t + 1) и t, выражаются как


, сделанные в моменты


'L°-t + 1 ' at + a±-i+ - +


определяется прогнозируемое значение




1+гГЧ-(п-4)


(12)









































ОСТ 1 00320-78 стр. 4

2.5. Доверительные интервалы прогнозируемых значений определяются из пред­положения, что импульсы а. подчиняются нормальному закону распределения; вы­

числение доверительных интервалов прогнозируемых значений осуществляется по

формуле

при 5*= 0,258,



О

(13)


где - квантиль уровня (1-5/2 ) стандартного нормального распределения;

5 - безусловная сумма квадратов последовательности импульсов CL ; Л/ - число наблюдений стационарного временного ряда.


3. АЛГОРИТМ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ


3.1. Входные данные:


- число наблюдений временного ряда /V ;

- значения временного ряда J , f =1,2?. . . ? /V ; - вид и порядок модели временного ряда г* q d ;


- значения параметров модели

Фд > 1=1,..., Г* '■> ) j - 1 ).•■■) CJ, '■)


- интервал

- квантиль


прогнозирования


уровня (1-5/2 ) стандартного нормального распределения


U пр


3.2, Определение последовательности импульсов


at


  1. Вычисление последовательности случайных импульсов


производится


Нт1. № дубликата № изм.

Ии». Jfe подлинника 4000№ изв.


по формуле


р-р-фр р + в О + ...+ 0 е

et ^1 t+l ’ 1 t+1 ч t+tyj

при t =1, 2, . . , , /V- г.


  1. Вычисление значений временного ряда


по формуле


(14)


для І О производится


V**? - (1S)

при t =0» -1» -2, . . „Ті) е_£ =о.

где Т - момент времени, при котором I Р^1 S 0,01.

  1. Вычисление последовательности случайных импульсов CL^ произво­дится по формуле

аеЛ-фЛ-Г'---фЛ-Г+^а1:-1+-^в^-а > <16>

при f = Т ,. ..у 0,1,...) N-r 5 а_£ = О) Ї:>Т-1.


СТ 1 00320-78 стр. 5



3.3, Вычисление прогноза из разностного уравнения производится по формуле

* L г л r+d-L q.


для L =1, 2,


"> лр'


Ту Іт/^'у, ^(О)=1.


(17)


3.4. Вычисление доверительных интервалов прогнозируемых значений


3.4.1. Вычисление суммы квадратов последовательности случайных импульсов производится по формуле


* 2

= 27 а .

±*1~Т *


(18)


3.4.2. Вычисление доверительных интервалов производится по формулам


./ х°і5


Апо


ПР

(19)


-Pt(^ +Апр(И 't + L ) 2 ~ ~ & Пр (1>)


(20)


3.5. Корректирование прогноза


3.5.1. Вычисление поправки производится по формуле


(21)


3.5.2. Вычисление подправленных значений прогнозов производится по формуле


(22)


Им*. Jfe дубліката Ns изм.

Им. Jfe д одл к им ина 4000 Jfe дзв.


при Z =1> 2 ( Lnp-

3.6. Выходные данные:


і).


- прогнозируемые значения л

уравнения ;

- прогнозируемые значения,


временного ряда, полученные из разностного


доверительные


интервалы


вала прогнозирования (<Э, . ) t+L '1


3,7. Блок-схема приложении 1.


алгоритма


Л Ц) полученные подправлением Р ^4/ ;

прогнозируемых значений в зависимости от интер-


прогнозирования приведена в рекомендуемом


3,8. Пример прогнозирования временных рядов приведен в справочном прило­жении 2.












































ПРИЛОЖЕНИЕ 1 Рекомендуемое

Блок-схема алгоритма прогнозирования

Ин». Jfe дубліката № »зм.

Ми. № іодліниака 4000№ ш.








































ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Справочное

ПРИМЕР ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ

  1. ИСХОДНАЯ ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ РАСЧЕТА

    1. Входные данные:

- число значений временного ряда N =24;



Таблица 2

И ж»1. Jfe дубликата № изм.

Инв. № подлинника 4000 № из».

Пределы, %

50

90

95

Квантили

0,674

1,650

1,960




t

21

22

23

24

pt

0,92

0,94

0,94

0,94



  1. Для данного временного ряда была получена модель вида

0,6 Р. = 0,2 А. * L

с параметрами:

  • порядок нестационарности d =0;

  • порядок авторегрессии у»

  • порядок скользящего среднего “1;

  • параметр авторегрессии 0 =0,6;

  • параметр скользящего среднего Q =0,2.

Для вычисления доверительных интервалов прогнозов необходимы значения квантилей (1-5/2 )% стандартного нормального распределения, представленные в табл. 2

.






















N3M.

изв.




4000

1 Имв*. № дубликата

ЭС ж ЗВ ж ж

5 в

*

в ж зс

OCT 1 00320-78 Стр. 8


  1. В результате расчета нужно получить:

  • прогнозируемые значения ряда на Lfjp-^г 2, 3, 4;

  • скорректированные значения на 1-Пр=1, 2, 3;

  • вероятностные пределы прогнозов.

  1. Результаты расчета удобно представить в виде таблицы, графы которой соот­ветствуют времени упреждения, а строки - моментам времени, на которые осуществля­ется прогноз. Таким образом, прогнозируемые значения располагаются по диагонали таблицы, скорректированные значения располагаются в таблице под соответствую-


щими прогнозируемыми значениями,


2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАСЧЕТА


  1. Приведение ряда к стационарному виду

    1. В данном случае процесс стационарен ( с/ =0), следовательно, приво-


дить его к стационарному виду не надо.


2,2. Вычисление последовательности случайных импульсов


2.2.1. Вычисление приведенных значений временного ряда (если имели место процедуры взятия разностей вследствие нестационарности исходного ряда, этот пункт не нужен) производится по формуле


при


где


t =1,


U - математическое ожидание ряда, вычисляемое по формуле р+ )

=0,042 »(0,92 + 0,90 + 0,88+ . . .+ 0,94) = 0,921,


0,920 - 0,921 =-О,ОО1;

0,900-0,921= -0,021;


5^ = 0,940 - 0,921 = 0,019.

Приведенные значения ряда сведены в табл. 3,


t

1

2

3

4

5

6

.7

8

9


-0,001

-0,021

-0,041

-0,051

-0,001

-0,011

-0,011

0,019

-0,001