Výukový program vysvětluje použití funkce FORECAST a dalších souvisejících funkcí aplikace Excel s příklady vzorců.

V aplikaci Microsoft Excel existuje několik funkcí, které vám pomohou vytvářet lineární a exponenciální vyhlazovací předpovědi na základě historických dat, jako jsou prodeje, rozpočty, peněžní toky, ceny akcií apod.

V tomto tutoriálu se zaměříme především na dvě hlavní prognostické funkce, ale krátce se dotkneme i dalších funkcí, abychom vám pomohli pochopit jejich účel a základní použití.

Prognostické funkce aplikace Excel

V posledních verzích aplikace Excel existuje šest různých prognostických funkcí.

Tyto dvě funkce dělají lineární předpovědi:

• FORECAST - předpovídá budoucí hodnoty pomocí lineární regrese; starší funkce pro zpětnou kompatibilitu s aplikací Excel 2013 a staršími.
• LINEÁRNÍ - totožná s funkcí FORECAST; součást nové sady prognostických funkcí v aplikaci Excel 2016 a Excel 2019.

Čtyři funkce ETS jsou určeny pro exponenciální vyhlazování Tyto funkce jsou k dispozici pouze v aplikacích Excel pro Office 365, Excel 2019 a Excel 2016.

• ETS - předpovídá budoucí hodnoty na základě algoritmu exponenciálního vyhlazování.
• ETS.CONFINT - vypočítá interval spolehlivosti.
• ETS.SEASONALITY - vypočítá délku sezónního nebo jiného opakujícího se vzoru.
• ETS.STAT - vrací statistické hodnoty pro předpovídání časových řad.

Funkce FORECAST aplikace Excel

Funkce FORECAST v aplikaci Excel slouží k předpovědi budoucí hodnoty pomocí lineární regrese Jinými slovy, FORECAST promítá budoucí hodnotu podél linie nejlepší shody na základě historických údajů.

Syntaxe funkce FORECAST je následující:

Kde:

• X (povinné) - číselná hodnota x, pro kterou chcete předpovědět novou hodnotu y.
• Known_y's (povinné) - pole známých závislých hodnot y.
• Known_x's (povinné) - pole známých nezávislých hodnot x.

Funkce FORECAST funguje ve všech verzích aplikace Excel pro Office 365, Excel 2019, Excel 2016, Excel 2013, Excel 2010, Excel 2007, Excel 2003, Excel XP a Excel 2000.

Poznámka: V aplikacích Excel 2016 a 2019 byla tato funkce nahrazena funkcí FORECAST.LINEAR, ale je stále k dispozici kvůli zpětné kompatibilitě.

Funkce FORECAST.LINEAR aplikace Excel

Funkce FORECAST.LINEAR je moderní obdobou funkce FORECAST. Má stejný účel i syntaxi:

Tato funkce je k dispozici v aplikacích Excel pro Office 365, Excel 2019 a Excel 2016.

Jak FORECAST a FORECAST.LINEAR počítají budoucí hodnoty

Obě funkce vypočítají budoucí hodnotu y pomocí rovnice lineární regrese:

y = a + bx

Kde je a konstanta (intercept) je:

A koeficient b (sklon přímky) je:

Hodnoty x̄ a ȳ jsou výběrové průměry (průměry) známých hodnot x a y.

Nefunguje funkce FORECAST aplikace Excel:

Pokud vzorec FORECAST vrátí chybu, je to pravděpodobně z následujících důvodů:

1. Pokud jsou rozsahy known_x a known_y různě dlouhé nebo prázdné, dojde k chybě #N/A!.
2. Pokud je hodnota x nečíselná, vzorec vrátí chybu #VALUE!.
3. Pokud je rozptyl známých_x nulový, dojde k chybě #DIV/0!.

Jak používat funkci FORECAST v aplikaci Excel - příklad vzorce

Jak již bylo zmíněno, funkce FORECAST a FORECAST.LINEAR aplikace Excel jsou určeny k předpovídání lineárních trendů. Nejlépe fungují pro lineární soubory dat a v situacích, kdy chcete předpovídat obecný trend, přičemž ignorujete nevýznamné výkyvy dat.

Jako příklad se pokusíme předpovědět návštěvnost našich webových stránek na příštích 7 dní na základě údajů za předchozí 3 týdny.

Se známými hodnotami y (počet návštěvníků) v B2:B22 a známými hodnotami x (data) v A2:A22 je předpovědní vzorec následující.

Excel 2019 - Excel 2000 :

=PŘEDPOVĚĎ(A23, $B$2:$B$22, $A$2:$A$22)

Excel 2016 a Excel 2019 :

=FORECAST.LINEAR(A23, $B$2:$B$22, $A$2:$A$22)

Kde A23 je nová hodnota x, pro kterou chcete předpovědět budoucí hodnotu y.

V závislosti na verzi aplikace Excel vložte jeden z výše uvedených vzorců do libovolné prázdné buňky v řádku 23, zkopírujte jej do libovolného počtu buněk a získáte tento výsledek:

Věnujte prosím pozornost tomu, že rozsahy s absolutními odkazy na buňky (například $A$2:$A$2) uzamkneme, aby se při kopírování vzorce do jiných buněk nezměnily.

Naše lineární předpověď v grafu vypadá následovně:

Podrobné kroky k sestavení takového grafu jsou popsány v článku Lineární regresní předpovědní graf.

Pokud chcete předpovídat budoucí hodnoty na základě opakující se vzor pozorované ve vašich historických datech, pak místo funkce FORECAST v Excelu použijte FORECAST.ETS. A v další části našeho návodu si ukážeme, jak na to.

Funkce Excel FORECAST.ETS

Funkce FORECAST.ETS slouží k provádění exponenciální vyhlazování předpovědi založené na řadě stávajících hodnot.

Přesněji řečeno, předpovídá budoucí hodnotu na základě verze AAA. Exponenciální trojité vyhlazování (ETS), odtud název funkce. Tento algoritmus vyhlazuje nevýznamné odchylky v trendech dat tím, že zjišťuje vzorce sezónnosti a intervaly spolehlivosti. "AAA" znamená aditivní chybu, aditivní trend a aditivní sezónnost.

Funkce FORECAST.ETS je k dispozici v aplikaci Excel pro Office 365, Excel 2019 a Excel 2016.

Syntaxe souboru FORECAST.ETS aplikace Excel je následující:

Kde:

• Target_date (povinné) - datový bod, pro který se má předpovědět hodnota. Může být reprezentován datem/časem nebo číslem.
• Hodnoty (povinné) - rozsah nebo pole historických dat, pro které chcete předpovídat budoucí hodnoty.
• Časová osa (povinné) - pole dat/časů nebo nezávislých číselných údajů s konstantním krokem mezi nimi.
• Sezónnost (nepovinné) - číslo vyjadřující délku sezónního vzoru:
  • 1 nebo vynecháno (výchozí) - Excel automaticky rozpozná sezónnost pomocí kladných celých čísel.
  • 0 - žádná sezónnost, tj. lineární předpověď.

  Maximální povolená sezónnost je 8 760, což je počet hodin v roce. Vyšší počet sezónností způsobí chybu #NUM!.

• Doplnění dat (nepovinné) - zohledňuje chybějící body.
  • 1 nebo vynecháno (výchozí) - doplní chybějící body jako průměr sousedních bodů (liner inrerpolace).
  • 0 - chybějící body se považují za nuly.
• Agregace (nepovinné) - určuje, jak agregovat více hodnot dat se stejným časovým razítkem.
  • 1 nebo vynecháno (výchozí) - pro agregaci se použije funkce AVERAGE.
  • Další možnosti jsou: 2 - COUNT, 3 - COUNTA, 4 - MAX, 5 - MEDIAN, 6 - MIN a 7 - SUM.

5 věcí, které byste měli vědět o FORECAST.ETS

1. Pro správnou funkci FORECAST.ETS by časová osa měla mít hodnotu pravidelný interval - hodinově, denně, měsíčně, čtvrtletně, ročně atd.
2. Funkce je nejvhodnější pro nelineární soubory dat se sezónními nebo jinými jevy. opakující se vzor .
3. Když Excel nelze zjistit vzor , funkce se vrátí k lineární předpovědi.
4. Funkce může pracovat s neúplné datové soubory kde chybí až 30 % datových bodů. S chybějícími body se zachází podle hodnoty parametru doplňování dat argument.
5. Ačkoli je vyžadován časový plán s důsledným krokem, může se vyskytnout duplikáty v časové řadě. Hodnoty se stejným časovým údajem jsou agregovány podle definice v příkazu agregace argument.

Funkce FORECAST.ETS nefunguje:

Pokud váš vzorec vykazuje chybu, jedná se pravděpodobně o jednu z následujících příčin:

1. #N/A nastane, pokud hodnoty a časová osa pole mají různou délku.
2. Chyba #VALUE! je vrácena, pokud je příkaz sezónnost , doplňování dat nebo agregace argument není číselný.
3. Chybu #NUM! lze vyhodit z následujících důvodů:
   • V tomto případě nelze zjistit konzistentní velikost kroku. časová osa .
   • Na stránkách sezónnost hodnota je mimo podporovaný rozsah (0 - 8,7600).
   • Na stránkách doplňování dat je jiná než 0 nebo 1.
   • Na stránkách agregace hodnota je mimo platný rozsah (1 - 7).

Jak používat funkci FORECAST.ETS v aplikaci Excel - příklad vzorce

Abychom viděli, jak se budoucí hodnoty vypočtené pomocí exponenciálního vyhlazování liší od prognózy lineární regrese, vytvořme vzorec FORECAST.ETS pro stejný soubor dat, který jsme použili v předchozím příkladu:

Kde:

• A23 je cílové datum
• $B$2:$B$22 jsou historická data ( hodnoty )
• $A$2:$A$22 jsou data ( časová osa )

Vynecháním posledních tří argumentů ( sezónnost , doplňování dat nebo agregace ) spoléháme na výchozí nastavení Excelu. A Excel předpovídá trend dokonale:

Funkce Excel FORECAST.ETS.CONFINT

Funkce FORECAST.ETS.CONFINT slouží k výpočtu intervalu spolehlivosti pro předpovídanou hodnotu.

Interval spolehlivosti je jakýmsi měřítkem přesnosti předpovědi. Čím menší je interval, tím větší je důvěra v předpověď pro konkrétní datový bod.

FORECAST.ETS.CONFINT je k dispozici v aplikaci Excel pro Office 365, Excel 2019 a Excel 2016.

Funkce má následující argumenty:

Jak vidíte, syntaxe funkce FORECAST.ETS.CONFINT je velmi podobná syntaxi funkce FORECAST.ETS, s výjimkou tohoto dodatečného argumentu:

Confidence_level (nepovinné) - číslo v rozmezí 0 až 1, které určuje úroveň spolehlivosti pro vypočtený interval. Obvykle se zadává jako desetinné číslo, i když jsou akceptována i procenta. Například pro nastavení 90% úrovně spolehlivosti zadáte buď 0,9, nebo 90 %.

• Pokud je tato hodnota vynechána, použije se výchozí hodnota 95 %, což znamená, že v 95 % případů se očekává, že předpovídaný datový bod bude spadat do tohoto poloměru od hodnoty vrácené pomocí FORECAST.ETS.
• Pokud je úroveň spolehlivosti mimo podporovaný rozsah (0 - 1), vzorec vrátí chybu #NUM!.

Příklad vzorce FORECAST.ETS.CONFINT

Abychom viděli, jak to funguje v praxi, vypočítáme interval spolehlivosti pro náš vzorový soubor dat:

=FORECAST.ETS.CONFINT(A23, $B$2:$B$22, $A$2:$A$22)

Kde:

• A23 je cílové datum
• $B$2:$B$22 jsou historická data
• $A$2:$A$22 jsou data

Poslední 4 argumenty jsou vynechány, což Excelu říká, aby použil výchozí možnosti:

• Nastavte úroveň spolehlivosti na 95 %.
• Automatické rozpoznání sezónnosti.
• Doplňte chybějící body jako průměr sousedních bodů.
• Pomocí funkce AVERAGE můžete agregovat více hodnot dat se stejným časovým údajem.

Chcete-li pochopit, co vlastně vrácené hodnoty znamenají, podívejte se na snímek obrazovky níže (některé řádky s historickými údaji jsou z důvodu úspory místa skryty).

Vzorec v D23 dává výsledek 6441,22 (zaokrouhlený na 2 desetinná místa). Znamená to, že v 95 % případů se očekává, že předpověď pro 11. březen se bude pohybovat v rozmezí 6441,22 od předpovídané hodnoty 61,075 (C3). To znamená 61,075 ± 6441,22.

Chcete-li zjistit, v jakém rozmezí se pravděpodobně budou nacházet předpovídané hodnoty, můžete pro každý datový bod vypočítat hranice intervalu spolehlivosti.

Chcete-li získat dolní hranice , odečtěte interval spolehlivosti od předpovídané hodnoty:

=C23-D23

Chcete-li získat horní hranice , přičtěte k předpovídané hodnotě interval spolehlivosti:

=C23+D23

Kde C23 je předpovídaná hodnota získaná pomocí FORECAST.ETS a D23 je interval spolehlivosti získaný pomocí FORECAST.ETS.CONFINT.

Zkopírujte si výše uvedené vzorce, zakreslete výsledky do grafu a získáte přehledné vizuální znázornění předpovídaných hodnot a intervalu spolehlivosti:

Tip: Chcete-li si nechat takový graf vytvořit automaticky, využijte funkci prognostického listu aplikace Excel.

Funkce Excel FORECAST.ETS.SEASONALITY

Funkce FORECAST.ETS.SEASONALITY slouží k výpočtu délky opakujícího se vzoru na zadané časové ose. Je úzce spjata s funkcí FORECAST.ETS, protože obě funkce používají ke zjištění sezónnosti stejný algoritmus.

Tato funkce je k dispozici v aplikacích Excel pro Office 365, Excel 2019 a Excel 2016.

Syntaxe FORECAST.ETS.SEASONALITY je následující:

Pro náš soubor dat má vzorec následující tvar:

=FORECAST.ETS.SEASONALITY(B2:B22, A2:A22)

A vrací sezónnost 7, která dokonale odpovídá týdennímu vzorci našich historických dat:

Funkce Excel FORECAST.ETS.STAT

Funkce FORECAST.ETS.STAT vrací zadanou statistickou hodnotu týkající se předpovědi exponenciálního vyhlazování časové řady.

Stejně jako ostatní funkce ETS je k dispozici v aplikacích Excel pro Office 365, Excel 2019 a Excel 2016.

Funkce má následující syntaxi:

Na stránkách statistic_type argument udává, jaká statistická hodnota se má vrátit:

1. Alpha (základní hodnota) - hodnota vyhlazování mezi 0 a 1, která řídí vážení datových bodů. Čím vyšší je hodnota, tím větší váhu mají nedávná data.
2. Beta (hodnota trendu) - hodnota mezi 0 a 1, která určuje výpočet trendu. Čím vyšší je hodnota, tím větší váhu mají nedávné trendy.
3. Gamma (hodnota sezónnosti) - hodnota mezi 0 a 1, která řídí sezónnost předpovědi ETS. Čím vyšší je hodnota, tím větší váhu má poslední sezónní období.
4. MASE (střední absolutní škálovaná chyba) - měřítko přesnosti předpovědi.
5. SMAPE (symetrická střední absolutní procentní chyba) - míra přesnosti založená na procentních nebo relativních chybách.
6. MAE (střední absolutní chyba) - měří průměrnou velikost chyb předpovědi bez ohledu na jejich směr.
7. RMSE (střední kvadratická chyba) - míra rozdílů mezi předpovídanými a pozorovanými hodnotami.
8. Zjištěná velikost kroku - velikost kroku zjištěná na časové ose.

Například pro vrácení parametru Alpha pro náš vzorový soubor dat použijeme tento vzorec:

=FORECAST.ETS.STAT(B2:B22, A2:A22, 1)

Na obrázku níže jsou uvedeny vzorce pro další statistické hodnoty:

Takto se provádí prognózování časových řad v aplikaci Excel. Chcete-li prozkoumat všechny vzorce probírané v tomto tutoriálu, můžete si stáhnout náš ukázkový sešit prognózování v aplikaci Excel. Děkuji vám za přečtení a doufám, že se uvidíme na našem blogu příští týden!