Samouczek wyjaśnia, jak korzystać z programu Excel FORECAST i innych powiązanych funkcji z przykładami formuł.

W programie Microsoft Excel istnieje kilka funkcji, które mogą pomóc w tworzeniu prognoz z wygładzaniem liniowym i wykładniczym na podstawie danych historycznych, takich jak sprzedaż, budżety, przepływy pieniężne, ceny akcji i tym podobne.

W tym poradniku skupimy się głównie na dwóch głównych funkcjach prognozowania, ale krótko omówimy również inne funkcje, aby pomóc zrozumieć ich przeznaczenie i podstawowe zastosowania.

Funkcje prognozowania w programie Excel

W ostatnich wersjach Excela istnieje sześć różnych funkcji prognozowania.

Te dwie funkcje wykonują liniowy prognozy:

• FORECAST - przewiduje przyszłe wartości za pomocą regresji liniowej; funkcja starsza, zapewniająca wsteczną kompatybilność z programem Excel 2013 i wcześniejszymi.
• LINEAR - identyczna jak funkcja FORECAST; część nowego zestawu funkcji prognozowania w Excelu 2016 i Excelu 2019.

Cztery funkcje ETS mają na celu wygładzanie wykładnicze prognozy. Te funkcje są dostępne tylko w programie Excel dla Office 365, Excel 2019 i Excel 2016.

• ETS - przewiduje przyszłe wartości w oparciu o algorytm wygładzania wykładniczego.
• ETS.CONFINT - oblicza przedział ufności.
• ETS.SEASONALITY - oblicza długość sezonowego lub innego powtarzającego się wzorca.
• ETS.STAT - zwraca wartości statystyczne do prognozowania szeregów czasowych.

Funkcja FORECAST programu Excel

Funkcja FORECAST w programie Excel służy do przewidywania przyszłej wartości za pomocą regresja liniowa Innymi słowy, FORECAST przewiduje przyszłą wartość wzdłuż linii najlepszego dopasowania na podstawie danych historycznych.

Składnia funkcji FORECAST jest następująca:

Gdzie:

• X (wymagane) - numeryczna wartość x, dla której chcesz przewidzieć nową wartość y.
• Znany_y (wymagane) - tablica znanych zależnych wartości y.
• Znana_x'a (wymagane) - tablica znanych niezależnych wartości x.

Funkcja FORECAST działa we wszystkich wersjach programu Excel dla Office 365, Excel 2019, Excel 2016, Excel 2013, Excel 2010, Excel 2007, Excel 2003, Excel XP i Excel 2000.

Uwaga. W Excelu 2016 i 2019 funkcja ta została zastąpiona przez FORECAST.LINEAR, ale nadal jest dostępna dla kompatybilności wstecznej.

Funkcja Excel FORECAST.LINEAR

Funkcja FORECAST.LINEAR jest nowoczesnym odpowiednikiem funkcji FORECAST, ma takie samo przeznaczenie i składnię:

Ta funkcja jest dostępna w programie Excel dla Office 365, Excel 2019 i Excel 2016.

Jak FORECAST i FORECAST.LINEAR obliczają przyszłe wartości

Obie funkcje obliczają przyszłą wartość y za pomocą równania regresji liniowej:

y = a + bx

Gdzie a stała (intercept) wynosi:

A współczynnik b (nachylenie linii) wynosi:

Wartości x̄ i ȳ to średnie z próby (averages) znanych wartości x i y.

Funkcja Excel FORECAST nie działa:

Jeśli formuła FORECAST zwraca błąd, to najprawdopodobniej wynika to z następujących powodów:

1. Jeśli zakresy znane_x i znane_y są różnej długości lub puste, pojawia się błąd #N/A!
2. Jeśli wartość x jest nie-numeryczna, formuła zwraca błąd #VALUE!
3. Jeśli wariancja znanych_x jest zerowa, to pojawia się błąd #DIV/0!

Jak wykorzystać funkcję FORECAST w Excelu - przykład formuły

Jak już wspomniano, funkcje Excel FORECAST i FORECAST.LINEAR są przeznaczone do prognozowania trendów liniowych. Sprawdzają się one najlepiej w przypadku liniowych zbiorów danych oraz w sytuacjach, gdy chcemy prognozować ogólny trend, ignorując nieznaczne wahania danych.

Jako przykład spróbujemy przewidzieć ruch na naszej stronie internetowej na następne 7 dni na podstawie danych z poprzednich 3 tygodni.

Przy znanych wartościach y (liczba odwiedzających) w B2:B22 i znanych wartościach x (daty) w A2:A22, formuła prognozy przebiega następująco.

Excel 2019 - Excel 2000 :

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

Excel 2016 i Excel 2019 :

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

Gdzie A23 jest nową wartością x, dla której chcemy przewidzieć przyszłą wartość y.

W zależności od wersji Excela, wstaw jedną z powyższych formuł do dowolnej pustej komórki w wierszu 23, skopiuj ją w dół do dowolnej liczby komórek, a otrzymasz taki wynik:

Proszę zwrócić uwagę, że blokujemy zakresy z bezwzględnymi odwołaniami do komórek (jak $A$2:$A$2), aby zapobiec ich zmianie podczas kopiowania formuły do innych komórek.

Naniesiona na wykres, nasza liniowa prognoza wygląda następująco:

Szczegółowe kroki do wykonania takiego wykresu zostały opisane w Wykresie prognozy regresji liniowej.

Jeśli chciałbyś przewidzieć przyszłe wartości na podstawie powtarzający się wzór obserwowane w swoich danych historycznych, a następnie użyj FORECAST.ETS zamiast funkcji FORECAST w Excelu. A kolejna część naszego poradnika pokazuje, jak to zrobić.

Funkcja Excel FORECAST.ETS

Funkcja FORECAST.ETS służy do wykonywania wygładzanie wykładnicze prognozy na podstawie serii istniejących wartości.

Dokładniej, przewiduje przyszłą wartość na podstawie wersji AAA Potrójne wygładzanie wykładnicze (ETS), stąd nazwa funkcji. Algorytm ten wygładza nieistotne odchylenia w trendach danych poprzez wykrywanie wzorców sezonowości i przedziałów ufności. "AAA" oznacza błąd addytywny, trend addytywny i sezonowość addytywną.

Funkcja FORECAST.ETS jest dostępna w programie Excel dla Office 365, Excel 2019 i Excel 2016.

Składnia programu Excel FORECAST.ETS jest następująca:

Gdzie:

• Data docelowa (wymagane) - punkt danych, dla którego ma być prognozowana wartość. Może być reprezentowany przez datę/czas lub liczbę.
• Wartości (wymagane) - zakres lub tablica danych historycznych, dla których chcesz przewidzieć przyszłe wartości.
• Oś czasu (wymagane) - tablica dat/czasów lub niezależnych danych liczbowych ze stałym krokiem pomiędzy nimi.
• Sezonowość (opcjonalnie) - liczba określająca długość wzorca sezonowego:
  • 1 lub pominięty (domyślnie) - Excel automatycznie wykrywa sezonowość, używając dodatnich, całkowitych liczb.
  • 0 - brak sezonowości, czyli prognoza liniowa.

  Maksymalna dopuszczalna sezonowość to 8 760, czyli liczba godzin w roku. Wyższa liczba sezonowości spowoduje wystąpienie błędu #NUM!

• Uzupełnianie danych (opcjonalnie) - rozlicza brakujące punkty.
  • 1 lub pominięty (domyślnie) - uzupełnij brakujące punkty jako średnią z punktów sąsiednich (liner inrerpolation).
  • 0 - traktuj brakujące punkty jako zera.
• Agregacja (opcjonalne) - określa sposób agregacji wielu wartości danych z tym samym znacznikiem czasu.
  • 1 lub pominięty (domyślnie) - do agregacji wykorzystywana jest funkcja AVERAGE.
  • Pozostałe opcje to: 2 - COUNT, 3 - COUNTA, 4 - MAX, 5 - MEDIAN, 6 - MIN i 7 - SUM.

5 rzeczy, które powinieneś wiedzieć o FORECAST.ETS

1. Do poprawnej pracy funkcji FORECAST.ETS oś czasu powinna mieć. regularny odstęp - godzinowe, dzienne, miesięczne, kwartalne, roczne itd.
2. Funkcja ta najlepiej nadaje się do nieliniowych zestawów danych z sezonowymi lub innymi powtarzający się wzór .
3. Kiedy Excel nie może wykryć wzoru , funkcja powraca do prognozy liniowej.
4. Funkcja może pracować z niekompletne zestawy danych gdzie brakuje do 30% punktów danych. Brakujące punkty są traktowane zgodnie z wartością uzupełnianie danych argument.
5. Chociaż wymagana jest linia czasowa z konsekwentnym krokiem, może być duplikaty Wartości z tym samym znacznikiem czasu są agregowane w sposób określony przez agregacja argument.

Funkcja FORECAST.ETS nie działa:

Jeśli twoja formuła daje błąd, prawdopodobnie jest to jeden z następujących elementów:

1. #N/A występuje, jeśli wartości oraz oś czasu tablice mają różną długość.
2. Błąd #VALUE! jest zwracany, jeśli sezonowość , uzupełnianie danych lub agregacja argument jest nie-numeryczny.
3. Błąd #NUM! może zostać rzucony z następujących powodów:
   • Nie można wykryć spójnej wielkości kroku w oś czasu .
   • Na stronie sezonowość wartość jest poza obsługiwanym zakresem (0 - 8,7600).
   • Na stronie uzupełnianie danych wartość jest inna niż 0 lub 1.
   • Na stronie agregacja wartość jest poza ważnym zakresem (1 - 7).

Jak wykorzystać funkcję FORECAST.ETS w Excelu - przykład formuły

Aby zobaczyć, jak przyszłe wartości obliczone za pomocą wygładzania wykładniczego różnią się od prognozy z regresji liniowej, wykonajmy formułę FORECAST.ETS dla tego samego zestawu danych, który wykorzystaliśmy w poprzednim przykładzie:

Gdzie:

• A23 jest datą docelową
• $B$2:$B$22 to dane historyczne ( wartości )
• $A$2:$A$22 to daty ( oś czasu )

Pomijając trzy ostatnie argumenty ( sezonowość , uzupełnianie danych lub agregacja ) polegamy na domyślnych ustawieniach Excela. A Excel doskonale prognozuje trend:

Funkcja Excel FORECAST.ETS.CONFINT

Funkcja FORECAST.ETS.CONFINT służy do obliczania przedziału ufności dla prognozowanej wartości.

Przedział ufności jest rodzajem miary dokładności przewidywania. Im mniejszy przedział, tym większe zaufanie do przewidywania dla konkretnego punktu danych.

Program FORECAST.ETS.CONFINT jest dostępny w programie Excel dla Office 365, Excel 2019 i Excel 2016.

Funkcja posiada następujące argumenty:

Jak widzisz, składnia funkcji FORECAST.ETS.CONFINT jest bardzo podobna do składni funkcji FORECAST.ETS, z wyjątkiem tego dodatkowego argumentu:

Poziom ufności (opcjonalne) - liczba z przedziału od 0 do 1 określająca poziom ufności obliczanego przedziału. Zazwyczaj jest podawana w postaci liczby dziesiętnej, choć akceptowane są również wartości procentowe. Na przykład, aby ustawić 90% poziom ufności, należy wpisać 0.9 lub 90%.

• Jeśli pominięto, używana jest domyślna wartość 95%, co oznacza, że 95% czasu przewidywany punkt danych powinien mieścić się w tym promieniu od wartości zwróconej przez FORECAST.ETS.
• Jeśli poziom ufności jest poza obsługiwanym zakresem (0 - 1), formuła zwraca błąd #NUM!

Przykład formuły FORECAST.ETS.CONFINT

Aby zobaczyć, jak to działa w praktyce, obliczmy przedział ufności dla naszego przykładowego zestawu danych:

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

Gdzie:

• A23 jest datą docelową
• $B$2:$B$22 to dane historyczne
• $A$2:$A$22 to daty

Ostatnie 4 argumenty są pomijane, mówiąc Excelowi, aby użył domyślnych opcji:

• Ustaw poziom ufności na 95%.
• Automatyczne wykrywanie sezonowości.
• Uzupełnij brakujące punkty jako średnią z punktów sąsiednich.
• Agreguj wiele wartości danych z tym samym znacznikiem czasu za pomocą funkcji AVERAGE.

Aby zrozumieć co tak naprawdę oznaczają zwracane wartości, proszę spojrzeć na poniższy zrzut ekranu (niektóre wiersze z danymi historycznymi są ukryte ze względu na ilość miejsca).

Wzór w D23 daje wynik 6441.22 (zaokrąglony do 2 miejsc po przecinku). Oznacza to, że w 95% przypadków prognoza na 11-Mar powinna mieścić się w granicach 6441.22 od prognozowanej wartości 61.075 (C3). Czyli 61.075 ± 6441.22.

Aby dowiedzieć się, w jakim przedziale prawdopodobnie znajdą się prognozowane wartości, można obliczyć granice przedziału ufności dla każdego punktu danych.

Aby uzyskać dolna granica , odjąć przedział ufności od wartości prognozowanej:

=C23-D23

Aby uzyskać górna granica , dodaj przedział ufności do wartości prognozowanej:

=C23+D23

Gdzie C23 jest wartością przewidywaną zwróconą przez FORECAST.ETS, a D23 jest przedziałem ufności zwróconym przez FORECAST.ETS.CONFINT.

Skopiuj powyższe wzory, nanieś wyniki na wykres, a będziesz miał jasną wizualną reprezentację przewidywanych wartości i przedziału ufności:

Wskazówka. Aby taki wykres był tworzony automatycznie, należy wykorzystać funkcję Arkusz Prognoz w programie Excel.

Funkcja Excel FORECAST.ETS.SEASONALITY

Funkcja FORECAST.ETS.SEASONALITY służy do obliczania długości powtarzającego się wzorca na określonej osi czasu. Jest ona ściśle powiązana z FORECAST.ETS, ponieważ obie funkcje wykorzystują ten sam algorytm do wykrywania sezonowości.

Ta funkcja jest dostępna w programie Excel dla Office 365, Excel 2019 i Excel 2016.

Składnia FORECAST.ETS.SEASONALITY jest następująca:

Dla naszego zestawu danych formuła ta przyjmuje następujący kształt:

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

I zwraca sezonowość 7, która doskonale zgadza się z tygodniowym wzorcem naszych danych historycznych:

Funkcja Excel FORECAST.ETS.STAT

Funkcja FORECAST.ETS.STAT w zwraca określoną wartość statystyczną związaną z prognozowaniem szeregu czasowego metodą wygładzania wykładniczego.

Podobnie jak inne funkcje ETS, jest ona dostępna w programie Excel dla Office 365, Excel 2019 i Excel 2016.

Funkcja ma następującą składnię:

Na stronie typ statystyki argument wskazuje, jaką wartość statystyczną zwrócić:

1. Alfa (wartość bazowa) - wartość wygładzania z zakresu od 0 do 1, która kontroluje ważenie punktów danych. Im wyższa wartość, tym większą wagę przypisuje się ostatnim danym.
2. Beta (wartość trendu) - wartość z przedziału od 0 do 1, która określa sposób obliczania trendu. Im wyższa wartość, tym większą wagę przykłada się do ostatnich trendów.
3. Gamma (wartość sezonowości) - wartość z przedziału 0-1, która kontroluje sezonowość prognozy ETS. Im wyższa wartość, tym większą wagę przypisuje się ostatniemu okresowi sezonowemu.
4. MASE (mean absolute scaled error) - miara dokładności prognozy.
5. SMAPE (symetryczny średni bezwzględny błąd procentowy) - miara dokładności oparta na błędach procentowych lub względnych.
6. MAE (mean absolute error) - mierzy średnią wielkość błędów predykcji, niezależnie od ich kierunku.
7. RMSE (root mean square error) - miara różnic między wartościami przewidywanymi i obserwowanymi.
8. Wykryta wielkość kroku - wielkość kroku wykrytego na osi czasu.

Na przykład, aby zwrócić parametr Alpha dla naszego przykładowego zestawu danych, używamy tej formuły:

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

Poniższy zrzut ekranu przedstawia formuły dla innych wartości statystycznych:

Tak właśnie robi się prognozowanie szeregów czasowych w Excelu. Aby zbadać wszystkie formuły omówione w tym tutorialu, zapraszamy do pobrania naszego przykładowego skoroszytu Excel Forecast. Dziękuję za lekturę i mam nadzieję, że zobaczymy się na naszym blogu za tydzień!