化工技術經濟預測分析方法及計算方法

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[摘要]結合化工技術經濟課程的教學實際，本文總結和歸納了對技術與經濟發展的估計與分析評價方法，并基于MATLAB平臺開發了用于經濟預測分析的教學軟件，方便師生就項目方案的取舍、規模、獲利能力及風險產生等問題進行合理分析，在學習應用過程中對市場需求進行科學、快速的預測。此教學軟件的利用，提高了學生學習課程的積極性，深化了學生對課程內容的學習和理解，提高了學生的綜合素質以及培養了學生分析和解決復雜工程問題的能力。

[關鍵詞]化工技術經濟；預測分析；教學軟件；軟件開發

利用預測所需的相關理論與方法，科學的估計和分析未來技術與經濟發展之間的相互影響，這種預測方法被稱為技術經濟預測。這種經濟預測方法是根據技術萌芽的可能性和經濟現狀，預測未來的技術發展與工農業發展速度、國民收入、總產值等的關系[1]。技術經濟問題，實際上是由大量的確定性以及不確定性技術經濟問題所組成。其中的不確定性是指影響技術經濟效果的諸多參變數(如成本與價格、市場需求情況、投資情況等等)不是確定不變的量，而相對于確定性的技術經濟問題，則可以采用相對應的確定性經濟決策方法。針對不確定性的技術經濟問題的決策，被稱為不確定性經濟決策，其中需要利用多種分析方法：經濟安全系數分析法、經濟臨界點分析法、技術經濟因素分析法、技術經濟期望值法、最小最大(或最大最小)和最大最小(或最小量小)分析法以及模擬法、決策樹法等方法[1-3]。依據預測涉及的范圍，式中，P為事件發生的平均概率，()iPE為第i個人員估計的概率值；n為參加預測的人員數。

1方法理論基礎及計算方法

本軟件的設計中，主要利用的方法有集合意見法、移動平均法、指數平滑法和一元線性回歸法，具體的計算方法為：

1.1集合意見法

集合意見法的使用前提一般是缺乏長期的歷史統計資料：故需結合一定范圍內有關人員的經驗或結合現有的資料，經過他們個人的分析判斷，分別提出各自對某事物未來發生的概率或可能ti為各時期實際值之和。二次移動平均是指在第一次移動平均的基礎上再次重復移動平均，并將兩次移動的平均值相結合，建立預測模型。其計算式為：(2)(1)1ttMMn=∑(3)式中，(2)tM為到第t期的二次移動平均值，(1)t∑M為移動期數內的一次移動平均值之和。在計算二次移動平均值的基礎上，可利用二次移動平均法的預測模型進行預測：tTttFαβT+=+(4)式中，tTF+為第t+T期的預測值；t為本期；T為本期到預測期的時期數；tα，tβ為參數值。(1)(2)2tttα=M−M(5)(1)(2)2β=[M−M](6)性建議；然后綜合有關人員提出的若干結果，獲得事件發生的總概率。集合意見法簡單、方便，一般適用于粗略估計的事件或是近期預測。該方法的基本公式為：11()niiPPEn==∑(1)1tttn−n為移動平均的期數，其大小對平滑效果影響很大。

1.2移動平均法

移動平均法是根據預測期以前的時間序列資料、逐項推移，依次求其幾個數據的平均值的方法。這種方法通過對越來越靠近預測期的數據，不斷的進行平均值修改，最終得出預測值。這種基于平均數值隨時間變化而逐期向后移動的計算方法，稱為移動平均法。一次移動平均預測方法簡易可行，適用于預測呈線性趨勢的時間序列數據，其計算公式為：(1)1tiMXn=∑(2)式中，(1)M為到第t期的移動平均值；n為其移動期數，∑X針對技術經濟預測的不同方法又有宏觀、中觀、微觀之別。定性預測主要是參考已有資料，結合人們的經驗、專業知識以及分析能力，通過對事物未來的發展狀況的主觀判斷進行預測；定量預測則是結合相關的客觀歷史數據，從中歸納總結出發展的基本定律或模式，并假定其不變，進而建立用以預測事物未來的狀況或發展趨勢的數學模型[1,4-5]。本文總結和歸納了對技術與經濟發展的估計與分析評價方法，并基于MATLAB平臺開發了用于經濟預測分析的教學軟件，方便師生就項目方案的取舍、規模、獲利能力及風險產生等問題進行合理分析，在學習應用過程中對市場需求進行科學、快速的預測。

1.3指數平滑法

指數平滑法是針對不同時期的數據，采用一個相同的平滑系數進行加權處理，進而消除時間序列的偶然性影響，得到預測對象的變化特征和趨勢。一次指數平滑是二次指數平滑的基礎，其公式為：式中，yi為預測對象的第i個實際值；n為歷史數據點數或樣本數。

2軟件簡介

軟件根據MATLAB語言開發完成，編程思想為面向對象。核心算法以及圖形用戶界面的運行也是基于MATLAB語言環境。默認的起始情況是用戶的電腦中沒有安裝MATLAB，而后只需將一個MATLAB實時編譯器(MCRInstaller.exe)安裝在電腦中，即可順利運行此軟件。此外，該軟件在使用過程中不需要安裝因龐大體積而過多消耗資源的MATLAB軟件，也沒有過高的硬件要求，方便操作人員完成經濟評價。本軟件中所含的主要計算方法包括：集合意見法、移動平均法、指數平滑法以及一元線性回歸預測法。用戶可以通過這幾種不同的方法進行計算以及結果對比。

3具體操作步驟及其應用

當用戶啟動軟件后，電腦屏幕上會呈現如圖1所示的軟件主界面。用戶可以先預覽不同的方法中所包含的具體內容，之后選擇一種合適的方法進行計算。如需進行集合意見法計算，點擊相應圖標后，會出現圖2所示的集合意見法界面。計算參數輸入為界面的上半部分，結果的輸出為其下半部分，即進行集合意見法的結算結果項目成功總概率的輸出。首先輸入各個參數的值，同時將個人估計概率在Excel表格中表示，直接計算出結果。當各個參數都輸入完成之后，界面中的計算按鈕會被激活，此時點擊計算按鈕便可以得到相應的計算結果，完成計算。同樣地，可以進行其它方法的計算，如移動平均法。如計算某企業的銷售利潤，打開列在Excel表格中的銷售利潤，在軟件中輸入參數，點擊“計算”即可得到結果，利用該軟件完成相應的預測。之后可以根據需求，利用該軟件進行一元線性回歸法以及指數平滑法的進一步預測計算。當上述的各種線性構造識別方法以及計算過程完成后，用戶可以選擇退出軟件或繼續了解其他詳細信息。

4總結

本文結合化工技術經濟課程的教學實際，并基于MATLAB平臺開發了用于經濟預測分析的教學軟件，該軟件的計算結果可以對項目方案的取舍、規模、獲利能力及風險產生等問題進行合理分析，方便師生在學習應用過程中對市場需求進行科學、快速的預測。此教學軟件的利用，提高了學生學習課程的積極性，深化了學生對課程內容的學習和理解，提高了學生的綜合素質以及培養了學生分析和解決復雜工程問題的能力。

參考文獻

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[2]王瀟瀟，薛永兵，段秀琴，等．基于工程教育認證的“化工技術經濟”課程教學改革探索[J]．教育現代化，2018，5(48)：69-70．

[3]李吉焱，李春雷，朱照琪．化工技術經濟課程經濟評價教學軟件開發及應用探索[J]．化工高等教育，2019，36(06)：58-60．

[4]李吉焱，楊勇，張棟強，等．《化工技術經濟》在線課程的設計與實施[J]．廣東化工，2020，47(14)：178-180．

[5]李曉雯，朱倩倩，呂洲．《化工技術經濟》教學實踐與改革探討[J]．廣州化工，2020，48(07)：157-159．

作者：朱照琪 李吉焱 單位：蘭州理工大學石油化工學院