1. 间歇需求定义
1.1 什么是间歇需求?
间歇需求(Intermittent Demand)是指需求在时间轴上呈现稀疏、不连续分布,且大部分时间段的实际需求量为零,但一旦发生需求,其数量可能波动较大的现象。这类需求在供应链中广泛存在,尤其在备件、维修件和奢侈品领域最为典型。
核心特征: 间歇需求 = 大量零值 + 非零值随机出现 + 需求间隔不确定
1.2 间歇需求与常规需求的核心区别
| 对比维度 | 常规需求(连续需求) | 间歇需求 |
|---|---|---|
| 时间分布 | 几乎每个周期都有需求 | 大量周期需求为零 |
| 需求间隔 | 固定或可预测 | 随机、不可预测 |
| 需求数量 | 相对稳定,波动较小 | 零值与非零值混合,非零值波动大 |
| 预测方法 | 移动平均、指数平滑、ARIMA | Croston法、SBA、TSB、马尔可夫链 |
| 库存策略 | 连续补货、安全库存 | 周期盘点、慢动件策略 |
| 数据特征 | 正态分布或近似正态 | 高度偏态、零膨胀 |
关键认知: 间歇需求不能直接使用传统时间序列预测方法,否则会导致预测值严重偏向零值,造成库存短缺或过度积压。
1.3 间歇需求在供应链中的典型场景
间歇需求在以下三个领域最为突出,每个场景都有其独特的业务逻辑和预测挑战:
- 备件与维修件(MRO)
- 航空发动机叶片、汽车变速箱、工业机器人伺服电机
- 需求触发于设备故障,故障时间随机
- 缺货成本极高(停机损失 > 备件价值)
- 奢侈品与高端消费品
- 限量版手表、定制珠宝、高端时装
- 需求受营销活动、季节、潮流影响
- 库存积压导致资金占用和贬值风险
- 特殊工业品与项目型物料
- 大型设备专用配件、实验室试剂、军工零件
- 需求与项目进度绑定,项目间间隔长
- 供应商交货周期长,需提前备货
1.4 间歇需求的数学描述
从数据科学角度,间歇需求可形式化描述为:
设时间序列 D = {d₁, d₂, ..., dₙ},其中 dₜ 为第 t 期的需求量。
间歇需求满足:
P(dₜ = 0) > 0.5 (零值占比超过 50%)
且 E[dₜ | dₜ > 0] 波动较大
常用度量指标:
ADI(平均需求间隔)= 总周期数 / 非零周期数
CV²(非零需求变异系数平方)= Var(dₜ | dₜ > 0) / [E(dₜ | dₜ > 0)]²
分类标准(Syntetos-Boylan 分类法):
- 间歇型:ADI > 1.32, CV² ≤ 0.49
- 波动型:ADI ≤ 1.32, CV² > 0.49
- 间歇波动型:ADI > 1.32, CV² > 0.49
- 平滑型:ADI ≤ 1.32, CV² ≤ 0.49
实践注意: 实际业务中,ADI > 1.32 且 CV² > 0.49 的“间歇波动型”是最难预测的类别,也是 Croston 方法及其变体的主要应用场景。建议在建模前先对历史数据进行 ADI 和 CV² 计算,明确需求类型后再选择预测模型。