La previsión es el proceso de hacer predicciones basadas en datos pasados y presentes. Más tarde, estas pueden compararse (resolverse) con lo que sucede. Por ejemplo, una empresa puede estimar sus ingresos en el próximo año y luego compararlos con los resultados reales creando un análisis de varianza real. La predicción es un término similar pero más general. La previsión puede referirse a métodos estadísticos formales específicos que emplean series de tiempo , datos transversales o longitudinales , o alternativamente a métodos de juicio menos formales o al proceso de predicción y resolución en sí. El uso puede variar entre áreas de aplicación: por ejemplo, en hidrología, los términos "previsión" y "previsión" a veces se reservan para estimaciones de valores en ciertos momentos futuros específicos , mientras que el término "predicción" se usa para estimaciones más generales, como el número de veces que ocurrirán inundaciones durante un período prolongado.
El riesgo y la incertidumbre son fundamentales para la previsión y la predicción; en general, se considera una buena práctica indicar el grado de incertidumbre asociado a las previsiones. En cualquier caso, los datos deben estar actualizados para que la previsión sea lo más precisa posible. En algunos casos, los datos utilizados para predecir la variable de interés son en sí mismos una previsión. [1] Una previsión no debe confundirse con un presupuesto; los presupuestos son planes financieros más específicos y de plazo fijo que se utilizan para la asignación y el control de recursos, mientras que las previsiones proporcionan estimaciones del rendimiento financiero futuro, lo que permite flexibilidad y adaptabilidad a circunstancias cambiantes. Ambas herramientas son valiosas en la planificación financiera y la toma de decisiones, pero cumplen funciones diferentes.
La previsión tiene aplicaciones en una amplia gama de campos en los que las estimaciones de condiciones futuras son útiles. Según el campo, la precisión varía significativamente. Si se conocen y comprenden bien los factores relacionados con lo que se está pronosticando y hay una cantidad significativa de datos que se pueden utilizar, es probable que el valor final se acerque al pronóstico. Si no es así o si el resultado real se ve afectado por los pronósticos, la fiabilidad de los pronósticos puede ser significativamente menor. [2]
El cambio climático y el aumento de los precios de la energía han llevado al uso de la previsión Egain para edificios. Con ello se intenta reducir la energía necesaria para calentar el edificio, reduciendo así la emisión de gases de efecto invernadero . La previsión se utiliza en la planificación de la demanda de los clientes en las actividades cotidianas de las empresas de fabricación y distribución.
Si bien la veracidad de las predicciones sobre los rendimientos reales de las acciones se cuestiona a partir de la hipótesis del mercado eficiente , es común pronosticar tendencias económicas generales . Este tipo de análisis lo realizan tanto grupos sin fines de lucro como instituciones privadas con fines de lucro. [ cita requerida ]
La previsión de los movimientos de los tipos de cambio se consigue normalmente mediante una combinación de análisis gráfico y fundamental . Una diferencia esencial entre el análisis gráfico y el análisis económico fundamental es que los chartistas estudian únicamente la acción del precio de un mercado, mientras que los fundamentalistas intentan buscar las razones que se esconden detrás de la acción. [3] Las instituciones financieras asimilan la evidencia proporcionada por sus investigadores fundamentales y chartistas en una sola nota para proporcionar una proyección final sobre la moneda en cuestión. [4]
La previsión también se ha utilizado para predecir el desarrollo de situaciones de conflicto. [5] Los pronosticadores realizan investigaciones que utilizan resultados empíricos para medir la eficacia de ciertos modelos de previsión. [6] Sin embargo, la investigación ha demostrado que hay poca diferencia entre la precisión de las previsiones de los expertos con conocimientos sobre la situación de conflicto y las de las personas con mucho menos conocimiento. [7] De manera similar, los expertos en algunos estudios sostienen que el pensamiento de roles (ponerse en el lugar de otras personas para predecir sus decisiones) no contribuye a la precisión de la previsión. [8]
Un aspecto importante, aunque a menudo ignorado, de la previsión es la relación que mantiene con la planificación . La previsión puede describirse como la predicción de cómo será el futuro , mientras que la planificación predice cómo debería ser el futuro. [6] No existe un único método de previsión adecuado que se pueda utilizar. La selección de un método debe basarse en sus objetivos y sus condiciones (datos, etc.). [9] Un buen lugar para encontrar un método es visitando un árbol de selección. Puede encontrar un ejemplo de un árbol de selección aquí. [10]
La previsión tiene aplicación en muchas situaciones:
En muchos casos el pronóstico es mayor o menor que una predicción del futuro.
En Superforecasting: The Art and Science of Prediction de Philip E. Tetlock , analiza la previsión como un método para mejorar la capacidad de tomar decisiones. Una persona puede calibrarse mejor [ cita requerida ] , es decir , tener cosas a las que le dé un 10 % de probabilidad de que sucedan el 10 % del tiempo. O puede pronosticar cosas con más confianza [ cita requerida ] , llegando a la misma conclusión pero antes. Algunos han afirmado que la previsión es una habilidad transferible con beneficios para otras áreas de discusión y toma de decisiones. [ cita requerida ]
Las apuestas deportivas o políticas son otra forma de hacer pronósticos. En lugar de utilizarse como asesoramiento, a los apostadores se les paga en función de si han acertado sus predicciones. Si bien las decisiones pueden tomarse en función de estas apuestas (pronósticos), la motivación principal suele ser financiera.
Por último, la futarquía es una forma de gobierno en la que se utilizan previsiones sobre el impacto de las acciones gubernamentales para decidir qué acciones se adoptan. En lugar de dar consejos, en la forma más fuerte de la futarquía se adopta automáticamente la acción con el mejor resultado previsto. [ cita requerida ]
Se han llevado a cabo proyectos de mejora de las previsiones en diversos sectores: el Proyecto de mejora de las previsiones de huracanes (HFIP) del Centro Nacional de Huracanes y el Proyecto de mejora de las previsiones eólicas patrocinado por el Departamento de Energía de los EE. UU. son ejemplos. [12] En relación con la gestión de la cadena de suministro, se ha utilizado el modelo de Du Pont para demostrar que un aumento de la precisión de las previsiones puede generar aumentos de las ventas y reducciones de los inventarios, los gastos operativos y el compromiso de capital de trabajo. [13]
Las técnicas de previsión cualitativa son subjetivas, se basan en la opinión y el juicio de los consumidores y los expertos; son adecuadas cuando no se dispone de datos históricos. Por lo general, se aplican a decisiones de mediano o largo plazo. Algunos ejemplos de métodos de previsión cualitativa son [ cita requerida ] la opinión y el juicio informados, el método Delphi , la investigación de mercado y la analogía del ciclo de vida histórico.
Los modelos de pronóstico cuantitativo se utilizan para pronosticar datos futuros en función de datos pasados. Son apropiados para usar cuando se dispone de datos numéricos pasados y cuando es razonable suponer que se espera que algunos de los patrones en los datos continúen en el futuro. Estos métodos se aplican generalmente a decisiones de corto o mediano plazo. Ejemplos de métodos de pronóstico cuantitativo son [ cita requerida ] demanda del último período, promedios móviles simples y ponderados de N períodos , suavizado exponencial simple , pronóstico basado en el modelo del proceso de Poisson [14] e índices estacionales multiplicativos. Investigaciones anteriores muestran que diferentes métodos pueden conducir a diferentes niveles de precisión de pronóstico. Por ejemplo, se encontró que la red neuronal GMDH tenía un mejor rendimiento de pronóstico que los algoritmos de pronóstico clásicos como Single Exponential Smooth, Double Exponential Smooth, ARIMA y red neuronal de retropropagación. [15]
En este enfoque, las predicciones de todos los valores futuros son iguales a la media de los datos pasados. Este enfoque se puede utilizar con cualquier tipo de datos para los que se disponga de datos pasados. En la notación de series temporales:
¿Dónde están los datos pasados?
Aunque aquí se ha utilizado la notación de series temporales, el enfoque del promedio también se puede utilizar para datos transversales (cuando estamos prediciendo valores no observados; valores que no están incluidos en el conjunto de datos). En ese caso, la predicción de los valores no observados es el promedio de los valores observados.
Los pronósticos ingenuos son el modelo de pronóstico más rentable y proporcionan un punto de referencia con el que se pueden comparar modelos más sofisticados. Este método de pronóstico solo es adecuado para datos de series temporales . [16] Al utilizar el enfoque ingenuo, se producen pronósticos que son iguales al último valor observado. Este método funciona bastante bien para series temporales económicas y financieras, que a menudo tienen patrones que son difíciles de predecir de manera confiable y precisa. [16] Si se cree que la serie temporal tiene estacionalidad, el enfoque ingenuo estacional puede ser más apropiado cuando los pronósticos son iguales al valor de la temporada pasada. En notación de series temporales:
Una variación del método ingenuo consiste en permitir que los pronósticos aumenten o disminuyan con el tiempo, donde la cantidad de cambio a lo largo del tiempo (llamada deriva ) se establece como el cambio promedio observado en los datos históricos. Por lo tanto, el pronóstico para el tiempo viene dado por
Esto equivale a trazar una línea entre la primera y la última observación y extrapolarla hacia el futuro.
El método ingenuo estacional tiene en cuenta la estacionalidad al establecer que cada predicción sea igual al último valor observado de la misma estación. Por ejemplo, el valor de predicción para todos los meses posteriores de abril será igual al valor anterior observado para abril. La previsión para el tiempo es [16]
donde = período estacional y es el entero más pequeño mayor que .
El método ingenuo estacional es particularmente útil para datos que tienen un nivel muy alto de estacionalidad.
Un enfoque determinista es cuando no hay una variable estocástica involucrada y los pronósticos dependen de las funciones y parámetros seleccionados. [17] [18] Por ejemplo, dada la función
El comportamiento a corto plazo y la tendencia a medio-largo plazo son
¿Dónde están algunos parámetros?
Este enfoque se ha propuesto para simular ráfagas de actividad aparentemente estocástica, interrumpidas por períodos más tranquilos. Se supone que la presencia de un fuerte componente determinista está oculta por el ruido. El enfoque determinista es digno de mención porque puede revelar la estructura subyacente de los sistemas dinámicos, que se puede aprovechar para dirigir la dinámica hacia un régimen deseado. [17]
Los métodos de series temporales utilizan datos históricos como base para estimar resultados futuros y se basan en el supuesto de que el historial de demanda anterior es un buen indicador de la demanda futura.
Algunos métodos de pronóstico intentan identificar los factores subyacentes que podrían influir en la variable que se está pronosticando. Por ejemplo, incluir información sobre los patrones climáticos podría mejorar la capacidad de un modelo para predecir las ventas de paraguas. Los modelos de pronóstico a menudo tienen en cuenta las variaciones estacionales regulares. Además del clima, dichas variaciones también pueden deberse a las festividades y las costumbres: por ejemplo, se podría predecir que las ventas de indumentaria de fútbol universitario serán mayores durante la temporada de fútbol que durante la temporada baja. [19]
Varios métodos informales utilizados en la previsión causal no se basan únicamente en los resultados de algoritmos matemáticos , sino que utilizan el criterio del pronosticador. Algunos pronósticos tienen en cuenta las relaciones pasadas entre variables: si una variable, por ejemplo, ha estado relacionada de manera aproximadamente lineal con otra durante un largo período de tiempo, puede ser adecuado extrapolar esa relación al futuro, sin comprender necesariamente las razones de la relación.
Los métodos causales incluyen:
Los modelos de pronóstico cuantitativo suelen compararse entre sí mediante la comparación de su error cuadrático medio dentro o fuera de la muestra , aunque algunos investigadores han desaconsejado esta medida. [21] Los distintos enfoques de pronóstico tienen distintos niveles de precisión. Por ejemplo, en un contexto se descubrió que el GMDH tiene una precisión de pronóstico mayor que el ARIMA tradicional. [22]
Los métodos de previsión basados en juicios incorporan juicios intuitivos, opiniones y estimaciones subjetivas de probabilidad . La previsión basada en juicios se utiliza en casos en los que no se dispone de datos históricos o en condiciones de mercado completamente nuevas y únicas. [23]
Los métodos de juicio incluyen:
A menudo, hoy en día, esto lo llevan a cabo programas especializados con etiquetas vagas.
Se puede crear con 3 puntos de una secuencia y el “momento” o “índice”. Este tipo de extrapolación tiene una precisión del 100% en las predicciones en un gran porcentaje de bases de datos de series conocidas (OEIS). [24]
El error de previsión (también conocido como residual ) es la diferencia entre el valor real y el valor previsto para el período correspondiente:
donde E es el error de pronóstico en el período t, Y es el valor real en el período t y F es el pronóstico para el período t.
Un buen método de pronóstico arrojará residuos que no estén correlacionados . Si existen correlaciones entre los valores residuales, entonces queda información en los residuos que se debe utilizar para calcular pronósticos. Esto se puede lograr calculando el valor esperado de un residuo como una función de los residuos pasados conocidos y ajustando el pronóstico por la cantidad en que este valor esperado difiere de cero.
Un buen método de pronóstico también tendrá una media cero . Si los residuos tienen una media distinta de cero, entonces los pronósticos están sesgados y se pueden mejorar ajustando la técnica de pronóstico mediante una constante aditiva que sea igual a la media de los residuos no ajustados.
Medidas de error agregado:
El error de pronóstico, E, está en la misma escala que los datos, por lo tanto, estas medidas de precisión dependen de la escala y no se pueden utilizar para hacer comparaciones entre series en diferentes escalas.
Error absoluto medio (MAE) o desviación absoluta media (MAD):
Error cuadrático medio (MSE) o error cuadrático medio de predicción (MSPE):
Error cuadrático medio (RMSE):
Promedio de errores (E):
Estos se utilizan con más frecuencia para comparar el rendimiento de los pronósticos entre diferentes conjuntos de datos porque son independientes de la escala. Sin embargo, tienen la desventaja de ser extremadamente grandes o indefinidos si Y es cercano o igual a cero.
Error porcentual absoluto medio (MAPE):
Desviación porcentual absoluta media (MAPD):
Hyndman y Koehler (2006) propusieron utilizar errores escalados como alternativa a los errores porcentuales.
Error absoluto medio escalado (MASE):
donde m = período estacional o 1 si no es estacional
Habilidad de pronóstico (SS):
Los analistas y profesionales de negocios a veces utilizan una terminología diferente. Se refieren al PMAD como MAPE, aunque lo calculan como un MAPE ponderado por volumen. Para obtener más información, consulte Cálculo de la precisión de la previsión de la demanda .
Al comparar la precisión de diferentes métodos de pronóstico en un conjunto de datos específico, las medidas de error agregado se comparan entre sí y se prefiere el método que produce el menor error.
Al evaluar la calidad de los pronósticos, no es válido analizar qué tan bien se ajusta un modelo a los datos históricos; la precisión de los pronósticos solo se puede determinar considerando qué tan bien se desempeña un modelo con datos nuevos que no se usaron al ajustar el modelo. Al elegir modelos, es común utilizar una parte de los datos disponibles para el ajuste y usar el resto de los datos para probar el modelo, como se hizo en los ejemplos anteriores. [25]
La validación cruzada es una versión más sofisticada del entrenamiento de un conjunto de pruebas.
Para datos transversales , un enfoque de validación cruzada funciona de la siguiente manera:
Esto permite un uso eficiente de los datos disponibles, ya que solo se omite una observación en cada paso.
En el caso de los datos de series temporales, el conjunto de entrenamiento solo puede incluir observaciones anteriores al conjunto de prueba. Por lo tanto, no se pueden utilizar observaciones futuras para elaborar el pronóstico. Supongamos que se necesitan k observaciones para producir un pronóstico confiable; entonces, el proceso funciona de la siguiente manera:
Este procedimiento a veces se conoce como "origen de pronóstico móvil" porque el "origen" ( k+i -1) en el que se basa el pronóstico avanza en el tiempo. [25] Además, los pronósticos de dos pasos por delante o, en general, de p pasos por delante se pueden calcular pronosticando primero el valor inmediatamente después del conjunto de entrenamiento y luego usando este valor con los valores del conjunto de entrenamiento para pronosticar dos períodos por delante, etc.
Véase también
La estacionalidad es una característica de una serie temporal en la que los datos experimentan cambios regulares y predecibles que se repiten cada año calendario. Cualquier cambio o patrón predecible en una serie temporal que se repite o recurre durante un período de un año puede decirse que es estacional. Es común en muchas situaciones, como en una tienda de comestibles [26] o incluso en la oficina de un médico forense [27] , que la demanda dependa del día de la semana. En tales situaciones, el procedimiento de pronóstico calcula el índice estacional de la "temporada" (siete estaciones, una para cada día), que es la relación entre la demanda promedio de esa temporada (que se calcula mediante el promedio móvil o el suavizado exponencial utilizando datos históricos correspondientes solo a esa temporada) y la demanda promedio de todas las estaciones. Un índice mayor que 1 indica que la demanda es mayor que el promedio; un índice menor que 1 indica que la demanda es menor que el promedio.
El comportamiento cíclico de los datos se produce cuando se producen fluctuaciones regulares en los datos que suelen durar un intervalo de al menos dos años y cuando no se puede predeterminar la duración del ciclo actual. El comportamiento cíclico no debe confundirse con el comportamiento estacional. Las fluctuaciones estacionales siguen un patrón constante cada año, por lo que siempre se conoce el período. Por ejemplo, durante el período navideño, los inventarios de las tiendas tienden a aumentar para prepararse para los compradores navideños. Como ejemplo de comportamiento cíclico, la población de un ecosistema natural particular exhibirá un comportamiento cíclico cuando la población disminuya a medida que disminuya su fuente natural de alimentos y, una vez que la población sea baja, la fuente de alimentos se recuperará y la población comenzará a aumentar nuevamente. Los datos cíclicos no se pueden explicar utilizando el ajuste estacional ordinario, ya que no tienen un período fijo.
Las limitaciones plantean barreras más allá de las cuales los métodos de pronóstico no pueden predecir de manera confiable. Hay muchos eventos y valores que no se pueden pronosticar de manera confiable. Eventos como el lanzamiento de un dado o los resultados de la lotería no se pueden pronosticar porque son eventos aleatorios y no existe una relación significativa en los datos. Cuando los factores que conducen a lo que se está pronosticando no se conocen o no se comprenden bien, como en los mercados de acciones y divisas, los pronósticos a menudo son inexactos o erróneos, ya que no hay suficientes datos sobre todo lo que afecta a estos mercados para que los pronósticos sean confiables; además, los resultados de los pronósticos de estos mercados cambian el comportamiento de los involucrados en el mercado, lo que reduce aún más la precisión de los pronósticos. [2]
El concepto de "predicciones autodestructivas" se refiere a la forma en que algunas predicciones pueden debilitarse a sí mismas al influir en el comportamiento social. [28] Esto se debe a que "los predictores son parte del contexto social sobre el que intentan hacer una predicción y pueden influir en ese contexto en el proceso". [28] Por ejemplo, una predicción de que un gran porcentaje de una población se infectará con VIH en función de las tendencias existentes puede hacer que más personas eviten el comportamiento riesgoso y, por lo tanto, reduzcan la tasa de infección por VIH, invalidando la predicción (que podría haber seguido siendo correcta si no se hubiera conocido públicamente). O bien, una predicción de que la ciberseguridad se convertirá en un problema importante puede hacer que las organizaciones implementen más medidas de seguridad cibernética, limitando así el problema.
Como propuso Edward Lorenz en 1963, las previsiones meteorológicas a largo plazo, es decir, las realizadas con un margen de dos semanas o más, son imposibles de predecir definitivamente el estado de la atmósfera, debido a la naturaleza caótica de las ecuaciones de dinámica de fluidos involucradas. Los errores extremadamente pequeños en los datos iniciales, como las temperaturas y los vientos, dentro de los modelos numéricos se duplican cada cinco días. [29]