teknik peramalan melalui pemulusan data - … · 2/2/2018 · teknik peramalan melalui pemulusan...

46
Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) Dr. Kusman Sadik, M.Si Sekolah Pascasarjana Departemen Statistika IPB Semester Genap 2017/2018

Upload: duonghuong

Post on 31-Aug-2018

241 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

Teknik Peramalan

Melalui Pemulusan Data

(Smoothing)

Dr. Kusman Sadik, M.Si

Sekolah Pascasarjana Departemen Statistika IPB

Semester Genap 2017/2018

Page 2: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

2

This part presents some basic statistical

methods essential to modeling, analyzing, and

forecasting time series data.

Both graphical displays and numerical

summaries of the properties of time series

data are presented.

Page 3: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

3

Forecasts are based on data or observations on

the variable of interest. This data is usually in the

form of a time series.

Suppose that there are T periods of data

available, with period T being the most recent.

We will let the observation on this variable at

time period t be denoted by: yt, t = 1, 2, .... , T.

Page 4: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

4

Page 5: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

5

Page 6: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

6

Page 7: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

7

Developing a forecasting model should

always begin with graphical display and

analysis of the available data.

Many of the broad general features of a time series can be seen visually.

Page 8: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

8

Time Series Plots.

Plotting Smoothed Data.

Page 9: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

9

This is just a graph of yt versus the time period, t, for t

= 1, 2, ... , T.

Features such as trend and seasonality are usually

easy to see from the time series plot.

It is interesting to observe that some of the classical

tools of descriptive statistics, such as the histogram

and the stem-and-leaf display, are not particularly

useful for time series data because they do not take time order into account.

Page 10: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

10

Page 11: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

11

Page 12: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

12

Page 13: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

13

Bulan (t) Profit (Yt)

1 11

2 18

3 16

4 22

5 24

6 20

7 16

8 14

9 10

10 13

Berikut data profit bulanan (dalam milyar) suatu perusahaan di bidang ekspor

impor selama 10 bulan terakhir.

a. Tentukan data termuluskan melalui teknik rataan bergerak sederhana dengan

rentang N = 3. Kemudian buat time-series plotnya bersama dengan data asal.

b. Tentukan ramalan besarnya profit pada setiap satu waktu ke depan. Berapa

ramalan profit pada bulan ke-11 dan ke-12?

Page 14: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

14

Bulan (t) yt MT

1 11 -

2 18 -

3 16 15.0

4 22 18.7

5 24 20.7

6 20 22.0

7 16 20.0

8 14 16.7

9 10 13.3

10 13 12.3

a. Tentukan data termuluskan melalui teknik rataan bergerak sederhana

dengan rentang N = 3. Kemudian buat time-series plotnya bersama

dengan data asal.

Page 15: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

15

a. Tentukan data termuluskan melalui teknik rataan bergerak sederhana

dengan rentang N = 3. Kemudian buat time-series plotnya bersama

dengan data asal.

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Bulan (t)

yt

MT

Page 16: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

16

Bulan (t) yt MT

1 11 -

2 18 -

3 16 15.0

4 22 18.7 15.0

5 24 20.7 18.7

6 20 22.0 20.7

7 16 20.0 22.0

8 14 16.7 20.0

9 10 13.3 16.7

10 12 12.3 13.3

11 - - 12.3

12 - - 12.3

b. Tentukan ramalan besarnya profit pada setiap satu waktu ke depan.

Berapa ramalan profit pada bulan ke-11 dan ke-12?.

(t -1)

Page 17: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

17

Page 18: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

18

Metode rataan bergerak sederhana (simple moving

average) hanya relevan untuk data deret waktu

yang stasioner.

Untuk data deret waktu yang tidak stasioner,

memerlukan pendekatan teknik pemulusan yang

berbeda.

Page 19: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

19

A very important type of time series is a stationary

time series.

A time series is said to be strictly stationary if its

properties are not affected by a change in the time

origin.

That is, if the joint probability distribution of the

observations yt, yt+1 …. yt+n is exactly the same as the

joint probability distribution of the observations yt+k, yt+k+1

…. yt+k+n then the time series is strictly stationary.

Page 20: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

20

Page 21: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

21

Page 22: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

22

Page 23: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

23

Measure of forecast accuracy should always be

evaluated as part of a technique validation effort.

When more than one forecasting technique seems

reasonable for a particular application, these

forecast accuracy measures can also be used to discriminate between competing models.

Page 24: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

24

Mean Error (ME).

Mean Absolute Deviation (MAD).

Sum of Squared Error (SSE)

Mean of Squared Error (MSE).

Mean Percent forecast-Error (MPE).

Mean Absolute Percent forecast-Error (MAPE).

Akaike Information Criterion (AIC)

Page 25: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

25

Page 26: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

26

Page 27: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

27

Page 28: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

28

Page 29: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

29

Page 30: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

30

The mean percent forecast error (MPE) is

Page 31: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

31

Page 32: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

32

Page 33: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

33

Page 34: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

34

Page 35: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

35

= nilai maksimum dari fungsi likelihood model

k = banyaknya parameter model

Page 36: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

36

# Simple Moving Average

# Data bisa didownload di: http://robjhyndman.com/tsdldata/hurst/precip1.dat

# contains total annual rainfall in inches for London,

# from 1813-1912 (original data from Hipel and McLeod, 1994).

library("forecast")

library("TTR")

library("graphics")

hujan <- scan("1-precip1.dat.txt",skip=1)

hujan.ts <- ts(hujan, start=c(1813))#membentuk object time-series

# Simple Moving Average, n = 3

hujan.sma <- SMA(hujan.ts, n = 3)

cbind(hujan.ts, hujan.sma)

par(col="black")

ts.plot(hujan.ts, xlab="Tahun", ylab="Curah Hujan",lty=1)

points(hujan.ts)

par(col="red")

lines(hujan.sma)

Page 37: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

37

Time Series:

Start = 1813

End = 1912

Frequency = 1

hujan.ts hujan.sma

1813 23.56 NA

1814 26.07 NA

1815 21.86 23.83000

1816 31.24 26.39000

1817 23.65 25.58333

1818 23.88 26.25667

1819 26.41 24.64667

.

.

.

1910 25.36 25.26000

1911 24.79 25.63333

1912 27.88 26.01000

Page 38: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

38

Garis Merah : Data termuluskan

Page 39: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

39

Gunakan data (the sales of mature pharmaceutical product) di dalam buku

Montgomery (Appendix B, Table B.2, hlm. 412).

a. Tentukan data termuluskan melalui teknik rataan bergerak sederhana

dengan rentang N = 3. Hitung ramalan untuk 5 waktu ke depan.

b. Tentukan data termuluskan melalui teknik rataan bergerak sederhana

dengan rentang N = 5. Hitung ramalan untuk 5 waktu ke depan.

c. Buat time-series plotnya masing-masing bersama dengan data asal.

d. Tentukan nilai SSE, MSE, dan MAPE masing-masing untuk (a) dan (b).

Apa kesimpulan Anda?

Catatan: Kerjakan terlebih dahulu poin (a) s.d. (d) di atas menggunakan

Excel. Kemudian bandingkan hasilnya dengan keluaran dari

Program R.

Page 40: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

40

Page 41: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

41

Page 42: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

42

Gunakan data (Chemical Process Viscosity ) di dalam buku Montgomery

(Appendix B, Table B.3, hlm. 413).

a. Tambahkan m pada seluruh data reading pada Table B.3 tersebut.

b. Pada data (a) di atas, tentukan data termuluskan melalui teknik rataan

bergerak sederhana dengan rentang N = 4. Hitung ramalan untuk 5 waktu

ke depan.

c. Pada data (a) di atas, tentukan data termuluskan melalui teknik rataan

bergerak sederhana dengan rentang N = 6. Hitung ramalan untuk 5 waktu

ke depan.

d. Buat time-series plotnya masing-masing bersama dengan data asal.

e. Tentukan nilai SSE, MSE, dan MAPE masing-masing untuk (b) dan (c).

Apa kesimpulan Anda?

Catatan: Kerjakan terlebih dahulu poin (a) s.d. (e) di atas menggunakan

Excel. Kemudian bandingkan hasilnya dengan keluaran pada

Program R. (Syntax dan Output R harus dilampirkan)

Page 43: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

43

Page 44: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

44

Montgomery, D.C., et.al. 2008. Forecasting Time Series Analysis

2nd. John Wiley.

Cryer, J.D. and Chan, K.S. 2008. Time Series Analysis with

Application in R. Springer.

Cowpertwait, P.S.P. and Metcalfe, A.V. 2009. Introductory Time

Series with R. Springer New York.

Wei, William, W.S. 1990. Time Series Analysis, Univariate and

Multivariate Methods. Adison-Wesley Publishing Company Inc,

Canada.

Page 45: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

45

Bisa di-download di

kusmansadik.wordpress.com

Page 46: Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data - … · 2/2/2018 · Teknik Peramalan Melalui Pemulusan Data (Smoothing) ... Metode rataan bergerak sederhana (simple moving average) hanya

4646