《美海军远征战备模型》

美海军远征部队缺乏充分估计达到最低战备水平所需支出水平的能力。目前，海军远征作战企业能力成本计算模型使用Excel求解器以及优化舰队响应计划和认证义务报告中的数据预测需求。为了探索改进需求预测的方法，本研究将重点限制在一个项目--爆炸物处理（EOD）、一个组成部分--现役以及一个训练和测试数据分割上。然后，研究人员尝试了多级成本汇总的多种预测方法。这些预测方法包括指数平滑法、自回归综合移动平均法（ARIMA）和动态回归模型。然后，分析使用绝对误差、平均绝对百分比误差和平均绝对比例误差等准确度指标，对使用这些方法建立的模型进行评估。分析还尝试用层次模型预测成本，并用同样的方法对这些模型进行评估。最后，计算未来两年的预测值，并将这些预测值与实际成本进行比较。最后的计算模拟了计划目标备忘录过程中所要求的程序。

本技术报告发现，在不同的成本汇总水平上，各种模型预测的准确度不同。预测未来两年 EOD 总成本的最佳模型是 ARIMA 模型。它的预测差异为 10%。预算提交办公室（BSO）60 以及人员（P）和培训（T）这两个战争支柱的最佳汇总模型是指数平滑模型。其 Delta 值为 3%。然而，某些汇总水平要差得多，最佳模型在 BSO 70 的供应（S）和设备（E）成本方面的差异为 36%。本技术报告最后对未来研究提出了若干建议。

A. 问题陈述

海军远征部队缺乏充分估计实现最低战备水平所需支出水平的能力。根据现状，海军远征作战企业（NECE）能力成本计算模型（NCCM）使用 "Excel 求解器 "和 "优化舰队响应计划"（OFRP）及 "认证支出报告 "中的数据预测日常需求。该模型接收从司令部财务管理系统 (DFMS)、标准化会计和报告系统 - 战地级 (STARS-FL)、过去的 OFRP 计划表和名义 OFRP 计划表中获得的历史数据。利用最小二乘法优化和各种约束条件，Solver 估算 OFRP 各阶段的成本，然后将这些成本应用到各计划的名义 OFRP 计划表中。模型中使用的约束条件背后的原因尚不清楚。发起人还认为存在一个更准确的成本预测模型。本研究的目的是探索预测方法，以改进计划目标备忘录（POM）过程中需求的确定。

B. 分析工具和过程

作者分析过程的第一步是检索、审查和整理数据。本技术报告的作者直接从 NCCM 工具收到 CSV 文件形式的原始成本和 OFRP 数据。然后，本分析将年度成本和业务流程更新项目数据合并，确定相关列，然后将数据格式化为适当的数据类型。该分析侧重于计划、BSO、计划要素 (PE)、组成部分和战争支柱。然后将数据分为训练数据和测试数据。分析使用训练数据来确定模型中的最佳系数，然后使用测试数据来评估模型的质量。作者还将训练和测试数据筛选为多个数据框架，代表不同的成本汇总水平： 所有爆炸物处理（EOD）成本；E/S（设备和供应）和 P/T（人员和培训）支柱的 BSO 60 成本；E/S 和 P/T 支柱的 BSO 70 成本。请注意，BSO 60 是东海岸爆炸物处理单元的主计长，而 BSO 70 是西海岸的主计长。作者选择 E/S 和 P/T 支柱作为汇总级别，是因为 E 和 S 之间的区别有时并不明确。

本分析使用编程语言 R 和 Fable 软件包，建立的模型可分为三大类：指数平滑法、自回归综合移动平均法（ARIMA）和动态回归法。作者定义了这些模型类型的各种参数，Fable 会根据训练数据和各种优化标准确定这些模型的系数。然后，作者利用绝对误差、平均绝对百分比误差和平均绝对比例误差等测试指标，确定每个模型类别中的最佳模型。最后，作者使用两年预测，比较了预测成本和实际成本。本技术报告还探讨了分层方法，但其结果不如上述最佳类别方法。

C. 结论和建议

本技术报告发现，在不同的成本汇总水平上，各种模型预测的准确度不同。预测未来两年所有爆炸物处理费用最准确的综合模型是 ARIMA 模型。与实际成本相比，其 Delta 值为 10%。最准确的分解模型是针对 BSO 60 和战争支柱 P/T 的指数平滑模型。与实际成本相比，其 Delta 值为 3%。然而，某些级别的汇总模型的准确性要低得多。例如，BSO 70 S/T 成本的最准确模型的 Delta 值为 36%。

因此，标准预测方法可以在一定的汇总水平上以合理的准确度预测需求。然而，在实施这些方法之前，还需要进一步的研究，探索不同的汇总水平和不同的训练与测试分值。例如，与基于战争支柱的聚合相比，基于特殊兴趣代码或列表项目的聚合可能会产生更好的模型，而不是基于支柱的聚合。与此同时，本技术报告中的预测方法可作为 NECE NCCM 的辅助预测方法。