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PK/PD多面观：从理论到实践副标题：——用PK/PD指导临床抗菌药物使用专家圆桌会全纪录作者：伊文来源：中国医学论坛报我国细菌耐药问题严重，为了推动抗菌药物的合理使用，《中国医学论坛报》于2013 年9 月25 日在北京召开了“用PK/PD 指导临床抗菌药物的使用”专家圆桌会。
会议由中国人民解放军总医院刘又宁教授担任主席，来自全国药学、呼吸、血液、重症、感染以及检验领域的专家进行了多学科讨论。
中心发言PK/PD优化抗菌治疗与蒙特卡罗模拟讲者：中国人民解放军总医院临床药理研究室王睿世界卫生组织在2011年4 月7 日世界卫生日提到，今天不采取行动，对于多重耐药菌感染，明天将无药可用。
如何更好地应对多重耐药菌的感染？2004年，查理（Charles）提出了优化抗菌治疗的概念。
抗菌药物药动学/药效学（PK/PD）分类及其在临床用药方案设计中的应用已得到国内外学者的普遍认同。
根据PK/PD，可将抗菌药物分为3类：浓度依赖性、时间依赖性以及与时间有关，但抗菌活性持续时间较长的药物（图1）。
对于浓度依赖性药物，可日剂量单次给药，使其峰浓度较高；对于时间依赖性药物，最好按日剂量分次给药；对于第三类抗菌药，根据药物种类不同，有不同的给药方案。
PK/PD参数与疗效的相关性见表。
通过药物与临床疗效相关性的研究，可获得PK/PD参数的达标值。
在进行PK/PD计算或考察给药方案是否合理时，可应用蒙特卡罗模拟的方法，这是一种基于“随机数”的计算方法。
为什么需要蒙特卡罗模拟？原因如下：①通过体外、动物与患者的研究，可得到抗感染治疗所需的PK/PD 参数与目标值；②临床无法获得每1例患者的PK/PD 参数；③大样本人群和（或）细菌群体参数可以指导临床用药；④人群和（或）细菌的参数差别极大，但有一定分布规律，利用蒙特卡罗模拟发现这种规律，可得到在某种感染中采用某种用药方案时可取得目标值的概率。
蒙特卡罗模拟中有两个重要参数：达标概率（PTA）和累积反应分数（CFR）。
.?Monte-Carlo Simulation with Crystal Ball用水晶球软件进行蒙特卡洛模拟?To run a simulation using Crystal Ball:1.Setup Spreadsheet1．设定数据表Build a spreadsheet that will calculate the performance measure (e.g., profit) in terms of theinputs (random or not). For random inputs, just enter any number.经过成立数据表能够对输入数据（随机的，非随机）进行评估。
随机数据的输入，输入随意数即可。
2. Define Assumptions—i.e., random variablesDefine which cells are random, and what distribution they should follow.2．定义假定的前提—比如，随机变量确立那些单元格的数据时随机的，这些数据应当听从什么样的散布3. Define Forecast—i.e., output or performance measureDefine which cell(s) you are interested in forecasting (typically the performance measure, e.g., profit).3．展望结果确实定—比如，数据输出或许性能的测定确立哪些单元格的数据是你想展望的（典型的性能指标，比如，收益）4. Choose Number of TrialsSelect the number of trials. If you would later like to generate the Sensitivity Analysis chart, choose“ Sensitivity Analysis”under Options in Run Preferences.4.选择试验的次数选择试验的次数。
/s/blog_493a8455010099wg.html量化风险管理(2)-水晶球软件工具使用CMMI四级里面对风险的量化分析，和基于量化数据的改进是很重视的。
前面我们谈到过当我们确定要改进一个目标的时候，比如缺陷密度DD，我们首先要确定有哪些因子会影响到缺陷密度，分析出来后需要根据历史数据进行相关性分析，分析完成后即可以建立起PPM 的预测模型。
比如我们可以得到关于缺陷密度的预测模型为:Defect Density = 389 + 2.12RV + 5.32DC – 24.1QCRV - 需求的不稳定性。
DC - 设计的复杂度。
QC - 评审和Review等坚持工作的有效性。
有了这个模型后，我们就可以结合我们的目标来寻找如何去改进。
比如我们现在的目标是期望在90%的概率的情况下，缺陷密度都能够控制在<0.35的范围内。
根据现在的历史数据我们可以得到如下的各个因子的分布区间:有了这个数据后我们就可以按照水晶球软件对我们期望的DD值进行蒙特卡洛模拟。
该软件的下载地址为:/。
我们只需要对三个影响因子的概率分布进行简单的设置，对需要模拟的目标进行设置后，系统就会自动的根据概率分布进行1000次的模拟。
通过模拟后我们可以得到下图:可以看到在90%的概率下，现在能够保证的是缺陷密度DD是<0.42。
没有达到我们的要求。
因此我们必须对三个影响因子进行改进，可以是调整均值，也可以是调整其标准差。
究竟是调整哪个因子，我们可以通过因子的敏感性分析来确定究竟哪些因子对目标的影响最大，如下图:通过该图我们可以调整对目标影响较大的QC，调整完成后我们再进行模拟看是否目标已经达到我们的要求。
达到要求后我们就可以得到具体的QC的改进目标，比如QC需要调整到(7,10)的范围内，最可能值在8左右才能够满足我们对目标的需求。
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应用蒙特卡罗模拟分析临床常用抗菌药物对医院获得性大肠埃希菌泌尿系感染的治疗效果平萍;付士辉;尹红;徐艳萍;裴保香【摘要】Objective: Based on pharmacokinetic and pharmacodynamic theories, the current study was designed to analyze the curative effect of common antibiotics on hospital-acquired escherichia coli urinary infection by Monte Carlo simulation in order to guide the rational drug application in clinic. Methods: 2014.01 – 2014.06 hospitalized patients (2014-year group) and 2015.01 – 2015.06 hospitalized patients (2015-year group) were selected from 1228 patients with hospital-acquired Escherichia coli urinary infection in our hospital. Six kinds of antibiotics including amikacin, levofloxacin, ciprofloxacin, cefazolin, piperacillin/tazobactam and ceftazidime were analyzed by Monte Carlo simulation (10000 times). And then cumulative fraction of response (CFR) and its change values were calculated. Results: In 2014-year group, CFR values of amikacin (400 mg qd), cefazolin (1000 mg tid), ceftazidime (1000 mg bid) andpiperacillin/tazobactam (4500 mg qid PI) were 91.22%, 100.00%, 99.75% and 87.88%, respectively. Compared with 2014-year groups, CFR value of ceftazidime in 2015-year group decreased the most (17.21%), followed by piperacillin/tazobactam (4.14%) and amikacin (2.11%), and that of ceftazidime decreased the least (0.00%). Conclusions: Amikacin (400 mg qd), cefazolin (1000 mg tid) and piperacillin/tazobactam (4500 mg qid, PI) had good curative effect on hospital-acquired escherichia coli urinaryinfection, among which, cefazolin (1000 mg tid) was the best.%目的:根据药动/药效(PK/PD)理论应用蒙特卡罗模拟分析临床常用抗菌药物对医院获得性大肠埃希菌泌尿系感染的治疗效果,选择不易诱导耐药的抗菌药物及给药方案,以指导临床合理用药,减少耐药的产生.方法:本研究从解放军总医院住院部发现的1228例大肠埃希菌感染患者中筛选出2014年1–6月(2014年组)和2015年1–6月(2015年组)的医院获得性大肠埃希菌泌尿系感染患者,并选择阿米卡星、左氧氟沙星、环丙沙星、头孢唑林、哌拉西林/他唑巴坦和头孢他啶这6种抗菌药物进行蒙特卡罗模拟(10000次),计算累积反应分数(CFR)及变化值.结果:在2014年组中,阿米卡星(400 mg,qd)、头孢唑林(1000 mg,tid)、头孢他啶(1000 mg,bid)和哌拉西林/他唑巴坦(4500 mg,qid)延长输注(PI)的CFR分别为91.22%、100.00%、99.75%和87.88%,均≥70%.比较2014年组和2015年组,头孢他啶的CFR下降较多(17.21%),其后依次为哌拉西林/他唑巴坦(4.14%)和阿米卡星(2.11%),头孢唑林的CFR下降较少(0.00%).结论:对于医院获得性大肠埃希菌泌尿系感染,阿米卡星(400 mg,qd)、头孢唑林(1000 mg,tid)和哌拉西林/他唑巴坦(4500 mg,qid,PI)的治疗效果较好,而头孢唑林(1000 mg,tid)是医院获得性大肠埃希菌泌尿系感染的最佳治疗方案.【期刊名称】《中国药物应用与监测》【年(卷),期】2017(014)003【总页数】4页(P166-169)【关键词】大肠埃希菌;抗菌药物;蒙特卡罗模拟;医院获得性泌尿系感染;治疗效果【作者】平萍;付士辉;尹红;徐艳萍;裴保香【作者单位】解放军总医院药学部药品供应保障中心,北京 100853;解放军总医院海南分院心内科,海南三亚 572013;解放军总医院药学部药品供应保障中心,北京100853;解放军总医院药学部药品供应保障中心,北京 100853;解放军总医院药学部药品供应保障中心,北京 100853【正文语种】中文【中图分类】R969.3泌尿系统感染是临床上常见的感染性疾病，约占医院获得性感染的40%[1]，其中大肠埃希菌是导致泌尿系统感染的主要致病菌[2]。
目前在Excel环境下最常用的风险分析工具有Crystal Ball、Riskmaster以及@risk三种，这三种软件都是以加载项方式挂在Excel之下运行的。
通过它们可以很方便地对建立在Excel中的运算模型进行蒙特卡洛分析，并得到分析结果。
本文的计算实例将采用Crystal Ball（以下简称CB）软件进行建模运算分析。
【软件】Crystal Ball (水晶球)风险分析2008年07月04日星期五 14:08从现在开始做有依据的决策。
在Crystal Ball专业版本中，决策的结果不是偶然的，而是建立靠的计算结果上。
自1986年以来，美国Decisioneering公司向用户提供了项目风险分析评估和策软件工具来帮助理解风险的大小并帮您做出较好的决策。
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对风险分析软件领导者的信任会为满意的结果。
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通过析和优化的结合，Crystal Ball 专业版本不仅帮助用户了解风险，而且帮助他们做出正确的决策。
本包含了标准版本的所有特色和优点，并且加强了帮助用户做出更好决策的功能。
由于该程序完全于Microsoft Excel电子表格的附加模块，所以它很好地拓展了Excel 电子数据表库模型及功能。
2、准确地预测未来Crystal Ball 专业版中带有的CB PredictorTM 采用时间序列预测方法,通过历史资料来研究趋势，周期性和随机性。
由于每种预测都具有风险，所以CB PredictorTM 完美地结合于Crysta 使用户充分了解预测分析的风险。
CB PredictorTM 还可以使用户非常便捷地建立回归模型，利用据资料来进行预测。
蒙特卡罗模拟与水晶球?要运行一个模拟使用水晶球? :1。
设置电子表格构建一个电子表格,将计算的性能测量(例如,利润)的投入(随机)。
对于随机输入,只需输入任何数字。
2。
定义假设即随机变量定义哪些细胞都是随机的,和什么分配应当遵循。
3。
定义预测即输出或绩效衡量定义的单元格(s)您有兴趣在预测(通常的性能测量,例如利润)。
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选择的审判案件数目选择的审判案件数目。
如果您稍后会生成一样的灵敏度分析图表,请选择"敏感度分析”中的选项下运行“首选项”。
5。
运行模拟运行模拟。
如果您想要更改参数,并重新运行模拟,您应“重置”模拟(单击“重置模拟”按钮在工具栏上或在“运行”菜单中)。
6。
查看结果“预测”窗口的屏幕快照显示了模拟的结果后自动显示(或在)模拟。
很多不同的结果(频率图、累计图表、统计、百分数、敏感度分析、趋势图)。
其结果可以复制到工作表中。
水晶球工具栏,请执行以下步骤:定义定义运行开始重置预测趋势假设预测首选项模拟仿真窗口图表沃尔顿书店模拟与水晶球?回顾沃尔顿书店示例:八月,他们必须决定多少的下一个日历年的性质。
每个日历美元成本的书店出售7.5和10元。
二月后,所有未售出日历返回到"发布者",并要求退款的2.50美元每个日历。
假设沃尔顿预测需求之间的某个地方将100和300(独立统一)。
需求量= D~统一[100,300]订单数量=Q(可变)收入= $10*min(Q,D )7.5成本=$*Q退款=2.50美元*最大( Q-d 0)利润=收入-成本+退款步骤#1(设置电子表格)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17A B C D E F Simulation of W alton's BookstoreDataUnit Cost =$7.50Unit Price =$10.00Unit Refund =$2.50Demand Distribution (Uniform)Minimum =100Maximum =300Decision VariableOrder Quantity =200S imulationDemand Revenue Cost Refund P rofit200$2,000.00$1,500.00$0.00$500.0015 16 17B C D E F SimulationDemand Revenue Cost Refund Profit 200=C5*MIN(C13,B17)=C4*C13=C6*MAX(C13-B17,0)=C17-D17+E17沃尔顿书店模拟与水晶球?步骤#2(定义假设即随机变量)请选择一个单元格,该包含随机变量(B17)--颜色代码(蓝色)(以英语发言):1617B Demand200然后单击“定义假设”工具栏中的按钮(或在单元格”菜单):选择分发类型:提供参数的分布:8910B CDemand Distribution (Uniform)Minimum =100Maximum =300沃尔顿书店模拟与水晶球?步骤#3(定义预测即输出)请选择一个单元格,该包含输出变量来预测(F17):1617F Profit$500.00单击“定义预测”工具栏中的按钮(或在单元格”菜单)并填写定义预测”对话框。
CrystalBall风险分析蒙特卡洛模拟分析软件转换Microsoft Excel电⼦表格，获得可信的风险分析图，创建准确的预测模型，寻找最佳解决⽅案，最⼤限度的提⾼您所⾯临的风险。
Crystal Ball软件提供从蒙特卡洛模拟到预测和优化的功能。
Crystal Ball是⽯油、天然⽓和矿业公司分析电⼦表格模型中不确定性的⾏业标准软件。
Crystal Ball是在⾃⼰的电⼦表格中进⾏快速风险分析和优化的最简单⽅法。
使⽤⼀个集成的⼯具集，您可以使⽤您⾃⼰的历史数据来建⽴精确的模型，⾃动“what if”分析来理解潜在的不确定性的影响，并寻找最佳的解决⽅案或项⽬组合。
Oracle Crystal Ball是⽤于预测建模、预测、模拟和优化的，基于电⼦表格的主要应⽤程序。
它使您对影响风险的关键因素有⽆与伦⽐的洞察⼒。
使⽤Crystal Ball，即使在最不确定的市场条件下，您也能做出正确的战术决策以达到您的⽬标并获得竞争优势。
新功能⽀持Microsoft Excel 2016⽀持Microsoft Windows 10改进了预测功能Cell偏好功能增强附加语⾔本地化OptQues优化功能增强预测Damped趋势指数平滑技术Crystal Ball EPM整合战略财务Crystal Ball决策优化器与战略财务的整合选择分类对象基本功能增加风险计算的概率达到某⼀⽬标的可能性是什么？影响风险的关键因素是什么？对这些和其他常见的“what-if”⽅案的回答可以通过将概率分配给未知变量来确定。
Excel⽆法处理概率分析的复杂性，因此需要更好的⼯具—Crystal Ball。
Crystal Ball通过对每个不确定变量应⽤⼀系列的值或概率分布，使⽤蒙特卡洛模拟的繁琐的“what-if”过程⾃动化。
程序从定义的概率范围内⽣成随机值，然后重新计算模型成百上千次，保存每个“what-if”场景的结果。
这个节省时间的缓解⽅法，必须⼀次⼜⼀次⼿动输⼊不同的场景。
crystal ball使用指导Crystal Ball使用指导Crystal Ball是一种常用的预测和决策支持工具，它基于蒙特卡洛仿真技术，可以对不确定性进行建模和分析。
下面将介绍一些使用Crystal Ball的指导，帮助您更好地利用这一工具进行预测和决策。
一、数据准备在使用Crystal Ball之前，首先要准备好相应的数据。
这些数据可以是历史数据、统计数据或者是专家意见。
确保数据的准确性和完整性非常重要，因为这些数据将直接影响到Crystal Ball的分析结果。
二、建立模型在Crystal Ball中，模型是指对问题进行描述和建模的过程。
模型的建立需要根据具体问题的特点来确定。
首先需要确定决策变量和随机变量，然后建立它们之间的关系。
在建立模型时，要保证模型的可靠性和合理性。
三、运行仿真在完成模型建立后，就可以进行仿真运行了。
Crystal Ball使用蒙特卡洛仿真技术，通过随机抽样来模拟不同可能的情况。
这样可以得到一系列可能的结果，并对其进行统计分析。
四、分析结果Crystal Ball提供了多种统计分析方法，可以帮助用户对仿真结果进行分析和解释。
常用的分析方法包括概率分布分析、敏感性分析和决策树分析等。
通过这些分析，可以得到关键决策变量的概率分布、敏感性程度以及最优决策方案等信息。
五、结果解释和应用在分析结果之后，需要对结果进行解释和应用。
Crystal Ball提供了可视化工具，可以将分析结果以图表的形式展示出来，帮助用户更好地理解和应用结果。
同时，还可以通过对结果的解释和讨论，对决策方案进行优化和调整。
六、风险管理Crystal Ball除了用于预测和决策支持，还可以用于风险管理。
通过对不确定性的建模和分析，可以帮助用户识别和评估潜在的风险，并采取相应的措施进行风险管理和控制。
七、案例分析以下是一个使用Crystal Ball进行预测和决策的案例分析。
假设某公司要决定是否投资于某个新项目。
水晶球软件2000专业版(Crystal Ball®2000 Professional Edition)初级教程摘要加载在微软公司(Microsoft®)的电子表格软件(Excel®)上的水晶球软件2000专业版(Crystal Ball®2000 Professional Edition)是一个易于使用的软件它可以帮助你分析与你的电子表格模型相关的风险和不确定性这个软件包括蒙特卡洛模拟水晶球时间序列预测水晶球预言家最优选择优化查询和用来构造定制界面和程序的开发工具箱由于电子表格缺乏设计和分析可选方案的能力所以仅用电子表格来估算一个事件发生的概率是不合适的而加载了水晶球软件的电子表格模型就能具备这样的功能从而帮助用户洞察模型运行和结果产生的机制本初级教程通过一个媒体产业的实例来演示蒙特卡洛模拟和时间序列预测工具如何用于一个电子表格模型为商业决策的内在风险提供更深入的了解和度量1 序言1.1 电子表格模型和风险分析风险就是不确定性是指发生损失危害和其它不愉快事件的可能性大多数人偏好低风险期待成功收益或其它形式获利的较高概率举例来说如果下个月的销售超过一定数额一种令人愉快的事件那么这些订单会使存货减少从而导致商品运送的延迟一种令人不愉快的事件反过来商品运送的延迟则会导致订单的流失发生这种情况的可能性就代表了一种风险当使用电子表格模型时分析家习惯将那些本来不确定的变量用其平均值或其最佳估计值来输入这是因为电子表格软件只允许他们在一个单元格内输入一个数值或一个公式这些确定的模型只能产生一个结果而模型结果将被用作商业或技术决策的根据为了把握模型中本身存在的那些不确定性分析家只能通过手工方式来改变模型变量分析它们对关键结果的影响来简单地实现方案分析这种方法提供了可能结果的一定范围但它无法使人得知那些特定结果出现的可能性管理者经常需要知道那些不确定变量分别取什么值的时候方案会达到一个最佳情况或在什么时候方案会达到一个最差情况又在什么时候方案又会达到一个最可能情况那些包含不确定性因素的实际问题绝大部分都是很复杂的为了计算每一种可能发生的结果就需要将所有输入变量的各种可选数值进行组合对于复杂的实际问题这种组合的数量是非常庞大的很难一一实现因此在实际问题中这种办法很难奏效1.2 蒙特卡洛模拟为了解决电子表格模型在风险分析方面存在的局限性蒙特卡洛模拟是一个现成的办法由于电子表格软件本身不具有模拟运行和模拟分析的能力所以用户必须依靠象水晶球软件这样一些加载在电子表格软件上的第三方程序来扩充电子表格软件的功能针对电子表格软件水晶球软件增加了两项功能一是用概率分布来替代单个数值二是可以进行模型的随机模拟通过水晶球软件可以生成量化的基于概率的电子表格模型例如可以得到以75%的概率保证在预算内或某一水库装满一亿桶油的可能性有90%这样的结果蒙特卡洛模拟是一项已被确认正确并且行之有效的技术它只要求计算机具有一个随机数表或一个随机数生成器我们可以通过数学方法来产生服从某一概率分布的随机数蒙特卡洛模拟是用一个城市的名字来命名的这个城市就是摩纳哥的蒙特卡洛它以充满各种冒险游戏的赌场而闻名常见的赌博游戏有轮盘赌投掷骰子老虎机等在蒙特卡洛模拟中为了模拟一个模型需要随机选择变量的取值这与赌博中的随机现象很相似当你投掷一个骰子时你知道会出现12345或6中的某一点但你不知道具体某一次投掷时会出现哪一个点与投掷骰子相同随机变量例如利率需求量股价存货量每分钟电话呼叫次数的取值范围是确定的但在具体某一时间或某一事件时取到的值是不确定的模拟可以产生大量的方案通过分析这些方案可以深入了解电子表格模型中蕴涵的风险和机理只要使用得当蒙特卡洛模拟就能展现非常有价值的视角而这是确定性模型所得不到的2 水晶球软件2000专业版水晶球软件2000专业版是一个办公软件套件以基于电子表格的分析工具为特色包括蒙特卡洛模拟水晶球时间序列预测水晶球预言家和最优选择优化查询该套件还包括水晶球和水晶球预言家开发工具箱采用VBA语言Visual Basic forApplications来构建用户界面和程序2.1 水晶球水晶球是一个易于使用的电子表格插件被设计用来帮助不同水平的Excel电子表格用户来进行蒙特卡洛模拟水晶球可以让用户在不确定性模型变量上定义概率分布然后通过模拟在定义的可能范围内产生随机的数值电子表格用户能产生和分析成千上万种可选的方案量化任意给定方案的风险水平水晶球可用于各种现成的或新建的电子表格模型同时其提供的增强功能不会改变原有电子表格模型中的公式或函数水晶球还包括一些水晶球工具它由七个向导驱动的插件组成可以帮助我们建立和分析模型这些工具包括靴带分析Bootstrap旋风图分析Tornado Analysis方案分析Scenario Analysis二维模拟2D simulation和分批拟合Batch Fit2.2 水晶球预言家水晶球预言家是一个向导驱动的Excel插件通过时间序列预测来指引你的工作水晶球预言家分析你的数据序列并使用数据的水平趋势季节和误差来预测数据序列的未来值水晶球预言家对数据采用八种不同的季节性和非季节性的时间序列预测方法并当主要数据序列依赖于其它一些独立数据序列时能采用多重线性回归产生的预测结果可以被定义为水晶球的假设单元并用于蒙特卡洛模拟2.3 优化查询优化查询是一个专为水晶球设计的全局优化插件它通过自动搜索并找到模拟模型的最优解决方法从而增强了水晶球的功能优化查询采用多种技术的混合包括分散搜寻和先进的禁忌搜寻方法来找到决策变量的合适组合以取得最佳的可能结果当程序运行时自适应和人工神经网络技术帮助它从过去的优化运算中自我学习从而使其在更短时间内达到更好的结果一个安装向导可以帮助用户定义约束条件目标函数和要求甚至设定一个有效的边界选项本初级教程将不涉及优化查询的使用2.4 开发者工具箱通过VBA程序或任何其它Excel支持的外部语言水晶球和水晶球预言家开发工具箱可以让用户完全自动运行和控制水晶球的模拟过程和水晶球预言家的预测过程这个工具箱包括开启水晶球和水晶球预言家编程能力的宏指令与宏函数库通过该工具箱用户能自动运行多重模拟来测试不同假设单元的组合整合水晶球和其它软件工具生成TURNKEY应用来避免用户涉及程序的复杂机构甚至构建定制的报告或完成模拟后的自动分析本初级教程将不涉及开发工具箱的使用3 关于科罗拉多有线电视的实例 本初级教程将展示模拟和预测是如何改进一个商业决策的在这个实例中将看到如何从一个历史数据序列进行预测定义概率分布运行蒙特卡洛模拟和进行模拟结果的分析和报告的这里描述的实例可以从决策工程公司的网站地址参见附件上免费下载在实例的最后将会得到取胜的关键因子的统计分类新产品底线状况的分析和如何得到一个清楚表达你的发现的报告 科罗拉多有线电视是一家本地有线电视供应商正在考察一项被称作互动电视ITV的新技术互动电视将根据需要提供内容电影体育比赛和新闻科罗拉多有线电视相信本地观众会接受这项服务但认为下滑的经济会导致一些无法预知的风险管理层已要求对互动电视做一个从2004年到2009年的预测模型他们想在制定该项重大投资决策之前能更好地了解这种新技术的销售和市场潜力互动电视是否真的具有足够的发展潜力来推向市场六年之后该项目的净现值NPV 会是多少呢3.1 建立模型指定不确定因素 首先需要建立一个有效的可检验的决策模型这个模型能尽可能地表示互动电视的销售方案模型的建立需要团队合作同时需要仔细收集数据和建立模型这样才能针对互动电视的市场潜力建立一个现实的基本的模型该模型(图1)显示了科罗拉多有线电视的三个现有产品(有线电视卫星电视和广播电视)的市场份额和规模外加所期待的互动电视项目的市场份额和规模然后需要估计互动电视项目的收入和成本并且得出一个六年期的净现值基于上图1科罗拉多有线电视公司电子表格模型述决策估计净现值的期望是5100万美元(其中年利率为10%)但上述结果的可能性有多大呢能产生出比5100万美元更大的净现值的概率是多少呢等于小于5100万美元的概率又是多少呢水晶球预言家和水晶球将会帮助你回答这些问题3.2 启用水晶球模型设计和检验之后可以通过视窗操作系统Windows 的开始菜单打开水晶球和Excel 软件水晶球软件在Excel 软件上加载了一行新的工具栏和三个新的菜单项工具栏(图2)上的按钮从左到右以建模过程(设置模拟结果的分析和表达)来排列最后一个按钮用作在线帮助三个新增的菜单项包含了所有工具栏上的功能另外还有一些其他功能单元菜单包含了所有模型的设置功能运行菜单包含了所有的模拟和分析功能最后一个菜单是水晶球工具用以打开专业版上的一些其它工具3.3 用历史数据预测家庭数2004年后该地区的潜在客户即那些有可能需要科罗拉多有线电视服务的家庭数是不确定的尽管实际增长速度比较难估计但根据这一地区20年的历史数据可粗略估计出每年新增的拥有电视的家庭数为50000户因为该数据存在时间的成分可以用水晶球预言家来得作更精确的时间序列预测从而代替刚才粗略的估计值 为了运行水晶球预言家选中计划要进行预测的数据序列中的任何单元格通过水晶球工具菜单打开水晶球预言家程序该程序前面的四个步骤可以帮助你定义组织和观察数据自相关性可用于判断数据是否具有某种季节性显示出周期性变化本例中的历史数据是年度数据不存在季节性家庭数呈现增长的趋势 方法画廊Method Gallery 以图画方式提供了八种时间序列预测方法允许你选择其中任何一种或选择全部方法来对你的数据作比较这些方法被分成季节性和非季节性两种双击每个方法的图画可深入了解该方法的作用方法画廊对每种方法都自动给出误差统计方法或参数供你缺省使用由于本例中的数据是单一独立的不需要进行多重线形回归 输入预测的时期本例为年为5选择置信区间选项为5%和95%在准备过程的任何时候水晶球预言家都可以让你预先浏览预测结果图31 2 3 4 5 6 7 89 10 图2工具栏按钮(1)定义假设 (2)定义预测 (3)运行属性 (4)运行 (5)停止 (6)单步执行 (7)预测窗口 (8)灵敏度分析 (9)生成报告 (10)帮助图3已有家庭数的时间序列预测对于这组家庭数的数据水晶球预言家自动选择二次指数平滑法作为最佳的预测方法在这之前水晶球预言家已经检查了这组历史数据使用每一种非季节性方法来作拟合挑出了拟合效果最佳误差最小的方法进而预测了未来五年的趋势并计算了90%的置信区间在预览窗口中你可以选择输出图表和数据的格式水晶球预言家能将预测值生成为一个正态分布当你运行了预测之后你可以将这些分布复制并粘贴到电子表格中家庭数预测单元格上去通过如上更精确的时间序列预测净现值增加到了5300万美元3.4 定义水晶球假设单元在水晶球中概率分布被看作假设单元是基本的输入量被用来定义任何模型变量的不确定性怎样识别那些需要从单个值变为概率分布的变量最好的方法就是看看哪些变量是明确的而哪些变量是不硬的或者说是不确定的在这个模型中市场占有率首期投资额和每年的运行费用都是水晶球假设单元的主要候选对象 为了定义一个假设单元先选中一个电子表格变量再单击工具栏中的定义假设按钮在分布画廊图4中水晶球提供了16种预先定义好的分布和一种可由用户定制的分布四种最常用的假设单元分别是正态分布三角形分布均匀分布和对数正态分布 水晶球软件还可以对已有数据作连续分布的拟合并可以定义相关假设单元间的相关系数在这个例子中你可以根据掌握的知识和直觉来定义假设单元当你对一个变量了解得越多你定义的分布就越准确3.4.1 市场占有率2004年的市场占有率估计为2%但这一数字也可能低到0%或高到3%单击定义假设按钮选择三角形分布对于最大值最小值和最可能值已知的情况用三角形分布来描述是非常好的图5显示了如何对互动电视2004年市场占有率建立一个三角形分布的假设单元如果获得的是百分位格式的数据你也可以选择百分位法来定义该分布图4分布画廊图5用三角形分布定义互动电视的市场份额同样利用表1的数据可将互动电视20052009年的市场占有率分别用三角形分布来定义虽然你希望市场占有率每年都增长但实际上不可能如基本模型预言的那样稳定增长假设单元可以让你建立那种随时间推移的不确定性表1 20052009年互动电视市场份额的不确定性 年份 最小值最可能值最大值 2005 0% 7% 10% 2006 0% 10% 15% 2007 0% 15% 20% 2008 0% 20% 30% 2009 0%25% 35% 3.4.2 首期投资额正态分布它的曲线形状象一口钟的外形常用来表示那些自然生成的随机变量正态分布随机变量存在一个最可能的值左右对称取值较集中在平均值附近在基本模型中首期投资额被估计为1亿美元而真实的投资额会接近1亿美元这一平均值但也有可能高到1.3亿美元或低到7000万美元平均值为1亿美元标准差为1000万美元的正态分布能更准确地描述这一变量图63.4.3 年度运行成本最后还有六年中每年的运行成本在基本模型中预计每年成本以100万美元增加利用水晶球软件可以将这些变量定义为正态分布它们的标准差为100万美元而每个正态分布的平均值可通过单元格引用的办法来直接包含电子表格中的相应数据图7图6用正态分布定义首期投资额图7采用单元格引用方式的正态分布定义2004年的运行费用3.5 定义一个预测单元在定义完所有的输入变量假设单元后你需要定义输出变量输出变量在水晶球中称之为预测单元预测单元是你指派水晶球软件在模拟过程中跟踪的一个公式单元像假设单元一样可以定义的预测变量的个数是没有限制的当然个数越多就会消耗越多的内存本模型只有一个预测单元即净现值NPV选中该单元格单击预测单元定义按钮打开预测单元定义对话框图8输入一个唯一的名字然后点击OK 按钮即可3.6 运行蒙特卡洛模拟3.6.1 设置运行属性 水晶球软件可以让你对模拟属性进行全面的控制可以设置的运行属性包括运行的试验次数使用什么样抽样方法在模拟循环中的任何时刻和地点运行宏选择提高模拟速度的方式以及精度控制精度控制是一种置信度检验的方法是在模拟统计的基础上让预测的准确性达到所需的水平抽样方法有两种蒙特卡洛抽样和拉丁超立方抽样使用蒙特卡洛抽样方法产生的随机数相互之间是完全独立的而使用拉丁超立方抽样方法水晶球会把假设单元的概率分布分成等概率的几个区间区间的个数由你自己定义在模拟中为每一区间产生一系列的随机数本例的蒙特卡洛模拟进行2000次试验3.6.2 检验和运行模拟在开始模拟之前你可以通过单击工具栏中的单步运行按钮来检查模型是否正确在水晶球软件中每一步表示一次随机试验在每一步中水晶球软件为每一个假设单元产生一个随机数Excel 会自动重新计算模型当模型为可选方案进行重新计算后你可以通过检验来发现是否有计算错误 在模拟中水晶球软件按照你要求的次数来进行大量的试验同时将预测值保存起来留作后面的分析用要运行模拟首先单击工具栏中的开始模拟按钮当模拟开始时净现值NPV 预测或频率图表就被建立了起来当水晶球把随机产生的值来自概率分布嵌入假设单元时电子表格中的值也会同时变化3.7 预测图表2000次试验完成之后可以使用预测图表来分析这些结果预测图表是一个包含所有图8定义一个预测单元图9净现值的预测图表2000次试验的统计数据的交互式直方图原先预计的5100万美元出现的可能性有多少呢根据模拟结果图9只有大约8.8%的把握达到或超过你原先估计的净现值达到5300万美元从家庭数历史数据作预测后计算出的净现值的概率会更小另外在图表左范围框中输入0可以得到大约有60%机会能做到不亏 统计数据视图图10能帮助你得到更多的信息从峰度Skewness 和偏度(Kurtosis)的数值可以看出模拟结果比较接近正态分布其标准差是330多万美元极差是2亿3000万美元极差为什么有这么大呢水晶球软件的敏感度分析能找出引起结果变化的关键因素3.8 灵敏度分析 当模拟运行时灵敏度分析使用等级系数法来动态计算13个假设单元对预测单元的影响灵敏度图表将这些影响表示为相关系数或百分比值的形式列在图表最上面的假设单元对净现值的影响最大条形图的方向表明该影响是正影响还是负影响 在本例中2006年到2009年的市场份额对净现值的影响最大图11在这项研究中最后几年的市场份额取得比较大表1这样的假设合理吗如果缩小这些分布的范围重新运行该模拟会发生怎样的情况呢通过提出上述这些问题你就会明白模拟和灵敏度分析可以如何帮助你关注模型中起最重要作用的那些因素模拟建模是一个不断反复的过程开始的结果可能显示互动电视项目不会达到预期的效果但通过对模型中起关键作用的因素的了解能帮助你改进该模型并将内部风险转移出去3.9 保存结果当对模型和模拟的结果感到满意后你有两种方式将其保存成文件第一种方法是将模拟结果图表和变量生成一个可打印的报告这个包含Excel图表的报告文件可以保存为一图10净现值预测单元的统计数据视图图11净现值的灵敏度分析图表个新的工作表也可以保存为与模型同一工作簿的一个新工作表另外也可以摘录一些原始预测数据诸如预测值统计数据百分比值频数将其保存到一个新的工作表中或者将其保存到与模型同一工作簿的一个新工作表中4 结论对未来赢利状况进行模拟分析可以帮助用户减少风险大大提高决策的质量水晶球软件2000专业版在Excel中增加一些非常容易使用的工具其中包括蒙特卡洛模拟全局优化和时间序列预测从而克服了电子表格的局限性把概率论方法引入到电子表格预测中分析家可以更好地量化模型的内在风险并得到更多的灵感而这是传统定性方法所不能得到的附录水晶球资源本初级教程中描述的模型可以在决策工程公司网站的模型范例库<网址/models/model_index.html>中免费获得该网站还包括论文教程案例研究以及互联网链接等一些其它免费资源另外还可以在该网站免费下载该软件及其教程的试用版本。
