Verbesserung von Vorhersagen für digitale Plattformen mit maschinellem Lernen
Maschinelles Lernen nutzen, um die Genauigkeit bei Nachfrageschätzungen für Unternehmen zu verbessern.
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Inhaltsverzeichnis
- Der Bedarf an genauen Vorhersagen
- Verständnis von hierarchischen Strukturen
- Die Herausforderung der Prognoseabstimmung
- Maschinelles Lernen in der Prognose
- Wichtige Merkmale von Plattformdaten
- Die Streaming-Natur der Daten
- Der Forschungsansatz
- Übersicht der Methodologie
- Empirische Tests
- Datensatzdetails
- Beobachtungen aus der Studie
- Erkenntnisse zur Prognoseabstimmung
- Anwendung und Vorteile
- Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
- Einschränkungen und zukünftige Richtungen
- Erkundung neuer Datensätze
- Untersuchung anderer Algorithmen
- Fazit
- Originalquelle
In der heutigen Welt verlassen sich viele Unternehmen auf digitale Plattformen, um zu arbeiten. Diese Plattformen, wie beispielsweise Essenslieferdienste, brauchen genaue Vorhersagen, um ihre Abläufe effektiv zu planen. Für diese Unternehmen kann es einen riesigen Unterschied zwischen Erfolg und Misserfolg bedeuten, wenn sie zuverlässige Prognosen haben. Sie müssen nicht nur die Nachfrage für den gesamten Service vorhersagen, sondern auch für bestimmte Gebiete und Zeiten. Dafür sind Vorhersagen nötig, die sowohl detailliert als auch auf verschiedenen Ebenen koordiniert sind.
Der Bedarf an genauen Vorhersagen
Digitale Plattformen funktionieren oft in schnelllebigen Umgebungen. Sie müssen schnelle Entscheidungen treffen, sei es bei Preisänderungen oder beim Ressourcenmanagement. Um das zu erreichen, brauchen sie präzise Vorhersagen über die Kundennachfrage. Das kann von minutengenauen Details bis hin zu täglichen Zahlen reichen. Wenn die Prognosen ungenau sind, kann das zu Kundenverlusten, Ineffizienzen und höheren Kosten führen.
Vorhersagen basieren normalerweise auf historischen Daten. Allerdings müssen verschiedene Datenniveaus kombiniert werden. Zum Beispiel könnte eine Plattform spezifische Vorhersagen für jedes Liefergebiet haben, muss diese aber auch aggregieren, um die Gesamtnachfrage für grössere Regionen zu verstehen.
Verständnis von hierarchischen Strukturen
Vorhersagen können als Teil einer Hierarchie betrachtet werden. Auf der untersten Ebene gibt es detaillierte Prognosen, wie die Nachfrage in einzelnen Stadtteilen. Diese Vorhersagen müssen in höherwertige Prognosen für grössere Gebiete, wie Städte oder Regionen, kombiniert werden. Diese Hierarchie sorgt dafür, dass alle Ebenen des Unternehmens kohärente und abgestimmte Vorhersagen haben.
Wenn ein Essenslieferdienst zum Beispiel wissen möchte, wie viele Lieferungen er in einer Stadt erfüllen muss, kann er sich die Vorhersagen aus verschiedenen Stadtteilen anschauen. Wenn diese Vorhersagen jedoch inkonsistent oder nicht übereinstimmen, kann das Probleme auf Stadt-Ebene schaffen.
Die Herausforderung der Prognoseabstimmung
Eine der grössten Herausforderungen bei der Vorhersage ist, dass separate Vorhersagen selten reibungslos zusammenpassen. Aus diesem Grund verwenden Unternehmen Methoden zur Prognoseabstimmung, um sicherzustellen, dass die separaten Vorhersagen miteinander übereinstimmen. Diese Methoden passen die Vorhersagen an, sodass sie in die hierarchische Struktur passen.
Traditionell haben Unternehmen auf lineare Methoden zurückgegriffen, um diese Vorhersagen abzustimmen. Obwohl diese Methoden nützlich waren, erfassen sie möglicherweise nicht die Komplexität, die oft in modernen Daten zu finden ist. Daher müssen die Werkzeuge verbessert werden, um genaue und kohärente Vorhersagen sicherzustellen.
Maschinelles Lernen in der Prognose
Mit den Fortschritten in der Technologie hat sich maschinelles Lernen (ML) als mächtiges Werkzeug für die Vorhersage herausgestellt. Algorithmen für maschinelles Lernen können riesige Datenmengen verarbeiten und komplexe Muster erfassen, die traditionelle Methoden oft übersehen. Sie können sich effektiver an Veränderungen in den Daten anpassen.
Maschinelles Lernen für die Prognoseabstimmung zu nutzen, bietet einen neuen Ansatz. Diese Algorithmen können alle verfügbaren Vorhersagen nutzen und daraus lernen, um genauere abgestimmte Vorhersagen zu liefern. Im Gegensatz zu traditionellen Methoden, die möglicherweise auf einem festen Regelwerk basieren, kann maschinelles Lernen sich an verschiedene Faktoren und Datenveränderungen anpassen.
Wichtige Merkmale von Plattformdaten
Plattformunternehmen haben spezifische Dateneigenschaften. Zum Beispiel arbeiten sie mit hochfrequenten Daten, was bedeutet, dass sie oft alle paar Minuten Informationen sammeln. Das ist entscheidend für sofortige operationale Entscheidungen. Die Natur dieser Daten kann sich auch aufgrund von Faktoren wie Kundenpräferenzen oder Wettbewerb ändern. Folglich brauchen Unternehmen Systeme, die sich schnell an diese Veränderungen anpassen können.
Die Streaming-Natur der Daten
Die Daten von Plattformen werden oft als Streaming-Daten beschrieben, was bedeutet, dass sie ständig aktualisiert werden. Diese dynamische Umgebung kann zu Nicht-Stetigkeiten führen, wo Muster abrupt wechseln. Unternehmen, die diese Veränderungen genau vorhersagen können, können einen Wettbewerbsvorteil erlangen. Deshalb ist die Entwicklung robuster Prognosemethoden entscheidend.
Der Forschungsansatz
Um diese Herausforderungen anzugehen, haben Forscher eine Methode entwickelt, die maschinelles Lernen für die Prognoseabstimmung speziell für Plattformdaten nutzt. Diese Methode geht nicht nur darum, Vorhersagen zu generieren, sondern auch sicherzustellen, dass sie gut zusammenpassen über verschiedene Ebenen hinweg.
Übersicht der Methodologie
Die Abstimmungsmethode nutzt Algorithmen für maschinelles Lernen, um die Beziehungen zwischen Vorhersagen auf verschiedenen Ebenen zu erfassen. Durch die Nutzung verschiedener Methoden erzeugt sie abgestimmte Vorhersagen, die sowohl genau als auch kohärent sind. Dieser Ansatz basiert auf der Idee, dass maschinelles Lernen Verbesserungen gegenüber traditionellen Techniken bieten kann.
Empirische Tests
Die Forschung testete diesen neuen Ansatz mithilfe von Daten eines bekannten Last-Mile-Lieferdienstes. Dieser Dienst stellte Nachfragedaten für verschiedene Liefergebiete über einen bestimmten Zeitraum bereit. Durch die Analyse, wie gut die Abstimmungsmethode für maschinelles Lernen im Vergleich zu bestehenden Techniken funktionierte, konnten wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden.
Datensatzdetails
Der Datensatz umfasste Nachfragedaten auf 30-Minuten-Basis für verschiedene Bereiche. Es war notwendig, diese Daten in stündliche und tägliche Vorhersagen zu aggregieren, um breitere Einblicke zu erhalten. Die Tests zielten darauf ab, zu sehen, wie effektiv die neue Abstimmungsmethode in verschiedenen Szenarien war.
Beobachtungen aus der Studie
Die Ergebnisse der Studie zeigten signifikante Verbesserungen in der Prognosegenauigkeit bei der Verwendung von maschinellem Lernen zur Abstimmung im Vergleich zu traditionellen Methoden. Es wurde jedoch auch festgestellt, dass maschinelles Lernen nicht immer die linearen Methoden in jedem Szenario übertrifft. Die Effektivität kann je nach Detailstufe und spezifischen Dateneigenschaften variieren.
Erkenntnisse zur Prognoseabstimmung
Durch die empirischen Tests wurde deutlich, dass die auf maschinellem Lernen basierende Abstimmung oft bessere Vorhersagen liefert, insbesondere im Umgang mit hochfrequenten Daten. Die Ergebnisse hoben hervor, dass es keine universelle Lösung gibt; die Leistung kann je nach spezifischem Liefergebiet, wie stark die Nachfrage schwankt und welche Arten von Vorhersagen als Grundlage genutzt werden.
Anwendung und Vorteile
Unternehmen, die auf digitalen Plattformen arbeiten, können von dieser verbesserten Prognosemethode enorm profitieren. Durch die Implementierung von Techniken des maschinellen Lernens können sie eine bessere operationale Effizienz erreichen. Das bedeutet, dass die Kuriere effektiv eingeteilt und Ressourcen sinnvoll zugewiesen werden.
Flexibilität und Anpassungsfähigkeit
Die Forschung betont, dass Methoden des maschinellen Lernens schnell anpassungsfähig sind. Wenn zum Beispiel ein neuer Konkurrent auf den Markt kommt oder sich die Verbraucherpräferenzen ändern, können die Vorhersagen ohne umfangreiche manuelle Eingriffe neu kalibriert werden. Diese Fähigkeit ist entscheidend, um die Wettbewerbsfähigkeit in schnellen Branchen zu erhalten.
Einschränkungen und zukünftige Richtungen
Obwohl die verbesserte Methode vielversprechend ist, ist es wichtig, ihre Einschränkungen zu erkennen. Zum Beispiel benötigen Modelle des maschinellen Lernens erhebliche Rechenressourcen, insbesondere beim Abstimmen von Hyperparametern. Darüber hinaus kann das Vorhandensein von Datenverschiebungen die Prognosequalität weiterhin beeinträchtigen, wenn auch in geringerem Masse.
Erkundung neuer Datensätze
Für zukünftige Forschungen könnte die Anwendung dieser fortschrittlichen Abstimmungsmethoden auf verschiedene Datensätze tiefere Einblicke bieten. Durch die Analyse verschiedener Arten von Plattformdaten könnten Forscher zusätzliche Strategien zur Verbesserung der Prognosegenauigkeit entdecken.
Untersuchung anderer Algorithmen
Obwohl sich diese Studie hauptsächlich auf baumbasierte Methoden des maschinellen Lernens konzentrierte, könnte die Untersuchung anderer Algorithmen wie neuronale Netze weitere Vorteile bieten. Diese Methoden könnten zusätzliche Genauigkeitsebenen bieten, insbesondere in Prognoseszenarien mit einzigartigen Dateneigenschaften.
Fazit
Genaues Forecasting ist entscheidend für Unternehmen, die auf digitalen Plattformen angewiesen sind. Die Einführung von Methoden zur Abstimmung basierend auf maschinellem Lernen hat grosses Potenzial, um die Kohärenz und Genauigkeit der Vorhersagen zu verbessern. Durch die Nutzung fortschrittlicher Techniken können diese Unternehmen bessere operationale Entscheidungen treffen und auf die sich ständig ändernden Marktdynamiken reagieren. In Zukunft wird kontinuierliche Forschung und Entwicklung in diesem Bereich notwendig sein, um weitere Verbesserungen zu erzielen und die Wettbewerbsfähigkeit in einer sich schnell entwickelnden digitalen Wirtschaft aufrechtzuerhalten.
Titel: Cross-Temporal Forecast Reconciliation at Digital Platforms with Machine Learning
Zusammenfassung: Platform businesses operate on a digital core and their decision making requires high-dimensional accurate forecast streams at different levels of cross-sectional (e.g., geographical regions) and temporal aggregation (e.g., minutes to days). It also necessitates coherent forecasts across all levels of the hierarchy to ensure aligned decision making across different planning units such as pricing, product, controlling and strategy. Given that platform data streams feature complex characteristics and interdependencies, we introduce a non-linear hierarchical forecast reconciliation method that produces cross-temporal reconciled forecasts in a direct and automated way through the use of popular machine learning methods. The method is sufficiently fast to allow forecast-based high-frequency decision making that platforms require. We empirically test our framework on unique, large-scale streaming datasets from a leading on-demand delivery platform in Europe and a bicycle sharing system in New York City.
Autoren: Jeroen Rombouts, Marie Ternes, Ines Wilms
Letzte Aktualisierung: 2024-05-31 00:00:00
Sprache: English
Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2402.09033
Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.09033
Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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