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Lissage Exponentiel de Tobit : Une Solution pour la Prévision de la Demande

Un nouveau modèle améliore les prévisions de demande malgré les limites des données.

Diego J. Pedregal, Juan R. Trapero, Enrique Holgado

― 8 min lire


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Lissage exponentiel est une méthode courante utilisée pour prédire des valeurs futures à partir de données passées. C'est super utile dans des domaines comme la Prévision de la demande, où les entreprises doivent estimer leurs ventes futures. Mais ce truc a un gros souci avec les Données censurées, qui se produisent quand certaines valeurs ne sont pas enregistrées ou sont limitées à un certain intervalle. Par exemple, si un magasin est en rupture de stock, il ne peut pas enregistrer la demande réelle pour ce produit, ce qui fausse complètement les données de vente.

Ce problème est critique dans la Gestion de la chaîne d'approvisionnement, où comprendre la réelle demande des clients est essentiel pour maintenir les niveaux de stocks. Quand la demande réelle dépasse les ventes enregistrées à cause des ruptures de stock, les prévisions peuvent être très biaisées, menant à de mauvaises décisions sur les stocks de sécurité et les points de réapprovisionnement.

Le Modèle Tobit : Une Solution pour les Données Censurées

Pour faire face aux défis causés par les données censurées, des chercheurs ont développé des modèles appelés modèles Tobit. Introduits à l'origine pour analyser les relations entre le revenu et les dépenses des ménages, les modèles Tobit peuvent gérer efficacement les situations où une partie des données n'est pas complètement observée. Ils permettent une meilleure estimation dans les cas où les données de demande sont censurées, que ce soit à cause des ruptures de stock ou d'autres facteurs.

Le modèle Tobit peut être appliqué dans divers domaines au-delà de la prévision de la demande, y compris les marchés locatifs et l'économie de la santé. Cette flexibilité montre le potentiel du modèle pour améliorer les prévisions et informer de meilleures stratégies de gestion.

Le Besoin d'un Nouveau Modèle de Lissage Exponentiel

Alors que les modèles Tobit ont été bénéfiques, ils n'ont pas été largement appliqués dans le contexte du lissage exponentiel jusqu'à récemment. La plupart des techniques de lissage exponentiel existantes ne prennent pas correctement en compte les données censurées, ce qui limite leur efficacité. En développant un nouveau modèle qui combine les principes du lissage exponentiel avec le cadre Tobit, les chercheurs visent à améliorer la précision des prévisions dans des environnements avec une visibilité limitée des données.

Le modèle récemment proposé, connu sous le nom de Lissage Exponentiel Tobit (TETS), tire parti des forces des deux méthodologies. Ce modèle étend le lissage exponentiel traditionnel pour accommoder les données censurées, offrant une solution plus robuste pour les entreprises confrontées à des ruptures de stock ou d'autres limitations de données.

Comment Fonctionne le Lissage Exponentiel Tobit

Le Lissage Exponentiel Tobit fonctionne dans un cadre d'état, qui est une approche mathématique permettant de représenter des systèmes complexes. Dans ce cadre, le modèle est construit sur une série d'équations qui décrivent le processus sous-jacent générant les données. Cette approche améliore la capacité du modèle à estimer la demande réelle, même quand certaines données sont censurées.

La caractéristique clé de TETS est sa capacité à produire des prévisions basées sur des données incomplètes. En estimant les moments de la distribution de demande sous-jacente, ce modèle peut fournir des prévisions plus précises, même quand les chiffres de vente réels ne sont pas disponibles à cause des ruptures de stock.

Applications Pratiques du Lissage Exponentiel Tobit

Pour valider l'efficacité du modèle de Lissage Exponentiel Tobit, les chercheurs ont réalisé plusieurs études de simulation et analyses de cas dans des contextes réels. Ces tests comprenaient la génération de données synthétiques et l'utilisation de données historiques provenant de diverses industries, y compris les compagnies aériennes et le commerce de détail.

Les études de simulation ont montré que TETS surpasse les modèles de lissage exponentiel traditionnels, surtout dans des scénarios où les données étaient fortement censurées. Par exemple, dans un cas, une demande synthétique a été créée basée sur une distribution gaussienne, et des prévisions ont été faites en utilisant à la fois le modèle traditionnel et TETS. Les résultats ont montré que TETS offrait un biais de prévision significativement moindre comparé aux modèles traditionnels.

Dans un autre scénario réel avec des données de passagers d'avion, TETS a pu suivre la demande réelle dans le temps, tandis que le modèle traditionnel affichait un biais à la baisse dans ses prévisions. Cette capacité est cruciale pour les industries qui connaissent des variations saisonnières de la demande, car elle permet aux entreprises de mieux planifier les périodes de forte activité.

Impact sur la Gestion de la Chaîne d'Approvisionnement

Le développement du Lissage Exponentiel Tobit a des implications significatives pour la gestion de la chaîne d'approvisionnement. Prévoir la demande avec précision est essentiel pour maintenir des niveaux de stocks optimaux et réduire les coûts associés aux surstocks ou aux ruptures. En utilisant TETS, les entreprises peuvent améliorer leur compréhension des modèles de demande des clients, même face à des données censurées.

Le modèle permet des estimations plus fiables des niveaux de stock de sécurité et des points de réapprovisionnement, menant à de meilleurs niveaux de service et à une satisfaction client accrue. De plus, les entreprises peuvent minimiser les coûts associés aux ventes perdues et à l'excès de stocks en prenant des décisions éclairées basées sur des prévisions améliorées.

Comparaison avec les Modèles Traditionnels

Pour évaluer davantage la performance de TETS, les chercheurs l'ont comparé à des références bien établies comme le Lissage Exponentiel Simple et les méthodes de Holt-Winters. Les études de cas ont montré que TETS surpasse systématiquement ces modèles traditionnels dans divers scénarios, tant dans des environnements simulés que dans des applications réelles.

Par exemple, dans des simulations impliquant différents niveaux de censure des données, TETS a maintenu des métriques de performance stables, peu importe le niveau de censure. En revanche, les modèles traditionnels ont montré une détérioration significative de la précision à mesure que les données devenaient plus censurées.

En outre, dans des cas réels de prévision de la demande, TETS a montré qu'il réduisait les ventes perdues et l'excès de stocks, tout en atteignant des niveaux de service plus élevés par rapport aux approches traditionnelles de lissage exponentiel. Cette performance est particulièrement importante pour les entreprises cherchant à optimiser leur gestion des stocks et améliorer la satisfaction client.

Directions de Recherche Futures

L'introduction du Lissage Exponentiel Tobit ouvre de nouvelles voies pour la recherche et l'application dans divers secteurs. Les futures études pourraient explorer son utilisation dans des études de cas empiriques provenant de différentes industries confrontées à des défis liés aux données censurées. Par exemple, des secteurs comme l'alimentation et les boissons, la santé et le transport pourraient bénéficier de méthodes de prévision améliorées qui tiennent compte des données manquantes.

De plus, alors que les entreprises continuent de tirer parti des big data et de l'analytique avancée, intégrer TETS avec des techniques d'apprentissage automatique pourrait encore améliorer ses capacités prédictives. Combiner ces méthodologies pourrait mener à des prévisions encore plus précises et à une meilleure prise de décision dans les chaînes d'approvisionnement.

Conclusion

En résumé, le développement du Lissage Exponentiel Tobit représente une avancée significative dans les méthodes de prévision, en particulier pour les industries traitant des données censurées. En abordant efficacement les limitations des modèles de lissage exponentiel traditionnels, TETS offre aux entreprises la possibilité d'améliorer leur précision de prévision de la demande et d'améliorer la performance globale de la chaîne d'approvisionnement. À mesure que de plus en plus d'organisations reconnaissent la valeur de prévisions fiables dans la gestion des stocks et la satisfaction des besoins des clients, l'adoption de TETS pourrait devenir de plus en plus courante.

Source originale

Titre: Tobit Exponential Smoothing, towards an enhanced demand planning in the presence of censored data

Résumé: ExponenTial Smoothing (ETS) is a widely adopted forecasting technique in both research and practical applications. One critical development in ETS was the establishment of a robust statistical foundation based on state space models with a single source of error. However, an important challenge in ETS that remains unsolved is censored data estimation. This issue is critical in supply chain management, in particular, when companies have to deal with stockouts. This work solves that problem by proposing the Tobit ETS, which extends the use of ETS models to handle censored data efficiently. This advancement builds upon the linear models taxonomy and extends it to encompass censored data scenarios. The results show that the Tobit ETS reduces considerably the forecast bias. Real and simulation data are used from the airline and supply chain industries to corroborate the findings.

Auteurs: Diego J. Pedregal, Juan R. Trapero, Enrique Holgado

Dernière mise à jour: 2024-07-25 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2407.17920

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.17920

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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