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Ottimizzare i assortimenti di prodotti per migliori profitti al dettaglio

Un nuovo approccio per massimizzare i profitti attraverso una gestione efficace del assortimento nel retail.

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L'Ottimizzazione dell'assortimento si riferisce al processo di scelta di un gruppo di prodotti da offrire ai clienti in modo da massimizzare il profitto. È particolarmente importante per i rivenditori che vogliono sfruttare al massimo il loro inventario. Ad esempio, una macchina distributrice che vende bevande deve decidere quali sapori offrire in base alle preferenze dei clienti e alle risorse disponibili. Questa decisione influisce su quanto spesso i prodotti vengono venduti e sul fatturato totale generato.

Nel mondo del retail, capire le scelte dei clienti è fondamentale. Quando si trova di fronte a più prodotti, i clienti spesso hanno delle preferenze specifiche. I rivenditori devono tenere conto di queste preferenze quando prendono decisioni sull'assortimento. Un modello comunemente usato per rappresentare le scelte dei clienti è il Modello Logit Multinomiale (MNL). Questo modello aiuta i rivenditori a prevedere quali prodotti i clienti sono più propensi a comprare in base all'assortimento presentato.

La sfida dell'ottimizzazione dinamica dell'assortimento

L'ottimizzazione dell'assortimento diventa più complessa quando coinvolge più periodi di tempo. I rivenditori devono rivalutare continuamente i loro assortimenti per tenere conto delle variazioni delle preferenze dei clienti e dei livelli di inventario. Questo è conosciuto come ottimizzazione dinamica dell'assortimento. Comporta la selezione degli assortimenti ripetutamente nel tempo, tenendo conto delle limitazioni di inventario, un po’ come riempire uno zaino dove lo spazio è limitato.

Una grande sfida con l'ottimizzazione dinamica dell'assortimento è che calcolare esattamente il miglior assortimento può essere molto complicato e richiedere tempo. Perciò, spesso si ha bisogno di un metodo più semplice per aiutare i rivenditori a prendere decisioni rapide, cercando comunque di ottenere buoni risultati.

Il ruolo delle tecniche di ri-risoluzione

Un approccio pratico per affrontare le sfide dell'ottimizzazione dinamica dell'assortimento è la tecnica di ri-risoluzione. Questo metodo consente ai rivenditori di regolare periodicamente le loro decisioni sull'assortimento in base ai livelli attuali di inventario. Invece di calcolare tutto da zero ogni volta, questo approccio si concentra sul perfezionare soluzioni precedenti, rendendo più facile trovare assortimenti quasi ottimali.

Nel contesto del modello MNL, la ri-risoluzione richiede la trasformazione dei complessi calcoli del modello in un formato lineare, che è più facile da gestire. Questo approccio può aiutare i rivenditori a rispondere in modo efficace alle condizioni che cambiano senza richiedere eccessive risorse computazionali.

Sviluppo di un algoritmo di ri-risoluzione basato su epoche

Per migliorare il processo di ri-risoluzione, i ricercatori hanno sviluppato un algoritmo basato su epoche. In questo metodo, il rivenditore calcola prima il miglior assortimento in base alla situazione attuale. Una volta presa una decisione, lo stesso assortimento viene offerto ai clienti ripetutamente fino a quando non vengono effettuati acquisti durante un periodo specifico. Questo consente di avere stime più stabili del comportamento dei clienti basate sull'assortimento campionato.

L'aspetto unico dell'approccio basato su epoche è che semplifica il processo offrendo la stessa selezione per un periodo piuttosto che adattarla ogni volta che un cliente arriva. Questo non solo aiuta a stimare le scelte dei clienti in modo più accurato, ma rende anche i calcoli più gestibili.

Campionamento dalla soluzione fluida

Una volta che il rivenditore ha una soluzione, il passo successivo è selezionare quali prodotti offrire in base ai risultati. Questo richiede di campionare dalla soluzione garantendo anche che rispetti le limitazioni di capacità. Un metodo comune per raggiungere questo obiettivo è l'uso di tecniche di campionamento casuale che rispettano le limitazioni imposte dai livelli di inventario.

Utilizzando un approccio strutturato, l'algoritmo costruisce una matrice per determinare quali prodotti possono essere campionati. Questo processo garantisce che l'assortimento finale sia valido e che l'inventario venga gestito in modo efficace.

L'importanza dell'Analisi del rimpianto

Nell'ottimizzazione, il "rimpianto" si riferisce alla differenza tra il fatturato reale generato e il fatturato che sarebbe potuto essere raggiunto se fosse stato scelto l'assortimento ottimale. È importante per i rivenditori capire questo rimpianto per valutare l'efficacia delle loro strategie di ottimizzazione dell'assortimento dinamico.

Una parte significativa della ricerca implica analizzare il rimpianto atteso dell'algoritmo proposto. Stabilendo dei limiti sul rimpianto, i ricercatori possono dimostrare che, man mano che il numero di periodi di tempo aumenta, il rimpianto cresce a un tasso gestibile. Questo rassicura i rivenditori che l'algoritmo non porterà a perdite eccessive nel tempo.

Risultati numerici e confronti

Per convalidare l'efficacia dell'algoritmo proposto, vengono condotti esperimenti numerici. Questi esperimenti implicano il confronto delle prestazioni dell'algoritmo rispetto ai metodi tradizionali. I risultati indicano che il nuovo approccio produce ricavi medi più elevati e un rimpianto inferiore in vari scenari con assortimenti di prodotti diversi e vincoli di inventario.

I risultati dimostrano che la tecnica di ri-risoluzione basata su epoche migliora significativamente i margini di profitto, garantendo al contempo che i rivenditori possano adattarsi alle condizioni di mercato che cambiano.

Conclusione e direzioni future

Lo sviluppo di una tecnica di ri-risoluzione basata su epoche per l'ottimizzazione dinamica dell'assortimento evidenzia il potenziale per i rivenditori di massimizzare i propri profitti in modo efficace. Gestendo i vincoli di inventario e utilizzando la modellizzazione delle scelte dei clienti, i rivenditori possono prendere decisioni informate che portano a risultati finanziari migliori.

Le ricerche future potrebbero esplorare modelli di scelta più complessi oltre il modello MNL e considerare come l'apprendimento possa essere integrato nel processo di selezione dell'assortimento. Man mano che il panorama del retail continua a evolversi, queste innovazioni potrebbero fornire strategie ancora più affinate per ottimizzare gli assortimenti di prodotti, beneficiando in ultima analisi sia i rivenditori che i consumatori.

Fonte originale

Titolo: A Re-solving Heuristic for Dynamic Assortment Optimization with Knapsack Constraints

Estratto: In this paper, we consider a multi-stage dynamic assortment optimization problem with multi-nomial choice modeling (MNL) under resource knapsack constraints. Given the current resource inventory levels, the retailer makes an assortment decision at each period, and the goal of the retailer is to maximize the total profit from purchases. With the exact optimal dynamic assortment solution being computationally intractable, a practical strategy is to adopt the re-solving technique that periodically re-optimizes deterministic linear programs (LP) arising from fluid approximation. However, the fractional structure of MNL makes the fluid approximation in assortment optimization highly non-linear, which brings new technical challenges. To address this challenge, we propose a new epoch-based re-solving algorithm that effectively transforms the denominator of the objective into the constraint. Theoretically, we prove that the regret (i.e., the gap between the resolving policy and the optimal objective of the fluid approximation) scales logarithmically with the length of time horizon and resource capacities.

Autori: Xi Chen, Mo Liu, Yining Wang, Yuan Zhou

Ultimo aggiornamento: 2024-07-07 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2407.05564

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2407.05564

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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