QAmplifyNet: Un nuovo modo per prevedere i ritardi nei fornimenti
Questo nuovo modello migliora le previsioni dei prodotti esauriti per una gestione dell'inventario migliore.
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Indice
La gestione della supply chain (SCM) è il processo di supervisione del flusso di beni e servizi dai produttori ai clienti. Una parte fondamentale della SCM è prevedere i backorder, che si verificano quando un cliente ordina un prodotto che è temporaneamente esaurito. Previsioni accurate sui backorder aiutano le aziende a gestire meglio il loro Inventario, ridurre i costi e migliorare la soddisfazione del cliente.
L'importanza della previsione dei backorder
Quando le aziende rimangono senza un prodotto, possono perdere vendite e far arrabbiare i clienti. Prevedere quando accadranno i backorder permette alle aziende di prendere misure proattive. Questo include aumentare le scorte per gli articoli popolari o migliorare i rapporti con i fornitori per garantirsi un rapido rifornimento.
Tuttavia, prevedere i backorder è complicato. La domanda per i prodotti può cambiare improvvisamente a causa di vari fattori, come tendenze di mercato o cambiamenti stagionali. Le aziende spesso faticano a raccogliere abbastanza Dati per previsioni accurate, specialmente dato che molte vendite potrebbero non portare direttamente a backorder.
Sfide nei metodi tradizionali
I metodi tradizionali di previsione dei backorder spesso si basano su modelli di machine learning standard. Anche se questi metodi possono essere efficaci, hanno difficoltà con grandi dataset e schemi complessi. Potrebbero non funzionare bene quando i dati sono sbilanciati, il che è spesso il caso per i backorder. Nei dati sui backorder, ci sono solitamente molti più ordini evasi rispetto a quelli che finiscono per essere backorder.
Questo problema di sbilanciamento di classe può portare a risultati scadenti. I modelli standard di machine learning potrebbero prevedere che la maggior parte degli ordini non sarà in backorder semplicemente perché è quello che vedono più spesso nei dati.
Il nuovo approccio: QAmplifyNet
Questa ricerca introduce un nuovo metodo per prevedere i backorder usando un modello chiamato QAmplifyNet. Questo modello combina tecniche tradizionali di machine learning con metodi ispirati al quantum. In questo modo, può scoprire schemi nei dati che potrebbero essere trascurati dai metodi standard.
Il modello QAmplifyNet ha mostrato promesse nel prevedere accuratamente i backorder, anche quando usa piccoli dataset. È stato progettato per funzionare bene con dati brevi e sbilanciati, che è uno scenario comune nella SCM.
Come funziona QAmplifyNet
QAmplifyNet funziona innanzitutto raccogliendo dati dal sistema di inventario di un'azienda. Questi dati includono informazioni su vendite, livelli di stock e tempi di evasione degli ordini. Il modello poi pre-elabora questi dati per assicurarsi che siano puliti e gestibili.
Nella pre-elaborazione, il modello rimuove eventuali dati irrilevanti o mancanti. Trasforma anche i dati categoriali (come risposte sì/no) in numeri, rendendo più facile per il modello lavorare. Vengono provati vari metodi di pre-elaborazione per trovare il modo più efficace di preparare i dati.
Una volta pronti, QAmplifyNet utilizza una combinazione di tecniche classiche e quantistiche per costruire le sue previsioni. La parte classica del modello elabora i dati in modo tradizionale, mentre la parte quantistica sfrutta metodi ispirati al quantum per migliorare l'accuratezza.
Risultati e valutazione
Testato contro vari altri modelli, QAmplifyNet ha superato gli altri in diverse aree chiave. Ha raggiunto un'alta percentuale di precisione e ha previsto i backorder in modo più affidabile rispetto ai suoi concorrenti.
In termini pratici, un'azienda che usa QAmplifyNet può aspettarsi meno esaurimenti di stock, una gestione migliore dell'inventario e una maggiore soddisfazione del cliente. La capacità del modello di prevedere i backorder consente alle aziende di agire in anticipo, regolando i livelli di stock prima che si verifichino carenze.
Vantaggi del nuovo modello
Un grande vantaggio di QAmplifyNet è la sua interpretabilità. Fornisce spiegazioni per le sue previsioni, consentendo alle aziende di capire perché certi livelli di stock possano portare a backorder. Questa trasparenza aiuta i decisori a sentirsi più sicuri nelle raccomandazioni del modello.
QAmplifyNet affronta anche con successo i problemi associati allo sbilanciamento di classe. Prevedendo efficacemente i backorder, riduce la probabilità di vendite perse e minimizza l'eccesso di inventario, che può portare a costi aggiuntivi.
Implicazioni pratiche
Per le aziende coinvolte nella SCM, implementare QAmplifyNet può portare a reali benefici. Permette alle imprese di gestire il proprio inventario in modo più efficiente e rispondere in modo più efficace alle richieste dei clienti.
Integrando QAmplifyNet nei loro sistemi esistenti, le aziende possono automatizzare gran parte del processo di previsione dei backorder. Questo riduce la supervisione manuale e consente una migliore allocazione delle risorse, portando infine a risparmi sui costi.
Direzioni future
Sebbene QAmplifyNet mostri notevoli promesse, ci sono opportunità per ulteriori miglioramenti. I lavori futuri potrebbero esplorare l'integrazione di altre tecniche ispirate al quantum o espandere le capacità del modello per gestire dataset più grandi.
Man mano che la tecnologia quantistica continua ad avanzare, l'integrazione di metodi quantistici più complessi potrebbe rafforzare le prestazioni del modello. Ci sono anche opportunità di applicare QAmplifyNet oltre la SCM, potenzialmente a beneficio di altri settori che si occupano di attività di previsione e classificazione.
Conclusione
QAmplifyNet segna un avanzamento significativo nel campo della previsione dei backorder. Colmando il divario tra il machine learning tradizionale e i metodi ispirati al quantum, offre uno strumento potente per le aziende che cercano di migliorare i loro processi di supply chain.
Con la sua notevole accuratezza e interpretabilità, QAmplifyNet può aiutare le organizzazioni a ottimizzare la gestione dell'inventario, aumentare la soddisfazione del cliente e mantenere vantaggi competitivi in un mercato in continua evoluzione.
Con il proseguimento della ricerca in quest'area, le applicazioni di QAmplifyNet e modelli simili hanno il potenziale per cambiare il modo in cui le aziende affrontano le previsioni di backorder e la gestione complessiva della supply chain, aprendo la strada a maggiore efficienza ed efficacia nel settore.
Titolo: QAmplifyNet: Pushing the Boundaries of Supply Chain Backorder Prediction Using Interpretable Hybrid Quantum-Classical Neural Network
Estratto: Supply chain management relies on accurate backorder prediction for optimizing inventory control, reducing costs, and enhancing customer satisfaction. However, traditional machine-learning models struggle with large-scale datasets and complex relationships, hindering real-world data collection. This research introduces a novel methodological framework for supply chain backorder prediction, addressing the challenge of handling large datasets. Our proposed model, QAmplifyNet, employs quantum-inspired techniques within a quantum-classical neural network to predict backorders effectively on short and imbalanced datasets. Experimental evaluations on a benchmark dataset demonstrate QAmplifyNet's superiority over classical models, quantum ensembles, quantum neural networks, and deep reinforcement learning. Its proficiency in handling short, imbalanced datasets makes it an ideal solution for supply chain management. To enhance model interpretability, we use Explainable Artificial Intelligence techniques. Practical implications include improved inventory control, reduced backorders, and enhanced operational efficiency. QAmplifyNet seamlessly integrates into real-world supply chain management systems, enabling proactive decision-making and efficient resource allocation. Future work involves exploring additional quantum-inspired techniques, expanding the dataset, and investigating other supply chain applications. This research unlocks the potential of quantum computing in supply chain optimization and paves the way for further exploration of quantum-inspired machine learning models in supply chain management. Our framework and QAmplifyNet model offer a breakthrough approach to supply chain backorder prediction, providing superior performance and opening new avenues for leveraging quantum-inspired techniques in supply chain management.
Autori: Md Abrar Jahin, Md Sakib Hossain Shovon, Md. Saiful Islam, Jungpil Shin, M. F. Mridha, Yuichi Okuyama
Ultimo aggiornamento: 2023-10-15 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://arxiv.org/abs/2307.12906
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.12906
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.
Link di riferimento
- https://www.kaggle.com/datasets/gowthammiryala/back-order-prediction-dataset
- https://scikit-learn.org/stable/
- https://doi.org/10.1109/LA-CCI.2017.8285684
- https://arxiv.org/abs/2012.12177
- https://doi.org/10.1007/978-3-319-06608-0_18
- https://doi.org/10.1109/SMC53654.2022.9945161
- https://doi.org/10.5281/zenodo.2573505
- https://doi.org/10.48550/arXiv.1811.04968
- https://doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/0407010
- https://doi.org/10.1017/CBO9780511976667
- https://doi.org/10.48550/arXiv.1901.01379