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Gerenciando a Incerteza da Demanda nas Decisões de Negócio

Aprenda estratégias eficazes para precificação e controle de estoque em situações de incerteza de demanda.

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No mundo dos negócios e da economia, as empresas muitas vezes enfrentam desafios quando se trata de gerenciar a incerteza na demanda. Essa incerteza pode afetar decisões relacionadas a preços e estoques, especialmente ao lidar com produtos que podem ter padrões de demanda imprevisíveis. Nesses casos, métodos estatísticos tradicionais podem não ser os melhores guias. Em vez disso, pode ser mais eficaz considerar cenários extremos que podem surgir de distribuições de cauda pesada, onde alguns resultados podem ser muito maiores ou muito menores que a média.

Este artigo tem o objetivo de explicar como as empresas podem tomar melhores decisões sobre preços e inventário em condições de incerteza, focando em métodos que não dependem da suposição de uma distribuição específica de demanda. Em vez de fazer suposições com base nos resultados médios, vamos explorar como definir limites para os resultados potenciais, o que permite uma tomada de decisão mais robusta.

Entendendo a Incerteza da Demanda

Imagine uma loja vendendo sorvete. O dono precisa decidir quantos potes estocar para o dia. Se o tempo estiver bom, a demanda pode ser alta. Se chover, a demanda pode cair. O dono da loja precisa equilibrar o risco de ter sorvete demais (levando ao desperdício) contra o risco de não ter o suficiente (resultando em vendas perdidas).

Se o dono da loja considerar apenas a demanda média (por exemplo, vender 50 potes em dias ensolarados e 20 em dias de chuva), ele pode ter problemas se um evento inesperado ocorrer, como uma onda de calor repentina que faz a demanda disparar. Em vez de se apoiar apenas nas médias, é crucial considerar toda a gama de resultados possíveis, especialmente os cenários de "pior caso", onde a demanda pode ser muito maior do que o esperado.

O Papel das Medidas Estatísticas

Em estatística, muitas vezes falamos sobre medidas como média e variância (que nos diz como os números estão espalhados). Tradicionalmente, as pessoas podem supor que a demanda segue uma distribuição normal, onde a maioria dos valores se agrupa em torno da média e alguns valores são muito maiores ou menores. No entanto, isso pode não ser verdade em situações do mundo real, especialmente quando a demanda pode aumentar ou diminuir drasticamente de repente.

Por exemplo, se pensarmos na distribuição das vendas de sorvete, a suposição normal poderia sugerir que cerca de 95% do tempo, as vendas estarão dentro de duas desvios padrão da média. Mas se a distribuição da demanda for "de cauda pesada", essa suposição falha. Nesses casos, é melhor usar limites que considerem não apenas as médias, mas também quão imprevisível a demanda pode ser.

Limites para a Demanda

Em vez de se concentrar apenas nas médias, uma abordagem é usar certas ferramentas matemáticas para estabelecer limites para os resultados possíveis. Isso envolve formular problemas que otimizam esses limites com restrições sobre a média e a dispersão-duas medidas-chave da demanda.

Um princípio bem conhecido que ajuda a definir limites superiores sobre a probabilidade de resultados extremos é a desigualdade de Chebyshev. Este princípio afirma que, para qualquer distribuição com uma média e variância conhecidas, podemos calcular um limite superior sobre quão longe os valores podem se afastar da média. Essa técnica funciona bem quando apenas estatísticas básicas estão disponíveis sobre a demanda.

Ao aplicar esse tipo de desigualdade e procurar soluções dentro de distribuições limitadas, as empresas podem criar uma imagem mais clara de cenários potenciais de demanda, especialmente quando esses cenários incluem casos extremos.

Otimização Livre de Distribuição

A chave para lidar com a incerteza da demanda está no que chamamos de otimização livre de distribuição. Isso significa tomar decisões com base nas informações que conhecemos (a média e a dispersão da demanda) sem presumir um tipo específico de distribuição.

Um método notável na otimização livre de distribuição envolve o uso de distribuições em dois pontos. Essas distribuições consideram apenas dois resultados potenciais de demanda: um nível baixo certo e um nível alto. Ao focar nesse modelo simplificado, as empresas podem criar estratégias eficazes que são robustas contra as incertezas da demanda.

Aplicações: O Problema do Vendedor de Jornais

Um dos problemas clássicos em pesquisa operacional é o modelo do vendedor de jornais. Este modelo ajuda a determinar a melhor quantidade de pedido para produtos como jornais ou bens sazonais, onde a demanda é incerta. No cenário do vendedor de jornais, o vendedor precisa decidir quantos itens estocar, equilibrando os custos de excesso de estoque (que leva ao desperdício) contra os custos de falta de estoque (que leva a vendas perdidas).

Nas versões robustas do problema do vendedor de jornais, os vendedores devem considerar cenários de pior caso sob a suposição de que eles só conhecem a média e alguma medida de dispersão. Em vez de tentar prever perfeitamente a demanda, os vendedores podem otimizar suas decisões de pedido analisando uma gama de resultados possíveis representados por distribuições em dois pontos.

Por meio desse método, o vendedor identifica a quantidade de pedido ideal que minimiza perdas potenciais, independentemente de qual cenário extremo acabe se concretizando.

Aplicações: Preço de Monopólio

A segunda aplicação que exploramos é o preço de monopólio. Aqui, um vendedor define um preço para um produto com base na demanda antecipada. Semelhante ao modelo do vendedor de jornais, o vendedor quer maximizar a receita, mas enfrenta incertezas sobre o comportamento do consumidor.

Neste cenário, o vendedor pode utilizar limites livres de distribuição para definir um preço que o prepare para as demandas de pior caso, garantindo que ele não perca receita potencial. Essas estratégias de precificação podem ser avaliadas analisando a receita do vendedor em relação às variações potenciais da demanda usando distribuições em dois pontos.

Ao focar na distribuição de pior caso, o vendedor pode ter mais confiança em sua decisão de preço, sabendo que isso protegerá contra quedas súbitas na demanda ou aumentos inesperados na demanda.

Impacto da Demanda de Cauda Pesada

Um fator significativo que impacta tanto as decisões de preços quanto de estoque é o potencial para distribuições de demanda de cauda pesada, onde eventos extremos (como demanda excepcionalmente alta) são mais prováveis em comparação ao que distribuições tradicionais sugeririam.

As empresas podem ajustar suas estratégias com base em quanto risco de cauda elas estão dispostas a aceitar. Por exemplo, se um vendedor está ciente da possibilidade de uma demanda excepcionalmente alta (como durante um feriado importante), ele pode optar por estocar mais inventário ou ajustar os preços de acordo.

Compreender as implicações das distribuições de cauda pesada pode levar a metodologias de tomada de decisão melhores que estão alinhadas com comportamentos do mundo real, aprimorando a capacidade das empresas de responder efetivamente às flutuações do mercado.

Conclusão

Em conclusão, lidar com a incerteza na demanda requer uma mudança de depender apenas de distribuições estatísticas tradicionais para uma abordagem mais flexível e robusta. Usando técnicas de otimização livre de distribuição e focando nos cenários de pior caso, as empresas podem tomar decisões mais informadas em relação a preços e estoques.

Esse método não apenas considera os resultados médios, mas também prepara os vendedores para a imprevisibilidade da demanda, especialmente em cenários influenciados por distribuições de cauda pesada. À medida que as empresas continuam a enfrentar desafios em ambientes incertos, essas estratégias fornecem ferramentas essenciais para navegar em complexidades e alcançar os resultados desejados.

O foco deve permanecer na adaptação contínua desses princípios em vários setores, expandindo sua aplicação em cenários do mundo real para aprimorar as capacidades de tomada de decisão sob incerteza. Explorar essas áreas mais a fundo pode levar a estruturas mais fortes para gerenciar os riscos associados ao comportamento do consumidor e às flutuações da demanda.

Fonte original

Título: Distribution-free expectation operators for robust pricing and stocking with heavy-tailed demand

Resumo: We obtain distribution-free bounds for various fundamental quantities used in probability theory by solving optimization problems that search for extreme distributions among all distributions with the same mean and dispersion. These sharpest possible bounds depend only on the mean and dispersion of the driving random variable. We solve the optimization problems by a novel yet elementary technique that reduces the set of all candidate solutions to two-point distributions. We consider a general dispersion measure, with variance, mean absolute deviation and power moments as special cases. We apply the bounds to robust newsvendor stocking and monopoly pricing, generalizing foundational mean-variance works. This shows how pricing and order decisions respond to increased demand uncertainty, including scenarios where dispersion information allows for heavy-tailed demand distributions.

Autores: Pieter Kleer, Johan S. H. van Leeuwaarden, Bas Verseveldt

Última atualização: 2024-09-26 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2409.17962

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.17962

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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