QAmplifyNet: Uma Nova Maneira de Prever Faltas de Estoque
Esse novo modelo melhora as previsões de pedidos em atraso pra uma gestão de estoque mais eficiente.
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Índice
Gerenciamento da cadeia de suprimentos (SCM) é o processo de supervisionar o fluxo de bens e serviços dos produtores até os clientes. Uma parte chave do SCM é prever pedidos em falta, que acontecem quando um cliente pede um produto que está temporariamente fora de estoque. Prever pedidos em falta de forma precisa ajuda as empresas a gerenciar melhor seu estoque, reduzir custos e melhorar a satisfação do cliente.
Previsão de Pedidos em Falta
A Importância daQuando as empresas ficam sem um produto, isso pode levar a vendas perdidas e clientes insatisfeitos. Prever quando os pedidos em falta vão acontecer permite que as empresas tomem medidas proativas. Isso inclui aumentar o estoque de itens populares ou melhorar o relacionamento com os fornecedores para garantir que possam repor rapidamente.
No entanto, prever pedidos em falta é complicado. A demanda por produtos pode mudar de repente devido a vários fatores, como tendências de mercado ou mudanças sazonais. As empresas muitas vezes têm dificuldade em coletar Dados suficientes para previsões precisas, especialmente porque muitas vendas podem não levar diretamente a pedidos em falta.
Desafios nos Métodos Tradicionais
Métodos tradicionais de previsão de pedidos em falta costumam depender de modelos padrão de aprendizado de máquina. Embora esses métodos possam ser eficazes, eles têm dificuldades com grandes conjuntos de dados e padrões complexos. Eles podem não ter um bom desempenho quando os dados estão desbalanceados, o que é mais comum em pedidos em falta. Nos dados de pedidos em falta, geralmente há muito mais pedidos atendidos do que aqueles que acabam sendo pedidos em falta.
Esse problema de desequilíbrio de classes pode levar a resultados ruins. Modelos padrão de aprendizado de máquina podem prever que a maioria dos pedidos não vai ficar em falta simplesmente porque é isso que eles veem com mais frequência nos dados.
A Nova Abordagem: QAmplifyNet
Essa pesquisa apresenta um novo método para prever pedidos em falta usando um modelo chamado QAmplifyNet. Esse modelo combina técnicas tradicionais de aprendizado de máquina com métodos inspirados em quantum. Fazendo isso, ele consegue descobrir padrões nos dados que podem ser negligenciados pelos métodos padrão.
O modelo QAmplifyNet mostrou promessas em prever pedidos em falta de forma precisa, mesmo quando usa conjuntos pequenos de dados. Ele foi projetado para funcionar bem com dados curtos e desbalanceados, que é uma situação comum em SCM.
Como o QAmplifyNet Funciona
O QAmplifyNet funciona primeiro reunindo dados do sistema de estoque de uma empresa. Esses dados incluem informações sobre vendas, níveis de estoque e tempos de atendimento dos pedidos. O modelo então faz um pré-processamento desses dados para garantir que estejam limpos e gerenciáveis.
No pré-processamento, o modelo remove qualquer dado irrelevante ou ausente. Ele também transforma dados categóricos (como respostas sim/não) em números, facilitando o trabalho do modelo. Várias técnicas de pré-processamento são testadas para encontrar a forma mais eficaz de preparar os dados.
Uma vez que os dados estão prontos, o QAmplifyNet usa uma combinação de técnicas clássicas e quânticas para fazer suas previsões. A parte clássica do modelo processa os dados de forma tradicional, enquanto a parte quântica aproveita métodos inspirados em quantum para melhorar a precisão.
Resultados e Avaliação
Quando testado em relação a vários outros modelos, o QAmplifyNet superou eles em várias áreas importantes. Ele alcançou uma alta taxa de precisão e previu pedidos em falta de forma mais confiável do que seus concorrentes.
Em termos práticos, uma empresa usando o QAmplifyNet pode esperar menos falta de estoque, melhor gerenciamento de Inventário e maior satisfação do cliente. A capacidade do modelo de prever pedidos em falta permite que as empresas ajam antecipadamente, ajustando seus níveis de estoque antes que ocorram faltas.
Vantagens do Novo Modelo
Uma grande vantagem do QAmplifyNet é sua interpretabilidade. Ele fornece explicações para suas previsões, permitindo que as empresas entendam por que certos níveis de estoque podem levar a pedidos em falta. Essa transparência ajuda os tomadores de decisão a se sentirem mais confiantes nas recomendações do modelo.
O QAmplifyNet também aborda com sucesso os problemas associados ao desequilíbrio de classes. Ao prever pedidos em falta de forma eficaz, ele reduz a probabilidade de vendas perdidas e minimiza o excesso de estoque, que pode levar a custos adicionais.
Implicações Práticas
Para empresas envolvidas em SCM, implementar o QAmplifyNet pode trazer benefícios reais. Ele permite que as empresas gerenciem seu estoque de forma mais eficiente e respondam melhor às demandas dos clientes.
Integrando o QAmplifyNet em seus sistemas existentes, as empresas podem automatizar grande parte do processo de previsão de pedidos em falta. Isso reduz a supervisão manual e permite uma melhor alocação de recursos, resultando em economia de custos.
Direções Futuras
Embora o QAmplifyNet mostre um bom potencial, há oportunidades para mais melhorias. Trabalhos futuros podem explorar a integração de outras técnicas inspiradas em quantum ou expandir as capacidades do modelo para lidar com conjuntos de dados maiores.
À medida que a tecnologia quântica continua a avançar, incorporar métodos quânticos mais complexos pode fortalecer o desempenho do modelo. Também há oportunidades para aplicar o QAmplifyNet além do SCM, potencialmente beneficiando outras áreas que lidam com tarefas de previsão e classificação.
Conclusão
O QAmplifyNet marca um avanço significativo no campo da previsão de pedidos em falta. Ao conectar o gap entre o aprendizado de máquina tradicional e métodos inspirados em quantum, ele oferece uma ferramenta poderosa para as empresas que buscam melhorar seus processos de cadeia de suprimentos.
Com sua precisão notável e interpretabilidade, o QAmplifyNet pode ajudar organizações a otimizar seu gerenciamento de inventário, aumentar a satisfação do cliente e manter vantagens competitivas em um mercado em constante mudança.
À medida que a pesquisa nessa área continua, as aplicações do QAmplifyNet e modelos semelhantes têm o potencial de transformar como as empresas abordam previsões de pedidos em falta e o gerenciamento geral da cadeia de suprimentos, abrindo caminho para uma maior eficiência e eficácia na indústria.
Título: QAmplifyNet: Pushing the Boundaries of Supply Chain Backorder Prediction Using Interpretable Hybrid Quantum-Classical Neural Network
Resumo: 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.
Autores: Md Abrar Jahin, Md Sakib Hossain Shovon, Md. Saiful Islam, Jungpil Shin, M. F. Mridha, Yuichi Okuyama
Última atualização: 2023-10-15 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2307.12906
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2307.12906
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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Ligações de referência
- 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